CN103952051B

CN103952051B - 内交联多彩涂料及其制备方法

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Publication number: CN103952051B
Application number: CN201410219126.8A
Authority: CN
Inventors: 宫理想; 赵雅文; 张淑平
Original assignee: First New Material Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: First New Material Science & Technology Development Co Ltd
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2034-05-22
Also published as: CN103952051A

Abstract

本发明公开了一种内交联多彩涂料及其制备方法，属于涂料制备领域。该涂料由在B组分中加入A组分的色粒子组成；其中，A组分的色粒子是由按质量百分比的下述原料制成的凝胶后切割造粒得到的色粒子，各原料为：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂0.1～0.5％、pH调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A0.01～0.4％；B组分由按质量百分比的下述原料组成，各原料为：水30～60％、硅丙乳液30～60％、成膜助剂1.0％～5.0％、杀菌剂0.1％～1.0％和增稠剂B1.0％～5.0％。该涂料可通过喷涂、刷涂和滚涂等工艺进行施工。

Description

内交联多彩涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料制备领域，特别是涉及一种具有内部交联结构的水包水多彩涂料及其制备方法。

背景技术

水包水多彩涂料是多色、多相粒子混合共存，通过物理化学方法，将液态水性树脂分散成水性彩色颗粒，并均匀悬浮在特定水性乳液中，最终形成性能稳定、颗粒大小随意不相融的液态混合物。美国专利3458328首次公开了分散在含成膜物质水分散介质中的由彩色球粒水性分散体组成的多彩涂料。随后，欧洲专利89830468.8和日本的特公昭36-1913等也相继公开了水性多彩涂料的制备方法。

目前，多彩涂料的制备方法主要分为有机凝胶法和无机凝胶法两类，有机凝胶法以天然植物胶及改性天然植物胶为主，如瓜尔胶、黄原胶、海藻酸钠等，使用Ca2+、Al3+、Fe3+等高价金属离子为交联剂。有机凝胶体系但由于高价金属离子的存在，会对连续相中乳液的稳定性产生极大影响。并且，漆膜干燥后，未参与交联反应的天然植物胶的存在，会对漆膜耐水性产生不利影响。无机凝胶法主要改性蒙脱土类增稠剂作为保护胶，如硅酸镁锂及其衍生物。通过纳米粒子在色粒子表面凝胶化形成保护膜来制备水包水多彩涂料。由于连续相中存在的无机凝胶非常容易产生后增稠现象，影响后期的存储稳定性。

但申请人发现：现有有机凝胶法和无机凝胶法水包水多彩涂料均是通过在彩色粒子表面进行物理或化学凝胶化反应，在彩色粒子表面形成保护层而制得，粒子内部并未参与交联反应，因而难以制得长期存储稳定的产品。并且由于粒子强度的局限性，无法采用简单的滚涂及刷涂工艺进行施工，限制了水包水多彩涂料的推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种内交联多彩涂料及其制备方法，能稳定性好和彩色粒子强度高的内交联多彩涂料，从而解决现有方法制备的多彩涂料稳定性和彩色粒子强度较低问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种内交联多彩涂料，该涂料由在B组分中加入A组分的色粒子组成；其中，A组分的色粒子是由按质量百分比的下述原料制成的凝胶后切割造粒得到的色粒子，各原料为：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂0.1～0.5％、pH调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A0.01～0.4％；

B组分由按质量百分比的下述原料组成，各原料为：水30～60％、硅丙乳液30～60％、成膜助剂1.0％～5.0％、杀菌剂0.1％～1.0％和增稠剂B1.0％～5.0％。

本发明实施例还提供一种内交联多彩涂料的制备方法，

制备A组分的色粒子：

采用按质量百分比的下述原料：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂A0.1～0.5％、pH调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A0.01～0.4％；

将占所述水总重量50％的水、润湿剂和分散剂加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌5分钟，然后加入填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入增稠剂A、pH调节剂、保护胶体和剩余的水，搅拌30分钟，再加入纯丙乳液、交联剂A和消泡剂和，在300～800rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色后制得A组分，将所述A组分自动凝胶后进行切割造粒，即得到A组分的色粒子；

制备B组分：

采用按质量百分比的下述原料：水30～60％、硅丙乳液30～60％、成膜助剂1.0％～5.0％、杀菌剂0.1％～1.0％和增稠剂B1.0％～5.0％；

向分散缸中加入所述水、硅丙乳液、成膜助剂、杀菌剂和增稠剂B，搅拌20分钟混合均匀即得到B组分；

制备多彩涂料：

将所述A组分的色粒子与所述B组分按质量比1:1～1:3加入所述B组分中，即得到内交联多彩涂料。

本发明的有益效果为：该多彩涂料采用内交联的方式得到高强度的A组分凝胶，将交联剂直接加入彩色浆料中形成整体交联凝胶；通过改变保护胶和交联剂用量调节凝胶强度，提高了A组分的色粒子稳定性、韧性以及施工性能；使用改性交联剂进行交联反应，使之预分散于彩色浆料中，通过缓释作用逐步释放，在彩色的A组分的色粒子内部形成整体交联凝胶。该多彩涂料彩色浆料强度较高，可通过喷涂、刷涂和滚涂等工艺进行施工。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种内交联多彩涂料，该涂料由在B组分中加入A组分的色粒子组成；其中，A组分的色粒子为：由按质量百分比的下述原料：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂0.1～0.5％、pH调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A0.01～0.4％制成的A组分自动凝胶后切割造粒得到的色粒子；

