CN102719162A - 水性仿花岗岩涂料 - Google Patents

Abstract

本发明通过合成片状硅酸盐增粘剂/纤维素保护胶体复合成粒体系以及造粒技术的应用，解决了水性仿花岗岩涂料色粒大小均匀程度、色粒的不稳定、易破碎、色粒边界不清以及贮存期短、易渗色、浑水等毛病，能极大的促进水性仿花岗岩涂料在内外墙建筑装饰领域的推广和应用。

Description

水性仿花岗岩涂料

技术领域

本发明涉及水性仿花岗岩涂料。

技术背景

花岗石是一种天然的石材，广泛用于建筑户外饰面。但花岗石造价十分昂贵，而且在建筑外墙作饰面具有公共危险性，不易大面积或高层建筑外墙的贴面使用。因此，为了建筑物能达到花岗石的外观豪华效果，仿制花岗石的材料不断涌出，由于花岗石的色彩多异性，使得其仿制工艺十分复杂，人们需要一种制造简便的材料来简化其仿制工艺的复杂性，在此背景下，仿花岗岩涂料应运而生。在我国，仿花岗岩涂料的研究始于上世纪80年代，当时仿花岗岩涂料以水包油型（O/W）类为主，其贮存稳定性最好，且应用最广，但其涂料中含有大量挥发性有机化合物（VOC），对施工人员的健康和周围环境有害，不利环保。在生产力高度发展的今天，人们对自身的健康和周围的生活环境提出了越来越高的要求，“节能”和“环保”已成为我们的国策。水包水型（W/W）仿花岗岩涂料（以下简称水性仿花岗岩涂料）正是在这样的条件下已成为各大水性涂料生产企业研究的热点。水性仿花岗岩涂料最先为美国人所研究，20世纪90年代中期，才变成可在建筑物上应用的涂料产品，水性仿花岗岩涂料的出现是传统建筑涂料领域里的一大突破，它克服了20世纪80中期出现的O/W水包油型仿花岗岩涂料含有挥发性有机化合物等有毒害物质的缺点，更加节能、环保。是新一代绿色建筑涂料。具有广阔的市场前景。最近几年，国内研究水性仿花岗岩涂料的生产企业较多，但市面上大多数水性仿花岗岩涂料质量参次不齐，有的色粒不稳定，易破碎；有的色粒边界不清，但都存在着贮存期短、易渗色、浑水等毛病，严重影响着水性仿花岗岩涂料的推广和使用。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种新型的水性仿花岗岩涂料，提高水性仿花岗岩涂料的色粒效果、贮存稳定性以及改善水性多彩粒子向连续相中渗色、混水的问题。

为此，本发明采用以下技术方案：它由水性色浆、多彩基础漆、分散介质及涂料调配后的辅料介质混配而成；

所述多彩基础漆的组成为：

纤维素                            0.8~1.0%

PH调节剂                    0.1~0.2%

分散剂                            0.3~0.8%

润湿剂                            0.2~0.4%

金红石型钛白粉            1.0~3.0%

重质碳酸钙                   15.0 ~20.0% 

3.0～5.0%增粘剂水溶液            15.0~25.0%

成膜助剂                         1.0~2.0%

丙二醇                             1.0~2.0%

弹性乳液                         20.0~30.0%

消泡剂                             0.2~0.4%

防腐剂                             0.1~0.3%

余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比，混合水性色浆的基础漆占水性仿花岗岩涂料总质量的百分比为30.0~40.0%；

所述分散介质的组成为：

水      40.0~50.0%

无机分散剂  0.2~0.4%

增粘剂粉   1.5~2.5%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比；

所述的涂料调配后的辅料体系的组成为：

硅丙乳液    0.0~15.0%

成膜助剂    0.0~1.5%

丙二醇       1.0~2.0%

增稠剂       0.5~1.0%

防腐剂       0.1~0.2%

水           10.0~15.0%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述纤维素可采用非离子型纤维素，比如，科耐欧贸易（上海）有限公司的羟乙基纤维素。

PH调节剂可采用多功能助剂，其至少具有PH调节功能，比如采用美国陶氏化学公司的AMP-95。

基础漆中的分散剂可采用聚羧酸钠盐分散剂，如深圳海川科技化工公司生产的型号为SN5040的分散剂。

所述湿润剂可采用非离子表面活性剂，如德国科宁公司的PE100润湿剂。

所述3.0～5.0%的增粘剂水溶液，其对多彩漆的成粒有帮助，其中的增粘剂可采用：苏州中材科技的PG增粘剂、美国洛克伍德（Rockwood）公司生产的LAPONITE RD、RDS等产品。

