CN102153923A - 一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，它包括含量为20-50%w的一种或一种以上乳液胶粉、含量为35-70%wt的氢氧化钙微粉、含量为0-30%wt的着色钛白粉和含量为0.05-0.1%wt的助剂。本发明所述干粉乳液涂料与现有液态乳液涂料相比具有的优点：包装和运输成本低，产品成本低50%，有明显的经济和社会效益，干粉乳液涂料涂膜硬度高，耐水、耐擦洗、耐蚀性持久，对环境友好，无毒无污染，节约了资源，减少了“VOC”对环境危害。

Description

一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料

技术领域

本发明涉及涂料工业液态建筑乳液涂料，尤其是涉及一种不仅高强度、耐擦洗、而且低成本的环保型干粉乳液涂料。

背景技术

现有乳液涂料不用油脂、不用有机溶剂，不仅能节约资源，而且解决了施工环境污染，劳动保护和火灾危险的问题。因而得到了普及和迅速发展，在建筑行业已占统治地位。

迄今为止，世界范围内已形成有重要工业价值的十大类非交联型乳液，分别形成了以下种类的乳液涂料：乙酸乙烯均聚物乳液（乙均乳液），丙酸乙烯聚合物乳液（丙均乳液），纯丙烯酸共聚物乳液（纯丙乳液），乙酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液（乙丙乳液），苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液（苯丙乳液），乙酸乙烯-顺丁烯二酸酯共聚物乳液（乙顺乳液），氯乙烯-偏氯乙烯共聚物乳液（氯偏乳液），乙酸乙烯- 叔碳酸乙烯共聚物乳液（乙叔乳液），乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液（乙醋乳液），乙酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液（三元乳液）。这些乳液涂料为了满足其他技术领域的应用，经喷雾干燥又可制成固态的可再分散的乳液胶粉。

乳液涂料的胶体性质及其涂膜性质，取决于乳液的构成、性质和配方设计，乳液涂料的配方变化，基本上是颜料、填料与乳液比例的变化。表述这种变化的尺度首先是颜基比，更科学地说是颜料体积浓度。颜基比决定乳液涂料的技术性能。颜基比小，乳液比例大，涂料的硬度、耐水、耐擦洗性、耐蚀性、耐久性、耐油性等均好，但成本就特别高。相反，乳液比例小，涂膜的技术性能就差，成本也低。（见精细化工工艺学，2007年1月第二版涂料篇，科学出版社）。

现有乳液涂料的生产工艺与传统油漆生产工艺大体相同，乳液涂料中一般由乳液、着色颜料，体质颜料、助剂经碾磨、调和、过滤、包装而成。其中碾磨的目的是将颜料聚合的二次粒子还原成一次粒子，因此需施加大量的碾磨机械能。考虑乳液涂料对剪切应力的敏感，先将颜料与水碾磨成色浆后再与乳液混合，混合包装后，由于包装中有空气和氧，被分散的颜料粒子又重新凝聚成二次粒子，在施工时仍然需要重新搅拌分散，而且乳液涂料中一般含水50%以上，产品呈液态使用。根据对现有乳液涂料的分析，它们存在有下述问题：一是由于乳液涂料呈液态不易包装且其分散的颜料粒子发生二次粒子重新凝聚，在施工中还需重新搅拌分散，浪费了碾磨时施加的机械能，增加了包装和运输成本；二是乳液涂料为了确保耐水、耐擦洗和硬度等性能，乳液涂料中必须加入大量的且价格较高的乳液和着色钛白粉，造成乳液涂料成本较高；三是以增加乳液比例提高乳液涂料的技术性能，增加了资源的消耗，增加了涂料“VOC”的释放，不利于环境保护。

发明内容

针对上述现有技术中乳液涂料存在的问题，本发明提供了一种用于建筑内外墙装饰的高强度耐擦洗且成本低环保型的干粉乳液涂料。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述干粉乳液涂料包括下列组份：一种或一种以上乳液胶粉、氢氧化钙微粉和助剂。

在上述制备干粉乳液涂料组份中也可加入着色钛白粉。

所述干粉乳液涂料各组份的重量百分比为：一种或一种以上乳液胶粉含量20-50%、氢氧化钙微粉含量为35-70%、着色钛白粉含量为0-30%、助剂含量为0.05-0.1%。

