CN104774518B - 一种水性质感涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性质感涂料及其制备方法，所述水性质感涂料由包括以下重量份的原料组成：乙烯基咪唑改性苯丙乳液40～60份、成膜助剂4～8份、助溶剂5～6份、去离子水40～80份、消泡剂1～2份、杀菌剂1～2份、防霉剂1～2份、pH调节剂2～3份、增稠剂5～10份、彩砂200～500份、岩片0～49份。本发明水性质感涂料表面张力低，疏水性高，透气性高，有很好的耐沾污性，同时还具备耐水，耐高温，耐候等性能。

Description

一种水性质感涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，更具体地，本发明涉及一种外墙用水性质感涂料及其制备方法。
背景技术
外墙用水性质感涂料是最近几年流行的一种装饰效果酷似大理石、花岗石的外墙装饰涂料。与传统的平滑型涂料相比，其丰富的立体纹理效果、自助型的设计能瞬间使您的家居完全沉浸在诱人的艺术氛围之中，真正称得上人人可以享受的墙面艺术涂料，其主要采用各种颜色的天然彩砂或岩片配制而成，质感涂料装修后的建筑物，具有天然真实的自然色泽，给人以高雅，和谐，庄重之美感，适合于各类建筑物的室外装修。特别是在曲面建筑物上装饰，可以收到生动逼真，回归自然的功效。
质感涂料具有防火、防水、耐酸碱、耐污染。无毒、无味、粘接力强，永不褪色等特点，能有效地阻止外界恶劣环境对建筑物侵蚀，延长建筑物的寿命，由于质感涂料具备良好的附着力和耐冻融性能；因此特别适合在寒冷地区使用。质感涂料施工简便，易干省时，施工方便等优点。但是目前外墙用质感涂料多使用苯丙，纯丙或硅丙乳液，耐水良好，长期的耐晒，耐候性能则表现一般。
另一方面质感涂料由于使用大量的砂石，粒径较大，造成涂膜表面有大量空隙，存在易吸附灰尘、积尘沽污、耗料大、致密性不足的劣势，所以质感涂料表面一定要涂一层耐沾污好的罩光涂料。现有技术中也有采用具有表面张力低、疏水性更好的水性氟碳树脂作为主要成膜物质，可以具有较好的耐污性，但由于氟碳树脂含有较多的氟原子，在涂料领域里应用势必会对环境造成污染，且以氟碳树脂作为成膜物质的涂料耐高温性能一般。
发明内容
基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种耐污性、耐高温、耐候性性能优异，且对环境友好的水性质感涂料及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
一种水性质感涂料，所述水性质感涂料由包括以下重量份的原料组成：乙烯基咪唑改性苯丙乳液40～60份、成膜助剂4～8份、助溶剂5～6份、去离子水40～80份、消泡剂1～2份、杀菌剂1～2份、防霉剂1～2份、pH调节剂2～3份、增稠剂5～10份、彩砂200～500份、岩片0～49份。
在其中一些实施例中，所述乙烯基咪唑改性苯丙乳液是由重量比为(1～2):(3～4):(0.3～0.5)的苯乙烯、丙烯酸酯和乙烯基咪唑经乳液共聚而得。
在其中一些实施例中，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为6～20的烷基、或碳原子数为6～20的芳烷基，且R1、R2和R3中至少有一个为碳原子数为6～20的烷基或碳原子数为6～20的芳烷基。
在其中一些实施例中，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为6～20的烷基。
在其中一些实施例中，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为10～18的烷基。
在其中一些实施例中，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为6～20的芳烷基，所述芳基结合在3～5位碳原子的任意一个或两个或三个上。
在其中一些实施例中，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为10～18的芳烷基，所述芳基结合在3～5位碳原子上。
在其中一些实施例中，所述成膜助剂为TEXANOL醇酯；所述助溶剂为丙二醇；所述消泡剂为消泡剂154；所述杀菌剂为杀菌剂LXE；所述防霉剂为防霉剂M-8；所述增稠剂为增稠剂CP115或增稠剂NLS200；所述pH调节剂为AMP-95；所述彩砂为汉白玉、灰玉、雪花白和水晶灰中的一种以上；所述岩片为灰色岩片A、灰色岩片B和黑色岩片中的一种以上。