所述成膜助剂可采用醚醇类物质，如十二碳醇酯、二丙二醇丁醚等。

所述弹性乳液为合成树脂乳液，是由甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体与丙烯酸单体和羟甲基丙烯酰胺单体等功能性单体共聚而成，其固体含量为48.0~50.0%,粘度为200~500mpa.s/25℃。

所述消泡剂可采用水性介质通用性矿物油类消泡剂，如法国罗地亚公司的RHODOLINE DF681F、DF691 等。

所述无机分散剂可采用多聚磷酸盐，如：三聚磷酸钠、焦磷酸钠等。

所述增粘剂粉可采用表面经过多聚磷酸盐中和改性的合成片状硅酸盐，外观为白色粉末，比表面积为360～380㎡/g。

所述硅丙乳液可采用商品化的合成树脂乳液，它是由甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体与丙烯酸、有机硅等功能性单体共聚而成，其固体含量为48.0~50.0%,粘度为1000~2000mpa.s/25℃。

上述增稠剂可采用疏水改性碱溶胀缔合型增稠剂，如美国罗蒙哈斯公司的TT935、日本诺普科公司的SN-636等。

上述防腐剂可采用工业用新型环保防腐杀菌剂，如浙江化工研究院生产的PT-2、PT-3 、PN等。

在本发明中，除非特别指明，否则所有的组份配比均为重量配比。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种制备上述水性仿花岗岩涂料的方法，它包括多彩基础漆的制备步骤：

按上述多彩基础漆的组成，在投料缸中投入水、纤维素，搅拌均匀让其充分润湿，然后加入PH调节剂、分散剂、润湿剂、金红石型钛白粉、重质碳酸钙并搅拌分散均匀，用砂磨机砂磨至细度50μm以下，然后再加入权利要求1中多彩基础漆的的其它物料，并搅拌分散均匀，过滤、备用；

所述方法还包括分散介质的制备步骤：

按上述分散介质的组成，在拉缸中加入水、无机分散剂、增粘剂粉，搅拌分散直至其形成透明的胶液；

所述方法还包括各色基础漆的调配步骤：

根据要仿制的花岗岩石材的彩色花纹特点，用上述多彩基础漆和水性色浆调制出各色基础漆。

所述方法还包括调点的步骤：

按上述的质量比，将制备好的各色基础漆一次性全部加入分散介质中，慢速搅拌（比如，50～60rpm/min），形成水性彩粒胶体液；

按上述的质量比，在已调好的水性彩粒胶体液中加入辅料体系中的物料并慢速搅拌均匀，制成所述水性仿花岗岩涂料。

本发明所提供及制备的水性仿花岗岩涂料，通过增粘剂粉（特别是采用含有改性剂的合成片状硅酸盐）/纤维素保护胶体复合成粒介质来提高水性仿花岗岩涂料的色粒效果、贮存稳定性以及改善水性多彩粒子向连续相中的渗色、混水的毛病。本发明具有以下优点：

⑴：以水为溶剂，节能环保。

⑵：贮存稳定性好、抗渗色性强、不浑水。

⑶：一次性涂装施工便能得到仿花岗岩石材的多彩效果。

⑷：仿花岗岩石材效果逼真、造价便宜。

⑸：施工简便、维护简易、重涂性好。

具体实施方式

实验例1

所述多彩基础漆的组成为：

纤维素                            0.8~1.0%

PH调节剂                    0.1~0.2%

分散剂                            0.3~0.8%

润湿剂                            0.2~0.4%

金红石型钛白粉            1.0~3.0%

重质碳酸钙                   15.0 ~20.0% 

3.0～5.0%增粘剂水溶液            15.0~25.0%

成膜助剂                         1.0~2.0%

丙二醇                             1.0~2.0%

弹性乳液                         20.0~30.0%

消泡剂                             0.2~0.4%

防腐剂                             0.1~0.3%

余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比，混合水性色浆的各色基础漆占水性仿花岗岩涂料总质量的百分比为30.0%；

所述分散介质的组成为：

水            40.0%

无机分散剂  0.2%

增粘剂粉    1.5%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比；

所述的涂料调配后的辅料体系的组成为：

硅丙乳液    15.0%

成膜助剂    1.0%

丙二醇       1.5%

增稠剂       0.8%

防腐剂       0.1%

水           10.0~15.0%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比。

制备过程：

多彩基础漆的制备步骤：

按上述多彩基础漆的组成，在投料缸中投入水、纤维素，搅拌均匀让其充分润湿，然后加入PH调节剂、分散剂、润湿剂、金红石型钛白粉、重质碳酸钙并搅拌分散均匀，用砂磨机砂磨至细度50μm以下，然后再加入权利要求1中多彩基础漆的的其它物料，并搅拌分散均匀，过滤、备用；

