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40年代
直到二戰(zhàn)結(jié)束,乳膠漆還沒(méi)有在建筑涂料中得到應(yīng)用,幾乎所有的建筑都涂著由油性樹(shù)酯和醇酸樹(shù)酯制造的油漆。這些油漆在內(nèi)外墻涂裝上都能表現(xiàn)出良好的性能,但溶劑的使用使其極其易燃并帶來(lái)刺鼻的氣味;同時(shí)它們非常不容易清除,需要用其它溶劑如礦物油或松香油來(lái)。
1939年“紐約國(guó)際交易會(huì)”曾經(jīng)在磚石墻面表面使用了由醇酸樹(shù)酯制成的水性涂料,這在當(dāng)時(shí)僅僅是對(duì)水性涂料應(yīng)用的一種嘗試。而真正可稱為現(xiàn)代乳膠漆的祖先的是一種為二戰(zhàn)中軍用輪胎開(kāi)發(fā)的合成橡膠——GRS,它由兩種乳液聚合物:丁二烯(軟)和苯乙烯(硬)以60/40的比例組成。這種涂料比醇酸樹(shù)酯涂料干得快,氣味小很多并且容易清洗。在SBR之后其他種類的乳液也進(jìn)入了開(kāi)發(fā),其中以醋酸乙烯(PVA)聚合物為最多,并且通過(guò)馬來(lái)酸、延胡索酸、丙烯酸酯或乙烯酯進(jìn)行改性。改性后的PVA比SBR便宜,且氣味更低。SBR在當(dāng)時(shí)得到了廣泛的應(yīng)用;而當(dāng)需要更硬的涂膜和更好的外墻涂料耐久性時(shí)PVA就能發(fā)揮作用。
當(dāng)然這些早期的水性涂料沒(méi)有一種能夠達(dá)到溶劑型涂料的性能,同時(shí)它們也無(wú)法從成本上超越醇酸樹(shù)脂涂料。因此這種水性涂料在當(dāng)時(shí)只是作為一種時(shí)髦的涂料,而沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
1953年丙烯酸乳液誕生
1953年羅門(mén)哈斯公司推出了第一代100%純丙烯酸乳液Rhoplex AC-33,它由丙烯酸酯和甲基丙烯酸合成。基于丙烯酸乳液的水性涂料沿襲了其它非丙烯酸水性涂料的特點(diǎn),快干、低氣味和容易清洗,同時(shí)丙烯酸乳液也為涂料生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了其它優(yōu)勢(shì)。純丙烯酸Rhoplex AC-33乳液的漆膜更耐久,比SBR和PVA有更高的耐堿性。油性醇酸樹(shù)脂漆能提供高光的涂膜,漆膜表面光滑,且附著力很好,在外墻涂料和裝飾漆中得到了廣泛應(yīng)用;而當(dāng)時(shí)的Rhoplex? AC-33則僅僅局限于內(nèi)墻的涂裝。醇酸樹(shù)脂漆的耐堿性很差,尤其是新磚石墻面基材上,Rhoplex AC-33的表現(xiàn)則較好,且磚石墻面基材對(duì)附著力的要求比木頭基材低,因此Rhoplex ?AC-33成為在此領(lǐng)域中應(yīng)用的首選。
60年代
第一代丙烯酸乳液附著力差的特點(diǎn)使它們?cè)谕鈮ν苛系膽?yīng)用中經(jīng)常發(fā)生開(kāi)裂、起泡、剝落的現(xiàn)象。 60年代初研制出新的丙烯酸乳液,科學(xué)家們?cè)诰酆线^(guò)程中加入了其他單體,使乳液對(duì)新的或刷過(guò)涂料基材的附著力大大加強(qiáng)。幾年后,丙烯酸乳液的耐久性通過(guò)聚合物合成技術(shù)的改進(jìn)得到了加強(qiáng),它們被賦予了抗紫外光和防潮的性能,同時(shí)著色力和抗粉化也得到了加強(qiáng)。
70年代
進(jìn)入70年代,科學(xué)家們開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)在粉化基材上也能有良好附著力的丙烯酸乳液,而這種乳液不使用醇酸樹(shù)脂改性。通過(guò)調(diào)整聚合穩(wěn)定性,一種有出色附著力的乳液誕生,這種乳液與在同時(shí)由羅門(mén)哈斯公司開(kāi)發(fā)出的新增稠劑——締合型增稠劑有著非常好的配合。在當(dāng)時(shí)幾乎所有的乳液都被研制成與纖維素類增稠劑配伍,因此這種乳液與締合型增稠劑配合的優(yōu)點(diǎn)并沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)。