所述乳液胶粉由包括乙酸乙烯均聚物乳液，丙酸乙烯聚合物乳液，纯丙烯酸共聚物乳液，乙酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，乙酸乙烯-顺丁烯二酸酯共聚物乳液，氯乙烯-偏氯乙烯共聚物乳液，乙酸乙烯- 叔碳酸乙烯共聚物乳液，乙酸乙烯-乙烯共聚物乳液，乙酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液中的一种或一种以上混合后经喷雾干燥而成。

所述乳液胶粉物理性能：外观：白色流动性粉末

固含量：98%±1% ，      灰  分：10%±1%，

密  度：500~550g/L ，  平均粒径：60~80μm，

50%水溶液粘度：MPa·S≥1000，  PH ：7~9 ， 最低成膜温度： 5℃。

所述乳液胶粉在干粉乳液涂料中的作用：起成膜和粘结作用，可增加涂膜与被涂物之间的粘着力和机械性能，提高涂膜的抗张强度和耐磨性。

所述氢氧化钙微粉是由精选的氧化钙加入消化水消化后，经粉磨风选除铁制备而成。所述消化水中含有占氢氧化钙微粉重量0.1～0.2%的群青（无机着色颜料、无毒环保呈蓝色），以增加氢氧化钙微粉的白度；为避免在制取干粉乳液涂料时加入的液态助剂与乳液胶粉混合时结块不利于分散，按比例先将液态助剂在制取氢氧化钙微粉时加入到消化水中。

所述氢氧化钙微粉理化性能：

外观：呈白色微细疏松流动性粉末 ,    白度：≥90%，

粒度：400目筛余≤0.2%，  氢氧化钙：≥90% ， 活性氧化钙：≥60%。

所述氢氧化钙微粉在干粉乳液涂料中的作用：在干粉乳液涂料包装中吸收干粉中的水分，使之涂料粉末不凝聚成二次粒子，在使用时可分散成均匀的乳液涂料。Ca（OH）₂在涂膜中吸收空气中的CO₂生成CaCO₃石和钛钙石，与乳液涂料中的高分子生成二次涂膜，提高了涂膜的硬度、机械强度、耐水、耐擦洗性、耐蚀性，可代替部分乳液胶粉及代替部份或全部着色钛白粉和CaCO₃、BaCO₃等体质颜料，从而可降低干粉乳液涂料中乳液胶粉、着色颜料（钛白粉）和体质颜料的配加量，从而降低干粉乳液涂料成本。

以Ca（OH）₂代替部分乳液胶粉和代替部份或全部着色颜料，节省了资源，减少了涂料中有机物（VOC）的挥发，有利于环境保护。

所述助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂和湿润剂，     所述助剂选用应视乳液胶粉的配比量，按现有技术中的方法来确定是一种还是两种结合，还是两种以上结合，其助剂总加入重量为0.05-0.1%。

本发明所述的制备干粉乳液涂料的原料技术性能：乳液胶粉是由高分子烯类聚合物乳液喷雾干燥制成的可流动性粉末，它具有良好的可再分散性、高柔韧性、高耐蚀性，其化学性质与初始乳液相同，不同的乳液胶粉对干粉涂料性能有不同的影响。目前有十大类乳液胶粉：乙均乳液胶粉、丙均乳液胶粉、纯丙乳液胶粉、乙丙乳液胶粉、苯丙乳液胶粉、乙顺乳液胶粉、氯偏乳液胶粉、乙叔乳液胶粉、乙醋乳液胶粉、三元乳液胶粉。

氢氧化钙微粉 ，分子式;Ca（OH）₂ ，俗称熟石灰或消石灰，白色流动性粉末，密度：2.24，在580℃失去水，具强碱性，对皮肤，织物有腐蚀性，吸湿性，几乎不溶于水，露置空气中能渐渐吸收空气中的二氧化碳而成碳酸钙，由于制取氢氧化钙微粉的原料氧化钙资源丰富，制取方法简单，氢氧化钙微粉的价格仅为着色钛白粉的价格二十分之一不到。

所述干粉乳液涂料的配方设计，首先确定配制干粉乳液涂料要求达到的技术性能要求，根据技术性能要求：①确定颜基比，选择一种或一种以上的乳液胶粉为基料，确定着色颜料钛白粉用量，氢氧化钙微粉用量，干粉乳液涂料也可以不用着色钛白粉，全部用氢氧化钙微粉代替着色钛白粉和体质颜料。②助剂用量的确定：按干粉乳液胶粉的配比量确定是由增稠剂，润湿剂，分散剂和消泡剂中的一种或一种以上的总加入量。