B组分为：由按质量百分比的下述原料：水30～60％、硅丙乳液30～60％、成膜助剂1.0％～5.0％、杀菌剂0.1％～1.0％和增稠剂B1.0％～5.0％组成。

上述内交联多彩涂料中，A组分的色粒子通过以下方式制备：将占水总重量50％的水、润湿剂、分散剂和消泡剂加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌5分钟，然后加入填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入增稠剂A、pH调节剂、保护胶体和剩余的水，搅拌30分钟，再加入纯丙乳液和交联剂A，在300～800rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色后制得A组分，将所述A组分自动凝胶后切割造粒即得到所述A组分的色粒子。

上述A组分的色粒子的原料中增稠剂A采用纤维素醚；保护胶体采用改性瓜尔胶或改性羧甲基纤维素。

上述内交联多彩涂料中，B组分通过以下方式制备：向分散缸中加入水、硅丙乳液、成膜助剂、杀菌剂和增稠剂B，搅拌20分钟混合均匀即制得B组分。其中，增稠剂B采用聚氨酯型增稠剂或碱溶胀型增稠剂。

本发明实施例还提供一种内交联多彩涂料的制备方法，包括以下步骤：

制备A组分的色粒子：

采用按质量百分比的下述原料：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂0.1～0.5％、pH调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A0.01～0.4％；

将占水总重量50％的水、润湿剂和分散剂加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌5分钟，然后加入填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入增稠剂A、pH调节剂、保护胶体和剩余的水，搅拌30分钟，再加入纯丙乳液、交联剂A和消泡剂，在300～800rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色后制得A组分，将所述A组分自动凝胶后进行切割造粒，即得到A组分的色粒子；

制备B组分：

制备多彩涂料：

上述方法中，制备A组分的原料中增稠剂A采用纤维素醚。

上述方法中，制备B组分的原料中增稠剂B采用聚氨酯型增稠剂或碱溶胀型增稠剂。

下面结合具体实施例对本发明的内交联多彩涂料作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种内交联多彩涂料，该多彩涂料的制备方法如下：

本实施例中各组分按质量百分比由以下原料组成：

A组分	质量百分比
		水	58.5％
纤维素醚(增稠剂A)	1.0％
		改性瓜尔胶(保护胶体)	2.0％
润湿剂	0.5％
		分散剂	0.5％
颜料	2.0％
		填料	15％
消泡剂	0.3％
		pH调节剂	0.1％
纯丙乳液	20％
		有机硼交联剂	0.1％

B组分	质量百分比
		水	50％
硅丙乳液	45％
		成膜助剂	3.5％
杀菌剂	0.5％
		聚氨酯型增稠剂(增稠剂B)	1.0％

上述A组分原料中，所用的润湿剂、分散剂、颜料、填料、消泡剂、pH调节剂采用制备涂料可用的润湿剂、分散剂、颜料、填料、消泡剂、pH调节剂即可。

上述B组分原料中，成膜助剂、杀菌剂也采用制备涂料可用的成膜助剂与杀菌剂即可。

制备步骤如下：

制备A组分的色粒子：先将292.5g水、5g润湿剂和5g分散剂加入到分散缸中，在300-400rmp的转速下搅拌5min，然后加入150g填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入10g纤维素醚、20g改性瓜尔胶、1g pH调节剂和剩余的292.5g水，搅拌30min，再加入200g纯丙乳液、1g有机硼交联剂和3g消泡剂，在600rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色得到A组分，待A组分自动凝胶后进行机械切割即得到A组分的色粒子；

制备B组分：向分散缸中加入500g水、450g硅丙乳液、35g成膜助剂、5g杀菌剂和10g聚氨酯型增稠剂，搅拌20min混合均匀，即得到B组分；

制备多彩涂料：

将A组分的色粒子加入B组分中，A组分色粒子与B组分的质量比为1：3，搅拌均匀即得到内交联型多彩涂料。

实施例二

本实施例中各组分的质量百分比由以下组分构成：

A组分	质量百分比
		水	49.3％
纤维素醚(增稠剂A)	1.0％
		改性羧甲基纤维素(保护胶体)	1.2％

润湿剂	0.5％
		分散剂	0.5％
颜料	2％
		填料	15％
消泡剂	0.3％
		pH调节剂	0.1％
纯丙乳液	30％
		有机锆交联剂	0.1％

		B组分	质量百分比
水	45％
		硅丙乳液	50％
成膜助剂	3.5％
		杀菌剂	0.5％
碱溶胀型增稠剂(增稠剂B)	1.0％

制备步骤如下：

制备A组分的色粒子：先将246.5g水、5g润湿剂和5g分散剂加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌5min，然后加入150g填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入10g纤维素醚、1g pH调节剂、12g改性羧甲基纤维素和剩余的246.5g水，搅拌30min，再加入300g纯丙乳液、1g有机锆交联剂和3g消泡剂，在600rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色得到A组分，将A组分自动凝胶后进行机械切割即得到A组分的色粒子；

