CN107760122B - 一种外墙用干粉涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种外墙用干粉涂料,以重量份数计,包括:可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份,粉状消泡剂0.2~0.6份,其中,本发明通过使所述干粉涂料中含有改性木质素和改性贝壳粉,同时搭配其他辅料,通过实验发现木质素和贝壳粉两者的结合使用时,能够在干粉涂料再分散的过程中改善体系流动性、减少水的添加量,进而提高再分散体系的固含量和涂料性能,通过实验结果表明,本发明提供的外墙用干粉涂料具有优越的耐洗刷性、耐碱性、耐水性及高的硬度,同时还具有很好的紫外吸收功能。
Description
技术领域
本发明涉及外墙涂料技术领域,尤其涉及一种外墙用干粉涂料及其制备方法。
背景技术
干粉涂料是一种制备工艺简单、储存运输成本低、使用方便和综合性能优良的涂料种类,广泛应用于建筑领域中,特别在作为内外墙涂料上具有相当的市场份额。
目前,干粉涂料的基本使用碳酸钙、高岭土等为填料,而这些填料粒子的分散性较差,易团聚,一般存在填料与聚合物乳胶相容性差、再分散用水量大、再分散自交联活性低等问题,从而导致得到的涂层耐候性能不佳,涂层老化脱落现象严重。
因此,提供一种施工性能好,而且耐洗刷、耐候性强的经济环保高性能涂料具有十分重要的应用价值。
发明内容
有鉴于此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种外墙用干粉涂料及其制备方法,本发明提供的干粉涂料耐洗刷性、耐水性和耐碱性均很好,而且抗紫外性能也很好。
本发明提供了一种外墙用干粉涂料,以重量份数计,包括:可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份,粉状消泡剂0.2~0.6份。
优选的,所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物。
优选的,所述改性木质素按照以下方法制备得到:
将木质素、油酸和溶剂混合反应得到改性木质素;
其中,所述木质素为羟基木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素和木质素磺酸盐中的一种或几种。
优选的,所述改性贝壳粉为硅烷偶联剂改性的贝壳粉。
优选的,所述贝壳粉改性用硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
优选的,所述钛白粉为金红石型钛白粉。
优选的,所述增稠剂为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或几种。
优选的,所述粉状分散剂为多聚磷酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、聚乙烯蜡和非离子型聚乙二醇酯中的一种或几种。
本发明还提供了一种外墙用干粉涂料的制备方法,包括:将可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份和粉状消泡剂0.2~0.6份混合,即得外墙用干粉涂料。
与现有技术相比,本发明提供了一种外墙用干粉涂料,以重量份数计,包括:可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份,粉状消泡剂0.2~0.6份,其中,本发明通过使所述干粉涂料中含有改性木质素和改性贝壳粉,同时搭配其他辅料,通过实验发现木质素和贝壳粉两者的结合使用时,能够在干粉涂料再分散的过程中改善体系流动性、减少水的添加量,进而提高再分散体系的固含量和涂料性能,通过实验结果表明,本发明提供的外墙用干粉涂料具有优越的耐洗刷性、耐碱性、耐水性及高的硬度,同时还具有很好的紫外吸收功能。
具体实施方式
本发明提供了一种外墙用干粉涂料,以重量份数计,包括:可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份,粉状消泡剂0.2~0.6份。
按照本发明,所述可再分散乳胶粉优选为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物,更优选为型号为328N的德国瓦克胶粉、4115N德国瓦克胶粉、4036N德国瓦克胶粉、5044N德国瓦克胶粉、5010N德国瓦克胶粉和5023N德国瓦克胶粉中的一种或几种,更优选为型号为328N的德国瓦克胶粉、4115N德国瓦克胶粉、4036N德国瓦克胶粉、5044N德国瓦克胶粉、5010N德国瓦克胶粉和5023N德国瓦克胶粉中的一种或两种;本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述可再分散乳胶粉的重量份数优选为20~25重量份。
按照本发明,所述改性木质素按照以下方法制备得到:将木质素、油酸和溶剂混合反应得到改性木质素;其中,所述木质素为羟基木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素和木质素磺酸盐中的一种或几种;所述溶剂优选为甲醇、乙醇、异丙醇和去离子水中的一种或几种,更优选为甲醇、乙醇、异丙醇和去离子水中的一种或两种;所述木质素与所述溶剂的重量比优选为(5~10):(90~95);所述木质素与所述油酸的质量比优选为(5~10):(0.5~3);本发明中,为了能够使反应充分进行,本发明优选首先将木质素与溶剂混合超声30~60min,然后再加入油酸反应,得到改性木质素,其中,所述反应的温度优选为50~70℃,反应的时间优选为3~6h。本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述改性木质素的重量份数优选为10~12重量份。
