40年代
直到二战结束,乳胶漆还没有在建筑涂料中得到应用,几乎所有的建筑都涂着由油性树酯和醇酸树酯制造的油漆。这些油漆在内外墙涂装上都能表现出良好的性能,但溶剂的使用使其极其易燃并带来刺鼻的气味;同时它们非常不容易清除,需要用其它溶剂如矿物油或松香油来。
1939年“纽约国际交易会”曾经在砖石墙面表面使用了由醇酸树酯制成的水性涂料,这在当时仅仅是对水性涂料应用的一种尝试。而真正可称为现代乳胶漆的祖先的是一种为二战中军用轮胎开发的合成橡胶——GRS,它由两种乳液聚合物:丁二烯(软)和苯乙烯(硬)以60/40的比例组成。这种涂料比醇酸树酯涂料干得快,气味小很多并且容易清洗。在SBR之后其他种类的乳液也进入了开发,其中以醋酸乙烯(PVA)聚合物为最多,并且通过马来酸、延胡索酸、丙烯酸酯或乙烯酯进行改性。改性后的PVA比SBR便宜,且气味更低。SBR在当时得到了广泛的应用;而当需要更硬的涂膜和更好的外墙涂料耐久性时PVA就能发挥作用。
当然这些早期的水性涂料没有一种能够达到溶剂型涂料的性能,同时它们也无法从成本上超越醇酸树脂涂料。因此这种水性涂料在当时只是作为一种时髦的涂料,而没有得到广泛应用。
1953年丙烯酸乳液诞生
1953年罗门哈斯公司推出了第一代100%纯丙烯酸乳液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袭了其它非丙烯酸水性涂料的特点,快干、低气味和容易清洗,同时丙烯酸乳液也为涂料生产企业带来了其它优势。纯丙烯酸Rhoplex AC-33乳液的漆膜更耐久,比SBR和PVA有更高的耐碱性。油性醇酸树脂漆能提供高光的涂膜,漆膜表面光滑,且附着力很好,在外墙涂料和装饰漆中得到了广泛应用;而当时的Rhoplex? AC-33则仅仅局限于内墙的涂装。醇酸树脂漆的耐碱性很差,尤其是新砖石墙面基材上,Rhoplex AC-33的表现则较好,且砖石墙面基材对附着力的要求比木头基材低,因此Rhoplex ?AC-33成为在此领域中应用的首选。
60年代
第一代丙烯酸乳液附着力差的特点使它们在外墙涂料的应用中经常发生开裂、起泡、剥落的现象。 60年代初研制出新的丙烯酸乳液,科学家们在聚合过程中加入了其他单体,使乳液对新的或刷过涂料基材的附着力大大加强。几年后,丙烯酸乳液的耐久性通过聚合物合成技术的改进得到了加强,它们被赋予了抗紫外光和防潮的性能,同时着色力和抗粉化也得到了加强。
70年代
进入70年代,科学家们开始研究开发在粉化基材上也能有良好附着力的丙烯酸乳液,而这种乳液不使用醇酸树脂改性。通过调整聚合稳定性,一种有出色附着力的乳液诞生,这种乳液与在同时由罗门哈斯公司开发出的新增稠剂——缔合型增稠剂有着非常好的配合。在当时几乎所有的乳液都被研制成与纤维素类增稠剂配伍,因此这种乳液与缔合型增稠剂配合的优点并没有表现出来。
耐污渍封闭低漆。早在60年代,科学家们通过在不同基材上的试验,发现早期的建筑涂料乳液并不能用于金属表面,因为漆膜不能封闭金属基材遇到潮湿而腐蚀。在当时唯一的解决方法就是使用活跃的颜填料来中和这种化学反应,由此造成的不良后果就是对人类健康和环境的损坏。1979年科学家们研制出使漆膜更加紧致的乳液,对基材能有优良的封闭作用。
80年代
80年代丙烯酸乳液的研发开始向特种涂料(如:弹性涂料、高光涂料、工业涂料等)发展。其中最长足的进展来自于乳液和增稠剂完美的配合使用。
能同时满足平光、丝光和高光的乳液。60和70年代,已经开发出各种能做出平光、丝光和高光涂料,并且有良好附着力的乳液。然而不足的是没有一种单个的乳液能同时满足这些配方需求。这就意味着需要一种乳液,既能与纤维素增稠剂又能与缔合型增稠剂配合使用,并能保证优秀的附着力。科学家们通过优化聚合技术和添加特殊单体实现了这个目标,同时这种乳液还带来了意想不到的多功能性。然而这种乳液复杂的聚合工艺使生产成本很高,于是科学家又尝试着改变聚合颗粒的形态来改进工艺. 在过去的工艺中,乳胶颗粒都是球形的,80年代后期,罗门哈斯公司在生产过程中将一些原来球形的乳胶颗粒制造成为大颗粒的叶形,从而使球状和叶状的乳胶颗粒同时存在于乳液中。这种新型乳液的优点在于它能在配方时同时提供自然粘度和保证给定粘度情况下的成膜性。大粒径的叶状乳胶颗粒能阻止涂料配方时水的流动,配方师们就能在配方时使用较少的亲水性增稠剂,从而降低成本并减少表面活性剂的析出。
90年代
90年代环保和低气味得到重视,人们开始关注涂料中的VOC含量。乳胶漆中的VOC主要来自于成膜助剂带来的溶剂。如果从平光涂料中去除成膜助剂,乳液将无法良好成膜;而无需成膜助剂的乳液,则会导致漆膜太软并容易沾染灰尘。于是低VOC乳液诞生了。
内外墙通用型半光乳液成为最受欢迎的产品。它能同时满足附着力、流平性、耐久性、保色性、抗粉化、耐沾污性等性能要求,并与疏水改性碱溶性乳液型增稠剂或非离子型聚氨酯增稠剂有良好的配合。
增稠剂的作用在配方中越发体现出来。人们开始注重高、中、低剪切粘度对涂料性能的不同影响,增稠剂的产品线也越来越完善。 21世纪
▲ 重涂的间隔周期加长;
▲ 过程中更少的维护;
▲ 更好的适用性、色彩一致性,并能遮盖过去的涂层;
▲ 更多的颜色可供选择,店内调色当场可完成;
▲ 低VOC,即溶剂使用的减少;
▲ 不使用重金属;
▲ 皂素(如:APEO)和表面活性剂对生态系统无害;
▲ 低气味,房间在涂装后可马上居住;
▲ 在中国减少使用防腐剂