CN104530888A - 一种水包水多彩涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供水包水多彩涂料及制备方法，保护胶液原料包括：水，保护胶粉；基础漆原料包括：水，乳液，膨润土，金属添加剂，常规添加剂，增稠剂；外包液原料包括：水，乳液，常规添加剂，增稠剂。制备方法为：将原料混合得保护胶液；将水与常规添加剂混合，将金属添加剂、膨润土加入，再将乳液、剩余常规添加剂、保护胶、增稠剂加入得到基础漆；将水与常规添加剂混合，将乳液、剩余的常规添加剂、增稠剂加入得到外包液；剩余保护胶液加入基础漆中切片造粒并加入外包液，即得。所得的水包水多彩涂料具有耐候型强、耐紫外线、耐水及耐碱，而且具有较强的金属质感，使得仿花岗岩的效果更加逼真。

Description

一种水包水多彩涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种水包水多彩涂料及其制备方法。
背景技术
水包水多彩涂料，又叫液体花岗岩涂料(一次喷涂成型的仿花岗石系列产品)是以物理化学体系中的胶体化学和表面化学的理论作为产品配方设计的基本理论依据，融入了物质的物理变化及化学反应的多项转化，将液态的水性树脂提炼包裹成胶状的水性彩色颗粒，并均匀地悬浮在特定的水性乳液中，最终形成了多姿多彩的、颗粒大小随意的高分子液态胶状的共聚物。它不但具有高档建筑涂料的所有特性，更具极强的耐候性、抗龟裂性和环保性以及仿花岗石等特性。特别是其模仿花岗石的效果已达炉火纯青、真假难辨的地步。该技术既源于建筑涂料的合成理念，但又超越了建筑涂料技术和工艺的认知概念，是对建筑涂料制造技术的一项重大突破。
但是由于现在市面上普通的水包水多彩涂料本身的耐水性能、耐碱性能以及抗紫外线的性能欠佳，不能满足有更高标准的人群的需要，因此如何研制出一种各方面性能均较优的水包水多彩涂料成为本领域中亟待解决的技术问题，成为主要的研究方向。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种水包水多彩涂料，所述的水包水多彩涂料具有耐候型强、耐紫外线、耐水及耐碱，而且具有较强的金属质感，使得仿花岗岩的效果更加逼真等优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述的水包水多彩涂料的制备方法，该方法形成了一整套完整的工艺流程，通过对具体工艺参数及加料顺序进行精准控制，使得制备出的水包水多彩涂料的各方面性能俱佳。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种水包水多彩涂料，其原料由保护胶液原料、基础漆原料以及外包液原料组成；按质量份数计，所述保护胶液原料包括以下组份：水200-220份，保护胶粉18-20份；所述基础漆原料包括以下组份：水170-180份，乳液70-80份，膨润土0.7-1.0份，金属添加剂1-4份，常规添加剂15-20份，增稠剂1-2份；所述外包液原料包括以下组份：水200-220份，乳液220-250份，常规添加剂25-35份，增稠剂4-5份。
本发明实施例提供的水包水多彩涂料，具有耐候型强、耐紫外线、耐水及耐碱，而且具有较强的金属质感、色彩丰富，使得仿花岗岩的效果更佳逼真，而且还具有性价比高、附着力强、耐水耐碱性好、漆膜强度高、覆盖细微裂痕、耐擦洗、易洁抗污等一些常规水包水多彩涂料的性能。
本发明中的水包水多彩涂料，保护胶液用于在基础漆(分散相)表面形成一层柔性的保护膜，这层保护膜可以防止分散相中的颜料渗入分散介质，使得分散相中的金属颗粒彼此隔开而不会发生聚集、凝结，外包液(连续相)则具有很好的成膜作用，也能对金属颗粒起到一定的间隔作用。
其中，保护胶液主要由水与胶粉混合而成，其性能的优劣直接关系到最终水包水多彩涂料的实用性，如果基础漆表面的凝胶保护膜强度不够，分散相中的颜料以及添加剂会通过脆弱的保护膜不断向外渗出，使得分散介质带上色彩，出现浑浊现象，因此需要形成的保护胶液具有较大的吸附性能和包裹作用，这也决定了具体胶粉种类的选择以及各原料具体的用量，较优的，水取210-220份，还可以取205、206、207、213以及214份等，保护胶粉取19-20份，还可以取18.5、18.6、19.5、19.6份等，具体胶粉的种类最好选择硅酸镁锂或硅酸镁铝或上述两者的混合物，因这两种物质易形成胶液，也满足作为保护胶液的各方面需求。
