1 　前　言
国外多彩涂料的研制、生产始于50 年代。我国江苏省建材所于1984 年开始研制硝酸纤维素类O/ W 型多彩涂料[1 ] 。90 年代初, 以上海江丽集团为代表生产的O/ W 型多彩涂料曾成为市场上流行的新型高档内墙装饰材料涂料在线coatingol.com。

然而, 此种O/ W 型多彩涂料中分散相含固量低, 有机溶剂含量大, 在使用过程中气味大, 污染环境、危害健康。国家环保部门对其提出了某些限制措施。另外,O/ W 型多彩涂料的价格远高于其它涂料品种, 也限制了它的推广应用。

因此, 研制和生产不含或少含有机溶剂, 价格低廉的多彩涂料是化工科技工作者的研究课题之一[2 ] 。同时, 高分子材料废弃物所造成的“白色污染”也已成为环保部门关注的重点之一。

据调查我国每年约有70 万t 废塑料, 其中有相当部分(约1/ 3) 为聚苯乙烯( PS) 泡沫塑料。回收利用此“白色污染”物已成为高分子科技工作者的又一紧迫任务[3 ] 。笔者用回收的PS 泡沫塑料制造出一种低成本、低有机溶剂含量的O/ W 多彩涂料。小试研究结果表明该涂料具有优良的装饰效果和优良的耐水性。

2 　实验部分
211 　原材料
回收PS 泡沫塑料: 使用前洗涤干净并使其干燥。
松香、422 号树脂、E - 44 环氧树脂: 均为工业级, 湖南造漆厂提供。
二甲苯: 工业级、岳阳化工总厂生产。
甲基纤维素(MC) : 工业品, 湘潭市化学助剂厂生产。
稳定剂A : 工业品, 外购。
工业75 号防霉剂: 工业品, 外购。
080 水性消泡剂: 工业品, 德谦贸易股
份有限公司提供。
甲基硅油: 工业品, 外购。
颜料、填料等: 外购。

212 　制备方法
21211 　预备物制备
①将MC 配制成2 %的水溶液。
②将稳定剂A 配制成10 %的水溶液。
③回收PS 泡沫塑料溶于二甲苯中成40 %PS 二甲苯溶液, 高压过滤。
④松香于80 ℃下溶于二甲苯中制成40 %的溶液。

21212 　色漆的制备
(1) 配方
组分名称质量百分数( %)
40 %的PS 溶液30～50
40 %的松香溶液10～30
颜料10～20
填料10～20
甲基硅油适量
　　(2) 制备工艺
按配方将各组分投入配料罐, 搅拌均匀; 用砂磨机或三辊机分散至细度≤20μm ,用适量二甲苯调整粘度合格, 备用。

21213 　分散介质的配制
(1) 配方
组分名称质量分数( %)
2 %MC ( 规格: 3500 ～
4000 MPa·s) 水溶液
50～60
2 %MC ( 规格: 15 ～19
MPa·s) 水溶液
20～40
10 %稳定剂A 水溶液10～20
080 水性消泡剂适量
75 号工业防霉剂适量
　　(2) 制备工艺
按配方将各组分混合搅拌均匀。

21214 　多彩涂料的制备
将500g 分散介质加入到1000ml 的烧杯中, 加热升温至45～50 ℃(加热过程中要连续搅拌) 。在控制搅拌速度下将慢慢加入的色漆造粒。然后, 将各色造粒料液依色泽要求按比例混合搅拌均匀, 即成多彩涂料。

213 　性能测试
(1) 颗粒大小: 目测。
(2 ) 产品性能测定: 按照日本J ISK5667 对多彩涂料的标准规定, 对所研制的多彩涂料进行测试。结果如表1 、表2 所示。


表1 、表2 结果表明各项性能均达到日本标准要求。

3 　结果与讨论
311 　原材料的选择
31111 　树脂
能用于制备多彩涂料的树脂很多, 如硝化纤维素等[1 ] 。本文从环保和成本两方面考虑选用回收PS 泡沫塑料作为该多彩涂料的树脂。由于PS 为非极性聚合物, 与墙体附着力较差, 光泽也不够。故笔者在选用PS作主要成膜物的同时, 考虑在PS 溶液中加入松香、422 号树脂、蓖麻油改性醇酸树脂(自制) 、E - 44 环氧树脂等以改善彩粒的附着力和光泽。研究发现, E - 44 环氧树脂不溶于PS 的二甲苯溶液; 而422 号树脂及蓖麻油改性醇酸树脂虽然与PS 的二甲苯溶液混合均匀成为透明溶液, 但成膜后显乳白色, 无光泽(即发生了两相分离) ; 只有松香能同时满足改善彩粒附着力和增强光泽的要求。松香和PS 的比例对产品性能影响大,松香太少, 附着力和光泽都较差, 松香太多, 涂膜脆性太大, 较合适的比例(m∶m) 为PS∶松香= 4∶1 。

