建筑結(jié)露在日常生活中普遍存在，尤其是在秋冬和梅雨季節(jié)。建筑的結(jié)露不僅影響著建筑的美觀，同時(shí)影響居室環(huán)境的舒適度，危害人體健康，嚴(yán)重的會(huì)影響到建筑安全性和使用壽命。涂料作為建筑裝飾裝修用量最廣的材料，常常接到結(jié)露問(wèn)題投訴，涂層結(jié)露一直困擾著消費(fèi)者和企業(yè)。針對(duì)建筑表面的結(jié)露問(wèn)題，上世紀(jì)６０年代開(kāi)始，各國(guó)學(xué)者著手開(kāi)發(fā)能夠改善或治理建筑結(jié)露的防結(jié)露涂料產(chǎn)品。歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，防結(jié)露涂料產(chǎn)品種類多樣，測(cè)試方法與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀反應(yīng)著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀水平。
 

１　建筑防結(jié)露涂料產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)際上，２０世紀(jì)６０年代著手開(kāi)發(fā)防結(jié)露涂料，８０年代開(kāi)始大規(guī)模的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)，２０世紀(jì)８０年代開(kāi)始研究防結(jié)露涂料，但是至今仍沒(méi)有成熟的防結(jié)露涂料產(chǎn)品。根據(jù)涂料防結(jié)露原理與制備技術(shù)，主要分為兩類：一類是通過(guò)添加多孔礦物材料實(shí)現(xiàn)；另一類是通過(guò)對(duì)樹(shù)脂改性，添加改性樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)。

１．１　多孔礦物材料

采用多孔礦物材料的方式，主要是通過(guò)將多礦物材料作為涂料的功能材料，利用礦物材料內(nèi)部大量連通的中孔或微孔，這些孔對(duì)水蒸汽分子具有很好的吸附和透過(guò)性能，從而達(dá)到涂料防結(jié)露的目的。當(dāng)然，孔徑的尺寸和分布直接決定了材料的防結(jié)露性能。目前，選用的多孔礦物材料，主要有沸石、硅藻土、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖等，其中以硅藻土的研究與應(yīng)用最為廣泛。

除礦物材料的孔徑對(duì)防結(jié)露性能的影響外，國(guó)內(nèi)外大量的學(xué)者研究結(jié)果表明，多孔礦物材料的用量、樹(shù)脂粒徑、涂層厚度等因素都直接影響著涂料的防結(jié)露性能。在１００份樹(shù)脂中礦物材料最佳用量應(yīng)在２２０～３００份范圍內(nèi)。當(dāng)用量小于２２０份時(shí)，由于樹(shù)脂量過(guò)多，將孔道包裹，涂層吸附和透過(guò)能力下降，致使防結(jié)露性能大大降低。當(dāng)用量大于３００份時(shí)，乳液量較少，不能形成均勻穩(wěn)定的涂層，涂層穩(wěn)定性下降。同時(shí)，為了保持礦物材料的多孔性，樹(shù)脂的平均粒徑應(yīng)控制在０．１～０．５ｕｍ范圍內(nèi)，如果小于０．１ｕｍ，樹(shù)脂顆粒就會(huì)進(jìn)入礦物材料的孔道，減少比面積，從而降低水的吸附量和透過(guò)性，使防結(jié)露性能明顯變差。而當(dāng)樹(shù)脂粒徑大于０．５ｕｍ，由于樹(shù)脂顆粒個(gè)數(shù)減少，很難于粉末狀硅藻土顆粒均勻分布，涂料干燥后會(huì)出現(xiàn)龜裂。涂層的厚度也是決定涂料最終防結(jié)露性能的關(guān)鍵因素，涂層越厚，防結(jié)露性能越優(yōu)異。

１．２　改性樹(shù)脂

樹(shù)脂材料是涂料組成中一個(gè)不可缺少的成分，是涂料的主要粘結(jié)物質(zhì)和成膜物質(zhì)。常規(guī)的涂料在干燥成膜后，涂層對(duì)水的接觸角一般在８０°～１００°，水分子在涂層的表面張力小，很易在涂層表面形成結(jié)露。

