CN104030604B - 一种环保型耐候抗污真石漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型耐候抗污真石漆及其制备方法，本发明以亲水型自交联的纯丙烯酸乳液为主要粘结剂基料，复配弹性乳液，添加屏蔽紫外光的功能型纳米材料，包括纳米氧化锌与纳米二氧化钛，级配天然彩砂，显著地提升了真石漆的耐候性和耐沾污性。所有性能指标都达到或超过建筑工业行业标准JG/T24-2000标准要求，关键性能远远优于该标准的规定值。

Description

一种环保型耐候抗污真石漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，特别是一种环保型耐候抗污真石漆及其制备方法。

背景技术

真石漆，又叫仿石漆、彩釉石英砂涂料，建筑行业标准名为合成树脂乳液砂壁状建筑涂料，是以合成树脂乳液为基料，以不同粒径的天然彩砂为骨料，加入各种助剂制备而成的厚质建筑涂料。其装饰效果酷似汉白玉、大理石或花岗岩，具有天然真石的自然光泽，雍容华贵，庄重典雅，能充分展现天然石材的丰富质感。与传统的粘贴瓷砖和干挂石材相比，真石漆以其施工便捷、成本较低、安全无毒、自然大方、经久耐用、装饰效果最接近石材等显著的优点，受到越来越多的开发商和设计师的青睐，正在迎来一个爆发性的增长时期。

真石漆的应用非常广，其装饰效果堪比石材，又比石材更适合塑造各种艺术造型，可作为外墙及浮雕、梁柱等异型墙面装饰，还适用于做外墙壁画。外墙外保温技术的推广和实施，更是为真石漆在外墙装饰工程中的普及与推广，带来更大的发展机遇。此外，真石漆还可用于室内装修，有花岗岩、大理石、麻石般的色泽效果，尤其是用于室内的圆柱、罗马柱等曲面建筑物上装饰，可达到以假乱真的程度。真石漆的性能特点，使其既可适用于混凝土或水泥内外墙及砖墙体，也可广泛应用于石棉水泥板、胶合木板、石膏板、FC板、聚氨酯泡沫板等底材，具有巨大的发展潜力与广阔的市场前景。

目前，建筑市场上用量较大的真石漆，大多采用苯丙乳液为成膜物，增稠体系为改性纤维素醚，并加入大量乙二醇类助剂来提升真石漆的防冻性能。这种真石漆往往干燥速度慢，VOC含量高，环保性能差；耐沾污性欠佳，空气中的粉尘如吸附在被涂物真石漆的表面，很难被雨水冲刷掉；耐候性较差，真石漆涂膜对被涂建筑物的保护和装饰，均难以达到长时间的保护效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种环保型耐候抗污真石漆。

本发明的另外一个目的在于提供一种环保型耐候抗污真石漆的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种环保型耐候抗污真石漆，其特征在于：按重量百分比由以下组分组成：

所述的金红石型纳米二氧化钛粒径为20-80纳米。

所述的竹炭粉为1500-12500目竹炭粉。

步骤A：在设备内依次加入水、羟乙基纤维素溶液、乙二醇，开动搅拌，室温下以400-600转/min搅拌58分钟；

步骤B：将设备保持400-600转/min转速不变，在搅拌状态下依次加入弹性乳液和亲水型自交联丙烯酸乳液，搅拌5-8分钟；

步骤C：搅拌状态下依次加入20-40目天然彩砂细砂、40-80目天然彩砂中砂、80-120目天然彩砂粗砂、纳米氧化锌、金红石型纳米二氧化钛与竹炭粉，将设备的搅拌转速增大到700-900转/min，恒速搅拌10-15分钟；

步骤D：在设备内依次加入成膜助剂、消泡剂、防腐剂和PH调节剂，室温下以700-900转/min搅拌8-12分钟；

步骤E：将设备的搅拌转速降低为了400-600转/min，搅拌状态下，加入增稠剂，调整粘度；加入PH调节剂，调整PH值，搅拌3-5分钟，再经过检验、称重包装，即得真石漆产品。

