CN103319971A - 一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法，该涂料由以下成分及其重量百分比制成：水32～36%、氟改性丙烯酸酯乳液38～42%、纯丙烯酸酯乳液4～6%、水性铝银浆10～15%、羟乙基纤维素增稠剂0.1～0.15%、铝颜料定向剂A0.4～0.6%、铝颜料定向剂B0.2～0.3%、消泡剂0.4～0.5%、聚羧酸钠盐分散剂0.2～0.3%、pH调节剂0.1～0.2%、润湿剂0.25～0.30%、疏水改性碱溶胀增稠剂0.3～0.5%、聚氨酯缔合增稠剂0.3～0.5%、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂0.2～0.3%、防腐剂0.15～0.25%、防霉剂0.3～0.4%、乙二醇1.0～1.4%、成膜助剂3.7～4.3%和附着力增进剂0.2～0.3%。该涂料贮存稳定、施工性佳、金属闪光效果佳、性能价格比高、环保性好。

Description

一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法

【技术领域】

本发明属于外墙涂料技术领域，尤其涉及一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法。

【背景技术】

随着全球对环境的关注日益提升、对涂料有机挥发物（VOC）排放法规的日益严格，保护环境，有效减低涂料使用过程中有机挥发物的排放，是全球人类的共识。高性能水性涂料产品替代传统溶剂型涂料产品已成为大势所趋。

溶剂型金属闪光氟碳涂料在市场上有较为成熟的应用，其中双组分常温自干型的溶剂型金属闪光氟碳外墙漆作为一类高性能的涂料经过了多年的成熟使用，但该类涂料业有着较高的有机挥发物（VOC）含量，一般是350～500g/L。

金属闪光效果的水性外墙涂料，特别是高耐候性能的金属闪光效果水性外墙涂料，目前存在的三大技术难点在于，一是所使用的水性树脂的耐候性不佳造成其耐老化性不佳的问题；二是铝颜料在漆膜中的定向问题，金属铝颜料定向不好，造成在外墙大面积喷涂时因金属质感和光泽的不均匀导致漆膜发花；三是铝金属颜料是一种活泼金属元素，可以和水、酸和碱反应；但由于包膜不佳，使得其在罐内储存时与水反应生成了氢气；铝颜料的腐蚀导致了漆膜发黑，造成涂料失去金属光泽、并降低遮盖力，造成涂料品质的下降；同时，由于氢气的产生还会引起涨罐，从而带来爆炸类安全隐患的问题。

  综上所述，开发高性能水性金属闪光效果涂料必需关注和解决四个关键性的问题，即：一是金属铝颜料的包膜技术及其在水性涂料中的稳定；二是高性能水性氟碳树脂的应用技术提升；三是水性铝颜料或珠光粉在氟碳涂料中的定向排布问题；四是优化的产品施工固含、粘度、干速及其膜厚控制。

目前，在市面上尚未见到有成功应用于外墙大面积涂装的、人工加速老化指标能达到氙灯老化3000h、或超级荧光紫外加速老化1000h的水性金属闪光涂料的报道。

【发明内容】

本发明为解决的上述技术问题，提供了一种贮存稳定、施工性佳、金属闪光效果佳、性能价格比高、环保性好的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，由以下组分及其重量百分比制成：水32～36%、氟改性丙烯酸酯乳液38～42%、纯丙烯酸酯乳液4～6%、水性铝银浆10～15%、羟乙基纤维素增稠剂0.1～0.15%、铝颜料定向剂A 0.4～0.6%、铝颜料定向剂B 0.2～0.3%、消泡剂0.4～0.5%、聚羧酸钠盐分散剂0.2～0.3%、pH调节剂0.1～0.2%、润湿剂0.25～0.30%、疏水改性碱溶胀增稠剂0.3～0.5%、聚氨酯缔合增稠剂0.3～0.5%、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂0.2～0.3%、防腐剂0.15～0.25%、防霉剂0.3～0.4%、乙二醇1.0～1.4%、成膜助剂3.7～4.3%和附着力增进剂0.2～0.3%。

进一步地，所述水性铝银浆是采用二氧化硅包膜的片状铝粉效果颜料浆，所述铝粉效果颜料浆中片状铝粉的含量为64～66% ，溶剂为水。

进一步地，所述片状铝粉的粒径为8～50μm，径厚比为60～250，所述二氧化硅包膜的包覆厚度为60～80nm。

进一步地，所述铝颜料定向剂A为环氧乙烷环氧丙烷的嵌段共聚物聚醚型非离子表面活性剂，所述铝颜料定向剂B为脂肪酸改性聚酯型润湿剂，其重量比例为2：1。

进一步地，所述氟改性丙烯酸酯乳液和纯丙烯酸酯乳液的重量比例为7～9：1。

进一步地，所述氟改性丙烯酸酯乳液和纯丙烯酸酯乳液构成所述涂料的成膜物质，所述涂料制成组分中的颜料体积浓度为11～16%。

进一步地，所述氟改性丙烯酸乳液乳液的氟重量百分含量为11.8～12.2%，其玻璃化转变温度Tg为39℃；所述纯丙烯酸酯乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸单体的共聚乳液，其玻璃化转变温度Tg为35℃。