一些學(xué)者，通過(guò)對(duì)樹(shù)脂改性，改變涂料干燥后涂層對(duì)水的接觸角，達(dá)到涂層防結(jié)露的目的。從涂層與水的接觸角可以看出，有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)涂層的防結(jié)露，一種是降低涂層表面的接觸角，呈現(xiàn)出超親水性能；第二種是增大涂層表面的接觸角，呈現(xiàn)出超疏水性能。改性樹(shù)脂的目的就是通過(guò)對(duì)樹(shù)脂改性，改變涂層的水接觸角，從而達(dá)到超親水或超疏水的性能。超親水改性，通常增加樹(shù)脂親水性基團(tuán)，輔以納米材料，從而制備出超親水的涂層。親水性涂層的接觸角通常小于３０°，且接觸角越小，防結(jié)露性能越好。涂料產(chǎn)品在建筑表面成膜后，涂層對(duì)水的接觸角變小，涂層表現(xiàn)出親水性能，使凝聚到表面上的小水滴不形成微小的水珠，而是在表面鋪展開(kāi)薄膜化。通過(guò)提高涂層自身的吸水性能和透過(guò)性能，從而實(shí)現(xiàn)了防結(jié)露的目的。超疏水改性，通常采用低表面能疏水材料，如有機(jī)硅和氟材料等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了涂層對(duì)水的接觸角變大。超疏水性涂層的接觸通常大于１２０°，接觸角越大，防結(jié)露性能越好。
 

２　防結(jié)露涂料標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

從防結(jié)露涂料的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，這種功能涂料在國(guó)外起步早，技術(shù)成熟度高，國(guó)內(nèi)在防結(jié)露涂料方面還仍處于起步階段。在標(biāo)準(zhǔn)方面，國(guó)際上發(fā)展也遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于國(guó)內(nèi)，國(guó)外已經(jīng)制定了成熟的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)至今還缺乏正式執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)情況見(jiàn)表１示。

２．１　日本ＪＩＳ?。痢。叮梗埃箻?biāo)準(zhǔn)

日本防結(jié)露標(biāo)準(zhǔn)ＪＩＳ?。痢。叮梗埃褂冢玻埃埃衬曛贫?，該標(biāo)準(zhǔn)是在上世紀(jì)末日本制定的ＪＩＣ　Ａ?。叮梗保窐?biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上進(jìn)行修訂而得，修訂后的標(biāo)準(zhǔn)僅改動(dòng)了原有標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，在防結(jié)露涂料的測(cè)試方法和性能指標(biāo)上沒(méi)有做任何修改與調(diào)整。

ＪＩＳ?。痢。叮梗埃箻?biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試裝置如圖１所示。圖中ａ是樣品模具，由金屬材料制備而成，用于放置待測(cè)試的樣品（模具內(nèi)部尺寸為１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５ｍｍ）。圖ｂ是整個(gè)測(cè)試裝置的示意圖，模具位于頂部位置，并將裝有樣品的那一面朝下。測(cè)試裝置的下半部分是一個(gè)水浴，給整個(gè)測(cè)試空間提供固定的溫度環(huán)境和一定的相對(duì)濕度。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，將模具裝滿試樣，表面用工具抹平，在實(shí)驗(yàn)室條件下靜置養(yǎng)護(hù)７ｄ后，放入恒溫箱中干燥２４ｈ，可測(cè)試的試驗(yàn)體制備而成。測(cè)定試驗(yàn)體的質(zhì)量Ｖ１，將其放置在圖１所示的防結(jié)露試驗(yàn)裝置的設(shè)定位置上，將有涂料的一面朝下，維持裝置內(nèi)溫度５０℃±３℃，測(cè)試６ｈ后取出試驗(yàn)體，立即測(cè)定試驗(yàn)體的質(zhì)量Ｖ２。涂料的防結(jié)露性能評(píng)價(jià)，用單位體積的吸濕量Ｖ（ｇ／ｃｍ３）來(lái)表示。計(jì)算公式如下：

從圖２可以看出，測(cè)試裝置主要由密閉箱、錐體和量筒三部分組成。密閉箱是為錐體提供穩(wěn)定的溫度測(cè)試環(huán)境條件。錐體是涂料的載體，懸掛于密閉箱內(nèi)，外表面涂刷待測(cè)試樣品，內(nèi)部用冰水混合物保持內(nèi)部０℃，與密閉倉(cāng)形成一定的溫差。錐體直徑１５２．４ｍｍ、高２０３．３ｍｍ、壁厚０．５ｍｍ，由金屬材料制備而成。量筒用于接收實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涂料表面的結(jié)露水。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將待測(cè)涂料樣品均勻涂刷于錐體表面，涂層厚度為０．８ｍｍ。自然干燥后，將錐體內(nèi)部裝冰水混合物，上部蓋上玻璃板。然后把錐體懸掛于９９０．６ｍｍ×３０４．８ｍｍ×５８４．２ｍｍ的密閉箱。同時(shí)，把裝有飽和磷酸氫銨溶液的容器放入箱內(nèi)，調(diào)節(jié)箱內(nèi)的相對(duì)濕度。在整個(gè)試驗(yàn)期間，密閉箱內(nèi)溫度保持在２０±１℃，相對(duì)濕度為６７％±２％，錐體內(nèi)部的溫度維持在０℃～０．６℃。用量筒在錐體下部接收結(jié)露水。最后，以第１滴水下滴的時(shí)間和８ｈ內(nèi)接收的結(jié)露水的質(zhì)量，評(píng)價(jià)涂料防結(jié)露性能。該標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)規(guī)定，防結(jié)露涂料要達(dá)到８ｈ內(nèi)沒(méi)有結(jié)露水。