制备B组分：向分散缸中加入450g水、500g硅丙乳液、35g成膜助剂、5g杀菌剂和10g碱溶胀型增稠剂，搅拌20min混合均匀，即得到B组分；

制备多彩涂料：

将A组分色粒子加入B组分中，A组分色粒子与B组分的质量比为1：3，搅拌均匀即得到内交联型多彩涂料。

综上所述，本发明实施例采用内交联的方式得到高强度的A组分凝胶，将交联剂直接加入彩色浆料中，形成整体交联凝胶。通过改变保护胶和交联剂用量调节凝胶强度，以提高色粒子的稳定性、韧性以及施工性能；并且使用改性交联剂进行交联反应，使之预分散于彩色浆料中，通过缓释作用逐步释放，最终在彩色粒子内部形成整体交联凝胶；本发明的制备方法得到的彩色浆料强度较高，可以进行切割造粒形成色粒子。产品可通过喷涂、刷涂和滚涂等工艺进行施工。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种内交联多彩涂料，其特征在于，该涂料由在B组分中加入A组分的色粒子组成；其中，A组分的色粒子是由按质量百分比的下述原料制成的凝胶后切割造粒得到的色粒子，各原料为：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A 0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂0.1～0.5％、pH值调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A 0.01～0.4％；所述交联剂A采用：有机硼交联剂或有机锆交联剂；

B组分由按质量百分比的下述原料组成，各原料为：水30～60％、硅丙乳液30～60％、成膜助剂1.0％～5.0％、杀菌剂0.1％～1.0％和增稠剂B 1.0％～5.0％；

所述A组分的色粒子与所述B组分按质量比1:1～1:3加入所述B组分中。

2.根据权利要求1所述的内交联多彩涂料，其特征在于，所述A组分的色粒子通过以下方式制成：

将占水总重量50％的水、润湿剂和分散剂加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌5分钟，然后加入填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入增稠剂A、pH值调节剂、保护胶体和剩余的水，搅拌30分钟，再加入纯丙乳液、交联剂A和消泡剂，在300～800rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色后制得A组分，将所述A组分自动凝胶后切割造粒即得到所述A组分的色粒子。

3.根据权利要求1或2所述的内交联多彩涂料，其特征在于，所述增稠剂A采用纤维素醚；

所述保护胶体采用改性瓜尔胶或改性羧甲基纤维素。

4.根据权利要求1所述的内交联多彩涂料，其特征在于，所述B组分通过以下方式制成：

向分散缸中加入水、硅丙乳液、成膜助剂、杀菌剂和增稠剂B，搅拌20分钟混合均匀即制得B组分。

5.根据权利要求1或4所述的内交联多彩涂料，其特征在于，

所述增稠剂B采用聚氨酯型增稠剂或碱溶胀型增稠剂。

6.一种内交联多彩涂料的制备方法，其特征在于，包括：

制备A组分的色粒子：

采用按质量百分比的下述原料：水30～70％、保护胶体0.5～3.0％、增稠剂A 0.1～2.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1.0％、颜料2.0～10％、填料2.0～30％、消泡剂A0.1～0.5％、pH值调节剂0.01～0.2％、纯丙乳液20～60％和交联剂A 0.01～0.4％；

将占水总重量50％的水、润湿剂、分散剂、消泡剂和pH值调节剂加入到分散缸中，在300～400rmp的转速下搅拌5分钟，然后加入填料，在800～1000rmp的转速下将体系分散至细度小于40um，加入保护胶体、增稠剂A和剩余的水，搅拌30分钟，再加入纯丙乳液和交联剂A，在300～800rmp的转速搅拌均匀，加入颜料调色后制得A组分，将所述A组分自动凝胶后进行切割造粒，即得到A组分的色粒子；

制备B组分：

采用按质量百分比的下述原料：水30～60％、硅丙乳液30～60％、成膜助剂1.0％～5.0％、杀菌剂0.1％～1.0％和增稠剂B 1.0％～5.0％；

向分散缸中加入水、硅丙乳液、成膜助剂、杀菌剂和增稠剂B，搅拌20分钟混合均匀即得到B组分；

制备多彩涂料：

7.根据权利要求6所述的内交联多彩涂料的制备方法，其特征在于，所述增稠剂A采用纤维素醚；

所述保护胶体采用改性瓜尔胶或改性羧甲基纤维素。

8.根据权利要求6所述的内交联多彩涂料的制备方法，其特征在于，所述增稠剂B采用聚氨酯型增稠剂或碱溶胀型增稠剂。