CN101845260B - 全水性多彩涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料组合物领域，具体涉及一种全水性多彩涂料，该涂料包括如下重量份的组分：丙烯酸酯类乳液35-40份、成膜助剂 0.4-0.7份、水6-15份、彩色粒子50-60份、及适量增稠剂。该涂料具有低VOC的特点，不含HJ/T 201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》标准规定的禁用物质；同时，发明人针对颜填料对造粒的影响特别研制出此涂料配方，因此颜填料成分合理，制备的全水性多彩涂料具有绿色环保、质量稳定、彩色粒子造粒工艺可控的涂料及该涂料等优点，解决了多彩涂料中含有对人体有害的成分和彩色粒子容易渗色的缺陷。本发明还提供上述涂料的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于涂料组合物领域，涉及一种涂料，尤其是涉及一种全水性多彩涂料及其制备方法。
背景技术
多彩涂料因其色彩丰富，施工方便，经一次喷涂就能得到立体感很强的装饰效果且价格低廉，翻修、更新方便，在装饰工程中被广泛的应用。多彩涂料不同于传统建筑涂料，如丙烯酸涂料、苯丙涂料等，这些涂料均是单相、单色的匀一性的涂料产品，产品质量比较稳定，而多彩涂料是多色、多相粒子混合共存，产品质量的稳定性就可能有许多问题产生。
目前国内外专利公开的全水性多彩内、外墙涂料，其图案、花纹大多为细小、碎乱，而且制成的涂料储存稳定性差，施工操作难度大，不能满足有关领域的需要。且有的专利如公开号为CN101429368A还使用了HJ/T201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》标准规定不能使用的乙二醇醚类物质，不是一种真正意义上的绿色环保全水性多彩涂料。
申请号为200810162869.0的中国发明专利提供了一种水包水型多彩涂料生产方法按如下步骤进行：一是5％浓度的保护胶溶液的制备，二是白色基础漆的制备，三是调制成各色的彩色基础漆，四是彩漆的造粒。本涂料可广泛应用于作内外墙体的装饰涂料，具有不用有机溶剂，原料成本低，对环境的负面影响小的优点。本涂料的水性彩漆互不相溶，从而多彩涂料能单次喷涂即完工，施工快速而方便，但专利中使用了HJ/T 201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》标准规定不能使用的乙二醇醚类物质(成膜助剂)，因此不属于绿色环保的涂料产品。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种图案、花纹均匀清晰丰富、绿色环保、质量稳定的全水性多彩涂料。
本发明的另一目的是提供一种上述涂料的制备方法。
本发明是通过下述技术方案得以解决：
一种全水性多彩涂料，其特征在于它包括如下重量份的组分：
丙烯酸酯类乳液 35-40份
成膜助剂 0.4-0.7份
水 6-15份
彩色粒子 50-60份
及适量增稠剂；
其中成膜助剂为乙二醇、丙二醇、丙二醇苯醚、十二碳醇酯之中的一种或几种组合，避免使用乙二醇醚类人体有毒害作用的成膜助剂。该涂料具有低VOC的特点，不含HJ/T 201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》标准规定的禁用物质；同时，发明人针对颜填料对造粒的影响特别研制出此涂料配方，因此颜填料成分合理，制备的全水性多彩涂料具有绿色环保、质量稳定、彩色粒子造粒工艺可控的涂料及该涂料等优点。