ＴＴ－Ｃ－４９２Ｃ標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試裝置，考慮到結(jié)露形成的條件，一定的溫度差和一定的相對(duì)濕度，模擬了自然環(huán)境條件。從設(shè)定的測(cè)試條件可以看出，錐體內(nèi)溫度維持０℃，符合軍用涂料特殊場(chǎng)所的使用條件。但同時(shí)０℃的溫度，不太適用于普通建筑室內(nèi)涂料。而且相對(duì)濕度設(shè)定在６７％±２％，濕度條件設(shè)定值較低，實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)。ＴＴ－Ｃ－４９２Ｃ標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思路科學(xué)，但由于該標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間較早，所以很多裝置和工具都比較落后，在實(shí)際操作過(guò)程會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)很大誤差，不能滿足現(xiàn)代、科學(xué)的測(cè)試需求。

２．３　中國(guó)制定中標(biāo)準(zhǔn)

建筑結(jié)露的現(xiàn)象一直存在，且問(wèn)題很嚴(yán)重。但是由于我國(guó)建筑防結(jié)露涂料的發(fā)展滯后，至今仍沒(méi)有很好的解決建筑結(jié)露的途徑。同時(shí)，防結(jié)露涂料測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展落后，直接導(dǎo)致了防結(jié)露涂料行業(yè)的發(fā)展落后，防結(jié)露涂料沒(méi)有可靠的評(píng)價(jià)依據(jù)，進(jìn)而阻礙涂料技術(shù)的提高。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院于２０１１年申報(bào)并獲得《防結(jié)露涂料測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)。

在本標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，充分調(diào)研國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)，汲取已有標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，為制定適合防結(jié)露涂料的科學(xué)的、先進(jìn)的、操作性強(qiáng)的測(cè)試方法奠定基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)起草小組設(shè)計(jì)了獨(dú)特的測(cè)試裝置系統(tǒng)，能夠模擬自然環(huán)境條件下不同季節(jié)的溫度和相對(duì)濕度以及變化情況，可以測(cè)試涂層材料在不同溫濕度條件下的結(jié)露情況，并能直觀觀察涂層表面的結(jié)露現(xiàn)象，自動(dòng)記錄涂層的初露點(diǎn)和結(jié)露速率，繪制過(guò)程曲線。測(cè)試系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，通過(guò)顯示裝置實(shí)現(xiàn)了直觀顯示涂料結(jié)露過(guò)程的每個(gè)階段變化，自動(dòng)儲(chǔ)存測(cè)試結(jié)果。該測(cè)試裝置系統(tǒng)的相對(duì)濕度、溫度、溫差等測(cè)試條件可控可調(diào)，全程可直觀觀察與顯示，能夠在大范圍、全方面的分析涂層結(jié)露過(guò)程，達(dá)到科學(xué)評(píng)價(jià)涂料防結(jié)露性能的目的。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，進(jìn)一步驗(yàn)證了測(cè)試系統(tǒng)的可行性，測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性和再

現(xiàn)性。

此標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)首個(gè)防結(jié)露涂料領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃于２０１２年度完成。標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施，會(huì)為防結(jié)露涂料提供了科學(xué)的測(cè)試依據(jù)，將推動(dòng)防結(jié)露涂料行業(yè)的發(fā)展和防結(jié)露涂料技術(shù)的進(jìn)步，提升我國(guó)防結(jié)露涂料產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，為有效解決建筑防結(jié)露問(wèn)題提供可能性和有效途徑，豐富我國(guó)涂料產(chǎn)品市場(chǎng)。
 

３　結(jié)論

隨著對(duì)人居環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，建筑結(jié)露問(wèn)題急需要解決，防結(jié)露涂料的開(kāi)發(fā)是解決建筑結(jié)露問(wèn)題最行之有效和綠色節(jié)能的方法。從本文調(diào)研情況可以看出，國(guó)外在防結(jié)露涂料方面發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，基礎(chǔ)工作比較完善。我國(guó)正在起步階段，標(biāo)準(zhǔn)正在緊急制定中，新制定的標(biāo)準(zhǔn)汲取了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了在線、直觀檢測(cè)系統(tǒng)，使得測(cè)試方法更為科學(xué)，操作更為簡(jiǎn)單方便。標(biāo)準(zhǔn)的即將出臺(tái)實(shí)施，必將推動(dòng)我國(guó)防結(jié)露涂料行業(yè)的健康發(fā)展，為了正確評(píng)價(jià)防結(jié)露涂料產(chǎn)品的性能，提供依據(jù)。