CN103849280B - 一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法 - Google Patents
一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高耐候仿花岗岩水包水多彩涂料的制备方法，属于建筑物涂装材料技术领域，水包水多彩涂料采用水性高分子合成乳液作为基料，各种水溶性物质作为助剂，故无气味，无污染，它的制备工艺简单，生产成本低，施工用料省，装饰效果独特，是一种较为理想的健康型内外墙装饰材料，而且本品相比市面上的其它水包水多彩涂料具有彩点不易渗色、贮存稳定、保质期长、具弹性抗裂、耐候性佳的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料的制备方法，特别是一种超稳定高耐候仿花岗岩水包水多彩涂料的制备方法。
背景技术
水包水型仿花岗多彩涂料采用水性高分子合成乳液作为基料，各种水溶性物质作为助剂，故无气味，无污染。经一次喷涂即达到仿花岗岩纹理和质感效果的装饰涂料，是一种较为理想的健康型内外墙装饰材料,为建筑涂料增添了新颖性和多样性。应用上具有节能环保、施工简单等优点，可替代天然花岗岩，为国家建筑节能减耗做出实质性的贡献。
目前，多彩涂料主要存在的问题：1、彩点易渗色、贮存稳定性差、保质期短；2、不具弹性抗裂、耐候性不佳。
针对以上问题，发明采用特制保护胶溶液将独特配方的液态水性涂料包裹成凝胶状水性彩色颗粒（分散相），并均匀地悬浮在特定的高性能水性乳液（分散介质）中，最终得到多姿多彩的、颗粒大小随意的多相分散体系——环保型“水包水”体系，它的制备工艺简单，生产成本低，施工用料省，装饰效果独特。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超稳定高耐候仿花岗岩水包水多彩涂料的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，其特征在于：包括，
步骤1：保护胶溶液的制备
保护胶溶液的原料及其质量配比为，焦磷酸钠0.5%-3.0%、液体花岗岩助剂3.5%-10.0%、水90.0%-96.0%，上述质量份数的焦磷酸钠、液体花岗岩助剂、水在800~1200r/min搅拌条件下分散20分钟，至溶液无颗粒半透明状,放置陈化24小时后备用，
步骤2：白色基础漆的制备
白色基础漆的原料及其质量配比为，水35.0%-45.0%、纤维素0.3%-0.8%、分散剂0.4%-0.6%、厚浆消泡剂0.1%-0.5%、多功能助剂0.05%-0.15%、防腐剂0.1%-0.3%，将上述质量份数的原料依次加入分散缸，在800~1200r/min搅拌条件下中速分散10-30分钟至纤维素分散完全，随后加入钛白粉0%-2%、重质碳酸钙0-10%、煅烧高岭土0-10%至分散缸中，在1500~2000r/min搅拌条件下高速分散30-45分钟至细度为30-50μm，且钛白粉、重质碳酸钙及煅烧高岭土所构成的粉料占总的原料的质量百分比为10.0%-15.0%，降低转速至500~800r/min后再加入低泡表面活性剂0.05%-0.1%、纯丙烯酸弹性乳液20.0%-30.0%、步骤1中制备的保护胶溶液15.0%-25.0%、成膜助剂0.5%-1.0%，搅拌均匀，粘度控制在120-130KU，密度控制在1.010-1.020g/cm3,存放24小时后，备用，
步骤3：色漆的制备
根据需要在步骤2制备的白色基础漆内添加各种颜色水性色浆调制成多种色漆备用，
步骤4：色漆搭配
根据所模仿花岗岩的色块颜色及分布情况选择于步骤3中制成的相应颜色的色漆，并确定各相应颜色的色漆搭配比例，
步骤5：剪切造粒
按步骤4中确定的色漆搭配比例称取总的质量份数为40.0%-50.0%的各相应颜色的色漆，按质量份数称取步骤1中制备的保护胶溶液50.0%-60.0%，在搅拌条件下将各相应颜色的色漆依次加入到保护胶溶液进行剪切造粒，形成半成品涂料，