本发明所述的干粉乳液涂料的性能指标：

外观：白色流动性粉末，      固含量：≥99%，

平均粒径：60-80μm，    50%固含量粘度：Mpa.S≥1000，

最低成膜温度：  3-5℃，   PH(0.1%的水溶液)： ≥12，

特性：可在不同质量比的水中分散成均匀的乳液涂料，具有良好耐水，耐碱，耐擦洗性能。

本发明所述干粉乳液涂料与现有液态乳液涂料相比具有的优点：

1）、包装和运输成本低，产品成本低50%，有明显的经济和社会效益，

2）、干粉乳液涂料涂膜硬度高，耐水、耐擦洗、耐蚀性持久，

3）、对环境友好，无毒无污染，

4)、节约了资源，减少了“VOC”对环境危害。

具体实施方式

1、干粉乳液涂料的优选具体配方

（1）质量比：乳液胶粉，35~40（乙醋乳液胶粉，丙均乳液胶粉各50%），钛白粉：24~28（金红石型），氢氧化钙微粉：35~40%，助剂：0.05~0.1%。它适于内外墙，具有耐水、耐磨、耐擦洗、耐蚀的耐久性。

（2）质量比：乳液胶粉：20~30%（乙均乳液胶粉，乙醋乳液胶粉各50%），钛白粉：15~30%（锐钛型），氢氧化钙微粉：40~60%，助剂：0.05~0.1%。适于内墙，砼，石膏墙面。具有耐水、耐磨、耐擦洗、耐蚀的耐久性。

（3）质量比：乳液胶粉：30~45%（乙顺乳液胶粉、氯偏乳液胶粉、乙叔乳液胶粉各占1/3），氢氧化钙微粉：54~70%，助剂：0.05~0.1%。适于内墙，砼，石膏墙面。具有耐水、耐磨、耐擦洗、耐蚀的耐久性。

（4）质量比：乳液胶粉：40~50%（纯丙乳液胶粉、乙丙乳液胶粉、苯丙乳液胶粉、三元乳液胶粉各为四分之一），氢氧化钙微粉：49~60%，助剂：0.05~0.1%。它适于内外墙，具有耐水、耐磨、耐擦洗、耐蚀的耐久性。

2、干粉乳液涂料的生产工艺方法

1）氢氧化钙微粉的制备：将块状氧化钙又称生石灰破碎成5-10cm，挑除夹石炉渣及过烧生石灰后，加入溶有增白剂，分散剂，润湿剂，消泡剂的水溶液进行消化成氢氧化钙粉末状，再经辊磨机粉磨，风选除铁选而成。

2）按生产的产品技术要求指标进行配方设计，确定颜基比，按配方设计分别计量乳液胶粉、钛白粉、氢氧化钙微粉、助剂。先将钛白粉、氢氧化钙微和干粉助剂或氢氧化钙微粉和干粉助剂在星式轮碾混合机中混合5-8分钟中，使颜料粒子与氢氧化钙微粉充分混合形成混合料，再将上述混匀料与乳液胶粉在双螺旋搅拌机中混匀20分钟，制得的干粉乳液涂料为100%的固体粉末涂料，出料计量包装。

3、干粉乳液涂料的使用方法和要求

在施工现场，将干粉乳液涂料计量倒入塑料容器内，按每公斤干粉乳液涂料加水1~1.5公升，用手提式搅拌机搅拌5~10分钟，让其静置10分钟，以确保涂膜高硬度、耐水、耐擦洗性的分散性乳液涂料，即含固量达到40~50%的乳液涂料。视施工方法，刷涂，滚涂，喷涂可以调整含固量。

施工注意事项

墙面批刮腻子必须坚固密实，不应有起砂，裂缝，疏松和  等缺陷，墙面水分应小于10%，PH＜12。

施工条件，在5℃以上，相对湿度85%以下，

每刷涂一遍必须间隔2小时以上，低温时适当延长，

刷涂较稠可加水稀释，必须搅拌均匀后再刷涂。

4、具体实施例

实施例1：

1、按生产的技术要求指标进行配方设计，确定颜基比，按配方设计分别计量乳液胶粉、钛白粉、氢氧化钙微粉、助剂。各称取乙醋乳液胶粉及丙均乳液胶粉18kg，共36kg备用，

2、称取钛白粉（金红石型）27kg，称取氢氧化钙微粉36.9kg，助剂0.1kg，

3、先将钛白粉、氢氧化钙微和干粉助剂在星式轮碾混合机中混合5-8分钟中，使颜料粒子与氢氧化钙微粉充分混合形成混合料，再将上述混匀料与乳液胶粉在双螺旋搅拌机中混匀20分钟，制得的干粉乳液涂料为100%的固体粉末涂料，计量包装。