分散介质的制备步骤：

按上述分散介质的组成，在拉缸中加入水、无机分散剂、增粘剂粉，搅拌分散30min直至其形成透明的胶液；

各色基础漆的调配步骤：

根据要仿制的花岗岩石材的彩色花纹特点，用上述多彩基础漆和水性色浆调制出各色基础漆。

所述方法还包括调点的步骤：

按上述的质量比，将制备好的各色基础漆一次性全部加入分散介质中，慢速搅拌（50～60rpm/min），形成水性彩粒胶体液；

按上述的质量比，在已调好的水性彩粒胶体液中加入辅料体系中的物料并慢速搅拌均匀，制成所述水性仿花岗岩涂料。

实验例2

所述多彩基础漆的组成为：

纤维素                            0.8~1.0%

PH调节剂                    0.1~0.2%

分散剂                            0.3~0.8%

润湿剂                            0.2~0.4%

金红石型钛白粉            1.0~3.0%

重质碳酸钙                   15.0 ~20.0% 

3.0～5.0%增粘剂水溶液            15.0~25.0%

成膜助剂                         1.0~2.0%

丙二醇                             1.0~2.0%

弹性乳液                         20.0~30.0%

消泡剂                             0.2~0.4%

防腐剂                             0.1~0.3%

余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比，混合水性色浆的各色基础漆占水性仿花岗岩涂料总质量的百分比为30.0%；

所述分散介质的组成为：

水            45.0%

无机分散剂  0.3%

增粘剂粉     2.0%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比；

所述的涂料调配后的辅料体系的组成为：

硅丙乳液   15.0%

成膜助剂    1.0%

丙二醇    1.4%

增稠剂    0.8%

防腐剂     0.1%

水        10.0~15.0%

制备过程与实施例1相同。

实施例3

所述多彩基础漆的组成为：

纤维素                            0.8~1.0%

PH调节剂                    0.1~0.2%

分散剂                            0.3~0.8%

润湿剂                            0.2~0.4%

金红石型钛白粉            1.0~3.0%

重质碳酸钙                   15.0 ~20.0% 

3.0～5.0%增粘剂水溶液            15.0~25.0%

成膜助剂                         1.0~2.0%

丙二醇                             1.0~2.0%

弹性乳液                         20.0~30.0%

消泡剂                             0.2~0.4%

防腐剂                             0.1~0.3%

余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比，混合水性色浆的各色基础漆占水性仿花岗岩涂料总质量的百分比为30.0%；

所述分散介质的组成为：

水      42.0%

无机分散剂  0.4%

增粘剂粉   2.5%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比；

所述的涂料调配后的辅料体系的组成为：

硅丙乳液   15.0%

成膜助剂    1.0%

丙二醇    1.5%

增稠剂    0.8%

防腐剂     0.1%

水        10.0~15.0%

制备过程与实施例1相同。

按照实施例1、2、3所制得的水性仿花岗岩涂料与上海亚士涂料有限公司生产的水性仿花岗岩涂料相比，涂料性能测试如下表：

涂层性能测试如下表：

序号	项目	实施例1	实施例2	实施例3	亚士
						1	涂膜外观	正常	正常	正常	正常
2	耐水性（96h）	无异常	无异常	无异常	轻微泛白
						3	耐碱性(48h)	无异常	无异常	无异常	无异常
4	耐洗刷性/次	﹥5000	﹥5000	5000	2000
						5	贮存稳定性	通过	通过	通过	粘度上升、彩粒模糊、渗色。

表中耐水性的测试方法：在无石棉纤维水泥平板（150mm×70mm×3～6mm）上按水性仿花岗岩复层涂料配套介质涂好底漆、中涂、水性仿花岗岩涂料主剂、罩光清漆。施涂完后在标准状态养护7d，然后按GB/T1733-1993中甲法规定进行测试。

表中耐碱性的测试方法：在无石棉纤维水泥平板（150mm×70mm×3～6mm）上按水性仿花岗岩复层涂料配套介质涂好底漆、中涂、水性仿花岗岩涂料主剂、罩光清漆。施涂完后在标准状态养护7d，然后按GB/T9265-2009国家标准进行测试。