本发明的有益效果是：

1、本发明以亲水型自交联的纯丙烯酸乳液为主要粘结剂基料，复配弹性乳液，添加屏蔽紫外光的功能型纳米材料，包括纳米氧化锌与纳米二氧化钛，级配天然彩砂，显著地提升了真石漆的耐候性和耐沾污性。所有性能指标都达到或超过建筑工业行业标准JG/T24-2000标准要求，关键性能远远优于该标准的规定值。

2、本发明产品的耐人工老化时间为600h。当老化测试时间达到600h时，其涂层无开裂、起鼓、脱落，粉化0级，不变色，超过建筑工业行业标准JG/T24-2000要求的耐人工老化指标：500h涂层无开裂、起鼓、脱落，粉化0级，变色≤1级。

3、本发明产品的耐沾污性能优异，远远优于建筑工业行业标准JG/T24-2000要求的耐沾污性指标。根据建筑工业行业标准JG/T24-2000进行性能测试，本发明产品8次循环试验后≤2级，超过建筑工业行业标准JG/T24-2000要求的耐人工老化指标：5次循环试验后≤2级。该真石漆产品经施工成膜之后，漆膜表面所附灰尘及污渍经雨水冲洗之后即可干净，轻松免除人工清理所带来的麻烦。

4、本发明产品的绿色环保性显著增强。在整个真石漆配制过程中，本发明不加入任何对人体有害组分，降低了乙二醇与成膜助剂的使用量，从而降低了真石漆产品中VOC含量。本发明所使用的竹炭粉为微米级活性竹炭粉，存在微孔结构，具有较高的孔隙度(大孔隙、中孔和微孔)和高比表面积，对甲醛、挥发性溶剂等有害气体有很好的物理吸收作用，因此进一步强化了本发明产品的环保优势。

5、按照本发明提供的方法制备得到的真石漆产品，根据建筑工业行业标准JG/T24-2000进行性能测试，结果如下：

具体实施方式

本发明公开了一种环保型耐候抗污真石漆，下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：

实施例1

本发明一种环保型耐候抗污真石漆，按重量百分比由以下组分组成：

首先在分散缸内依次加入水、羟乙基纤维素、乙二醇，开动搅拌，室温下以600转/min搅拌7分钟；将设备保持600转/min转速不变，在搅拌状态下依次加入弹性乳液和亲水型自交联丙烯酸乳液，搅拌10分钟；然后依次加入20-40目天然彩砂细砂、40-80目天然彩砂中砂、80-120目天然彩砂粗砂、纳米氧化锌、金红石型纳米二氧化钛与竹炭粉。将设备的搅拌转速增大到900转/min，恒速搅拌15分钟；最后在分散缸内依次加入成膜助剂、消泡剂和防腐剂、增稠剂、PH调节剂，室温下以600转/min搅拌15分钟，待检验合格后，称重包装，即得真石漆产品。

实施例2

本发明一种环保型耐候抗污真石漆，按重量百分比由以下组分组成：

首先在分散缸内依次加入水、羟乙基纤维素、乙二醇，开动搅拌，室温下以600转/min搅拌7分钟；将设备保持600转/min转速不变，在搅拌状态下依次加入弹性乳液和亲水型自交联丙烯酸乳液，搅拌10分钟；然后依次加入20-40目天然彩砂细砂、40-80目天然彩砂中砂、80-120目天然彩砂粗砂、纳米氧化锌、金红石型纳米二氧化钛与竹炭粉。将设备的搅拌转速增大到900转/min，恒速搅拌10-15分钟；最后在分散缸内依次加入成膜助剂、消泡剂和防腐剂、增稠剂、PH调节剂，室温下以600转/min搅拌15分钟，待检验合格后，称重包装，即得真石漆产品。