作为优选方案，所述的彩色粒子是由彩漆与保护胶溶液以1∶1的重量比进行造粒制得；其中彩漆是由白色基础漆与水性色浆调配而成，保护胶溶液是由水93-95份、焦磷酸钠0.03-0.06份和胶性硅酸镁锂5-6份充分混合制得。胶性硅酸镁锂的加入，使得涂料中彩色粒子之间相互独立，起到物理隔离作用，而且其优异的剪切变稀性能在多彩涂料的搅拌和喷涂过程中可以起到润滑剂的作用，从而阻止不同颜色的色漆混合在一起。
作为优选方案，所述的白色基础漆的制备方法为：将如下所述原料的成份及其重量配比加入分散缸中，分散至细度为20-30μm，再加丙烯酸酯类乳液30-40份和保护胶溶液7-10份，搅拌均匀；其中，白色基础漆的原料及重量份配比为：水35-45份、羟乙基纤维素0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.2份、pH调节剂0.05-0.1份、防霉杀菌剂0.01-0.05份、消泡剂0.2-0.5份、成膜助剂0.4-0.7份、钛白粉1.5-2份、煅烧高岭土1.5-2份。
一种上述的全水性多彩涂料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)保护胶溶液的制备：原料及重量份配比为：水93-95份、焦磷酸钠0.03-0.06份和胶性硅酸镁锂5-6份，上述重量份充分混合均匀；
(2)白色基础漆的制备：将如下所述原料的成份及其重量配比加入分散缸中，分散至细度为20-30μm，再加丙烯酸酯类乳液30-40份和保护胶溶液7-10份，搅拌均匀；其中，白色基础漆的原料及重量份配比为：水35-45份、羟乙基纤维素0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.2份、pH调节剂0.05-0.1份、防霉杀菌剂0.01-0.05份、消泡剂0.2-0.5份、成膜助剂0.4-0.7份、钛白粉1.5-2份、煅烧高岭土1.5-2份；
(3)调色：按设计要求将步骤(2)制得的白色基础漆用水性色浆分别调配成所需的颜色，制成颜色不同的彩漆；
(4)彩漆造粒：将步骤(3)制得的彩漆与步骤(1)制得的保护胶溶液以1∶1的重量比进行造粒，得到不同颜色的彩色粒子；
(5)全水性多彩涂料的制备：丙烯酸酯类乳液35-40份、成膜助剂0.4-0.7份、水6-15份，加入步骤(4)制得的彩色粒子50-60份和适量增稠剂，搅拌均匀，即得全水性多彩涂料。
以上采用的原材料除胶性硅酸镁锂外均为本领域常用试剂，可从市场购得。
本发明方法采用胶性硅酸镁锂使得彩色粒子之间相互独立，起到物理隔离作用，而且其优异的剪切变稀性能在多彩涂料的搅拌和喷涂过程中可以起到润滑剂的作用，从而阻止不同颜色的色漆混合在一起。
本发明方法采用煅烧高岭土来替代通常乳胶漆使用的滑石粉、重钙、轻钙等颜填料，使得制备的彩色粒子具有半透明状态，同时具备一定的机械强度和稳定性，使彩色粒子在制备或喷涂过程中不会破碎，防止了渗色现象的发生，在通常的喷涂条件下能耐受机械涂覆。由于具备了较高的机械强度和稳定性，彩色粒子可以通过调整造粒过程的转速，来控制彩色粒子的大小，实现造粒过程的可控性。
本发明方法由于其独特的配方技术和工艺，使得在彩漆造粒过程中彩色粒子具有规则的尺寸分布，而且采用通常的分散设备就可达到目的。
作为优选方案，步骤(1)所述的各原料于转速800-1200r/min下高速分散20-30min至完全溶解。
作为优选方案，步骤(2)所述的原料加入分散缸中，控制转速800-1200r/min高速分散20-30min至细度20-30μm，加入丙烯酸酯类乳液后，控制转速200-400r/min搅拌5-10min。
作为优选方案，步骤(4)所述的造粒过程控制转速100-200r/min。控制转速和分散时间以确保制备的彩色粒子达到目标尺寸大小和分布状况。
作为优选方案，所述的水为去离子水，以防止水中所含的金属离子和杂质影响彩色粒子的制备。