步骤6：成品漆制备
称取水5.0%-15.0%、膨润土0.4%-2.0%、拒水助剂5.0%-10.0%、防水乳液20.0%-30.0%、成膜助剂0.5%-1.5%、丙二醇2.0%-3.0%，依次加入分散缸内采用中速分散后与步骤5中剪切造粒后形成的半成品涂料50.0%-60.0%混匀，最后加入增稠剂0.1%-0.3%将调粘度至80-85KU，即得水包水多彩成品涂料。
进一步，所述步骤1中保护胶溶液密度为1.003-1.006g/cm3。
进一步，所述步骤2中采用的是无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液。
进一步，所述步骤3中色漆的粘度为120-130KU，密度为1.010-1.020g/cm3。
进一步，所述步骤5各相应颜色的色漆中，模仿花岗岩小色点的色漆先加入，模仿花岗岩大色点的色漆后加入，并通过剪切速度和时间来控制色粒大小，剪切速度在300~500r/min,剪切时间在10~60min之间调整。
进一步，所述步骤6中采用了无皂聚合的防水乳液。
本发明的有益效果是：水包水多彩涂料采用水性高分子合成乳液作为基料，各种水溶性物质作为助剂，故无气味，无污染，它的制备工艺简单，生产成本低，施工用料省，装饰效果独特，是一种较为理想的健康型内外墙装饰材料，而且本品相比市面上的其它水包水多彩涂料具有彩点不易渗色、贮存稳定、保质期长、具弹性抗裂、耐候性佳的优点。
具体实施方式
以下是保护胶溶液（分散介质）的原料及其质量配比列表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 焦磷酸钠 | 3% | 2% | 0.5% |
| 液体花岗岩助剂 | 7% | 5% | 3.5% |
| 水 | 90% | 93% | 96% |
以下是白色基础漆（分散相）的原料及其质量配比列表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 水 | 35% | 40% | 45% |
| 纤维素 | 0.8% | 0.5% | 0.3% |
| 分散剂 | 0.6% | 0.5% | 0.4% |
| 厚浆消泡剂 | 0.5% | 0.8% | 0.1% |
| 多功能助剂 | 0.15% | 0.1% | 0.05% |
| 防腐剂 | 0.3% | 0.2% | 0.1% |
| 钛白粉 | 2% | 1.5% | 0 |
| 重质碳酸钙 | 10% | 5.5% | 5% |
| 煅烧高岭土 | 3% | 5% | 10% |
| 低泡表面活性剂 | 0.1% | 0.1% | 0.05% |
| 纯丙烯酸弹性乳液 | 30% | 24.8% | 20% |
| 保护胶溶液 | 16.65% | 20% | 18.5% |
| 成膜助剂 | 1% | 1% | 0.5% |
以下是半成品涂料的原料及其质量配比列表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 色漆（黑色） | 5% | 5% | 5% |
| 色漆（深灰色） | 15% | 20% | 10% |
| 色漆（灰色） | 10% | 10% | 15% |
| 色漆（棕色） | 10% | 0 | 5% |
| 色漆（深棕色） | 5% | 0 | 5% |
| 色漆（褐色） | 5% | 10% | 0% |
| 保护胶溶液 | 50% | 55% | 60% |
以下是成品漆的原料及其质量配比列表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 水 | 10% | 8% | 8.2% |
