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固态水性成膜物质——可再分散乳胶粉简介
发布者:斯凯肯  发布时间:2024-11-15   浏览量:22次

  可再分散乳胶粉是由一种醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯-VeoVa或乙烯或丙烯酸酯等二元或三元的共聚物,经过喷雾干燥得到的改性乳液粉末,它具有良好的可再分散性,与水接触时重新分散成乳液,并且其化学性能与初始乳液完全相同。

  一、可再分散胶粉的发展历史

  可再分散胶粉的研究始于1934年德国的I.G.FarbenindusAC公司的聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉和日本的粉末乳胶。二战后劳动力和建筑资源严重缺乏,迫使欧洲尤其是德国采用各种粉体建材来提高建设效率,上世纪50年代后期,德国的赫斯特公司和瓦克化学公司开始可再分散乳胶粉的工业化生产。当时,可再分散乳胶粉也主要为聚醋酸乙烯类型,主要用于木工胶,墙面底漆和水泥系壁材等。但是由于PVAc胶粉的**低成膜温度高,耐水性差,耐碱性差等性能的局限,其使用受到较大的**。

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  随着VAE乳液和VA/VeoVa乳液的工业化成功,上个世纪60年代,**低成膜温度为0℃,具有较好耐水性和耐碱性的可再分散乳胶粉被开发出来,之后,其应用在欧洲得到广泛的推广,使用的范围也逐渐扩展到各种结构和非结构建筑粘合剂,如干混水泥砂浆、墙体保温及饰面系统、墙体抹平胶和密封灰膏、粉末涂料、建筑腻子、非室内膨胀型钢结构防火涂料等领域。

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  近几年,欧洲和北美地区可再分散乳胶粉的需求增长较为缓慢,与之相反,随着我国建筑节能政策逐步实施及建筑干混水泥砂浆、非室内膨胀型钢结构防火涂料的大力推广,可再分散乳胶粉在中国大陆的使用迅猛增长,国外的跨国公司和国内的一些企业也纷纷在全国各地上马可再分散乳胶粉项目。

  据有关专家统计,2003年,可再分散乳胶粉全球产量19万吨,主要在欧洲和北美地区使用,中国市场的消费量不足5000吨,而2007年,中国可再分散乳胶粉市场消费量已达4~5万吨,主要供应厂家是德国瓦克,美国国民淀粉,山西三维,预测2010年,国内可再分散乳胶粉的需求量将达到10万吨。

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  目前,在中国,德国瓦克已投产10000吨胶粉装置,在建一套年产30000吨可再分散乳胶粉的装置;美国国民淀粉在建的一套年产35000吨可再分散乳胶粉生产线预计2008年底投产;三维现有两套生产线,产能30000吨;川维现有一套年产2000吨装置,已着手建设年产10000吨胶粉项目。其他还有台湾大连化学,科莱恩,罗地亚,陶氏,可乐丽,意大利VINAVIL以及二,三十家国内生产厂家,台湾大连已在国内建厂。华东地区,安徽皖维也在建立可再分散胶粉的项目。

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  近几年,国内可再分散乳胶粉的需求呈现快速增长的势头,销量逐年增长较快。从侧面了解到,尽管今年国家财政实行银根紧缩政策以及房地产市场表现出不景气状况,但这并没有影响到瓦克,国民淀粉,三维等几个大的胶粉厂家的今年前几个月的销售量(当然了,这也和北京有机化工厂在VAE乳液在销售旺季时停产有很大关系)。目前市场上可再分散乳胶粉主要以瓦克(29~31元/公斤),国民淀粉(28~30元/公斤),三维(22.4~23.5元/公斤),台湾大连(25~28元/公斤)为主,其他国内厂家的产品价格约为20~26元/公斤不等,市场销售情况也不尽相同。

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  另据统计,中国每年约有20多亿平方米的新建建筑,还有几百个亿平方米的存量建筑需要改造,随着国家建筑节能法律,法规的实施和非室内膨胀型钢结构防火涂料技术的大力推广,以及各省市对非室内膨胀型钢结构防火涂料在工地现场搅拌的**,可在分散乳胶粉的应用必将得到大力发展。

  二、可再分散乳胶粉的种类:

  1.目前市场主要应用的可再分散乳胶粉有:

  醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉(Vac/E),乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉(E/Vc/VL),醋酸乙烯酯与乙烯及**脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉(Vac/E/VeoVa),醋酸乙烯酯与**脂肪酸乙烯酯共聚胶粉(Vac/VeoVa),丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉(A/S),醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及**脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉(Vac/A/VeoVa),醋酸乙烯酯均聚胶粉(PVac),苯乙烯与丁二烯共聚胶粉(SBR)等。

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  2.可再分散乳胶粉组成结构

  ⑴聚合物树脂:位于胶粉颗粒的核心部分,也是可再分散乳胶粉发挥作用的主要成分。

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  ⑵添加剂(内):与树脂在一起起到改性树脂的作用。

  ⑶添加剂(外):为进一步扩展可再分散乳胶粉的性能又另添加材料。

  ⑷保护胶体:在可再分散乳胶粉颗粒的表面包裹的一层亲水性材料,绝大多数可再分散乳胶粉的保护胶体为聚乙烯醇。

  ⑸抗结块剂:细矿物填料,主要用于防止胶粉在储运过程中结块以及便于胶粉流动(从纸袋或槽车中倾倒出来)

  三、可在分散乳胶粉的作用:

  可再分散乳胶粉分散后成膜并作为第二种胶粘剂发挥增强作用;

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  1.保护胶体被水泥砂浆或非室内膨胀型钢结构防火涂料体系吸收成膜后不会被水破坏掉,或“二次分散”;

  2.成膜的聚合物树脂作为增强材料分布于整个水泥砂浆或非室内膨胀型钢结构防火涂料体系中,从而增加了水泥砂浆或非室内膨胀型钢结构防火涂料的内聚力;

  四、可再分散乳胶粉在非室内膨胀型钢结构防火涂料中的作用:

  1.提升施工性能:可再分散乳胶粉能够优化施工操作的便利性。在施工过程中,它有助于涂料更好地附着于钢结构表面,使得施工人员能够更均匀、顺畅地涂抹涂料,减少施工过程中的阻碍,提高整体施工效率和质量。

  2.改良流动性能:对涂料的流动性能有着积极的改善作用。它能够调整涂料的流变特性,使涂料在钢结构表面的流动更加自然、均匀,避免出现局部堆积或流动不畅的情况,从而确保钢结构表面能够被涂料完整、均匀地覆盖。

  3.增强触变与抗垂性:可显著增强涂料的触变性和抗垂性。触变性使涂料在受到外力作用时(如搅拌或涂抹时)能够迅速改变其粘度,便于施工操作;而抗垂性则保证了涂料在垂直或倾斜的钢结构表面涂抹后不会因重力作用而过度流淌,确保涂层厚度均匀一致。

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  4.优化内聚力:有助于改进涂料内部的内聚力。这意味着涂料中的各个成分能够更好地相互结合在一起,形成一个更加稳定、紧密的结构,提高涂料整体的结构完整性,从而增强对钢结构的防护效果。

  5.延长开放时间:能够有效地延长涂料的开放时间。开放时间的延长为施工提供了更充裕的操作时间,尤其是在较大面积或复杂结构的钢结构防火涂料施工过程中,施工人员有更多时间对涂料进行处理,如调整涂层厚度、修补局部缺陷等,有助于提高施工质量。

  6.强化保水性:在增强涂料保水性方面发挥着关键作用。保水性的提高能够防止涂料中的水分过快蒸发,确保涂料在干燥过程中能够保持适当的水分含量,这对于涂料的固化过程以及**终形成的涂层质量有着重要影响,有助于形成质量更好、性能更稳定的防火涂层。

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  五、可再分散乳胶粉在非室内膨胀型钢结构防火涂料固化后的作用:

  可再分散乳胶粉在非室内膨胀型钢结构防火涂料固化后具有诸多重要作用:

  1.提升拉伸强度:可再分散乳胶粉能够有效提高防火涂料固化后的拉伸强度。这使得涂料在受到拉伸力作用时,更不容易出现断裂或破损的情况,从而增强了整个防火涂层对钢结构的保护能力,确保其在复杂应力环境下仍能维持结构的完整性。

  2.增强抗弯折强度:它有助于增加防火涂料的抗弯折强度。在钢结构可能面临的各种外力作用下,如震动、碰撞或结构变形等情况,抗弯折强度的增强可以使防火涂层更好地抵御弯折应力,避免涂层出现裂缝或剥落,进而持续有效地发挥防火功能。

  3.降低弹性模量:可再分散乳胶粉能够减小防火涂料的弹性模量。较低的弹性模量意味着涂料在受到外力时更容易发生弹性变形,这种特性有助于涂料更好地适应钢结构在不同工况下的微小变形,从而减少因应力集中而导致的涂层损坏风险。

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  4.提高可变形性:对提高防火涂料的可变形性有着积极意义。可变形性的提高使得涂料在钢结构发生变形时能够随之相应地改变自身形状,而不会轻易破裂或失去防护功能,确保在钢结构的动态使用过程中,防火涂层始终保持完好。

  5.增加材料密实度:能够增加防火涂料的材料密实度。密实的材料结构可以减少涂层中的孔隙和缺陷,提高防火涂料的物理性能,如抗渗透性和抗腐蚀性等,从而为钢结构提供更**、更持久的防火保护。

  6.增强耐磨强度:可显著增强防火涂料的耐磨强度。在钢结构的日常使用或维护过程中,可能会受到各种摩擦和磨损,耐磨强度的提高可以使防火涂层更耐磨损,延长其使用寿命,确保防火功能不受影响。

  7.提高内聚强度:有助于提高防火涂料的内聚强度。内聚强度的提升意味着涂料内部各成分之间的结合更加紧密,形成一个更加稳固的整体结构,这不仅有助于提高涂层的力学性能,还能增强其抵抗外界侵蚀的能力。

  8.降低碳化深度:可再分散乳胶粉能够有效降低防火涂料的碳化深度。在火灾发生时,较低的碳化深度可以使防火涂层在更长时间内保持其结构完整性和防火性能,为钢结构提供更可靠的防火保护。

  9.减少材料吸水性:它有助于减少防火涂料的材料吸水性。较低的吸水性可以防止水分进入涂层内部,避免因水分引起的涂层膨胀、软化或其他性能下降的问题,确保防火涂层在不同湿度环境下都能稳定发挥作用。

  10.赋予材料**憎水性(加入憎水性胶粉):当加入憎水性胶粉后,可再分散乳胶粉能使防火涂料材料具有**的憎水性。这种憎水性能可以使涂料表面不易被水浸湿,有效防止水分对涂层和钢结构的侵蚀,进一步提高防火涂层的耐久性和防护效果。