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防涂鸦抗粘贴涂料的发展应用及其标准介绍

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-04-24  来源:中国建材检验认证集团股份有限公司  作者:杨文颐,乔亚玲,王巧兰  浏览次数:3183
中国新型涂料网讯:
       引言

防涂鸦抗粘贴涂料(anti- graffiti coatings)也称防粘涂料、防涂鸦涂料、抗粘贴涂料等,是为解决城市小广告及涂鸦问题而研发的功能性涂料。防粘涂料施涂于建筑物及构筑物的表面,通过提高混凝土、瓷砖、金属等基材的抗粘结性,使聚乙烯复合纸、聚乙烯薄膜、聚酯膜、玻璃纸、牛皮纸等纸张难以张贴,确保城市环境免遭小广告(俗称城市牛皮癣)带来的视觉污染。

在欧美等国家,涂鸦现象较粘贴小广告更为普遍,有资料显示,在英国,每年用于清除涂鸦的费用超过了亿英镑,美国超过200 亿英镑。在国内,近年来在城市地下通道、涵洞、建筑外立面等处乱喷乱写的现象日益严重。为了快速有效地清除涂鸦污染,可在被保护的表面和污染材料之间建立一道屏障,即防涂鸦涂层,使涂写难以进行、涂鸦污染易于清除。
 

防涂鸦抗粘贴涂料功能原理

具有防粘功能和防涂鸦功能的材料根据其性状可分为种:成膜型和非成膜型。成膜型材料,即通常所说的涂料,涂敷在被保护基材表面,能够形成一层连续的涂膜,该涂膜具有较低的表面张力,能够起到防粘、防涂鸦的作用,同时具有一定的防腐蚀、抗老化的特点[1]。非成膜材料用于多孔基材,施于混凝土、石材等吸收性界面,渗入基材空隙中,虽然不能形成连续的涂膜,但是亦能改变界面的表面能,表现为憎水、憎油,阻止涂鸦颜料渗入基材,起到防涂鸦的作用。这类材料通常称为保护剂或反水剂。
 

防涂鸦抗粘贴涂料的技术发展

防涂鸦涂料产生于欧美。经过多年的发展,其技术较为成熟。按其保护特性分为牺牲性防涂鸦涂料、半永久性防涂鸦涂料和永久性防涂鸦涂料。

牺牲性防涂鸦涂料通常为石蜡。材料表面被涂鸦污染后,采用溶剂、蒸汽或热水溶解石蜡,将石蜡同涂鸦一同去除。这一方法最大的问题是每次清除涂鸦后需要再次施涂保护涂料,增加了成本。

半永久性防涂鸦涂料为丙烯酸树脂涂料或环氧、聚酯树脂交联涂料,可以多次涂覆。对强化学清洗剂有一定的抵腐蚀能力,可以抵御几次化学清洗剂清洗,但最终还是需要新的涂层替代。由于污染物对涂层有一定的粘附力而且随着时间的增加,粘附和融入涂层的程度会越来越加强,必须使用强化学清洗剂进行清洗。永久性防涂鸦涂料相对较新,其涂层寿命长,使用安全的中性清洗剂就可多次去除涂层表面的涂鸦、张贴物或其他污染物,而不丧失涂层本身的性能。

国内市场上多为永久性防涂鸦防粘涂料。按其化学组成,主要分为氟树脂涂料和硅树脂涂料。人们熟悉的不粘锅内表面就是涂覆了特氟龙(PTFE 聚四氟乙烯)合成树脂涂料。但含氟树脂价格昂贵,应用成本高;硅树脂涂料的长链硅氧烷树脂经过改性和交联后,其涂层可以接近氟树脂涂层的防粘性能,而且价格要比氟树脂涂料低很多。

以上永久性防涂鸦防粘涂料具有以下共同特点:

1)涂层表面能低,表现为憎水、憎油,涂鸦或粘贴难以进行;

2)粘附于表面的污染物易于清除;

3)涂层具有一定的防腐蚀、抗老化性能。
 

防涂鸦抗粘贴涂料的应用

防涂鸦抗粘贴涂料主要应用于以下场合:

(1) 家用厨房用品如不粘锅、油烟机内壁等。

(2) 市政设施如立交桥、过街天桥、地下通道、护栏、标志牌、电线杆等。

(3) 高端领域如电子、医疗、仪器仪表、五金装饰等,但是前提条件是必须具有较高的技术含量,具有较高的耐候性及广泛的适用性。
 

标准介绍

2011 年,住建部出台了建筑工程行业产品标准JG/T 3042011《建筑用防涂鸦抗粘贴涂料》。该标准适用于建筑室外、城市公共设施等场所使用的具有防涂鸦功能和(或)抗粘贴功能的涂料。

标准根据产品的分散介质,将防涂鸦抗粘贴涂料分为水性和溶剂型种类别。根据产品的功能可分为:A型,仅具备抗粘贴功能;B型,仅具备防涂鸦功能;C型,兼备抗粘贴和防涂鸦功能。

产品物理性能要求见表1

注:a仅适用于混凝土、砂浆等碱性基面上使用的产品。

1项为建筑涂料的常规性能指标,914项为功能性能指标。涂料作为外饰面使用时必须满足常规性能的要求,此处不再赘述。下面仅就功能性指标的设置和实验方法加以说明,以便读者了解技术指标的含义及今后的贯标。

4.1 耐溶剂擦拭性

在防涂鸦抗粘贴涂料的实际应用中,对于一些特别难以清除的油性涂鸦和不干胶残留物,需要用溶剂来进行擦拭。本指标考察涂膜对溶剂擦拭的耐受能力。试验方法采用人工擦拭,用蘸满丙酮的柔性擦头以一定的压力和速度在涂膜上来回擦拭100次,未见底为合格。
4.2 抗粘贴性