一种基于所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料的制备方法，首先，将部分水装入分散缸，并在搅拌状态下依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂，直至羟乙基纤维素增稠剂充分溶解无颗粒；接着，在搅拌状态下依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、部分消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂，直至铝颜料浆完全分散均匀无颗粒；然后，在搅拌状态下加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下防腐剂和防霉剂并搅拌一定时间；再然后，在搅拌状态下依次缓慢加入余下消泡剂、疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂，直至无颗粒；最后，将余下水加入分散缸中，并搅拌分散均匀后过滤包装即可。

进一步地，加入所述疏水改性碱溶胀增稠剂前预先与水按1：10重量比混合均匀，加入所述聚氨酯缔合增稠剂前预先与乙二醇按1:4重量比混合均匀。

进一步地，所述依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s；所述依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂后的搅拌转速为线速度15～16 m/s；所述依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s，所述加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下的防腐剂和防霉剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s，并搅拌3min；所述依次缓慢加入疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂时的搅拌转速为线速度15～16 m/s。

本发明的有益效果是：

通过本发明所述的制备原料和制备方法生产出来的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料贮存性、施工性及漆膜的综合性能佳，热贮存1个月，无气体释放、遮盖力和金属闪光效果无任何变化，最终漆膜的光泽、金属闪光效果的均匀性、耐水性和耐沾污也优于市面上产品,具备良好的市场推广前景，且符合国家标准GB24408-2009“外墙涂料有害物”标准中的水性外墙涂料检测漆环保指标；同时采用了双润湿剂定向体系是确保涂料中铝颜料具备很好的定向排布性、施工性和贮存稳定性等的综合性能体现和最终的装饰效果，也采用了氟改性丙烯酸乳液和纯丙乳液的搭配，使得涂料在成本的降低、体系相容性改善、附着力的提升等几个方面得到了明显的优势。

【附图说明】

图1是本发明所述一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料的制备方法实施例的流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，由以下组分及其重量百分比制成：水32～36%、氟改性丙烯酸酯乳液38～42%、纯丙烯酸酯乳液4～6%、水性铝银浆10～15%、羟乙基纤维素增稠剂0.1～0.15%、铝颜料定向剂A 0.4～0.6%、铝颜料定向剂B 0.2～0.3%、消泡剂0.4～0.5%、聚羧酸钠盐分散剂0.2～0.3%、pH调节剂0.1～0.2%、润湿剂0.25～0.30%、疏水改性碱溶胀增稠剂0.3～0.5%、聚氨酯缔合增稠剂0.3～0.5%、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂0.2～0.3%、防腐剂0.15～0.25%、防霉剂0.3～0.4%、乙二醇1.0～1.4%、成膜助剂3.7～4.3%和附着力增进剂0.2～0.3%。

其中，所述水性铝银浆是采用二氧化硅包膜的片状铝粉效果颜料浆，所述铝粉效果颜料浆中片状铝粉的含量为64～66% ，溶剂为水；所述片状铝粉的粒径为8～50μm，径厚比为60～250，所述二氧化硅包膜的包覆厚度为60～80nm；所述铝颜料定向剂A为环氧乙烷环氧丙烷的嵌段共聚物聚醚型非离子表面活性剂，所述铝颜料定向剂B为脂肪酸改性聚酯型润湿剂（fatty acid  modified polyester，FAME），其重量比例为2：1；所述氟改性丙烯酸酯乳液和纯丙烯酸酯乳液的重量比例为7～9：1（最佳重量比例为8：1）；所述氟改性丙烯酸酯乳液和纯丙烯酸酯乳液构成所述涂料的成膜物质，其中氟改性丙烯酸乳液乳液的氟重量百分含量为11.8～12.2%，所述氟改性丙烯酸酯乳液的玻璃化转变温度Tg为39℃（如北京润博恒通科技有限公司生产的商品号为HT-630F氟改性丙烯酸酯乳液），纯丙烯酸酯乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸单体的共聚乳液，所述纯丙烯酸酯乳液的玻璃化转变温度Tg为35℃（如巴德富实业有限公司生产的商品号为RS-2806纯丙烯酸酯乳液）；所述涂料制成组分中的颜料体积浓度为11～16%。