| 膨润土 | 0.4% | 1% | 2% |
| 防水乳液 | 22% | 24.3% | 25% |
| 拒水助剂 | 5 | 8 | 10 |
| 成膜助剂 | 0.5% | 1.0% | 1.5% |
| 丙二醇 | 2% | 2.5% | 3% |
| 半成品涂料 | 60% | 55% | 50% |
| 增稠剂 | 0.1% | 0.2% | 0.3% |
本产品的制备方法实施例1如下：
步骤1：保护胶溶液的制备
保护胶溶液的原料及其质量配比为，工业级焦磷酸钠3%、液体花岗岩助剂（采用洛克伍德公司LaponiteRDS）7%、水90%，取上述质量份数的焦磷酸钠、液体花岗岩助剂、水在800r/min搅拌条件下分散20分钟，保护胶溶液密度约为1.003g/cm3，至溶液无颗粒半透明状，放置陈化24小时后备用，
步骤2：白色基础漆的制备
白色基础漆的原料及其质量配比为水35%、纤维素0.8%（陶氏公司的羟乙基纤维素醚ER30M或亚仕兰公司纤维素Natrosol250HBR）、分散剂0.6%（诺普科公司聚羧酸盐型低泡分散剂SN5040或科宁低泡润湿分散剂PE100）、厚浆消泡剂0.5%（亚仕兰公司消泡剂AdvantageAM-1512）、多功能助剂0.15%（陶氏公司多功能助剂AMP-95）、防腐剂0.3%，将上述质量份数的原料依次加入分散缸，在800r/min搅拌条件下中速分散10分钟至纤维素分散完全，随后加入钛白粉2%（金红石型或锐钛型）、重质碳酸钙10%、煅烧高岭土3%至分散缸中，在1500r/min搅拌条件下高速分散30分钟至细度为30μm，且钛白粉、重质碳酸钙及煅烧高岭土所构成的粉料占总的原料的质量百分比为15.0%，降低转速至500r/min后再加入低泡表面活性剂0.1%（联碳公司消泡剂TRITONCF-10）、无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液30%（巴德富公司无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液）、步骤1中制备的保护胶溶液16.65%、成膜助剂1%（伊斯曼公司TEXANOL），搅拌均匀，粘度控制在120KU，密度控制在1.010g/cm3，存放24小时后，备用，
步骤3：色漆的制备
本步骤中，在白色基础漆内添加水性色浆调制而成色漆，因本例中钛白粉的含量为2%，含量较高，因而其制备而成的白色基础漆只能用于调制浅色漆，
步骤4：色漆搭配
根据所模仿花岗岩的色块颜色及分布情况选择于步骤3中制成的色漆，
步骤5：剪切造粒
按步骤4中确定的色漆称取总的质量份数为50%的各相应颜色的色漆，具体色漆的调配成分含量如下：色漆（黑色）5%、色漆（深灰色）15%、色漆（灰色）10%、色漆（棕色）10%、色漆（深棕色）5%、色漆（褐色）5%，按质量份数称取步骤1中制备的保护胶溶液50%，在搅拌条件下将各色色漆加入到保护胶溶液进行剪切造粒，形成半成品涂料，而且应当模仿花岗岩小色点的色漆先加入，模仿花岗岩大色点的色漆后加入，并通过剪切速度和时间来控制色粒大小，剪切速度在至300r/min,剪切时间在10min。
步骤6：成品漆制备
称取水10.0%、膨润土0.4%、拒水助剂5.0%、无皂聚合的防水乳液22.0%（巴德富公司核壳型硅丙乳液RS-996AD或林润公司水性氟碳乳液LR-960）、成膜助剂0.5%(伊斯曼公司TEXANOL)、丙二醇2.0%，依次加入分散缸内采用中速分散后与步骤5中剪切造粒后形成的半成品涂料60%混匀，最后加入增稠剂0.1%将调粘度至80KU，即得水包水多彩成品涂料。
本产品的制备方法实施例2如下：
步骤1：保护胶溶液的制备
保护胶溶液的原料及其质量配比为，工业级焦磷酸钠2%、液体花岗岩助剂（采用洛克伍德公司LaponiteRDS）5%、水93%，取上述质量份数的焦磷酸钠、液体花岗岩助剂、水在1000r/min搅拌条件下分散20分钟，保护胶溶液密度约为1.005g/cm3，至溶液无颗粒半透明状，放置陈化24小时后备用，