作为优选方案，所述的增稠剂为增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合而成。本发明方法采用增稠剂399使彩色颗粒的表面润湿包覆，有效地隔离彩色颗粒，形成表面软硬度适宜的较为稳定、不易破碎的彩色颗粒；采用增稠剂530使得在储运过程中提高本涂料稳定性及抗冻融性，防止彩色粒子沉底结块，在施工中具有合适粘稠度和良好的触变性；经多次试验证明增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合达到了最为理想的效果，使增稠剂399与增稠剂530的特性得以最大限度的发挥。
本发明的涂料具有以下优点：
1、涂料制备过程中未添加HJ/T201-2005《环境标志产品技术要求水性涂料》标准规定的禁用物质，产品安全、绿色环保；
2、采用胶性硅酸镁锂使得彩色粒子之间相互独立，起到物理隔离作用，因此可以根据图案设计要求分别调配所需颜色，混合后形成各种多彩的艺术图案以达到最佳的装饰效果；
3、储存稳定性好，不会混色、浮色和分层、分水；
4、施工方便灵活，成本低；
5、制备方法简单，易于大规模生产。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例；这些实施例可以对本发明作进一步的补充和说明；但本发明并不限于这些实施例。实施例中用到的试剂来源如下：
胶性硅酸镁锂：Laponite RD，洛克伍德添加剂有限公司或浙江省浙地科技开发公司；
分散剂：1124，美国瓦尼公司；
润湿剂：388，美国罗门哈斯；
pH调节剂：AMP-95，美国陶士；
防霉杀菌剂：ParmetolTM A 33，德国舒美；
消泡剂：298，美国瓦尼公司；
成膜助剂：TEXANOL(十二碳醇酯)，伊士曼化工公司；
水性色浆：科莱恩公司；
丙烯酸酯类乳液：上海居宁高分子材料有限公司；
增稠剂399，洛克伍德添加剂有限公司；
增稠剂530，上海网格贸易有限公司。
实施例1
(1)保护胶溶液的制备：将去离子水94g和焦磷酸钠0.05g混合并搅拌使溶解均匀，再缓慢加入胶性硅酸镁锂5.95g，转速1200r/min下高速分散20min左右至完全溶解，备用；
(2)白色基础漆的制备：将去离子水45g、羟乙基纤维素0.2g、分散剂0.2g、润湿剂0.2g、pH调节剂0.1g、防霉杀菌剂0.05g、消泡剂0.3g、成膜助剂0.5g、钛白粉1.5g、煅烧高岭土1.5g，依次加入分散缸中，转速1200r/min下高速分散20min，至细度达到20-30μm，再加入丙烯酸酯类乳液40g，转速400r/min搅拌5min，最后加步骤(1)制备的保护胶溶液10g，搅拌均匀备用；
(3)调色：按设计要求将步骤(2)制得的白色基础漆用水性色浆分别调配成所需的颜色，制成颜色不同的彩漆；
(4)彩漆造粒：将步骤(3)制得的彩漆与步骤(1)制得的保护胶溶液以1∶1的比例(重量)转速200r/min下进行造粒，得到设计所需的不同颜色和大小的彩色粒子；
(5)全水性多彩涂料的制备：丙烯酸酯类乳液40g、成膜助剂0.7g、去离子水8g，按设计要求加入步骤(4)制得的不同颜色的彩色粒子50g、增稠剂1.3g(增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合而成)，搅拌均匀，即得全水性多彩涂料。
实施例2
(1)保护胶溶液的制备：将去离子水93g和焦磷酸钠0.03g混合并搅拌使溶解均匀，再缓慢加入胶性硅酸镁锂5g，转速800r/min下高速分散30min左右至完全溶解，备用；
(2)白色基础漆的制备：将去离子水35g、羟乙基纤维素0.1g、分散剂0.1g、润湿剂0.1g、pH调节剂0.05g、防霉杀菌剂0.01g、消泡剂0.2g、成膜助剂0.4g、钛白粉2g、煅烧高岭土2g，依次加入分散缸中，转速800r/min下高速分散30min，至细度达到20-30μm，再加入丙烯酸酯类乳液30g，转速200r/min搅拌10min，最后加步骤(1)制备的保护胶溶液7g，搅拌均匀备用；
