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外墙涂料“鼻涕”雨痕的形成原因和解决方案

类别:企业动态 发布时间:2017-07-03 浏览人次:

外墙涂料的雨痕问题是建筑涂料最常见的漆膜病态之一,是变色发花的一种特殊表现形式,会严重影响到建筑物的外观。外墙雨痕的种类繁多,由于川渝两地去年至今年关于“鼻涕”雨痕的投诉较多,故本文重点介绍外墙涂料的“鼻涕”雨痕,并从该雨痕的形成原因、多发场合、评估方法、影响因素、投诉处理方法等方面来讨论。

“鼻涕”雨痕是指漆膜被雨水或露水打湿后漆膜内的水溶性有机物质被水溶解并带出,堆积在漆膜表面形成竖条状光亮且有点发粘的痕迹,如图一所示,由于在外观上神似鼻涕,故在也常被称为“流鼻涕”。

 

“鼻涕”雨痕的形成机理

外墙乳胶漆内都含有一些水溶性又难挥发的较高分子量有机物质和高分子有机物。这些亲水性物质通常有乳液中带来的乳化剂和保护胶,乳胶漆内的多聚磷酸盐和丙烯酸类分散剂、增稠剂、润湿剂和色浆带来的分散剂和润湿剂等,在水性涂料配方中使用这些亲水性物质是必须的,并且在涂料完全固化后这些亲水性物质在漆膜中完好地结合在一起,不太容易从干膜中快速溶解出来,因此也是安全可靠的。最终可能被雨水慢慢溶解出来,不仅对漆膜没有危害而且能够进一步提高涂膜的耐水性。

通常来说外墙乳胶漆根据乳液类型和用量,成膜助剂、助溶剂等配方的不同,在23℃和相对湿度为50%的条件下的养护干燥时间最少需要三到五天;国家标准中对漆膜理化性能的检测通常是七天时间;国外相关标准则常常要求干燥一个月时间,如ASTM关于耐擦洗性的检测是要求二十八天后进行。因为许多乳胶漆要达到完全固化成膜的确需要这么长时间。在低温高湿的不利条件下,漆膜的固化时间还要进一步延长。基于这个原因,外墙乳胶漆在施工完成后的一个月内是处在高危风险中的。

外墙乳胶漆没有完全固化成膜,特别是施工完成后2到24小时内遇到低温高湿的天气,涂膜表面产生结露或淋上小雨时乳胶漆漆膜内亲水性物质极容易迁移到漆膜表面,在墙面形成富含亲水性物质的水珠,水珠在重力的作用下向下流淌形成水线挂在墙面上,当水分完全挥发后亲水性有机物质不能挥发,聚集析出在漆膜表面,便形成一道道明亮且有点粘性的痕迹。这种痕迹就是常说“鼻涕”雨痕。

外墙乳胶漆即使没有完全干燥固化成膜时遇到较大雨水时通常也不会产生蜗牛纹,因为这时虽然水溶性物质也会溶出,但会被雨水冲走,不会聚集在漆膜表面,不易形成蜗牛纹;即使有少量残留也会较均匀地分布在整个墙面上,不会产生明显的光泽差异。 

“鼻涕”雨痕的多发场合

外墙乳胶漆中一定有亲水性物质,故任何外墙乳胶漆都有产生“鼻涕”雨痕的可能,外墙涂料的蜗牛纹通常在下列场合下容易发生:

1. 气候条件:低温高湿季节的外墙乳胶漆干燥速度慢,遇上大雾时外墙表面结露,最容易产生严重的蜗牛纹,因为此时乳胶漆膜耐水性差,亲水性物质很容易被露水溶解出来,并且由于大气中湿度大,表面的露水长时间不能挥发,漆膜长时间浸泡在露水中可将大量水溶物抽取出来,太阳出来后水分挥发,亲水性物质在漆膜表面析出,留下浓厚闪亮发白的痕迹,十分难看。小雨是外墙“鼻涕”雨痕产生的另一个气候条件,此时雨水将漆膜内的水溶物萃取出来,并以水珠或水线的形式留在漆膜表面,水挥发后就会形成蜗牛纹或亮斑。