所述彩砂的粒径大小为80～120目；所述灰色岩片A或灰色岩片B的片径为1～6厘米；所述黑色岩片的片径为1～3厘米。
上述的一种水性质感涂料的制备方法，包括以下操作步骤：
(1)在高速搅拌条件下，向去离子水中依次加入成膜助剂、助溶剂、消泡剂、杀菌剂和防霉剂，高速搅拌10～15分钟后减低搅拌速度；
(2)在低速搅拌条件下加入乙烯基咪唑改性苯丙乳液，加pH调节剂调节pH值至8～9，用增稠剂调粘度100KU～110KU，得到浆料；
(3)将步骤(2)所得浆料在低速搅拌条件下，加入彩砂和岩片，搅拌5～10分钟，得到水性质感涂料。
步骤(1)所述高速搅拌的转速为800～1000转/分；步骤(2)所述低速搅拌的转速为400～500转/分；步骤(3)所述低速搅拌的转速为400～500转/分。
上述的一种水性质感涂料可应用于涂装外墙。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明水性质感涂料的制备原料乙烯基咪唑改性苯丙乳液具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性、耐高温性；涂装外墙时配套使用常温陶瓷罩光漆，综合了水性罩光漆和油性罩光漆的优点，表面张力低，疏水性高，透气性高，有很好的耐沾污性，同时还具备耐水，耐高温，耐候等性能，不仅拥有主涂层的各项性能优点，而且大大提高了体系的耐污染性能，施工也很方便，使得涂层对墙体的保护可达到20年以上。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。
“任选的”或者“任选地”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
本发明的第一方面是提供一种水性质感涂料，所述水性质感涂料由包括以下重量份的原料组成：乙烯基咪唑改性苯丙乳液40～60份、成膜助剂4～8份、助溶剂5～6份、去离子水40～80份、消泡剂1～2份、杀菌剂1～2份、防霉剂1～2份、pH调节剂2～3份、增稠剂5～10份、彩砂200～500份、岩片0～49份。
本发明所述的术语“乙烯基咪唑改性苯丙乳液”是由重量比为(1～2):(3～4):(0.3～0.5)的苯乙烯、丙烯酸酯和乙烯基咪唑经乳液共聚而得。乳化共聚所用乳化剂、分子量调节剂、pH缓冲液等都是在乳液共聚中常规使用的成分，乳液共聚的方法也是本领域技术中常用的乳液共聚方法。
本发明所述的术语“乙烯基咪唑”的结构式为其中，R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为6～20的烷基、或碳原子数为6～20的芳烷基，且R1、R2和R3中至少有一个为碳原子数为6～20的烷基或碳原子数为6～20的芳烷基。在咪唑环的2、4或5位上导入烷基或芳烷基，可以对氮原子上的乙烯基形成位阻而使乙烯基咪唑改性苯丙乳液的表面张力更低，疏水性更好。
作为本发明的其中一个优选实施方式，本发明所述乙烯基咪唑的结构式中，R1、R2和R3均为碳原子数为6～20的烷基。三个取代基均为碳原子数为6～20的烷基可以提供更好的疏水性和更低的表面张力。
作为本发明的其中一个优选实施方式，本发明所述乙烯基咪唑的结构式中，R1、R2和R3均为碳原子数为10～18的烷基。当烷基的碳原子数为10～18时，疏水性更好，表面张力更低。
作为本发明的其中一个优选实施方式，所述乙烯基咪唑的结构式中，R1、R2和R3均为碳原子数为6～20的芳烷基，所述芳基结合在3～5位碳原子的任意一个或两个或三个上。本发明中所述的术语“芳基”优选为苯基。当在烷基中引入一个或两个或三个苯基时，可以使苯丙乳液具有更为优良的耐候性和耐高温性。
作为本发明的其中一个优选实施方式，所述乙烯基咪唑的结构式中，R1、R2和R3均为碳原子数为10～18的芳烷基，所述芳基结合在3～5位碳原子上。更为优选的方案是在碳原子数10～18的烷基的第3～5位上引入3个苯基。
本发明中，除了胶乳外的其他组分都可选用本领域公知的通用的组分。优选地，所述成膜助剂为TEXANOL醇酯；所述助溶剂为丙二醇；所述消泡剂为消泡剂154；所述杀菌剂为杀菌剂LXE；所述防霉剂为防霉剂M-8；所述增稠剂为增稠剂CP115或增稠剂NLS200；所述pH调节剂为AMP-95；所述彩砂为汉白玉、灰玉、雪花白和水晶灰中的一种以上；所述岩片为灰色岩片A、灰色岩片B和黑色岩片中的一种以上。所述彩砂的粒径大小为80～120目；所述灰色岩片A或灰色岩片B的片径为1～6厘米；所述黑色岩片的片径为1～3厘米。