耐污漬封閉低漆。早在60年代,科學(xué)家們通過(guò)在不同基材上的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)早期的建筑涂料乳液并不能用于金屬表面,因?yàn)槠崮げ荒芊忾]金屬基材遇到潮濕而腐蝕。在當(dāng)時(shí)唯一的解決方法就是使用活躍的顏填料來(lái)中和這種化學(xué)反應(yīng),由此造成的不良后果就是對(duì)人類健康和環(huán)境的損壞。1979年科學(xué)家們研制出使漆膜更加緊致的乳液,對(duì)基材能有優(yōu)良的封閉作用。
80年代
80年代丙烯酸乳液的研發(fā)開(kāi)始向特種涂料(如:彈性涂料、高光涂料、工業(yè)涂料等)發(fā)展。其中最長(zhǎng)足的進(jìn)展來(lái)自于乳液和增稠劑完美的配合使用。
能同時(shí)滿足平光、絲光和高光的乳液。60和70年代,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種能做出平光、絲光和高光涂料,并且有良好附著力的乳液。然而不足的是沒(méi)有一種單個(gè)的乳液能同時(shí)滿足這些配方需求。這就意味著需要一種乳液,既能與纖維素增稠劑又能與締合型增稠劑配合使用,并能保證優(yōu)秀的附著力。科學(xué)家們通過(guò)優(yōu)化聚合技術(shù)和添加特殊單體實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo),同時(shí)這種乳液還帶來(lái)了意想不到的多功能性。然而這種乳液復(fù)雜的聚合工藝使生產(chǎn)成本很高,于是科學(xué)家又嘗試著改變聚合顆粒的形態(tài)來(lái)改進(jìn)工藝. 在過(guò)去的工藝中,乳膠顆粒都是球形的,80年代后期,羅門(mén)哈斯公司在生產(chǎn)過(guò)程中將一些原來(lái)球形的乳膠顆粒制造成為大顆粒的葉形,從而使球狀和葉狀的乳膠顆粒同時(shí)存在于乳液中。這種新型乳液的優(yōu)點(diǎn)在于它能在配方時(shí)同時(shí)提供自然粘度和保證給定粘度情況下的成膜性。大粒徑的葉狀乳膠顆粒能阻止涂料配方時(shí)水的流動(dòng),配方師們就能在配方時(shí)使用較少的親水性增稠劑,從而降低成本并減少表面活性劑的析出。
90年代
90年代環(huán)保和低氣味得到重視,人們開(kāi)始關(guān)注涂料中的VOC含量。乳膠漆中的VOC主要來(lái)自于成膜助劑帶來(lái)的溶劑。如果從平光涂料中去除成膜助劑,乳液將無(wú)法良好成膜;而無(wú)需成膜助劑的乳液,則會(huì)導(dǎo)致漆膜太軟并容易沾染灰塵。于是低VOC乳液誕生了。
內(nèi)外墻通用型半光乳液成為最受歡迎的產(chǎn)品。它能同時(shí)滿足附著力、流平性、耐久性、保色性、抗粉化、耐沾污性等性能要求,并與疏水改性堿溶性乳液型增稠劑或非離子型聚氨酯增稠劑有良好的配合。
增稠劑的作用在配方中越發(fā)體現(xiàn)出來(lái)。人們開(kāi)始注重高、中、低剪切粘度對(duì)涂料性能的不同影響,增稠劑的產(chǎn)品線也越來(lái)越完善。 21世紀(jì)
▲ 重涂的間隔周期加長(zhǎng);
▲ 過(guò)程中更少的維護(hù);
▲ 更好的適用性、色彩一致性,并能遮蓋過(guò)去的涂層;
▲ 更多的顏色可供選擇,店內(nèi)調(diào)色當(dāng)場(chǎng)可完成;
▲ 低VOC,即溶劑使用的減少;
▲ 不使用重金屬;
▲ 皂素(如:APEO)和表面活性劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)無(wú)害;
▲ 低氣味,房間在涂裝后可馬上居住;
▲ 在中國(guó)減少使用防腐劑