31112 　颜料
为了获得色彩协调而又性能稳定的涂料, 颜料的选用也很重要[4 ] 。其中最主要的一点就是所选颜料中可溶性盐含量不能过高, 否则彩粒之间会串色, 不稳定。

31113 　溶剂
多彩涂料的固化是靠溶剂挥发后树脂成膜实现的。溶剂应难与水互溶, 笔者在本实验中选用二甲苯。

31114 　含稳定剂的分散介质
在多彩涂料中, 稳定剂的选择是一个关键。常用的稳定剂可以是可溶于水的高分子化合物, 也可以是无机小分子化合物。实验发现, 为满足分散介质粘度及稳定效果的要求, 将有机高分子稳定剂及无机小分子稳定剂复合使用效果较好。本实验中稳定剂A 即为无机物。

312 　配比及工艺参数的控制
31211 　色漆及分散介质粘度的影响
色漆的粘度是影响体系稳定性的关键因素之一, 它可决定彩粒的大小和形状。若色漆的粘度过低, 则不能赋于彩粒较好的机械稳定性, 搅拌时彩粒易破坏。若色漆粘度过高, 则导致涂层附着力降低, 且不利喷涂。
本实验中色漆粘度控制在20 ±5Pa·s。另外,分散介质的粘度也必须控制在一定的范围内。若粘度过低则体系的悬浮稳定性差, 造粒困难, 若粘度过高则彩粒粒度小不利喷涂。本实验中分散介质的粘度选为10 ±2Pa·s。

31212 　色漆和分散介质的相对质量比的影响
在多彩涂料的生产过程中, 色漆和分散介质之比不能相差太大, 其相对质量比是影响体系稳定性的关键因素之一。相对质量比主要通过颜料、填料的种类和百分比加以控制。

31213 　色漆和分散介质配比的影响
色漆和分散介质的配比一方面影响体系的稳定性, 另一方面也影响彩粒的大小。实验表明, 色漆所占比例越大, 体系稳定性越差, 所得多彩涂料中的彩粒越小。

31214 　搅拌器形状和搅拌速度的影响
搅拌器的形状不同, 所得彩粒的大小和形状也有所不同。一般采用锯齿形盘式搅拌或桨式搅拌。在同样搅拌速度下, 盘式搅拌的剪切力较大, 形成的颗粒一般较小, 而且颗粒呈细长条状。桨式搅拌形成的颗粒粗大, 颗粒以薄片形为主。本实验采用桨式搅拌。搅拌速度的大小对彩粒的形状和大小影响十分明显, 搅拌越快, 彩粒越小。当造粒温度为45～50 ℃时, 实验结果见下表:
搅拌速度(r/ min) 粒子平均大小(mm)
100 0140 ×0. 25
150 0. 32 ×0. 20
200 0. 26 ×0. 14
250 0. 20 ×0. 10
300 0. 10 ×0. 04

31215 　温度的影响
造粒温度对彩粒的大小、形状及体系稳定性的影响也较大, 控制搅拌速度为150r/min , 改变造粒温度, 结果如表3 所示。

由表3 可以看出, 提高造粒温度, 彩粒明显增大, 体系中易发生串色现象。综合考虑彩粒形状、大小及体系稳定性, 本实验选定造粒温度为45～50 ℃。

313 　技术经济分析
与市场上用硝化棉制作的多彩涂料(A)相比, 本实验制作的多彩涂料(B) 具有有机溶剂少、原材料成本低的优点; 而制作过程与A 的一致, 生产成本不变, 具体比较见下(PS 泡沫塑料回收价1500 元/ t) :
产品多彩涂料A 多彩涂料B
有机溶剂含量( %) 30 20
原材料成本(元/ t) 5500～7500 2500～3500
可见多彩涂料B 在技术经济上占有优势。

参考文献
1 　耿耀宗, 尚清, 郑和堂·多彩花纹饰面涂料的研究述评·化学建材, 1993 (增刊) : 73～79
2 　赵石林, 顾宝生·新型多彩涂料的研制与生产·新型建筑材料, 1994 (3) : 12～14
3 　国家自然科学基金委员会·高分子材料科学·北京: 科学出版社, 1994·192
4 　徐　峰·多彩花纹涂料配色·化学建材, 1993 (增刊) :84～88