CN103740207A - 一种高性能低光泽的外墙质感涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：水8-12、防霉防藻剂0.1-0.3、防腐剂0.1-0.3、分散剂0.1-0.3、润湿剂0.1-0.3、消泡剂0.2-0.4、乳液15-25、325目重钙粉7-12、凹凸棒土0.5-0.8、硅藻土0.5-3.0、粉煤灰0.2-0.5、木质纤维0.1-0.3、纤维素0.15-0.25、成膜助剂0.4-0.7、防冻剂0.4-1、多功能助剂0.05-0.15、增稠剂0.3-0.8、钛白粉1-4、重钙石粒50-60。本发明还公开一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法。本发明所述的外墙质感涂料，是具有光泽可测量的高性能低光泽外墙质感涂料产品，能够避免传统产品施工时的接口问题及施工后的返白、发花问题，具有持久保护墙体的功能。

Description

一种高性能低光泽的外墙质感涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种涂料，具体是一种高性能低光泽的外墙质感涂料及其制备方法。

背景技术

质感涂料是由丙稀酸聚合物、优质助剂及天然砂料混合而成内外墙厚浆型涂料，具多种自然装饰效果；柔韧性佳、抗冲击、防水透气、耐污等；施工简单，通过不同的施工手法能营造出质感强烈、风格迥异的装饰效果。

质感涂料起源于上世纪二十年代初，当时北美地区出现了以水泥及沙子加色粉的做法来装饰外墙，代替采用天然泥砂及石材做外墙装饰的传统，它的效果非常像欧洲乡村泥沙涂抹的土墙，故以Stucco（灰泥）来称呼，并开始流行起来，经过多年的产品改良，质感涂料已经形成一系列的产品，种类繁多，装饰效果齐全。现在的质感涂料主要由乳液、助剂、天然砂料组成，乳液是一种高分子材料，具有弹性、耐水性、耐候性等特点，天然砂料具有无毒、无味、立体感强、坚固耐磨等特点，由乳液和天然砂料备制的质感涂料充分体现了矿物体系涂料和合成树脂体系涂料的综合优点：具有无机材料的外观及装饰性、耐侯性、耐火性、抗粘污型和合成树脂涂料的高度的防水和柔韧性，广泛应用于别墅，酒店宾馆、办公室、乡村风格的楼盘，高尚住宅区等。

现有质感涂料一般不考虑涂层的柔韧性，自新标准JG/T2079-2011《弹性质感涂层材料》出台和实施后，为了达到标准中柔韧性和粘结强度的要求，最简便的方法是添加比较高的乳液量，这样产品性能虽然可以达到标准要求，但同时也存在比较大的隐患，因为产品的光泽较高，会大大提高施工的难度，施工中易产生粘性重、发花和返白等情况，特别在施工接口的处理上，往往比低光泽产品要求更高。如采用降低乳液的办法来降低光泽的话，产品的柔韧性、耐久性又会受到影响甚至会明显下降，所以不是一个好的解决办法。

现有质感涂料的涂层是由多种大小各异的石料粒子的不规则排布而成的，表面比较粗糙且每次板面的石粒排布都不一样，光泽上没有办法准确的测量，一般采用人眼观察来判断，由于人为因素对结果判断具有不一致性，所以无法准确的对光泽进行控制和难于量化。

现有质感涂料，一般只用防冻剂帮助涂料通过冻融测试指标，带来的问题是涂料的VOC含量偏高。但没有企业对涂料的冻融性进行深入的研究，都是通过补加防冻剂的这种最直接但存在不良后果的办法解决。

基于以上原因，所以发明一种环保的高性能低光泽的外墙质感涂料及制备方法，解决质感涂料现在存在的这些问题。

发明内容

本发明目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种解决质感涂料现在所存在发花、返白和性能低等问题的高性能低光泽的外墙质感涂料。

本发明另一目的是提供一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其包括以下重量份数组分：

———————————————以上各组份制成的是母液

钛白粉            1-4

重钙石粒        50-60。

————————————————以上两组份是砂料

其中，所述防霉防藻剂是异噻唑啉酮类防霉防藻剂，防霉防藻剂用于抑制霉菌和藻类的产生，以减小霉菌和藻类对质感涂层的浸害，从而有效的保证质感涂层的装饰性和耐久性。

所述防腐剂选用异噻唑啉酮类杀菌剂，可以对桶内细菌进行杀害，防止涂料发臭变质。

所述分散剂是聚羧酸钠盐，它能降低填料的表面张力和提供空间位阻，使填料易于分散，对涂料的贮存性有帮助。

所述润湿剂是辛基酚聚氧乙烯醚，其作用是降低填料的表面张力，使填料表面充分、均匀润湿，对解决涂层的返白有很大帮助，另外润湿剂对产品的抗冻融性有很大帮助，可以减轻防冻性能对防冻剂的依赖，降低产品VOC。