步骤2：白色基础漆的制备
白色基础漆的原料及其质量配比为水40%、纤维素0.5%（陶氏公司的羟乙基纤维素醚ER30M或亚仕兰公司纤维素Natrosol250HBR）、分散剂0.5%（诺普科公司聚羧酸盐型低泡分散剂SN5040或科宁低泡润湿分散剂PE100）、厚浆消泡剂0.8%（亚仕兰公司消泡剂AdvantageAM-1512）、多功能助剂0.1%（陶氏公司多功能助剂AMP-95）、防腐剂0.2%，将上述质量份数的原料依次加入分散缸，在1000r/min搅拌条件下中速分散20分钟至纤维素分散完全，随后加入钛白粉0.5%（金红石型或锐钛型）、重质碳酸钙5.5%、煅烧高岭土5%至分散缸中，在1700r/min搅拌条件下高速分散40分钟至细度为40μm，且钛白粉、重质碳酸钙及煅烧高岭土所构成的粉料占总的原料的质量百分比为12.0%，降低转速至650r/min后再加入低泡表面活性剂0.1%（联碳公司消泡剂TRITONCF-10）、无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液24.8%（巴德富公司无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液）、步骤1中制备的保护胶溶液20%、成膜助剂1%（伊斯曼公司TEXANOL），搅拌均匀，粘度控制在125KU，密度控制在1.015g/cm3，存放24小时后，备用，
步骤3：色漆的制备
本步骤中，在白色基础漆内添加水性色浆调制而成色漆，
步骤4：色漆搭配
根据所模仿花岗岩的色块颜色及分布情况选择于步骤3中制成的色漆，
步骤5：剪切造粒
按步骤4中确定的色漆称取总的质量份数为45%的各相应颜色的色漆，具体色漆的调配成分含量如下：色漆（黑色）5%、色漆（深灰色）20%、色漆（灰色）10%、色漆（棕色）0、色漆（深棕色）0、色漆（褐色）10%、保护胶溶液55%，在搅拌条件下将各色色漆加入到保护胶溶液进行剪切造粒，形成半成品涂料，而且应当模仿花岗岩小色点的色漆先加入，模仿花岗岩大色点的色漆后加入，并通过剪切速度和时间来控制色粒大小，剪切速度在至400r/min,剪切时间在30min。
步骤6：成品漆制备
称取水8%、膨润土1%、拒水助剂8%、无皂聚合的防水乳液24.3%（巴德富公司核壳型硅丙乳液RS-996AD或林润公司水性氟碳乳液LR-960）、成膜助剂1%(伊斯曼公司TEXANOL)、丙二醇2.5%，依次加入分散缸内采用中速分散后与步骤5中剪切造粒后形成的半成品涂料55%混匀，最后加入增稠剂0.2%将调粘度至82KU，即得水包水多彩成品涂料。
本产品的制备方法实施例3如下：
步骤1：保护胶溶液的制备
保护胶溶液的原料及其质量配比为，工业级焦磷酸钠0.5%、液体花岗岩助剂（采用洛克伍德公司LaponiteRDS）3.5%、水96%，取上述质量份数的焦磷酸钠、液体花岗岩助剂、水在1200r/min搅拌条件下分散20分钟，保护胶溶液密度约为1.006g/cm3，至溶液无颗粒半透明状，放置陈化24小时后备用，
步骤2：白色基础漆的制备
白色基础漆的原料及其质量配比为水45%、纤维素0.3%（陶氏公司的羟乙基纤维素醚ER30M或亚仕兰公司纤维素Natrosol250HBR）、分散剂0.4%（诺普科公司聚羧酸盐型低泡分散剂SN5040或科宁低泡润湿分散剂PE100）、厚浆消泡剂0.1%（亚仕兰公司消泡剂AdvantageAM-1512）、多功能助剂0.05%（陶氏公司多功能助剂AMP-95）、防腐剂0.1%，将上述质量份数的原料依次加入分散缸，在1200r/min搅拌条件下中速分散30分钟至纤维素分散完全，随后加入重质碳酸钙5.0%、煅烧高岭土10%至分散缸中，在2000r/min搅拌条件下高速分散45分钟至细度为40μm