基础漆中的各类添加剂必不可少，其具体的添加剂可为防腐剂、防霉剂、润湿剂、防锈剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、PH调节剂、成膜助剂以及纤维素中的一种或多种，每一种类添加剂均具有具体的功能和作用，应根据具体需要添加，比如分散剂是用来很好的分散原料使之形成均一的状态，如果加量过少稍加以搅拌便会变成絮状，如果加量过多又会有过多的碎屑生成，因此其添加剂的量应在一个合理的范围内进行控制，优选的常规添加剂的总量为15-18份。防冻剂最好选择乙二醇，另外，为了后续具有较好的成粒效果以及出于分散相稳定性的考虑，基础漆中其他原料的优选添加量为：水175-180份，乳液75-80份，膨润土0.7-0.9份，膨润土可以增加分散相的粘度还可提高其机械强度。
本发明还创造性的在基础漆中添加了金属添加剂，避免了以往使用乳胶粒子导致涂料的性能欠佳，其优选值为2-4份，还可以选择2.5、2.6、3、3.2、3.3、3.5、3.6份等，金属添加剂可选择金粉、珠光粉或上述两者的混合物，增强其金属效果，使其画面更加逼真，如真正的花岗岩石材效果一致。为了使得制备出的水包水多彩漆表面光滑不粗糙，性能优越，金属添加剂的颗粒度最好在35μm以下，可以为30μm，25μm，20μm等。
外包液中各原料的优选范围为：水200-210份，乳液220-240份，常规添加剂25-30份，增稠剂4-4.5份，为了使其具有较好的成膜效果，仿真度高，其比例最好控制在上述范围内。
还有，乳液可根据需要在有机硅-丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物或上述两者的混合物之间进行选择。
本发明实施例还提供了一种水包水多彩涂料的制备方法，包括如下步骤：
(A)按质量份数称量保护胶液原料的各组份，混合搅拌均匀得到保护胶液，保存备用；
(B)按质量份数称量基础漆原料的各组份，将水与常规添加剂8-12份混合搅拌均匀形成第一混合物，将金属添加剂、膨润土依次加入所述第一混合物中继续混合搅拌均匀得到第二混合物；将乳液、剩余质量份数的常规添加剂、所述保护胶液20-30份、增稠剂依次加入所述第二混合物中，搅拌均匀得到基础漆，保存备用；
(C)按质量份数称量外包液原料的各组份，将水与常规添加剂5-8份混合搅拌均匀形成第三混合物，将乳液、剩余质量份数的常规添加剂、增稠剂依次加入所述第三混合物中，搅拌均匀得到外包液，保存备用；
(D)将所述剩余的保护胶液加入所述基础漆中进行切片造粒后再加入外包液搅拌均匀后，即得。
本发明实施例提供的制备方法，形成了一整套完整的工艺流程，前后加料顺序控制精准，使得制备出的水包水多彩涂料的各方面性能俱佳。
在步骤(A)中，制备保护胶液的过程中，为了让胶粉充分的溶解于水中，而且没有起块现象发生，搅拌速率最好在700-900rad/min之间，搅拌时间最好在100-120min之间。
在步骤(B)中，制备基础漆的过程中，搅拌均匀形成第一混合物的搅拌速率最好为300-400rad/min，搅拌时间最好为20-40min，常规添加剂中的纤维素需要完全溶解到水中，且无起块后再进行下一步骤为好；搅拌均匀形成第二混合物的搅拌速率最好为800-1200rad/min，搅拌时间最好为20-40min，这里要使得金属添加剂充分分散均匀，而且其中所用的膨润土也不能有起块，则可以进行下一步骤；加入乳液后的搅拌速率最好控制在400-500rad/min，搅拌时间最好为5-8min，乳液最好单独加入，而且搅拌速率不易过快，否则会有破乳现象发生。
优选地，加入剩余质量份数的常规添加剂后的搅拌速率在400-500rad/min，搅拌时间为5-8min，为了使得后续造粒过程中具有更好的成粒效果，因此还需加入上述制备好的保护胶液20-30份，并控制其搅拌速率最好在800-1200rad/min，搅拌时间为15-20min，添加时最好缓慢加入，使其全面包裹后再进入下一步骤，这样可以增强后续进行造粒时的成粒效果。最后，加入增稠剂以增稠到所需粘度，搅拌速率最好在400-500rad/min，搅拌时间最好为5-8min。