2. 时间:“鼻涕”雨痕最容易发生在施工后的24小时内,随着时间延长,漆膜固化更充分,水溶性物质不易被溶解出来,出现蜗牛纹的可能性会越来越低。

3. 涂料品种:油性外墙涂料中由于没有亲水性物质,一般不会产生“鼻涕”雨痕。低光(或丝光)外墙乳胶漆,也就是乳液含量在30-40%的外墙乳胶漆最易出现蜗牛纹,而哑光外墙涂料(一般乳液含量在20-30%之间)、半光和高光外墙涂料(一般乳液含量在40%以上)相对来说不易发生蜗牛纹。在我国普通外墙涂料中乳液含量一般不高,出现蜗牛纹的几率相对较低,但外墙弹性乳胶漆中乳液含量一般在35-40%之间,是最容易出现蜗牛纹的外墙涂料。 

4. 地理:由于蜗牛纹多发在易结露的低温高湿的气候条件和沿江、沿海的地理条件,我国的华东地区冬季、早春和仲秋季节气温低、湿度高,又多靠近江、河、湖、海,并且有一年到头不间断施工外墙涂料的传统,特别是年未有赶工期的习惯,所有因素都高度符合“鼻涕”雨痕产生的条件,因此华东地区出现“鼻涕”雨痕的投诉最多;其次是华南和西南地区,因为雨水较多,湿度也较大;东北、华北、和西北地区由于空气湿度较低、冬季不施工,出现的概率相对会少一些。

5. 色域:白色和浅色由于颜色的对比度不高,即使出现了雨痕也不太显眼,并且由于不加或少加色浆,水溶物相对来说也较少,因此不易出现“鼻涕”雨痕。深色由于加入的色浆多,亲水性物质相对更多,耐水性更差,并且出现“鼻涕”雨痕后颜色变化更明显,因此更容易发生。

蜗牛纹的评估方法

1. 直接法:乳胶漆涂刷后干燥12小时后,将去离子水用羊毛刷涂布在漆膜表面,使水在漆膜表面形成条状,待水挥发干燥后目测“鼻涕”雨痕的严重程度。

2. 结露法:设置适当条件让漆膜表面结露(底材的温度低于露点温度),并形成条状雨露挂在漆膜上,待水挥发干燥后目测“鼻涕”雨痕的严重程度。结露条件的设制可参考《HG/T4560-2013涂料的防结露性能测试方法》标准,但不能完全按此标准检测,因为该标准是通过收集单位时间内露水的重量来评价涂料的防结露能力,并不能评估涂料的抗“鼻涕”雨痕的能力。

两种评估方法各有利弊。直接法简单方便,易操作,不需要特别的仪器,因此采用的更多。结露法的条件设置较困难,没有标准的仪器可买,操作更繁琐,采用的较少;但若条件设置恰当的话结露法更能模拟真实“鼻涕”雨痕产生的场景,评估效果会更好。“鼻涕”雨痕性评估多选用中、深灰色的外墙乳胶漆,因为如前所述,中深灰色最易产生,评估效果最好。 

“鼻涕”雨痕的影响因素

影响外墙乳胶漆产生“鼻涕”雨痕的因素很多,总结归纳起来可以从A、水溶物的源头,B、水溶物的耐水性。

A. 水溶物的源头

产生“鼻涕”雨痕的根本原因是乳胶漆内存在太多亲水性物质,因此从源头上考虑亲水物质主要有成膜物质-乳液内的乳化剂和保护胶体;帮助颜、填料分散并长期稳定存在的分散剂以及调色色浆内含有的湿润剂、分散剂等亲水性物质,防止颜、填料沉降,提供涂料适当施工性能的流变增稠剂等。

B. 水溶物的耐水性

乳胶漆内的水溶物是必不可少,因此完全消除几乎是不可能的,只要乳胶漆充分干燥完全成膜,乳胶漆的漆膜可以有很好的耐水性,此时水溶物的溶出通道基本被堵死,一般也不容易出现“鼻涕”雨痕。因此提高涂膜的耐水性,减少水溶物的溶出通道就可以有效降低“鼻涕”雨痕的发生。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,使用耐水性好的润湿剂、 分散剂和色浆等,以及使用其它功能性助剂来提高涂料的耐水性。

以下是从上述两个方面来分析外墙乳胶漆中各个组份对蜗牛纹的影响规律:

1. 乳液

从亲水物质的源头考虑,无皂乳液的抗“鼻涕”雨痕性最好,因为其不用或少用乳化剂以及使用可同乳液单体一起发生聚合的反应型乳化剂,使最终乳液中不含或少含乳化剂。 

从亲水物的溶出通道考虑,乳液的耐水性越好,亲水物越不易被雨水萃取出来,抗“鼻涕”雨痕性能越好。常见乳液的耐水性由好到差的顺序一般是硅丙乳液-苯丙乳液-纯丙乳液,研究表明外墙乳胶漆的抗“鼻涕”雨痕性一般也符合这一规律。

2. 助剂

乳胶漆配方中助剂很多,对“鼻涕”雨痕影响较大的助剂有润湿剂、分散剂和增稠剂。润湿剂、分散剂和增稠剂会从亲水物质的源头及亲水物质的溶出通道两个方面同时影响乳胶漆的抗“鼻涕”雨痕性能。首先,这些物质本身就是亲水性物质,是“鼻涕”雨痕产生的源头,其次这些物质可降低漆膜的耐水性,为亲水物溶出提供通道。因此在满足乳胶漆的各种能性要求的情况下应尽可能少用这些亲水性助剂。

不同种类的润湿、分散、增稠剂的耐水性不同,因此其抗“鼻涕”雨痕性能也不同。耐水性越好,则其抗“鼻涕”雨痕性能也越好。润湿剂的耐水性同HLB值直接相关,HLB值越大,亲水性越好,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。分散剂的耐水性变化规律一般是从共聚物铵盐分散剂-共聚物钠盐分散剂-均聚物铵盐分散剂-均聚物钠盐分散剂的耐水性逐渐变差,其抗“鼻涕”雨痕能也相应变差。常见增稠剂耐水性由缔合型-纤维素-HASE-ASE逐步变差,一般其抗蜗牛纹性能也同步变差。

3. 色浆 

色浆可以从亲水物的源头、亲水物溶出通道和色域敏感性等三个方面影响“鼻涕”雨痕。水性色浆内含有大量润湿剂和分散剂,它们既是亲水物又影响涂料的耐水性,可从两方面同时影响抗“鼻涕”雨痕能。深色外墙乳胶漆加需要加入大量色浆,对抗“鼻涕”雨痕性能影响更大。

蜗牛纹的投诉处理方法

即使是按以上方法精心优化的外墙乳胶涂料配方,要完全除去水溶性物质也是不可能的,因此任何外墙乳胶漆在极端气候条件下都有可能出现“鼻涕”雨痕问题。一旦出现“鼻涕”雨痕投诉如何处理呢?一般情况下,最好的处理方法就是不处理。在特定气候条件下都可能出现“鼻涕”雨痕现象,它是乳胶漆的固有特性,因此有人认为“鼻涕”雨痕不是乳胶漆的质量问题。正是基于这个原因,在中华人民共和国建工标准“外墙涂料吸水性的分级与测定”中要求测试外墙涂料的吸水率时需要先用三级水浸泡三个循环,以除去漆膜内的水溶物,再进行检测。

当然话也要说回来,如果出现了图一中这样严重的“鼻涕”雨痕的话,置之不理肯定是不行的。正确的处理方法是到现场对甲方进行演示并作出解释:在问题现场用水对“鼻涕”雨痕进行冲洗,待水干燥后一般“鼻涕”就会完全消失,因为表面发亮的有机物质是水溶性的;同时向甲方解释“鼻涕”雨痕产生的原因,并说明只要等下一场雨,完全淋湿墙面,蜗牛纹就可以完全消失,不会影响涂膜的外观装饰性和保护功能。由于溶解出的是对涂膜性能有害的水溶性物质,所以对最终漆膜质量也没有负面影响。如果要急于消除外墙涂料表面的蜗牛纹,也可以在涂料实干后对外墙面用自来水进行人工冲洗。重新涂装一般不是一个好办法,因为一是要浪费大量的材力和人力,如果气候条件不好的话再出现蜗牛纹的几率仍然很高,二是甲方会真的认为你的涂料有严重的质量问题,名誉受损。

结论

作为常见外墙雨痕之一的“鼻涕”雨痕是由于乳胶漆的漆膜被雨水或露水打湿后漆膜内的水溶性有机物质被水溶解并带出,堆积在漆膜表面形成竖条状发花的光亮痕迹。通常乳液用量在30-40%的外墙乳胶漆在施工完成初期特别是24小时内遇到大雾结露或小雨时最容易出现蜗牛纹。

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