本实施例1制得的干粉乳液涂料性能是：

外观：白色流动性粉末，      固含量：99.6%，

平均粒径：68μm，    50%固含量粘度：Mpa.S：1210，

最低成膜温度：  3-5℃，   PH(0.1%的水溶液)： 13，

特性：可在不同质量比的水中分散成均匀的乳液涂料，具有良好耐水，耐碱，耐擦洗性能。

实施例2：

1、按生产的技术要求指标进行配方设计，确定颜基比，按配方设计分别计量乳液胶粉、钛白粉、氢氧化钙微粉、助剂。各称取乙均乳液胶粉和乙醋乳液胶粉12kg，共24kg备用，

2、称取钛白粉（金红石型）25kg，称取氢氧化钙微粉50.92kg，助剂0.08kg，

3、按上述实施例1中所述的制备方法可制得干粉乳液涂料。

本实施例2制得的干粉乳液涂料性能是：

外观：白色流动性粉末，      固含量：99.8%，

平均粒径：76μm，    50%固含量粘度：Mpa.S：1170，

最低成膜温度：  3-5℃，   PH(0.1%的水溶液)： 12.5，

特性：可在不同质量比的水中分散成均匀的乳液涂料，具有良好耐水，耐碱，耐擦洗性能。

实施例3：

1、按生产的技术要求指标进行配方设计，确定颜基比，按配方设计分别计量乳液胶粉、氢氧化钙微粉、助剂。各称取乙顺乳液胶粉、氯偏乳液胶粉、乙叔乳液胶粉15kg，共45kg备用，

2、称取氢氧化钙微粉54.95kg，助剂0.05kg，

3、先将氢氧化钙微粉和干粉助剂在星式轮碾混合机中混合5-8分钟中，使颜料粒子与氢氧化钙微粉充分混合形成混合料，再将上述混匀料与乳液胶粉在双螺旋搅拌机中混匀20分钟，制得的干粉乳液涂料为100%的固体粉末涂料，计量包装。

本实施例3制得的干粉乳液涂料性能是：

外观：白色流动性粉末，      固含量：99.9%，

平均粒径：72μm，    50%固含量粘度：Mpa.S：1230，

最低成膜温度：  3-5℃，   PH(0.1%的水溶液)： 14，

特性：可在不同质量比的水中分散成均匀的乳液涂料，具有良好耐水，耐碱，耐擦洗性能。

实施例4：

1、按生产的技术要求指标进行配方设计，确定颜基比，按配方设计分别计量乳液胶粉、氢氧化钙微粉、助剂。各称取纯丙乳液胶粉、乙丙乳液胶粉、苯丙乳液胶粉、三元乳液胶粉11kg，共44kg备用，

2、称取氢氧化钙微粉55.93kg，助剂0.07kg

3、按实施例3所述的制备方法可制得干粉乳液涂料。

本实施例4制得的干粉乳液涂料性能是：

外观：白色流动性粉末，      固含量：99.85%，

平均粒径：75μm，    50%固含量粘度：Mpa.S：1241，

最低成膜温度：  3-5℃，   PH(0.1%的水溶液)： 13，

特性：可在不同质量比的水中分散成均匀的乳液涂料，具有良好耐水，耐碱，耐擦洗性能。

Claims (6)

1.一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，其特征是：它包括下列组份：一种或一种以上乳液胶粉、氢氧化钙微粉和助剂。

2.根据权利要求1所述的一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，其特征是：在干粉乳液涂料中加入着色钛白粉。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，其特征是：所述干粉乳液涂料各组份的含量为：一种或一种以上乳液胶粉含量为20-50%wt、氢氧化钙微粉含量为35-70%wt、着色钛白粉含量为0-30%wt、助剂含量为0.05-0.1%wt。

4.根据权利要求1或2所述的一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，其特征是：所述氢氧化钙微粉是由精选的氧化钙加入消化水消化后，经粉磨风选除铁制备而成。

5.根据权利要求4所述的一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，其特征是：所述消化水中含有氢氧化钙微粉重量0.1～0.2%的群青。

6.根据权利要求1至5任何一项所述的一种高强度耐擦洗环保型干粉乳液涂料，其特征在于：所述干粉乳液涂料的性能指标是：

外观：白色流动性粉末，      固含量：≥99%

平均粒径：60-80μm，    50%固含量粘度：Mpa.S≥1000

最低成膜温度：  3-5℃，   PH(0.1%的水溶液)： ≥12。