(3)调色：按设计要求将步骤(2)制得的白色基础漆用水性色浆分别调配成所需的颜色，制成颜色不同的彩漆；
(4)彩漆造粒：将步骤(3)制得的彩漆与步骤(1)制得的保护胶溶液以1∶1的比例(重量)转速100r/min下进行造粒，得到设计所需的不同颜色的彩色粒子；
(5)全水性多彩涂料的制备：丙烯酸酯类乳液35g、成膜助剂0.4g、去离子水8g，按设计要求加入步骤(4)制得的不同颜色的彩色粒子60g、增稠剂1.5g(增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合而成)，搅拌均匀，即得全水性多彩涂料。
实施例3
(1)保护胶溶液的制备：将去离子水95g和焦磷酸钠0.06g混合并搅拌使溶解均匀，再缓慢加入胶性硅酸镁锂6g，转速1000r/min下高速分散20min左右至完全溶解，备用；
(2)白色基础漆的制备：将去离子水40g、羟乙基纤维素0.3g、分散剂0.3g、润湿剂0.2g、pH调节剂0.1g、防霉杀菌剂0.05g、消泡剂0.5g、成膜助剂0.7g、钛白粉2g、煅烧高岭土2g，依次加入分散缸中，转速1000r/min下高速分散20min，至细度在20-30μm范围内，再加入丙烯酸酯类乳液35g，转速300r/min搅拌10min，最后加步骤(1)制备的保护胶溶液9g，搅拌均匀备用；
(3)调色：按设计要求将步骤(2)制得的白色基础漆用水性色浆分别调配成所需的颜色，制成颜色不同的彩漆；
(4)彩漆造粒：将步骤(3)制得的彩漆与步骤(1)制得的保护胶溶液以1∶1的比例(重量)转速150r/min下进行造粒，得到设计所需的不同颜色的彩色粒子；
(5)全水性多彩涂料的制备：丙烯酸酯类乳液40g、成膜助剂0.7g、去离子水8g，按设计要求加入步骤(4)制得的不同颜色的彩色粒子55g、增稠剂1.5g(增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合而成)，搅拌均匀，即得全水性多彩涂料。
实施例4
具体方案同实施例1，不同之处在于增稠剂为乙二醇，加入量为1.3g。
实施例5
具体方案同实施例1，不同之处在于增稠剂为丙二醇苯醚，加入量为1.3g。
实施例6
具体方案同实施例1，不同之处在于增稠剂为丙二醇与丙二醇苯醚以1∶1的质量配比混合而成，加入量为1.5g。
白色基础漆的制备中，煅烧高岭土的量可根据实际生产情况调整，以适应不同的设计要求。
依据国家标准GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》，对实施例1-6制备的涂料进行技术检测，结果见表1。
表1
| 检测项目 | 技术要求 | 检测结果 |
| 容器中状态 | 无硬块，搅拌后呈均匀状态 | 符合要求 |
| 施工性 | 涂刷二道无障碍 | 符合要求 |
| 涂膜外观 | 正常 | 符合要求 |
| 干燥时间(表干) | ≤2 | ≤2 |
| 对比率(白色和浅色) | ≥0.93 | 0.95 |
| 耐水性，96h | 无异常 | 无异常 |
| 耐碱性，48h | 无异常 | 无异常 |
| 耐洗刷性，次 | ≥2000 | ＞2000 |
| 低温稳定性 | 不变质 | 不变质 |
| 耐沾污性，％(白色和浅色) | ≤15 | 12 |
| 涂层耐温变形(5次循环) | 无异常 | 无异常 |
| 耐人工气候老化性粉化，级变色，级 | 600h不起泡、不剥落、无裂纹；粉化≤1级，变色≤2级 | 600h不起泡、不剥落、无裂纹；粉化0级，变色2级 |
本发明并不局限于上述实施例，以上所显示的仅为本发明的最佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种全水性多彩涂料，其特征在于它包括如下重量份的组分：