通过上述组分及其重量百分比制成的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，贮存性、施工性及漆膜的综合性能佳，热贮存1个月，无气体释放、遮盖力和金属闪光效果无任何变化；而且该涂料与本公司的罩光清漆配套（如表一），按照化工行业标准HG/T 4104-2009“建筑水性氟涂料”检测，通过1000h的超级荧光紫外线加速老化（UVB-313，1.0W/m2)，粉化为0级，等效于 GB/T1865-2009“色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射国家标准”的标准氙灯老化的3000h，按照国家标准GB24408-2009“外墙涂料有害物”标准中的水性外墙涂料检测漆环保指标，其VOC较低（小于50g/L）；并且采用了双润湿剂定向体系是确保涂料中铝颜料具备很好的定向排布性、施工性和贮存稳定性等的综合性能体现和最终的装饰效果，同时水性树脂聚合物采用了氟改性丙烯酸乳液和纯丙乳液的搭配，使得涂料在成本的降低、体系相容性改善、附着力的提升等几个方面得到了明显的优势。

表一：本发明所述涂料与本公司的罩光清漆配套按照“HG/T 4104-2007 建筑用水性氟涂料” 国家化工部颁标准测试，其关键性能指标的结果。

从表一的检测结果可以看出，本发明产品其耐老化性能关键指标比市面上同类产品优异，同时涂料的贮存稳定性、施工性、最终漆膜的光泽、金属闪光效果的均匀性、耐水性和耐沾污也优于市面上产品,具备良好的市场推广前景。

本发明根据铝粉定向排布的基理和水性涂料体系的特点，设计出加入比例低、对漆膜的性能无负面影响的金属颜料定向体系，并采用了双润湿剂定向体系，即环氧乙烷环氧丙烷的嵌段共聚物聚醚型非离子表面活性剂和脂肪酸改性聚酯型润湿剂，环氧乙烷环氧丙烷的嵌段共聚物聚醚型非离子表面活性剂对铝粉表面具有很好的润湿作用，在水性涂料体系中,改善了连续相和分散相的相容性, 可使得铝金属颜料与涂料中的水性氟碳乳液有很好的相容性，促进了水性涂料系统对金属铝粉的接受力,同时其具备较好的体系表面张力的降低能力，对提升产品的基材润湿性、流平性和铝颜料的协同定向能力，同时由于其极低的起泡性，利于体系的配方设计（可不必添加过多的消泡剂）；脂肪酸改性聚酯型润湿剂分子在叔胺基上含极性头,这些锚定基团类似于高分子量分散剂,经论证其对无机颜料表面有极佳的亲和作用。

如图1中所示：

本发明所述的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料的制备方法，包括有以下步骤：

步骤A.将部分的水装入分散缸，并在搅拌状态下依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂，直至羟乙基纤维素增稠剂充分溶解无颗粒。

步骤B.在搅拌状态下依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、部分消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂，直至铝颜料浆完全分散均匀无颗粒。

步骤C.在搅拌状态下加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下防腐剂和防霉剂并搅拌一定时间。

步骤D.在搅拌状态下依次缓慢加入余下消泡剂、疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂，直至无颗粒。

步骤E.将余下水加入分散缸中，并搅拌分散均匀后过滤包装即可。

其中，加入所述疏水改性碱溶胀增稠剂时预先与水按1：10重量比混合均匀，加入所述聚氨酯缔合增稠剂时预先与乙二醇按1:4重量比混合均匀。

所述依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s；所述依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂后的搅拌转速为线速度15～16 m/s；所述依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s，所述加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下的防腐剂和防霉剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s，并搅拌3min；所述依次缓慢加入疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂时的搅拌转速为线速度15～16 m/s。

通过本发明所述配方和制备方法制得的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，贮存性、施工性及漆膜的综合性能佳，热贮存1个月，无气体释放、遮盖力和金属闪光效果无任何变化；而且该涂料与本公司的罩光清漆配套，按照化工行业标准HG/T 4104-2009“建筑水性氟涂料”检测，通过1000h的超级荧光紫外线加速老化（UVB-313，1.0W/m2)，粉化为0级，等效于 GB/T1865-2009“色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射国家标准”的标准氙灯老化的3000h；按照国家标准GB24408-2009“外墙涂料有害物”标准中的水性外墙涂料检测漆环保指标，其VOC较低（小于50g/L）；并且采用了双润湿剂定向体系是确保涂料中铝颜料具备很好的定向排布性、施工性和贮存稳定性等的综合性能体现和最终的装饰效果。

以下是针对本发明所述的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料及其制备方法进行的二个实施例，具体情况如下。

