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外墻涂料“鼻涕”雨痕的形成原因和解決方案

類別:企業動態 發布時間:2017-07-03 瀏覽人次:

外墻涂料的雨痕問題是建筑涂料最常見的漆膜病態之一,是變色發花的一種特殊表現形式,會嚴重影響到建筑物的外觀。外墻雨痕的種類繁多,由于川渝兩地去年至今年關于“鼻涕”雨痕的投訴較多,故本文重點介紹外墻涂料的“鼻涕”雨痕,并從該雨痕的形成原因、多發場合、評估方法、影響因素、投訴處理方法等方面來討論。

“鼻涕”雨痕是指漆膜被雨水或露水打濕后漆膜內的水溶性有機物質被水溶解并帶出,堆積在漆膜表面形成豎條狀光亮且有點發粘的痕跡,如圖一所示,由于在外觀上神似鼻涕,故在也常被稱為“流鼻涕”。

 

“鼻涕”雨痕的形成機理

外墻乳膠漆內都含有一些水溶性又難揮發的較高分子量有機物質和高分子有機物。這些親水性物質通常有乳液中帶來的乳化劑和保護膠,乳膠漆內的多聚磷酸鹽和丙烯酸類分散劑、增稠劑、潤濕劑和色漿帶來的分散劑和潤濕劑等,在水性涂料配方中使用這些親水性物質是必須的,并且在涂料完全固化后這些親水性物質在漆膜中完好地結合在一起,不太容易從干膜中快速溶解出來,因此也是安全可靠的。最終可能被雨水慢慢溶解出來,不僅對漆膜沒有危害而且能夠進一步提高涂膜的耐水性。

通常來說外墻乳膠漆根據乳液類型和用量,成膜助劑、助溶劑等配方的不同,在23℃和相對濕度為50%的條件下的養護干燥時間最少需要三到五天;國家標準中對漆膜理化性能的檢測通常是七天時間;國外相關標準則常常要求干燥一個月時間,如ASTM關于耐擦洗性的檢測是要求二十八天后進行。因為許多乳膠漆要達到完全固化成膜的確需要這么長時間。在低溫高濕的不利條件下,漆膜的固化時間還要進一步延長。基于這個原因,外墻乳膠漆在施工完成后的一個月內是處在高危風險中的。

外墻乳膠漆沒有完全固化成膜,特別是施工完成后2到24小時內遇到低溫高濕的天氣,涂膜表面產生結露或淋上小雨時乳膠漆漆膜內親水性物質極容易遷移到漆膜表面,在墻面形成富含親水性物質的水珠,水珠在重力的作用下向下流淌形成水線掛在墻面上,當水分完全揮發后親水性有機物質不能揮發,聚集析出在漆膜表面,便形成一道道明亮且有點粘性的痕跡。這種痕跡就是常說“鼻涕”雨痕。

外墻乳膠漆即使沒有完全干燥固化成膜時遇到較大雨水時通常也不會產生蝸牛紋,因為這時雖然水溶性物質也會溶出,但會被雨水沖走,不會聚集在漆膜表面,不易形成蝸牛紋;即使有少量殘留也會較均勻地分布在整個墻面上,不會產生明顯的光澤差異。 

“鼻涕”雨痕的多發場合

外墻乳膠漆中一定有親水性物質,故任何外墻乳膠漆都有產生“鼻涕”雨痕的可能,外墻涂料的蝸牛紋通常在下列場合下容易發生:

1. 氣候條件:低溫高濕季節的外墻乳膠漆干燥速度慢,遇上大霧時外墻表面結露,最容易產生嚴重的蝸牛紋,因為此時乳膠漆膜耐水性差,親水性物質很容易被露水溶解出來,并且由于大氣中濕度大,表面的露水長時間不能揮發,漆膜長時間浸泡在露水中可將大量水溶物抽取出來,太陽出來后水分揮發,親水性物質在漆膜表面析出,留下濃厚閃亮發白的痕跡,十分難看。小雨是外墻“鼻涕”雨痕產生的另一個氣候條件,此時雨水將漆膜內的水溶物萃取出來,并以水珠或水線的形式留在漆膜表面,水揮發后就會形成蝸牛紋或亮斑。