丙烯酸酯类乳液 35-40份
成膜助剂 0.4-0.7份
水 6-15份
彩色粒子 50-60份
及适量增稠剂；
其中成膜助剂为乙二醇、丙二醇、丙二醇苯醚、十二碳醇酯之中的一种或几种组合；所述的彩色粒子是由彩漆与保护胶溶液以1∶1的重量比进行造粒制得；其中彩漆是由白色基础漆与水性色浆调配而成，保护胶溶液是由水93-95份、焦磷酸钠0.03-0.06份和胶性硅酸镁锂5-6份充分混合制得。
2.根据权利要求1所述的全水性多彩涂料，其特征在于所述的白色基础漆的制备方法为：将如下所述原料的成份及其重量配比加入分散缸中，分散至细度为20-30μm，再加丙烯酸酯类乳液30-40份和保护胶溶液7-10份，搅拌均匀；其中，白色基础漆的原料及重量份配比为：水35-45份、羟乙基纤维素0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.2份、pH调节剂0.05-0.1份、防霉杀菌剂0.01-0.05份、消泡剂0.2-0.5份、成膜助剂0.4-0.7份、钛白粉1.5-2份、煅烧高岭土1.5-2份。
3.根据权利要求1或2所述的全水性多彩涂料，其特征在于：所述的增稠剂为增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合而成。
4.根据权利要求1或2所述的全水性多彩涂料，其特征在于：所述的水为去离子水。
5.一种如权利要求1或2所述的全水性多彩涂料的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)保护胶溶液的制备：原料及重量份配比为：水93-95份、焦磷酸钠0.03-0.06份和胶性硅酸镁锂5-6份，上述重量份充分混合均匀；
(2)白色基础漆的制备：将如下所述原料的成份及其重量配比加入分散缸中，分散至细度为20-30μm，再加丙烯酸酯类乳液30-40份和保护胶溶液7-10份，搅拌均匀；其中，白色基础漆的原料及重量份配比为：水35-45份、羟乙基纤维素0.1-0.3份、分散剂0.1-0.3份、润湿剂0.1-0.2份、pH调节剂0.05-0.1份、防霉杀菌剂0.01-0.05份、消泡剂0.2-0.5份、成膜助剂0.4-0.7份、钛白粉1.5-2份、煅烧高岭土1.5-2份；
(3)调色：按设计要求将步骤(2)制得的白色基础漆用水性色浆分别调配成所需的颜色，制成颜色不同的彩漆；
(4)彩漆造粒：将步骤(3)制得的彩漆与步骤(1)制得的保护胶溶液以1∶1的重量比进行造粒，得到不同颜色的彩色粒子；
(5)全水性多彩涂料的制备：丙烯酸酯类乳液35-40份、成膜助剂0.4-0.7份、水8份，加入步骤(4)制得的彩色粒子50-60份和适量增稠剂，搅拌均匀，即得全水性多彩涂料。
6.根据权利要求5所述的全水性多彩涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的各原料于转速800-1200r/min下高速分散20-30min至完全溶解，步骤(2)所述的原料加入分散缸中，控制转速800-1200r/min高速分散20-30min至细度20-30μm，加入丙烯酸酯类乳液后，控制转速200-400r/min搅拌5-10min，步骤(4)所述的造粒过程控制转速100-200r/min。
7.根据权利要求5所述的全水性多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述的水为去离子水。
8.根据权利要求5所述的全水性多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述的增稠剂为增稠剂399与增稠剂530以2∶1的质量配比混合而成。
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