Page 179 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 曲园园: 温控防霉水性外墙涂料的制备及性能 ·2145·

自由基的速度很快，使得带自由基的高分子基团很 很难析出，当环境温度高于聚合物的 LCST 时，聚
快就被后来过多的引发剂产生的自由基偶合终止 合物就呈收缩且亲油状态，此时亲油的异噻唑啉酮
了，从而导致部分单体不能被引发聚合，单体转化 容易沿着 NAB 聚合物收缩后留下的亲油性微孔缓
率降低。所以，引发剂的最佳添加量是 0.9%。 慢析出，起到防霉杀菌的作用。所以，制作涂料选
2.3 丙烯酸添加量对 NAB 乳液 LCST 的影响 用 LCST 为 15 ℃的 NAB 聚合物，涂层防霉性最好。
NIPAM 材料具有温敏性，与不同的亲水/疏水
单体共聚，其 LCST 可变；另外，NIPAM 是热收缩
型材料，故可通过温控来实现防霉剂的释放 [19] 。图
3 为不同丙烯酸含量下 NAB 的保水率与温度的关系
曲线（NIPAM 质量分数固定为 20%）。

图 4 添加不同 LCST 的 NAB 所制备涂料中异噻唑啉酮
的渗出量
Fig. 4 Release of isothiazolinone from coatings containing
NAB with different LCST

表 1 涂料样板耐霉菌测试结果

图 3 NAB 保水率与温度的关系 Table 1 Results of mildew resistance test
Fig. 3 Relationship between water retention and temperature NAB 聚合物的 18 ℃时 25 ℃时 32 ℃时
LCST/℃ 耐霉菌性 耐霉菌性 耐霉菌性
由图 3 可以看出，4 个样品的保水率都随着温 15 0 级 0 级 0 级
度的升高而有所降低。当 NAB 聚合物中 AA 的含量 30 0 级 2 级 1 级
从 2%升高到 11%后，其吸水量达到平衡时的温度相 40 3 级 4 级 4 级
应的从 15 ℃升高至了 50 ℃，即 AA 含量分别为 50 3 级 4 级 4 级

2%、5%、8%、11%的 NAB 聚合物的低临界溶解温
2.5 涂料性能检测
度 LCST 分别为 15、30、40、50 ℃。这主要是因
依据以上研究结果，本文选择 LCST 为 15℃的
为单体 AA 所带的亲水性羧基（—COOH）能够与
NAB 乳液应用于防霉外墙涂料的制备。为了满足外
水分子形成较强的氢键作用，且随着羧基含量的增
墙涂料的其他应用性能，本文采用了在前期研究工
加与水分子形成氢键的数量也在增加，低温下要破
作中所制备的具有平均粒径小、吸水率低、漆膜附
坏这些氢键导致失水的难度增大，从而使聚合物
着力达到 1 级、抗冲击性超过 4.9 N·m 的有机硅改
NAB 的 LCST 随单体 AA 含量的增加而升高。
性丙烯酸树脂 SBA 乳液作为外墙涂料的主要成膜
2.4 涂层中异噻唑啉酮渗出量及耐霉菌测定结果
物质 [15] ，并通过添加异噻唑啉酮为防霉剂、轻质碳
分析
酸钙、滑石粉等制备了温控防霉水性外墙涂料。对
图 4 是添加不同 LCST 的 NAB 所制备涂料中异
该涂料性能的评价结果表明，涂料的耐冲击性为 4.9
噻唑啉酮的释放速率曲线，表 1 为涂料样板在 18、
N·m，涂膜硬度为 3H, 耐沾污性为 1 级，涂层耐霉
25、32 ℃时的防霉检测结果。
菌达到 0~1 级；涂层耐洗刷为 20000 次；附着力为
从图 4 可以看出，添加 LCST 为 15 ℃的 NAB
1 级。涂料储存稳定性优良，表干时间 1 h、涂膜外
制备的涂料中 20 d 后异噻唑啉酮的释放量可达到
观平整，完全符合建筑外墙涂料的使用及防霉性能
8‰以上，18、25、32 ℃时的防霉都能达到 0 级（表
需求。
1），但是添加 LCST 为 30、40、50 ℃的 NAB 制备
的涂料中 20 d 后异噻唑啉酮的释放量均在 5‰以下， 3 结论
防霉效果明显降低（表 1）。原因主要是，异噻唑啉
酮是亲油化合物，当环境温度小于聚合物的 LCST 以 NAB 乳液及 SBA 乳液为成膜物，以异噻唑
时，聚合物呈膨胀且亲水状态，亲油的异噻唑啉酮 啉酮为防霉剂制得具有温控防霉特性的水性防霉外