所述消泡剂选用矿物油类消泡剂。

所述乳液可以是纯丙乳液，其固体含量48-50%，其性能直接影响涂料的质量，纯丙乳液具有高分子化合物固有的柔韧性，加于涂料中能使涂膜具有柔韧性，可以遮盖墙体的细微裂纹，这是和刚性材料有明显的区别；乳液的品种和添加量对涂层的耐候性也有很大的影响，本发明产品采用纯丙乳液制作，在耐黄变、耐水、耐污性、保色性方面性能优异，添加量在15-25重量份之间，保证涂层具有良好的柔韧性，优选的添加量在18-22%重量份之间，柔韧性效果最佳。

所述硅藻土是粒径中间值为7μm的硅藻土，其中Al₂O₃≥4%，SiO₂≥89.6%,Fe₂O₃≥1.3%,Na₂O+K₂O≥3.3%。硅藻土是单细胞植物硅藻的遗骸，主要成份是二氧化硅，是惰性的材料，加入配方中不会引起化学变化；它具有多孔性和高比表面积，由于硅藻土具有多孔的不平整表面，加入涂料中可以使涂膜对光产生漫发射，使涂膜光泽降低，这种不平整表面是微观的，肉眼看还是平整的涂膜，不影响涂膜外观效果，再加上它的高吸附性，使涂膜光泽进一步下降。

所述粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的一种工业废渣，主要氧化物组成为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、K₂O、Na₂O、SO₃、MnO₂等，细度为180目-325目，密度为1.07～2.4g／cm3。由于具有不规则的表面和多种不同目数的颗粒组成，所以能使涂膜表面产生微观下的凹凸感，对光的反射下降，从而降低光泽。粉煤灰的活性是潜在的，它需要一定条件的激发，一般在水泥体系中与Ca（OH）₂反应而激发。若在其它体系，粉煤灰产品由于其表面有较高的聚合度，在经过高温后迅速冷却，使得其结构致密表面稳定，常温常压下表现出较高的稳定性，本发明所用的粉煤灰没有激发它的活性，加入涂料中不会引起化学反应，只当是填料和消光材料来使用。

所述凹凸棒土是具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，其比重2.05-2.32，由于其具有独特的三维空间链式结构，及特殊的针、棒纤维晶体形态，因而有不同寻常的胶体和悬浮性，具有增稠和触变的作用，对涂料的贮存性和施工性有很大的影响。

所述木质纤维是一种不溶于水的天然纤维，平均纤维长度400-500μm，优选500μm，具有优良的柔韧性、分散性和化学惰性，由于它具有桥连的作用，可以增强产品的柔韧性和抗开裂性。

所述纤维素为3万粘度的羟乙基纤维素，纤维素和配方中所述的增稠剂都是用来调整产品的粘度，它们可以起到协同增稠作用，纤维素是对水相进行增稠，碱溶胀型增稠剂是对水相和乳液相进行增稠，加入这两种原材料使产品具有施工性好、贮存性优的特点。

成膜助剂是十二碳醇酯，防冻剂是乙二醇。

所述多功能助剂是具有氨基和羟基的丙醇类物质，具有助分散和调节酸碱度的作用，性能优于氨水和烧碱，它对产品的抗冻融性也有一定的帮助。可以是陶氏公司（DOW）出产的AMP-95多功能添加剂。

所述增稠剂是碱溶胀型的，它可以是陶氏公司（DOW）生产的型号为TT-935的增稠剂，也可是陶氏公司（DOW）生产的型号为TT-615的增稠剂。

所述钛白粉为金红石型。

所述重钙石粒可以是单个规格的，也可以是多个规格混合使用的重钙石粒。所述重钙石粒可以是60目、40目或者80目的重钙石粒。

所述325目重钙粉是一种细度在100-130um的重钙微粉，对粗粒径填料间孔隙的填充和消光协助。

一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法，其包括的步骤如下：

（1）制作母液：

A、将部分水、防霉防藻剂、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、乳液、325目重钙粉、凹凸棒土、硅藻土、粉煤灰、木质纤维按上述重量份数依次加入混合分散；加入上述重量份数的纤维素、防冻剂和成膜助剂分散均匀；