实施例3

本发明一种环保型耐候抗污真石漆，按重量百分比由以下组分组成：

首先在分散缸内依次加入水、羟乙基纤维素、乙二醇，开动搅拌，室温下以500转/min搅拌5-7分钟；将设备保持500转/min转速不变，在搅拌状态下依次加入弹性乳液和亲水型自交联丙烯酸乳液，搅拌7分钟；然后依次加入20-40目天然彩砂细砂、40-80目天然彩砂中砂、80-120目天然彩砂粗砂、纳米氧化锌、金红石型纳米二氧化钛与竹炭粉。将设备的搅拌转速增大到800转/min，恒速搅拌12分钟；最后在分散缸内依次加入成膜助剂、消泡剂和防腐剂、增稠剂、PH调节剂，室温下以500转/min搅拌12分钟，待检验合格后，称重包装，即得真石漆产品。

本发明所使用的丙烯酸乳液为亲水型自交联的纯丙烯酸乳液，亲水型自交联丙烯酸乳液为巴德富公司的RS-706T。亲水型自交联的纯丙烯酸乳液的设计原理如下：涂膜亲水性的另一种表现就是憎油性。对于因自然重力吸引或静电吸附而附着于涂膜的亲水性粉尘，当下雨的时候，雨水在漆膜表面由于其亲水性而使得雨水以水膜的形式流经漆膜面，而不是以水珠的形式；同时，迅速释放的漆膜表面的静电，瓦解了漆膜对污染物的吸附力，使得污染物随着雨水水膜流走。再者，这类明显的亲水涂膜，其憎油的特性使得其在使用过程中，不易吸附到油性污染物。故而，这两个途径均使亲水型涂膜获得了较好的耐沾污性。以自交联的纯丙烯酸乳液为粘接剂基料，相比广为采用的苯丙乳液来说，其抗丙烯酸酯结构的耐黄变性及成膜交联后增强致密的特性使得其耐候性得到显著增强。

本发明所使用的纳米氧化锌，易于分散到体系中，形成高度分散、均匀、稳定的分散体系。粒径小，纯度高，比表面积大，化学活性高，极大发挥纳米材料的性能。产品活性高，具有屏蔽红外、紫外线和杀菌等许多奇异功能，从而具有强的抗紫外线和耐老化性能。在涂料油漆、透明橡胶、乳胶和塑料行业中，纳米氧化锌可增加产品强度和致密性、粘合性、光洁度，是一种很好的光催化剂。在紫外光照射下，它能分解有机物质，抗菌和除臭，可用于环保涂料中。本例中采用的纳米氧化锌为石家庄大有锌业有限公司生产。

本发明所使用的金红石型纳米二氧化钛浆料复合物，对涂膜耐候性具有突出的提升效应。纳米TiO2既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过可见光，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。紫外线可分为短波区190～280nm、中波区280～320nm、长波区320～400nm。纳米二氧化钛的抗紫外线的能力与其粒径直接关联。当粒径稍大时候，其对紫外线的阻隔是以反射和散射为主，且对中波区和长波区紫外线均有效。而较小粒径的纳米二氧化钛，其对中波区的太阳光的紫外线的吸收明显增强。短波区紫外线能量最高，但在经过离大气臭氧层时被阻挡，对涂膜造成破害的一般是中波区和长波区紫外线。因此纳米氧化钛粒径的选择，应当是以考虑对中波区和长波区紫外线的阻隔为主。选择粒径为20-80纳米的金红石型二氧化钛对涂膜的抗紫外线功能、高涂料耐老化能力有较大的提升作用。本例中采用的金红石型纳米二氧化钛粒径为20-80纳米。

本发明所使用的竹炭粉为微米级活性竹炭粉。竹炭粉存在微孔结构，具有较高的孔隙度(大孔隙、中孔和微孔)和高比表面积，对甲醛、挥发性溶剂等有害气体有很好的物理吸收作用，在涂料中的应用越来越多。当然，物理吸附作用具有一定的局限性，主要表现在两个方面：一是存在饱和度，二是吸附能力和温度有关。因此，通过物理吸附来去除室内空气中的甲醛与挥发性溶剂等有害气体，在一定程度上是切实可行、行之有效的方案。本例中采用的竹炭粉为上海海诺炭业有限公司生产的1500-12500目竹炭粉。