，且重质碳酸钙及煅烧高岭土所构成的粉料占总的原料的质量百分比为15.0%，降低转速至800r/min后再加入低泡表面活性剂0.05%（联碳公司消泡剂TRITONCF-10）、无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液20%（巴德富公司无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液）、步骤1中制备的保护胶溶液18.5%、成膜助剂0.5%（伊斯曼公司TEXANOL），搅拌均匀，粘度控制在130KU，密度控制在1.02g/cm3，存放24小时后，备用，
步骤3：色漆的制备
本实例步骤中，在白色基础漆内添加水性色浆调制而成色漆，因本例中钛白粉的含量为0，因而其制备而成的白色基础漆多用于调制深色漆，
步骤4：色漆搭配
根据所模仿花岗岩的色块颜色及分布情况选择于步骤3中制成的色漆，
步骤5：剪切造粒
按步骤4中确定的色漆称取总的质量份数为40%的各相应颜色的色漆，具体色漆的调配成分含量如下：色漆（黑色）5%、色漆（深灰色）10%、色漆（灰色）15%、色漆（棕色）5%、色漆（深棕色）5%、色漆（褐色）0、保护胶溶液60%，在搅拌条件下将各色色漆加入到保护胶溶液进行剪切造粒，形成半成品涂料，而且应当模仿花岗岩小色点的色漆先加入，模仿花岗岩大色点的色漆后加入，并通过剪切速度和时间来控制色粒大小，剪切速度在至500r/min,剪切时间在60min。
步骤6：成品漆制备
称取水8.2%、膨润土2%、拒水助剂10%、无皂聚合的防水乳液25%（巴德富公司核壳型硅丙乳液RS-996AD或林润公司水性氟碳乳液LR-960）、成膜助剂1.5%(伊斯曼公司TEXANOL)、丙二醇3%，依次加入分散缸内采用中速分散后与步骤5中剪切造粒后形成的半成品涂料50%混匀，最后加入增稠剂0.3%将调粘度至85KU，即得水包水多彩成品涂料。
上述制备的水包水仿花岗岩多彩涂料，依据国家标准HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》，对其进行技术检测，结果见表
保护体系对产品贮存稳定性有很大的影响，洛克伍德的LaponiteRD/RDS/S482都是较为理想的保护胶，而焦磷酸钠作为保护胶溶液的降粘剂。多彩色漆配方中的乳液、分散剂、润湿剂、颜填料的种类结构等因素会作用于保护胶溶液使得成品漆体系不稳定。应选择合适的对保护胶液体粘度不起变化的乳液、分散剂、润湿剂品种。
高分子合成乳液是制造水包水多彩涂料的基料，其性能直接影响多彩涂料的稳定性和涂料耐候性能。乳液应该选择无皂乳液聚合的高弹性和高耐候性乳液，如本例中巴德富公司无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液。
分散相和分散介质的粘度和密度控制对产品贮存稳定性有较大影响，因此要注意控制二者粉体的加入量和增稠剂使用量。填料一般选用比重小、悬浮性稳定性好的煅烧高岭土和重钙粉，且用量不要超过15%。纤维素应选用分子量高一些的，如陶氏公司的羟乙基纤维素醚ER30M或亚仕兰公司纤维素Natrosol250HBR，色漆粘度控制在120-130KU。
综上所述，本工艺生产的产品所体现的超稳定性是由液体花岗岩助剂、无皂聚合乳液、分散剂、润湿剂的合理成分配比结合陈化工艺、粘度控制、密度控制综合决定的，粘度控制包括分散相色漆的粘度控制及分散介质的粘度控制，分散相色漆的粘度主要通过纤维素增稠剂含量控制；分散介质的粘度主要通过增稠剂含量控制；密度控制包括分散相色漆的密度控制及分散介质的密度控制，分散相色漆的密度主要通过粉体、乳液含量控制，分散介质的密度主要通过乳液、膨润土含量控制。
本工艺生产的产品所体现的高耐候性是弹性乳液、防水乳液、拒水助剂、水性色浆的合理成分配比综合决定的。