B、加入上述重量份数的多功能助剂和增稠剂与剩余部分水兑合后的混合物分散制得母液；

（2）制作成品：

按母液：砂料=35-45：65-55的比例搅拌均匀；

所述砂料为上述重量份数的钛白粉和重钙石粒混合物。

在A步骤中，将部分水、防霉防藻剂、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、乳液、325目重钙粉、凹凸棒土、硅藻土、粉煤灰、木质纤维按上述重量份数依次加入以1000-1200rpm/min的转速分散3-8分钟；先将上述重量份数的纤维素、防冻剂和成膜助剂混合均匀，然后加入，以1000-1200rpm/min的转速分散6-15分钟，分散过程中要刮边2-3次，使各原材料混合均匀；B步骤中、加入上述重量份数的多功能助剂和增稠剂与剩余水的混合物，以1000-1200rpm/min的转速高速分散3-8分钟，完成后制得的是中间产品母液；对母液的光泽、粘度、比重进行检测，包装备用。

所述（2）步骤中，以600-800rpm/min分散6-15分钟。

与现有技术相比，本发明具有的优点是：具有高性能、低光泽的优点，并且产品光泽具有可控性；与市场上的低价低质同类产品有着根本性的区别；采用高添加量的纯丙乳液，使产品具有优异的耐黄变、耐水、耐污性、保色性、柔韧性；采用硅藻土和粉煤灰进行消光处理而获得低光泽；采用润湿剂对填料表面孔隙进行充分的润湿，对解决涂膜返白有很大帮助；优化各组份间的比例，使产品在施工性、贮存性、环保性方面也有优异表现；采用母液+砂料的生产工艺，因为母液的光泽是能够准确测量的，而质感涂料由于表面粗糙，光泽是不能准确测量的，采用这样的生产工艺可以测量和控制母液的光泽，当控制母液的光泽在一定的范围内时，按配方比例添加砂料后制得的产品，光泽也是在要求的范围内，避免了直接测量产品光泽的数据不准确性，光泽的判断上可以用数据来衡量，达到了通过控制母液的光泽而控制产品的光泽的目的，相当于间接的控制了粗糙表面物体的光泽；具有光泽可测量的高性能低光泽外墙质感涂料产品，能够避免传统产品施工时的接口问题及施工后的返白、发花问题，同时也具有良好的柔韧性，使涂层具有一定的抗开裂性能和减低基面开裂带来的饰面层破坏的风险，以达持久保护墙体的功能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不是以任何形式限制本发明。

一、各重要组分在配方体系下的性能分析

上述配方的性能检测结果如下表：

实施例1是只用325目的重钙粉进行消光，效果很不理想。

实施例2是把乳液添加量降低至12%，光泽依然不理想，说明要把乳液降低至12%以下时，才能有哑光的效果，这样产品的其它性能会明显下降，所以本发明不采用这种传统的方法。

实施例3和实施例4是分别加入硅藻土和粉煤灰消光，光泽下降明显，实施例5、实施例6是用硅藻土和粉煤灰混拼来消光，光泽进一步下降，说明硅藻土和粉煤灰是良好的消光填料。母液的光泽控制在2.4以下时，最终产品的光泽均为无光。

从实施例6、实施例7、实施例8对比来看，添加了润湿剂和多功能助剂后，产品的防冻性有了明显的提升，说明润湿剂和多功能助剂对乳液胶体颗粒起到保护的作用，防止被水晶体挤压而破乳，若配方不用润湿剂，要达到防冻性能，需加大防冻剂的量，会造成产品VOC的增加，不符合环保产品的设计要求，同时会影响涂层的内干，从而也影响了涂层的耐水性，增加了泛白风险。通过减低防冻剂量和添加润湿剂方法，不但达到了防冻性的要求也解决了内干不良带来的板面返白问题，使板面整体上更均匀。

二、本发明实施例

一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法，其包括的步骤如下：

（1）制作母液：

A、将部分水、防霉防藻剂、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、乳液、325目重钙粉、凹凸棒土、硅藻土、粉煤灰、木质纤维按上述重量份数依次加入以1000-1200rpm/min的转速分散3-8分钟；加入上述重量份数的纤维素、防冻剂和成膜助剂以1000-1200rpm/min的转速分散6-15分钟，分散过程中要刮边2-3次，使各原材料混合均匀；加入上述重量份数的纤维素、防冻剂、成膜助剂加入前2分钟，先将纤维素、防冻剂、成膜助剂三种材料先混和好；