另外，加入润湿剂这种添加剂时，最好在加增稠剂之前再加一部分，以起到稳定体系的作用，其搅拌速率为500rad/min，搅拌分散时间为5min。
在步骤(C)中，制备外包液的过程中，搅拌均匀形成第三混合物的搅拌速率最好控制在300-400rad/min，搅拌时间最好为5-10min，使其完全溶解于水中之后且无起块则可进行下一步骤。
优选地，加入乳液后的搅拌速率控制在600-800rad/min，搅拌时间为5-10min，乳液最好单独加入，而且搅拌速率不易过快，否则会有破乳现象发生。
优选地，加入剩余质量份数的常规添加剂、增稠剂后的搅拌速率控制在400-500rad/min，搅拌时间为5-8min，加入增稠剂以增稠到所需粘度。
本发明在制备水包水多彩涂料的过程中，每个步骤均有详细的工艺参数的控制，而且工艺参数的具体取值需根据组份的自身性质的不同加以调节，最终通过精确控制整个工艺流程，以使得制备出的水包水多彩涂料性能优越。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的水包水多彩涂料具备色彩丰富、金属质感强烈、户外耐候型强、超强耐紫外线等性能；
(2)制备方法形成一个完整的工艺体系，各参数条件控制精确，制备出的水包水多彩涂料性能优越；
(3)创造性的采用金属粒子代替现有技术中的乳胶粒子，使得制备出的金属粒子水包水多彩涂料在各个方面均能满足更高标准的人群的需要。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1-4
保护胶液的制备：各组份的添加量及具体成分如下表1所示，将水加入到生产拉缸中，然后加入保护胶粉，其中搅拌速率控制在700-900rad/min，搅拌时间控制在100-120min，制备得到保护胶液保存备用。
表1各组份添加量及具体成分
实施例5-8
基础漆的制备：各组份的添加量、组份的具体成分以及添加顺序如下表2所示，制备得到基础漆保存备用。实施例5中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为300rad/min，搅拌时间为20min，其它阶段的工艺参数不设控制要求；
实施例6中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为40min，Ⅱ阶段：加入各原料后，搅拌速率为800rad/min，搅拌时间为40min，Ⅲ阶段：加入乳液后，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为5min，其它阶段的工艺参数不设控制要求；
实施例7中，Ⅳ阶段：加入各添加剂后，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为5min，Ⅴ阶段：加入保护胶液后，搅拌速率为800rad/min，搅拌时间为15min，Ⅵ阶段：加入润湿剂后，搅拌速率为500rad/min，搅拌时间为5min，Ⅶ阶段：加入增稠剂后，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为5min，其它阶段的工艺参数不设控制要求；
实施例8中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为40min，Ⅱ阶段：加入各原料后，搅拌速率为1200rad/min，搅拌时间为20min，Ⅲ阶段：加入乳液后，搅拌速率为500rad/min，搅拌时间为8min，Ⅳ阶段：加入各添加剂后，搅拌速率为500rad/min，搅拌时间为8min，Ⅴ阶段：加入保护胶液后，搅拌速率为1200rad/min，搅拌时间为20min，Ⅵ阶段：加入润湿剂后，搅拌速率为500rad/min，搅拌时间为5min，Ⅶ阶段：加入增稠剂后，搅拌速率为500rad/min，搅拌时间为8min。
表2各组份添加量及具体成分
实施例9-12
外包液的制备：各组份的添加量、组份的具体成分以及添加顺序如下表3所示，制备得到外包液保存备用。实施例9中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为5min，其它阶段的工艺参数不设控制要求；