本发明所采用的天然彩砂级配方式，提升了真石漆涂膜的致密性，减少了真石漆喷涂时的掉砂现象。通过采用不同粒度大小的天然彩砂进行合理级配，将其用作真石漆的颜料。不同粒径的天然彩砂按适当的比例搭配混合，均匀分散在基料体系中，真石漆施工成膜后，可形成小球填充于大球的相对致密的状态。合理的天然彩砂级配，不仅可显著减少喷涂时的掉砂现象，而且可促使涂层变得更为紧密，使真石漆的仿真效果达到最理想的状态，获得以假乱真的效果。本例中天然彩砂为河北灵寿县天元矿产品加工厂生产的20-40目天然彩砂、40-80目天然彩砂、以及80-120目天然彩砂。

本发明所使用的弹性乳液为巴斯夫SC138弹性乳液。

本发明所使用的羟乙基纤维素溶液，具有较好的流动调节性；所使用的增稠剂为碱溶胀类增稠剂，具有较大的触变性。

本发明所使用的PH调节剂，为陶氏AMP-95多功能助剂；所使用的成膜助剂，为伊士曼Texanol成膜助剂。

本发明所使用的消泡剂，为毕克BYK-024消泡剂或毕克BYK-033消泡剂；所使用的防腐剂，为罗门哈斯LXE防腐剂、德谦MB-H防腐剂或德谦MB-16防腐剂，所使用的PH调节剂，为陶氏化学AMP-95多功能助剂。

以上对本发明实施例所提供的一种环保型耐候抗污真石漆及其制备方法，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 (4)

1.一种环保型耐候抗污真石漆，其特征在于：按重量百分比由以下组分组成：

水6-10％

羟乙基纤维素0.1-0.2％

乙二醇0.3-0.7％

弹性乳液6-10％

亲水型自交联丙烯酸乳液12-20％

20-40目天然彩砂粗砂4-6％

40-80目天然彩砂中砂40-48％

80-120目天然彩砂细砂16-20％

纳米氧化锌4-8％

金红石型纳米二氧化钛0.5-0.9％

竹炭粉2-3％

成膜助剂0.3-0.9％

防腐剂0.1-0.3％

消泡剂0.2-0.4％

增稠剂0.2-0.6％

pH调节剂0.1-0.3％。

2.根据权利要求1所述的一种环保型耐候抗污真石漆，其特征在于：所述的金红石型纳米二氧化钛粒径为20-80纳米。

3.根据权利要求1所述的一种环保型耐候抗污真石漆，其特征在于：所述的竹炭粉为1500-12500目竹炭粉。

4.一种制备环保型耐候抗污真石漆的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：在设备内依次加入水、羟乙基纤维素溶液、乙二醇，开动搅拌，室温下以400-600转/min搅拌5-8分钟；

步骤B：将设备保持400-600转/min转速不变，在搅拌状态下依次加入弹性乳液和亲水型自交联丙烯酸乳液，搅拌5-8分钟；

步骤C：搅拌状态下依次加入20-40目天然彩砂粗砂、40-80目天然彩砂中砂、80-120目天然彩砂细砂、纳米氧化锌、金红石型纳米二氧化钛与竹炭粉，将设备的搅拌转速增大到700-900转/min，恒速搅拌10-15分钟；

步骤D：在设备内依次加入成膜助剂、消泡剂、防腐剂和 pH调节剂，室温下以700-900转/min搅拌8-12分钟；

步骤E：将设备的搅拌转速降低为400-600转/min，搅拌状态下，加入增稠剂，调整粘度；加入pH调节剂，调整 pH值，搅拌3-5分钟，再经过检验、称重包装，即得真石漆产品。