B、加入上述重量份数的多功能助剂和增稠剂与剩余部分水兑合后的混合物以1000-1200rpm/min的转速高速分散3-8分钟，完成后制得的是中间产品母液；对母液的光泽、粘度、比重进行检测，包装备用。其中，剩余部分水增稠剂质量比3：1。也就是说，增稠剂要先以重量比1：3的方式兑水。

（2）制作成品：

按母液：砂料=35-45：65-55的比例以600-800rpm/min分散6-15分钟；

所述砂料为上述重量份数的钛白粉和重钙石粒混合物。

优选的，一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法，其包括的步骤如下：

（1）制作母液：控制母液的光泽、粘度、比重等重要指标，再按母液：砂料=35-45：65-55的比例混合搅拌均匀而制成产品；具体制备步骤如下：

A、将部分水、防霉防藻剂、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、乳液、325目重钙粉、凹凸棒土、硅藻土、粉煤灰、木质纤维按上述重量份数依次加入混合在一起以1100rpm/min分散5分钟；加入上述重量份数的纤维素、防冻剂、成膜助剂（加入前2分钟三种材料先混和好），以1100rpm/min的转速高速分散10分钟，分散过程中要刮边2-3次，使各原材料混合均匀。

B、加入上述重量份数的多功能助剂、增稠剂（增稠剂要先以1：3兑剩余的水，配方比例是兑水后的总量），以1100rpm/min的转速高速分散5分钟，完成后制得的是中间产品母液；对母液的光泽、粘度、比重进行检测，包装备用。

（2）制作成品：按母液：砂料（钛白粉和各规格的重钙石粒）=35-45：65-55的比例取母液和砂料于分散机中，以700rpm/min的转速分散10分钟，搅拌均匀而制成产品。对于上述实施例9-16，采用与各重要组分在配方体系下的性能分析中相同的检测手段进行性能检测，以上以上实施例制备的产品，性能检测结果如表2。

表2

以上所述，仅是本发明的较佳实施方案而已，并非对本发明做任何形式的限制，任何熟悉本专业的方法人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施方案，但是凡是未脱离本发明的技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方案所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于，包括以下重量份数组分：

2.根据权利要求1所述一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于：所述防霉防藻剂是异噻唑啉酮类防霉防藻剂；所述防腐剂是异噻唑啉酮类杀菌剂。

3.根据权利要求1所述一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于：所述乳液是纯丙乳液，其固体含量48-50%。

4.根据权利要求1所述一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于：所述硅藻土的粒径中间值为7μm，其中Al₂O₃≥4%，SiO₂≥89.6%,Fe₂O₃≥1.3%,Na₂O+K₂O≥3.3%。

5.根据权利要求1所述一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于：所述粉煤灰的细度为180目-325目，密度为1.07～2.4g／cm3。

6.根据权利要求1所述一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于：所述木质纤维的平均纤维长度400-500μm。

7.根据权利要求1所述一种高性能低光泽的外墙质感涂料，其特征在于：所述纤维素为3万粘度的羟乙基纤维素。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法，其特征在于：其包括的步骤如下：

（1）制作母液：

A、将部分水、防霉防藻剂、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、乳液、325目重钙粉、凹凸棒土、硅藻土、粉煤灰、木质纤维按上述重量份数依次加入混合分散；加入上述重量份数的纤维素、防冻剂和成膜助剂分散均匀；

B、加入上述重量份数的多功能助剂和增稠剂与剩余部分水兑合后的混合物分散制得母液；

（2）制作成品：

按母液：砂料=35-45：65-55的比例搅拌均匀；

所述砂料为上述重量份数的钛白粉和重钙石粒混合物。

9.根据权利要求8所述的一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法，其特征在于：在A步骤中，将部分水、防霉防藻剂、防腐剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、乳液、325目重钙粉、凹凸棒土、硅藻土、粉煤灰、木质纤维按上述重量份数依次加入以1000-1200rpm/min的转速分散3-8分钟；先将上述重量份数的纤维素、防冻剂和成膜助剂混合均匀，然后加入以1000-1200rpm/min的转速分散6-15分钟，分散过程中要刮边2-3次，使各原材料混合均匀；B步骤中，加入上述重量份数的多功能助剂和增稠剂与剩余水的混合物，以1000-1200rpm/min的转速高速分散3-8分钟，完成后制得的是中间产品母液。

10.根据权利要求8所述的一种高性能低光泽的外墙质感涂料的制备方法，其特征在于：所述（2）步骤中，以600-800rpm/min的分散6-15分钟。