以上对本发明实施例所提供的一种高耐候仿花岗岩水包水多彩涂料的制备方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，
其特征在于：包括，
步骤1：保护胶溶液的制备
保护胶溶液的原料及其质量配比为，焦磷酸钠0.5％-3.0％、液体花岗岩助剂3.5％-10％、水90.0％-96.0％，上述组份之和满足100％，上述质量份数的焦磷酸钠、液体花岗岩助剂、水在800～1200r/min搅拌条件下分散20分钟，至溶液无颗粒半透明状，放置陈化24小时后备用，
步骤2：白色基础漆的制备
白色基础漆的原料及其质量配比为，水35.0％-45.0％、纤维素0.3％-0.8％、分散剂0.4％-0.6％、厚浆消泡剂0.1％-0.5％、多功能助剂0.05％-0.15％、防腐剂0.1％-0.3％，将上述质量份数的原料依次加入分散缸，在800～1200r/min搅拌条件下中速分散10-30分钟至纤维素分散完全，随后加入钛白粉0％-2％、重质碳酸钙0-10％、煅烧高岭土0-10％至分散缸中，在1500～2000r/min搅拌条件下高速分散30-45分钟至细度为30-50μm，且钛白粉、重质碳酸钙及煅烧高岭土所构成的粉料占总的原料的质量百分比为10.0％-15.0％，降低转速至500～800r/min后再加入低泡表面活性剂0.05％-0.1％、纯丙烯酸弹性乳液20.0％-30.0％、步骤1中制备的保护胶溶液15.0％-25.0％、成膜助剂0.5％-1.0％，搅拌均匀，粘度控制在120-130KU，密度控制在1.010-1.020g/cm3,存放24小时后，备用，
步骤3：色漆的制备
根据需要在步骤2制备的白色基础漆内添加各种颜色水性色浆调制成多种色漆备用，
步骤4：色漆搭配
根据所模仿花岗岩的色块颜色及分布情况选择于步骤3中制成的相应颜色的色漆，并确定各相应颜色的色漆搭配比例，
步骤5：剪切造粒
按步骤4中确定的色漆搭配比例称取总的质量份数为40.0％-50.0％的各相应颜色的色漆，按质量份数称取步骤1中制备的保护胶溶液50.0％-60.0％，在搅拌条件下将各相应颜色的色漆依次加入到保护胶溶液进行剪切造粒，形成半成品涂料，
步骤6：成品漆制备
称取水5.0％-15.0％、膨润土0.4％-2.0％、拒水助剂5.0％-10.0％、防水乳液20.0％-30.0％、成膜助剂0.5％-1.5％、丙二醇2.0％-3.0％，依次加入分散缸内采用中速分散后与步骤5中剪切造粒后形成的半成品涂料50.0％-60.0％混匀，最后加入增稠剂0.1％-0.3％将调粘度至80-85KU，即得水包水多彩成品涂料。
2.根据权利要求1所述的一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中保护胶溶液密度为1.003-1.006g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中采用的是无皂聚合的纯丙烯酸弹性乳液。
4.根据权利要求1所述的一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中色漆的粘度为120-130KU，密度为1.010-1.020g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤5各相应颜色的色漆中，模仿花岗岩小色点的色漆先加入，模仿花岗岩大色点的色漆后加入，并通过剪切速度和时间来控制色粒大小，剪切速度在300～500r/min,剪切时间在10～60min之间调整。
6.根据权利要求1所述的一种超稳定高耐候水包水型仿花岗岩多彩涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤6中采用了无皂聚合的防水乳液。
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