实施例10中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为300rad/min，搅拌时间为10min，Ⅱ阶段：加入各原料后，搅拌速率为600rad/min，搅拌时间为5min，其它阶段的工艺参数不设控制要求；
实施例11中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为300rad/min，搅拌时间为10min，Ⅱ阶段：加入各原料后，搅拌速率为600rad/min，搅拌时间为5min，Ⅲ阶段：加入乳液后，搅拌速率为400rad/min，搅拌时间为5min；
实施例12中，Ⅰ阶段：将水加入到生产拉缸中，依次加入其它原料，搅拌速率为300rad/min，搅拌时间为10min，Ⅱ阶段：加入各原料后，搅拌速率为800rad/min，搅拌时间为10min，Ⅲ阶段：加入乳液后，搅拌速率为500rad/min，搅拌时间为8min。
表3各组份添加量及具体成分
实施例13
将实施例1得到的保护胶液加入到实施例5的基础漆中，用切片螺旋桨式搅拌机进行切片，之后利用造粒机进行不同大小粒子的造粒工艺后得到造粒漆，再将之前制备好的实施例9的外包液加入到造粒漆中，用分散机在速率为300rad/min低速搅拌分散均匀5min后得到成品漆，包装出货。
实施例14
将实施例2得到的保护胶液加入到实施例6的基础漆中，用切片螺旋桨式搅拌机进行切片，之后利用造粒机进行不同大小粒子的造粒工艺后得到造粒漆，再将之前制备好的实施例10的外包液加入到造粒漆中，用分散机在速率为300rad/min低速搅拌分散均匀5min后得到成品漆，包装出货。
实施例15
将实施例3得到的保护胶液加入到实施例7的基础漆中，用切片螺旋桨式搅拌机进行切片，之后利用造粒机进行不同大小粒子的造粒工艺后得到造粒漆，再将之前制备好的实施例11的外包液加入到造粒漆中，用分散机在速率为300rad/min低速搅拌分散均匀5min后得到成品漆，包装出货。
实施例16
将实施例4得到的保护胶液加入到实施例8的基础漆中，用切片螺旋桨式搅拌机进行切片，之后利用造粒机进行不同大小粒子的造粒工艺后得到造粒漆，再将之前制备好的实施例12的外包液加入到造粒漆中，用分散机在速率为300rad/min低速搅拌分散均匀5min后得到成品漆，包装出货。
比较例1
制备基础漆的具体方法与实施例8相同，只是原料中不加金属添加剂。
比较例2
制备外包液的具体方法与实施例10相同，只是原料中乳液的添加总量为100kg，常规添加剂中成膜助剂的添加量为8kg。
比较例3
将实施例4得到的保护胶液加入到比较例1的基础漆中，用切片螺旋桨式搅拌机进行切片，之后利用造粒机进行不同大小粒子的造粒工艺后得到造粒漆，再将之前制备好的实施例12的外包液加入到造粒漆中，用分散机在速率为300rad/min低速搅拌分散均匀5min后得到成品漆，包装出货。
比较例4
将实施例4得到的保护胶液加入到实施例8的基础漆中，用切片螺旋桨式搅拌机进行切片，之后利用造粒机进行不同大小粒子的造粒工艺后得到造粒漆，再将之前制备好的比较例2的外包液加入到造粒漆中，用分散机在速率为300rad/min低速搅拌分散均匀5min后得到成品漆，包装出货。
实验例1
实施例13-16与比较例3-4最终制得的成品漆的性能指标如下表4所示：
表4性能参数表
从上述表4中可以看出，本发明实施例制备出的水包水多彩涂料各方面的性能均较优，均达到HG/T4343-2012标准的要求，甚至有些性能参数远高于其指标要求，耐水性达到105h以上，耐檫洗次数达到20000次以上，对比率在0.87以上，金属效果良好，具有较强的金属质感，使得仿花岗岩的效果更佳逼真，而比较例由于没有加金属添加剂或某些原料组份不在本发明的配比范围内，性能则欠佳，但是由于比较例是采用本发明的制备方法进行制备，其中一些性能参数也可达到标准要求。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种水包水多彩涂料，其特征在于，其原料由保护胶液原料、基础漆原料以及外包液原料组成；以质量份数计，所述保护胶液原料包括以下组份：水200-220份，保护胶粉18-20份；所述基础漆原料包括以下组份：水170-180份，乳液70-80份，膨润土0.7-1.0份，金属添加剂1-4份，常规添加剂15-20份，增稠剂1-2份；所述外包液原料包括以下组份：水200-220份，乳液220-250份，常规添加剂25-35份，增稠剂4-5份。