本发明的第二方面是提供上述的一种水性质感涂料的制备方法，包括以下操作步骤：
(1)在高速搅拌条件下，向去离子水中依次加入成膜助剂、助溶剂、消泡剂、杀菌剂和防霉剂，高速搅拌10～15分钟后减低搅拌速度；
(2)在低速搅拌条件下加入乙烯基咪唑改性苯丙乳液，加pH调节剂调节pH值至8～9，用增稠剂调粘度100KU～110KU，得到浆料；
(3)将步骤(2)所得浆料在低速搅拌条件下，加入彩砂和岩片，搅拌5～10分钟，得到水性质感涂料。
作为本发明的其中一个优选实施方式，步骤(1)所述高速搅拌的转速为800～1000转/分；步骤(2)所述低速搅拌的转速为400～500转/分；步骤(3)所述低速搅拌的转速为400～500转/分。
本发明的第三方面是提供上述的一种水性质感涂料在涂装外墙方面的应用。所述涂装外墙的方法按以下操作步骤：
(1)墙体基材的前处理；
(2)滚涂水性封闭底漆1～2遍；
(3)喷涂或批涂水性质感涂料1～2遍；
(4)滚涂或喷涂常温双组份陶瓷罩光漆2～3遍。
步骤(4)所述常温双组份陶瓷罩光漆的制备方法按以下操作步骤：将70～80重量份陶瓷树脂在高速搅拌条件下依次加入2～2.5重量份助剂和17.5～22重量份溶剂，搅拌分散5～10分钟，得到常温双组份陶瓷罩光漆，所述高速搅拌的转速为800～1000转/分。所述助剂为质量百分比浓度为50％的纳米金红石型二氧化钛分散浆或质量百分比浓度为50％的纳米锐钛型二氧化钛分散浆；所述溶剂为异丙醇。
步骤(1)所述墙体基材(新且未上过漆的表面)的前处理按以下操作步骤：让墙面彻底干燥，以确保涂层的最佳效果；注意建筑物的表现颜色，如果颜色很深表示其水分含量仍旧很高，在涂刷前最好用湿度计检查一下；清理欲涂刷的表面，除掉滴溅的水泥渣和任何松脱的附着物；整平接缝清理突出部位，可用砂和水泥的混合物作为大型裂缝和凹陷的修补料，但需注意，若是其材质过分粗糙，因其吸水率的不同，可能会影响最后的涂刷效果；对细小的孔洞和裂缝来说，涂料本身具有补平的功用，对较大而漆料不能补平的部分，需以外墙腻子予以填平，再开始涂刷。
步骤(1)所述墙体基材(旧且未上过漆的表面)的前处理按以下操作步骤：首先确定表面坚固完好，水泥抹面的附着仍旧牢固，砖墙和接缝都是牢固而没有矿物，如果有这些缺陷，应进行修补；任何松散物和积尘都必须彻底清理干净，苔藓和霉菌应使用适当溶剂将其洗云，并作防霉和抗藻打底处理，或者用一份家庭用强力漂白剂与三份水的混合物将霉菌完全除去，然后用清水彻底冲洗；细小裂缝、孔洞和其它表面缺陷，需先用外墙腻子修补好并用砂纸打磨平整。
本发明水性质感涂料选用乙烯基咪唑改性苯丙乳液作为成膜原料，乙烯基咪唑的其中一个以上取代基为碳原子6～20的烷基或芳烷基，优选三个取代基都为碳原子6～20的烷基或芳烷基，更优选三个取代基都为碳原子10～18的芳烷基，更为优选的是，三个取代基都为碳原子10～18的芳烷基，且苯基连接在第3～5个碳原子上，因此，由乙烯基咪唑改性的苯丙乳液使水性质感涂料具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性、和耐高温性。
在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是示例的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
下面参照几个例子详细描述本发明。
实施例1～7的配方如表1所示。以下实施例中，乙烯基咪唑改性苯丙乳液中乙烯基咪唑的结构式为乙烯基咪唑改性苯丙乳液是由重量比为2:3:0.4的苯乙烯、丙烯酸酯和乙烯基咪唑经常规乳液共聚而得。对比例中的苯丙乳液是由重量比为2:3的苯乙烯和丙烯酸酯经常规乳液共聚而得，其中，
乙烯基咪唑改性苯丙乳液A：乙烯基咪唑的R2和R3表示氢原子，R1为碳原子数为6的烷基，结构式为
乙烯基咪唑改性苯丙乳液B：乙烯基咪唑改性苯丙乳液中乙烯基咪唑的R2和R3表示氢原子，R1为碳原子数为15的烷基，结构式为
乙烯基咪唑改性苯丙乳液C：乙烯基咪唑改性苯丙乳液中乙烯基咪唑的R1、R2和R3为碳原子数为15的烷基，结构式为
乙烯基咪唑改性苯丙乳液D：乙烯基咪唑改性苯丙乳液中乙烯基咪唑的R1、R2和R3为碳原子数为15的芳烷基，在第3位碳原子上均连接有苯基，结构式为