表中耐洗刷性的测试方法：在无石棉纤维水泥平板（430mm×70mm×3～6mm）上按水性仿花岗岩复层涂料配套介质涂好底漆、中涂、水性仿花岗岩涂料主剂、罩光清漆。施涂完后在标准状态养护7d，然后按GB/T9266-2009国家标准进行测试。

表中贮存稳定性的检测：将约1L的样品装入密封良好的塑料容器中，容器内留有约10%的空间，密封后放入（50±2）℃恒温干燥箱中，7天后取出在（23±2）℃下放置3h，然后检测涂膜外观、在容器中的状态，贮存前与贮存后相比，粘度是否变化、样品中水性着色凝胶颗粒有无渗色现象（用玻璃棒将样品涂抹在透明玻璃板上比对观察），涂膜的颜色、花纹等无明显差异，则评定为“通过”。

Claims (6)

1.水性仿花岗岩涂料，其特征在于它由水性色浆、多彩基础漆、分散介质及涂料调配后的辅料介质混配而成；

所述多彩基础漆的组成为：

纤维素                            0.8~1.0%

PH调节剂                    0.1~0.2%

分散剂                            0.3~0.8%

润湿剂                            0.2~0.4%

金红石型钛白粉            1.0~3.0%

重质碳酸钙                   15.0 ~20.0% 

3.0～5.0%增粘剂水溶液            15.0~25.0%

成膜助剂                         1.0~2.0%

丙二醇                             1.0~2.0%

弹性乳液                         20.0~30.0%

消泡剂                             0.2~0.4%

防腐剂                             0.1~0.3%

余量用水补足100份，以上百分比为质量百分比，混合水性色浆的基础漆占水性仿花岗岩涂料总质量的百分比为30.0~40.0%；

所述分散介质的组成为：

水            40.0~50.0%

无机分散剂  0.2~0.4%

增粘剂粉     1.5~2.5%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比；

所述的涂料调配后的辅料体系的组成为：

硅丙乳液     0.0~15.0%

成膜助剂    0.0~1.5%

丙二醇       1.0~2.0%

增稠剂       0.5~1.0%

防腐剂       0.1~0.2%

水           10.0~15.0%

其中的百分比为相对于水性仿花岗岩涂料总质量的百分比。

2.如权利要求1所述的水性仿花岗岩涂料，其特征在于所述纤维素为非离子型纤维素；所述湿润剂可采用非离子表面活性剂；所述成膜助剂采用醚醇类物质；所述弹性乳液为合成树脂乳液，是由甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体与丙烯酸单体和羟甲基丙烯酰胺单体共聚而成，其固体含量为48.0~50.0%,粘度为200~500mpa.s/25℃；所述消泡剂采用水性介质通用性矿物油类消泡剂。

3.如权利要求1所述的水性仿花岗岩涂料，其特征在于所述分散介质的无机分散剂采用多聚磷酸盐。

4.如权利要求1所述的水性仿花岗岩涂料，其特征在于所述分散介质的增粘剂粉可采用表面经过多聚磷酸盐中和改性的合成片状硅酸盐，外观为白色粉末，比表面积为360～380㎡/g。

5.如权利要求1所述的水性仿花岗岩涂料，其特征在于所述辅料体系的硅丙乳液是由甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体与丙烯酸、有机硅共聚而成，其固体含量为48.0~50.0%,粘度为1000~2000mpa.s/25℃；所述增稠剂为疏水改性碱溶胀缔合型增稠剂。

6.一种制备水性仿花岗岩涂料的方法，其特征在于它包括多彩基础漆的制备的步骤：

按权利要求1中多彩基础漆的组成，在投料缸中投入水、纤维素，搅拌均匀让其充分润湿，然后加入PH调节剂、分散剂、润湿剂、金红石型钛白粉、重质碳酸钙并搅拌分散均匀，用砂磨机砂磨至细度50μm以下，然后再加入权利要求1中多彩基础漆的的其它物料，并搅拌分散均匀，过滤、备用；

所述方法还包括分散介质的制备步骤：

按权利要求1中分散介质的组成，在拉缸中加入水、无机分散剂、增粘剂粉，搅拌分散直至其形成透明的胶液；

所述方法还包括各色基础漆的调配步骤：

根据要仿制的花岗岩石材的彩色花纹特点，用上述多彩基础漆和水性色浆调制出各色基础漆；

所述方法还包括调点的步骤：

按权利要求1所述的质量比，将制备好的各色基础漆一次性全部加入分散介质中，慢速搅拌，形成水性彩粒胶体液；

按权利要求1所述的质量比，在已调好的水性彩粒胶体液中加入权利要求1中辅料体系中的物料并慢速搅拌均匀，制成所述水性仿花岗岩涂料。