考察涂层对聚乙烯复合纸、聚乙烯薄膜、聚酯膜等材质的小广告的抗粘贴能力。试验方法采用GB/T27921998《压敏胶带180°剥离强度试验方法》,用3M单面标识胶带作为模拟粘贴物,测试3M胶带对涂膜的180°剥离强度。剥离强度越小,表明涂膜的抗粘贴能力越强、粘贴物越容易被剥离去除。
4.3 抗反复粘贴性

考察涂膜经多次粘贴小广告后依然保持抗粘贴性的能力。用3M标识胶带在涂层上反复粘贴、剥离50 次后,再用GB/T 27921998《压敏胶带180°剥离强度试验方法》测试胶带对涂层的180°剥离强度,同时观察反复粘贴后涂膜表面是否有损伤以及胶的残余物。

4.4 抗高温粘贴性

若小广告没有及时清除,则经过户外温度变化后,小广告胶层与基层产生物理化学变化,有时更易粘附在基层上,且清除粘贴物后容易有残余胶质附着在基层上。本项目设置的目的在于考察涂层的抗高温粘贴能力。试验方法是将3M胶带粘贴在样板涂层面上后,放入50 ℃烘箱内24 h,然后按照GB/T 27921998 测试胶带的180°剥离强度。

4.5 抗老化性能

对于户外使用的涂料,经过日晒、风雨侵蚀后防粘功能会有所下降。为评定涂层功能的时效性,采用实验室人工加速老化后观察涂层外观,并测试3M胶带对老化后涂层180°剥离强度的方法。要求经过一定时间的加速老化后,涂层没有开裂、剥落和明显失光现象,并且维持一定的抗粘贴能力。

4.6 防涂鸦性

在欧美等国家,城市涂鸦比小广告的粘贴更为普遍,因此对防涂鸦涂料的研发以及涂料防涂鸦性测试的研究更为深入,早在2000 年,美国材料协会就颁布了防涂鸦性测试方法的标准ASTM D6578- 00 StandardPractice for Determination of Graffiti Resistance,该标准方法原理是将涂鸦材料施于涂层表面,经过一定时间后按规定的清洗方法清洗涂鸦表面,用可清洗级别来表示涂层的防涂鸦性。ASTM D6578-00 中清洗涂鸦有洗刷机法和人工法两种,JG/T 304 标准修改采用了人工法,该方法简单、易于操作,适用性强。

人工法试验过程选用种具有代表性的涂鸦材料:墨汁、油性记号笔和喷漆,分别涂布于涂层表面,24 h后对涂鸦进行人工清洗。清洗材料有棉布、1%水性清洗剂、柑橘基清洗剂和酒精。这些都是日常生活中常用的清洗材料。需要说明的是,柑橘基清洗剂属于天然有机物(植物)清洗剂,其有效成分柠檬油是由柑橘、柚子、柠檬类水果皮中蒸馏提炼得到的一种烃类溶剂。主要化学成分名为右旋柠烯的单环萜烯,右旋柠烯的去油脱污能力很强,因其无毒、无公害,可替代清洗剂中的各种化学溶剂。柑橘基清洗剂在美国应用非常广泛,国内也越来越多地得以使用。按清洗能力弱—中—强的顺序,逐次用上述清洗材料对涂鸦印记进行人工清洗,根据涂鸦清除情况对涂层的可清洗性进行分级,见表2

问题分析

JG/T 3042011 标准已颁布年多,在日常对建筑防涂鸦涂料、防粘涂料的测试工作中,发现该类涂料容易产生以下问题:

(1) 对底材的润湿性差

由于防涂鸦抗粘贴涂料具有较低的表面能,在施涂的过程中,其对底材,尤其是非吸收性底材的润湿性较差,易产生缩聚、发花现象,难以形成均匀一致的涂膜,且涂膜干燥后,与底材之间的附着力低,严重时会造成涂膜脱落。由此反应出,表面能也不是越低越好。在涂料配方设计中,还应考虑涂料润湿性对施工及涂料性能的影响。另外,为了提高涂膜的附着性,可使用相应的底漆进行配套。

(2) 重涂性差

同样由于表面能低的原因,防涂鸦抗粘贴涂料在多道涂覆时较为困难,两道涂层之间附着性差,因此此类涂料的施工以一次成膜工艺为佳。
(3) 涂层稳定性、耐候性差

一些防涂鸦抗粘贴涂料,初始的防涂鸦性和抗粘贴性都很好,但是经过高温处理、反复粘贴、人工加速老化或者几次涂鸦清洗后,其功能性损失很大。表现为涂层失光、表面粘附力增加、涂鸦不易被清除,甚至在试验的过程中涂膜脱落。在防涂鸦抗粘贴涂料研发中,应积极采用高耐候性、高耐腐蚀性、复配改性树脂,从而保证这种功能性涂料的实效性,使其在较长的时间内发挥其应有的饰面和防护作用。
 

结语

近年来,各类小广告(俗称城市牛皮癣)及涂鸦带来的视觉污染已经严重影响市容市貌。政府机构对随处可见的小广告的清理投入大量的人力、物力、财力。各种清洗技术、防粘贴技术应运而生,防涂鸦涂料抗粘贴涂料在市政工程中得以使用并取得了良好的效果。JG/T 3042011 标准规定了防涂鸦抗粘贴涂料的分类、技术要求、试验方法和检验规则等,为确保该涂料的产品质量,实现美化城市环境的目的,同时促进这种材料的生产、使用和贸易有序规范地进行起到了一定的推动作用。

 
 
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