2. 時間:“鼻涕”雨痕最容易發生在施工后的24小時內,隨著時間延長,漆膜固化更充分,水溶性物質不易被溶解出來,出現蝸牛紋的可能性會越來越低。

3. 涂料品種:油性外墻涂料中由于沒有親水性物質,一般不會產生“鼻涕”雨痕。低光(或絲光)外墻乳膠漆,也就是乳液含量在30-40%的外墻乳膠漆最易出現蝸牛紋,而啞光外墻涂料(一般乳液含量在20-30%之間)、半光和高光外墻涂料(一般乳液含量在40%以上)相對來說不易發生蝸牛紋。在我國普通外墻涂料中乳液含量一般不高,出現蝸牛紋的幾率相對較低,但外墻彈性乳膠漆中乳液含量一般在35-40%之間,是最容易出現蝸牛紋的外墻涂料。 

4. 地理:由于蝸牛紋多發在易結露的低溫高濕的氣候條件和沿江、沿海的地理條件,我國的華東地區冬季、早春和仲秋季節氣溫低、濕度高,又多靠近江、河、湖、海,并且有一年到頭不間斷施工外墻涂料的傳統,特別是年未有趕工期的習慣,所有因素都高度符合“鼻涕”雨痕產生的條件,因此華東地區出現“鼻涕”雨痕的投訴最多;其次是華南和西南地區,因為雨水較多,濕度也較大;東北、華北、和西北地區由于空氣濕度較低、冬季不施工,出現的概率相對會少一些。

5. 色域:白色和淺色由于顏色的對比度不高,即使出現了雨痕也不太顯眼,并且由于不加或少加色漿,水溶物相對來說也較少,因此不易出現“鼻涕”雨痕。深色由于加入的色漿多,親水性物質相對更多,耐水性更差,并且出現“鼻涕”雨痕后顏色變化更明顯,因此更容易發生。

蝸牛紋的評估方法

1. 直接法:乳膠漆涂刷后干燥12小時后,將去離子水用羊毛刷涂布在漆膜表面,使水在漆膜表面形成條狀,待水揮發干燥后目測“鼻涕”雨痕的嚴重程度。

2. 結露法:設置適當條件讓漆膜表面結露(底材的溫度低于露點溫度),并形成條狀雨露掛在漆膜上,待水揮發干燥后目測“鼻涕”雨痕的嚴重程度。結露條件的設制可參考《HG/T4560-2013涂料的防結露性能測試方法》標準,但不能完全按此標準檢測,因為該標準是通過收集單位時間內露水的重量來評價涂料的防結露能力,并不能評估涂料的抗“鼻涕”雨痕的能力。

兩種評估方法各有利弊。直接法簡單方便,易操作,不需要特別的儀器,因此采用的更多。結露法的條件設置較困難,沒有標準的儀器可買,操作更繁瑣,采用的較少;但若條件設置恰當的話結露法更能模擬真實“鼻涕”雨痕產生的場景,評估效果會更好。“鼻涕”雨痕性評估多選用中、深灰色的外墻乳膠漆,因為如前所述,中深灰色最易產生,評估效果最好。 

“鼻涕”雨痕的影響因素

影響外墻乳膠漆產生“鼻涕”雨痕的因素很多,總結歸納起來可以從A、水溶物的源頭,B、水溶物的耐水性。

A. 水溶物的源頭

產生“鼻涕”雨痕的根本原因是乳膠漆內存在太多親水性物質,因此從源頭上考慮親水物質主要有成膜物質-乳液內的乳化劑和保護膠體;幫助顏、填料分散并長期穩定存在的分散劑以及調色色漿內含有的濕潤劑、分散劑等親水性物質,防止顏、填料沉降,提供涂料適當施工性能的流變增稠劑等。

B. 水溶物的耐水性

乳膠漆內的水溶物是必不可少,因此完全消除幾乎是不可能的,只要乳膠漆充分干燥完全成膜,乳膠漆的漆膜可以有很好的耐水性,此時水溶物的溶出通道基本被堵死,一般也不容易出現“鼻涕”雨痕。因此提高涂膜的耐水性,減少水溶物的溶出通道就可以有效降低“鼻涕”雨痕的發生。提高涂膜的耐水性的主要方法是提高成膜物乳液的耐水性,使用耐水性好的潤濕劑、 分散劑和色漿等,以及使用其它功能性助劑來提高涂料的耐水性。

以下是從上述兩個方面來分析外墻乳膠漆中各個組份對蝸牛紋的影響規律:

1. 乳液

從親水物質的源頭考慮,無皂乳液的抗“鼻涕”雨痕性最好,因為其不用或少用乳化劑以及使用可同乳液單體一起發生聚合的反應型乳化劑,使最終乳液中不含或少含乳化劑。 

從親水物的溶出通道考慮,乳液的耐水性越好,親水物越不易被雨水萃取出來,抗“鼻涕”雨痕性能越好。常見乳液的耐水性由好到差的順序一般是硅丙乳液-苯丙乳液-純丙乳液,研究表明外墻乳膠漆的抗“鼻涕”雨痕性一般也符合這一規律。

2. 助劑

乳膠漆配方中助劑很多,對“鼻涕”雨痕影響較大的助劑有潤濕劑、分散劑和增稠劑。潤濕劑、分散劑和增稠劑會從親水物質的源頭及親水物質的溶出通道兩個方面同時影響乳膠漆的抗“鼻涕”雨痕性能。首先,這些物質本身就是親水性物質,是“鼻涕”雨痕產生的源頭,其次這些物質可降低漆膜的耐水性,為親水物溶出提供通道。因此在滿足乳膠漆的各種能性要求的情況下應盡可能少用這些親水性助劑。

不同種類的潤濕、分散、增稠劑的耐水性不同,因此其抗“鼻涕”雨痕性能也不同。耐水性越好,則其抗“鼻涕”雨痕性能也越好。潤濕劑的耐水性同HLB值直接相關,HLB值越大,親水性越好,抗“鼻涕”雨痕性能越差;HLB值越小,疏水性越好,抗“鼻涕”雨痕性能越好。分散劑的耐水性變化規律一般是從共聚物銨鹽分散劑-共聚物鈉鹽分散劑-均聚物銨鹽分散劑-均聚物鈉鹽分散劑的耐水性逐漸變差,其抗“鼻涕”雨痕能也相應變差。常見增稠劑耐水性由締合型-纖維素-HASE-ASE逐步變差,一般其抗蝸牛紋性能也同步變差。

3. 色漿 

色漿可以從親水物的源頭、親水物溶出通道和色域敏感性等三個方面影響“鼻涕”雨痕。水性色漿內含有大量潤濕劑和分散劑,它們既是親水物又影響涂料的耐水性,可從兩方面同時影響抗“鼻涕”雨痕能。深色外墻乳膠漆加需要加入大量色漿,對抗“鼻涕”雨痕性能影響更大。

蝸牛紋的投訴處理方法

即使是按以上方法精心優化的外墻乳膠涂料配方,要完全除去水溶性物質也是不可能的,因此任何外墻乳膠漆在極端氣候條件下都有可能出現“鼻涕”雨痕問題。一旦出現“鼻涕”雨痕投訴如何處理呢?一般情況下,最好的處理方法就是不處理。在特定氣候條件下都可能出現“鼻涕”雨痕現象,它是乳膠漆的固有特性,因此有人認為“鼻涕”雨痕不是乳膠漆的質量問題。正是基于這個原因,在中華人民共和國建工標準“外墻涂料吸水性的分級與測定”中要求測試外墻涂料的吸水率時需要先用三級水浸泡三個循環,以除去漆膜內的水溶物,再進行檢測。

當然話也要說回來,如果出現了圖一中這樣嚴重的“鼻涕”雨痕的話,置之不理肯定是不行的。正確的處理方法是到現場對甲方進行演示并作出解釋:在問題現場用水對“鼻涕”雨痕進行沖洗,待水干燥后一般“鼻涕”就會完全消失,因為表面發亮的有機物質是水溶性的;同時向甲方解釋“鼻涕”雨痕產生的原因,并說明只要等下一場雨,完全淋濕墻面,蝸牛紋就可以完全消失,不會影響涂膜的外觀裝飾性和保護功能。由于溶解出的是對涂膜性能有害的水溶性物質,所以對最終漆膜質量也沒有負面影響。如果要急于消除外墻涂料表面的蝸牛紋,也可以在涂料實干后對外墻面用自來水進行人工沖洗。重新涂裝一般不是一個好辦法,因為一是要浪費大量的材力和人力,如果氣候條件不好的話再出現蝸牛紋的幾率仍然很高,二是甲方會真的認為你的涂料有嚴重的質量問題,名譽受損。

結論

作為常見外墻雨痕之一的“鼻涕”雨痕是由于乳膠漆的漆膜被雨水或露水打濕后漆膜內的水溶性有機物質被水溶解并帶出,堆積在漆膜表面形成豎條狀發花的光亮痕跡。通常乳液用量在30-40%的外墻乳膠漆在施工完成初期特別是24小時內遇到大霧結露或小雨時最容易出現蝸牛紋。

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