实施例1 ：

    制备100kg本发明涂料,水性氟碳强闪型银色金属漆。

制备时，首先，将18Kg水装入分散缸，并在搅拌状态下依次加入0.1kg防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂，直至羟乙基纤维素增稠剂充分溶解无颗粒；接着，在搅拌状态下依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、0.2Kg消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂，直至铝颜料浆完全分散均匀无颗粒；然后，在搅拌状态下加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下0.1kg防腐剂和防霉剂并搅拌一定时间；再然后，在搅拌状态下依次缓慢加入余下0.2kg消泡剂、疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂，直至无颗粒；最后，将余下16.5Kg水加入分散缸中，并搅拌分散均匀后过滤包装，即可制得具备很好的定向排布性、施工性和贮存稳定性等的综合性能体现和最终的装饰效果的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料。

实施例2 ：

制备100kg本发明涂料, 水性氟碳中闪型金色金属漆

通过与实施例一相通的方法即可制得具备很好的定向排布性、施工性和贮存稳定性等的综合性能体现和最终的装饰效果的外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料。 

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，由以下组分及其重量百分比制成：水32～36%、氟改性丙烯酸酯乳液38～42%、纯丙烯酸酯乳液4～6%、水性铝银浆10～15%、羟乙基纤维素增稠剂0.1～0.15%、铝颜料定向剂A 0.4～0.6%、铝颜料定向剂B 0.2～0.3%、消泡剂0.4～0.5%、聚羧酸钠盐分散剂0.2～0.3%、pH调节剂0.1～0.2%、润湿剂0.25～0.30%、疏水改性碱溶胀增稠剂0.3～0.5%、聚氨酯缔合增稠剂0.3～0.5%、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂0.2～0.3%、防腐剂0.15～0.25%、防霉剂0.3～0.4%、乙二醇1.0～1.4%、成膜助剂3.7～4.3%和附着力增进剂0.2～0.3%。

       

2.根据权利要求1所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，所述水性铝银浆是采用二氧化硅包膜的片状铝粉效果颜料浆，所述铝粉效果颜料浆中片状铝粉的含量为64～66% ，溶剂为水。

3.根据权利要求2所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，所述片状铝粉的粒径为8～50μm，径厚比为60～250，所述二氧化硅包膜的包覆厚度为60～80nm。

4.根据权利要求1所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，所述铝颜料定向剂A为环氧乙烷环氧丙烷的嵌段共聚物聚醚型非离子表面活性剂，所述铝颜料定向剂B为脂肪酸改性聚酯型润湿剂，其重量比例为2：1。

5.根据权利要求1所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，所述氟改性丙烯酸酯乳液和纯丙烯酸酯乳液的重量比例为7～9：1。

6.根据权利要求5所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，所述氟改性丙烯酸酯乳液和纯丙烯酸酯乳液构成所述涂料的成膜物质，所述涂料制成组分中的颜料体积浓度为11～16%。

7.根据权利要求1所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料，其特征在于，所述氟改性丙烯酸乳液乳液的氟重量百分含量为11.8～12.2%，其玻璃化转变温度Tg为39℃；所述纯丙烯酸酯乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸单体的共聚乳液，其玻璃化转变温度Tg为35℃。

8.一种基于权利要求1至7任何一项所述外墙用金属闪光效果水性氟碳涂料的制备方法，其特征在于，首先，将部分水装入分散缸，并在搅拌状态下依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂，直至羟乙基纤维素增稠剂充分溶解无颗粒；接着，在搅拌状态下依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、部分消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂，直至铝颜料浆完全分散均匀无颗粒；然后，在搅拌状态下加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下防腐剂和防霉剂并搅拌一定时间；再然后，在搅拌状态下依次缓慢加入余下消泡剂、疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂，直至无颗粒；最后，将余下水加入分散缸中，并搅拌分散均匀后过滤包装即可。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，加入所述疏水改性碱溶胀增稠剂前预先与水按1：10重量比混合均匀，加入所述聚氨酯缔合增稠剂前预先与乙二醇按1:4重量比混合均匀。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s；所述依次加入部分的防腐剂、聚羧酸钠盐分散剂和羟乙基纤维素增稠剂后的搅拌转速为线速度15～16 m/s；所述依次加入pH调节剂、铝颜料定向剂A、铝颜料定向剂B、消泡剂、水性铝银浆和成膜助剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s，所述加入氟改性丙烯酸酯乳液、纯丙烯酸酯乳液、余下的防腐剂和防霉剂时的搅拌转速为线速度8～10 m/s，并搅拌3min；所述依次缓慢加入疏水改性碱溶胀增稠剂、聚氨酯缔合增稠剂、聚醚聚氨酯缔合型流变改性剂和附着力增进剂时的搅拌转速为线速度15～16 m/s。

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