乙烯基咪唑改性苯丙乳液E：乙烯基咪唑改性苯丙乳液中乙烯基咪唑的R1、R2和R3为碳原子数为15的芳烷基，在第3～5位碳原子上均连接有苯基，结构式为
表1实施例1～6的水性质感涂料的配方
实施例1～6的制备方法如下：
(1)在1000转/分的搅拌条件下，向去离子水中依次加入成膜助剂、助溶剂、消泡剂、杀菌剂和防霉剂，高速搅拌10～15分钟后减低搅拌速度；
(2)在500转/分的低速搅拌条件下加入乙烯基咪唑改性苯丙乳液，加pH调节剂调节pH值至8～9，用增稠剂调粘度100KU～110KU，得到浆料；
(3)将步骤(2)所得浆料在500转/分的低速搅拌条件下，加入彩砂和岩片，搅拌5～10分钟，得到水性质感涂料。
将实施例1～6的水性质感涂料用于涂装外墙，按以下操作步骤：
(1)墙体基材的前处理；
(2)滚涂水性封闭底漆1～2遍；
(3)喷涂或批涂水性质感涂料1～2遍；
(4)滚涂或喷涂常温双组份陶瓷罩光漆2～3遍。
按照行业标准JG/T24-2000对上述各实施例制备的水性质感涂料的性能进行检验，结果如表2所示。
表2实施例1～6的各项性能参数
注：表示稳定性强度比较，越多，稳定性越好；▲表示耐候性能比较，▲越多，耐候性越好
从表2结果可知，相较于未改性的苯丙乳液，乙烯基咪唑改性的苯丙乳液的耐高温性、耐候性能、耐沾污性能都得以大大的提升。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (8)

1.一种水性质感涂料，其特征在于，所述水性质感涂料包括以下重量份的原料：乙烯基咪唑改性苯丙乳液40～60份、成膜助剂4～8份、助溶剂5～6份、去离子水40～80份、消泡剂1～2份、杀菌剂1～2份、防霉剂1～2份、pH调节剂2～3份、增稠剂5～10份、彩砂200～500份、岩片0～49份；
所述乙烯基咪唑改性苯丙乳液是由重量比为(1～2):(3～4):(0.3～0.5)的苯乙烯、丙烯酸酯和乙烯基咪唑经乳液共聚而得。
2.根据权利要求1所述的水性质感涂料，其特征在于，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3分别独立地表示氢原子、碳原子数为6～20的烷基、或碳原子数为6～20的芳烷基，且R1、R2和R3中至少有一个为碳原子数为6～20的烷基或碳原子数为6～20的芳烷基。
3.根据权利要求2所述的水性质感涂料，其特征在于，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为6～20的烷基。
4.根据权利要求3所述的水性质感涂料，其特征在于，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为10～18的烷基。
5.根据权利要求2所述的水性质感涂料，其特征在于，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为6～20的芳烷基，所述芳烷基结合在3～5位碳原子的任意一个或两个或三个上。
6.根据权利要求5所述的水性质感涂料，其特征在于，所述乙烯基咪唑的结构式为其中，R1、R2和R3均为碳原子数为10～18的芳烷基，所述芳烷基结合在3～5位碳原子上。
7.一种水性质感涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在高速搅拌条件下，向去离子水中依次加入成膜助剂、助溶剂、消泡剂、杀菌剂和防霉剂，高速搅拌10～15分钟后减低搅拌速度；
(2)在低速搅拌条件下加入乙烯基咪唑改性苯丙乳液，加pH调节剂调节pH值至8～9，用增稠剂调粘度至100KU～110KU，得到浆料；
所述乙烯基咪唑改性苯丙乳液是由重量比为(1～2):(3～4):(0.3～0.5)的苯乙烯、丙烯酸酯和乙烯基咪唑经乳液共聚而得；
(3)将步骤(2)所得浆料在低速搅拌条件下，加入彩砂和岩片，搅拌5～10分钟，得到水性质感涂料。
8.根据权利要求7所述的水性质感涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述高速搅拌的转速为800～1000转/分；步骤(2)所述低速搅拌的转速为400～500转/分；步骤(3)所述低速搅拌的转速为400～500转/分。
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