关于真石漆的正交试验优化设计研究

　　王东波 康智慧 刘海廷 佀庆法
　　
　　（山东圣光化工集团有限公司，山东广饶257300）
　　
　　摘要：随着外墙外保温技术的推广实施，真石漆作为建筑外墙装饰材料的优越性得到了进一步体现。然而在真石漆的施工应用中，经常会出现一些影响质量、装饰效果的问题，具有一定的普遍性。从配方和材料的角度对这些问题进行分析探讨，采用正交试验优化配方。
　　
　　关键词：真石漆；正交设计；性能分析
　　
　　0引言
　　
　　随着国家、区域、地方建筑节能相关规范和标准的相继颁布实施，外墙外保温已被大量用于建筑装饰工程。在建筑节能体系中，均提出采用保温板材（如EPS板）作保温层，采用建筑涂料作饰面层。真石漆由于其施工方便，具有天然石材的质感和装饰效果，在高层建筑外墙外装饰工程中，深受广大业主和建设者的青睐。但是在采用真石漆作饰面层时，经常会出现一些影响质量和装饰效果的问题。这些问题有些是由原材料选择和配方设计不当所引起，有些则因施工方法不正确所致。本文从配方和材料的角度对解决这些问题进行探讨，采用正交试验优化配方。
　　
　　1实验部分
　　
　　1.1实验仪器及设备
　　
　　SFJ-400砂磨、分散、搅拌多用机，上海现代环境工程技术公司；JG328B电光分析天平，上海医用激光仪器厂；CMT-4200电子万能试验机，深圳三思实验设备有限公司。
　　
　　1.2涂料的制备
　　
　　将乳液、成膜助剂、纤维素、水、消泡剂和助溶剂按照一定的比例加入到分散机中分散均匀，然后加入各种配比的彩砂充分搅拌分散，再用适量的增稠剂调整黏度，分散均匀，即得成品。
　　
　　1.3正交试验设计
　　
　　本试验结合实际经验设计正交试验，选取乳液用量、彩砂搭配和增稠剂为主要因素。考察乳液用量、彩砂配比和增稠剂选用对产品黏结强度、吸水性、掉砂情况、漆膜软硬的影响，从而确定合适的搭配。具体实验因素见表1，正交试验正交表见表2。

　　表1正交实验因素水平表

　　注：①20~40目30%，40~80目50%，80~120目20%；②20~40目50%，40~80目20%，80~120目30%；③20~40目20%，40~80目30%，80~120目50%。

　　表2正交试验表

　　注：掉砂情况1~5，1最差，5最好。
　　
　　2结果与讨论
　　
　　2.1黏结强度的影响因素
　　
　　由于真石漆的自重较大，所以它的黏结强度指标尤为重要。高黏结强度的真石漆可以提高附着力，避免涂层发生剥落。正交试验表明：增加乳液用量可以显著提高真石漆的黏结强度。本试验中所用乳液的Tg为35℃，最低成膜温度26℃，乳液本身的黏结强度为3.6MPa。增加乳液用量可以显著提高真石漆的黏结强度的可能原因为：
　　
　　（1）由于真石漆产品中所用乳液的黏结强度基本都大于3MPa，而真石漆本身黏结强度要远小于3MPa，所以随着高黏结强度乳液用量的增大，真石漆产品黏结强度随之增大。
　　
　　（2）真石漆产品由于采用了大量粗粒径的砂粒，在干燥成膜过程中，乳液含量较少时，真石漆干燥后漆膜疏松，不够致密，黏结强度较低。泡水后乳液含量少的真石漆产品黏结强度会明显降低。正交试验还表明：增加纤维素用量、合理的彩砂配比也可以提高真石漆的黏结强度。
　　
　　2.2吸水率的影响因素
　　
　　合格的真石漆应该具有较低的吸水率，从而避免真石漆涂层在每次下雨以后，出现涂层发白、发花，涂层变得疏松，而经太阳一晒，涂层又恢复原来的颜色。正交实验表明：随着纤维素类增稠剂用量的增加，真石漆的吸水率大幅提高。羟乙基纤维素为水溶性产品，含有大量的亲水基团。真石漆成膜后，它残留在漆膜中，从而降低了真石漆的耐水性。由于真石漆的涂层较厚，一旦吸收了水分后，不容易在较短的时间内释放出来，因此造成外观发白，涂层内部疏松的结果。

　　 　　2.3掉砂情况的影响因素
　　
　　有些真石漆产品在喷涂施工过程中，会出现大量掉砂现象。这不仅造成浪费，还会造成产品外观的变化。除施工原因外，彩砂的使用类型、级数配比亦会造成此类问题。本文主要通过确定相同施工条件、相同彩砂类型来研究不同彩砂级数搭配对掉砂情况的影响。正交试验表明：彩砂配比在20~40目30%，40~80目50%，80~120目20%时，施工时掉砂较少，涂层的质量也较好。
　　
　　2.4最佳配方和性能测试
　　
　　跟据正交分析表，综合考虑成本因素、产品本身质量要求等，最终确定真石漆产品的优化配方如表3所示，产品主要性能检测结果见表4。

　　表3优化配方

　　表4性能检测结果

　　注：技术指标参照JG/T24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》。
　　
　　3结语
　　
　　（1）经正交试验所确定的真石漆最佳配方为：苯丙乳液15%；彩砂配比为20~40目30%，40~80目50%，80~120目20%；羟乙基纤维素0.1%。（2）增加乳液用量可以显著提高真石漆的黏结强度。彩砂配比采用大比例粗砂与细砂搭配，使涂层更致密，并提高质感。使用纤维素增稠剂可以降低真石漆干燥速度，提高真石漆的黏滞感，便于施工，但会增加产品的吸水率。