2.根据权利要求1所述的水包水多彩涂料，其特征在于，所述保护胶液原料的各组份的质量份数如下：水210-220份，保护胶粉19-20份；所述基础漆原料的各组份的质量份数如下：水175-180份，乳液75-80份，膨润土0.7-0.9份，金属添加剂2-4份，常规添加剂15-18份，增稠剂1-1.5份；所述外包液原料的各组份的质量份数如下：水200-210份，乳液220-240份，常规添加剂25-30份，增稠剂4-4.5份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的水包水多彩涂料，其特征在于，所述金属添加剂为金粉、珠光粉或上述两者的混合物。
4.根据权利要求1-2任一项所述的水包水多彩涂料，其特征在于，所述金属添加剂的颗粒度控制在35μm以下。
5.根据权利要求1-2任一项所述的水包水多彩涂料，其特征在于，所述常规添加剂为防腐剂、防霉剂、润湿剂、防锈剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、PH调节剂、成膜助剂以及纤维素中的一种或多种。
6.根据权利要求1-2任一项所述的水包水多彩涂料，其特征在于，所述乳液为有机硅-丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物或上述两者的混合物；优选地，所述保护胶粉为硅酸镁锂或硅酸镁铝或上述两者的混合物。
7.权利要求1-6所述的水包水多彩涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)按质量份数称量保护胶液原料的各组份，混合搅拌均匀得到保护胶液，保存备用；
(B)按质量份数称量基础漆原料的各组份，将水与常规添加剂8-12份混合搅拌均匀形成第一混合物，将金属添加剂、膨润土依次加入所述第一混合物中继续混合搅拌均匀得到第二混合物；将乳液、剩余质量份数的常规添加剂、所述保护胶液20-30份、增稠剂依次加入所述第二混合物中，搅拌均匀得到基础漆，保存备用；
(C)按质量份数称量外包液原料的各组份，将水与常规添加剂5-8份混合搅拌均匀形成第三混合物，将乳液、剩余质量份数的常规添加剂、增稠剂依次加入所述第三混合物中，搅拌均匀得到外包液，保存备用；
(D)将所述剩余的保护胶液加入所述基础漆中进行切片造粒后再加入外包液搅拌均匀后，即得。
8.根据权利要求7所述的水包水多彩涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(A)中，搅拌速率为700-900rad/min，搅拌时间为100-120min。
9.根据权利要求7所述的水包水多彩涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(B)中，搅拌均匀形成第一混合物的搅拌速率为300-400rad/min，搅拌时间为20-40min；
优选地，搅拌均匀形成第二混合物的搅拌速率为800-1200rad/min，搅拌时间为20-40min；
优选地，加入乳液后的搅拌速率控制在400-500rad/min，搅拌时间为5-8min；加入剩余质量份数的常规添加剂后的搅拌速率在400-500rad/min，搅拌时间为5-8min；加入保护胶液20-30份后的搅拌速率在800-1200rad/min，搅拌时间为15-20min；加入增稠剂后的搅拌速率在400-500rad/min，搅拌时间为5-8min。
10.根据权利要求7所述的水包水多彩涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(C)中，搅拌均匀形成第三混合物的搅拌速率控制在300-400rad/min，搅拌时间为5-10min；
优选地，加入乳液后的搅拌速率控制在600-800rad/min，搅拌时间为5-10min；
优选地，加入余质量份数的常规添加剂、增稠剂后的搅拌速率控制在400-500rad/min，搅拌时间为5-8min。
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