按照本发明,所述改性贝壳粉优选为硅烷偶联剂改性的贝壳粉,其中,所述贝壳粉改性用硅烷偶联剂优选为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种,更优选为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或γ-巯丙基三乙氧基硅烷;具体的,所述硅烷偶联剂改性的贝壳粉优选按照以下方法制备得到:将10~25份贝壳粉、50~70份溶剂、2~5份功能助剂和10~20份硅烷偶联剂混合均匀,球磨分散30~60min,将所得的混合液喷雾干燥成粉,200~300目过筛,即得改性贝壳粉。其中,本发明对贝壳粉的来源没有特殊要求,市售贝壳粉均可,本发明所述贝壳粉的粒径优选为1250目~3000目,所述贝壳粉优选为高温煅烧型的贝壳粉。所述的功能助剂优选为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙二醛、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、聚氧乙烯缩合烷基苯基醚和羟乙基纤维素中的一种或几种;所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、去离子水和丙酮中的一种或两种;所述的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种;所述的喷雾干燥的工艺参数优选控制为:进口温度为130~170℃,出口温度为70-90℃,高速雾化盘转速为4000~6000rpm。本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述改性贝壳粉的重量份数优选为30~40重量份。
按照本发明,所述钛白粉优选为金红石型钛白粉,更优选为粒径为0.1μm~0.3μm的金红石型钛白粉;所述金红石型钛白粉中二氧化钛含量优选大于96%;本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述钛白粉的重量份数优选为15~18重量份。
按照本发明,所述增稠剂优选为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或几种,更优选为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素和羧甲基纤维素钠中的两种或两种以上;本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述增稠剂重量份数优选为0.3~0.5重量份,更优选为0.4重量份。
按照本发明,所述粉状分散剂优选为多聚磷酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、聚乙烯蜡和非离子型聚乙二醇酯中的一种或几种,更优选为多聚磷酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、聚乙烯蜡和非离子型聚乙二醇酯中的两种或两种以上;本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述增稠剂的重量份数优选为0.4~0.7重量份,更优选为0.5~0.6重量份。
按照本发明,所述粉状消泡剂为 P 801、 P 804和P 823中的一种或几种,更优选为 P 801、 P 804或 P 823;;本发明所述的外墙用干粉涂料中,所述粉状消泡剂的重量份数优选为0.3~0.5重量份,更优选为0.4重量份。
本发明还提供了一种外墙用干粉涂料的制备方法,包括:将可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份和粉状消泡剂0.2~0.6份混合,即得外墙用干粉涂料。其中,本发明对混合的方法没有特殊要求,本领域公知的混合方法均可。
本发明提供了一种外墙用干粉涂料及其制备方法,本发明提供的外墙用干粉涂料,以重量份数计,包括:可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份,粉状消泡剂0.2~0.6份,其中,本发明通过使所述干粉涂料中含有改性木质素和改性贝壳粉,同时搭配其他辅料,通过实验发现木质素和贝壳粉两者的结合使用时,能够在干粉涂料再分散的过程中改善体系流动性、减少水的添加量,进而提高再分散体系的固含量和涂料性能,通过实验结果表明,本发明提供的外墙用干粉涂料具有优越的耐洗刷性、耐碱性、耐水性及高的硬度,同时还具有很好的紫外吸收功能。
下面将结合本发明实施例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。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
实施例1
油酸改性木质素:将5g羟基木质素分散于90g甲醇中,对其超声处理30min,然后逐步加入0.5g油酸,在50℃下以1000rpm搅拌反应3h。反应出料后,用甲醇抽滤洗涤产物,并在60℃下干燥12h,得到油酸改性木质素。
硅烷偶联剂改性贝壳粉:将30g贝壳粉加入到150g甲醇中,在机械搅拌下,加入6g的聚乙烯醇缩甲醛。上述混合体系均匀后,加入30g乙烯基三甲氧基硅烷到体系中,混合均匀,转移到球磨机中,球磨分散30min,将所得的混合液在进口温度为130℃,出口温度为70℃,高速雾化盘转速为4000rpm条件下喷雾干燥成粉,200目过筛,即得到改性贝壳粉。
将10g德国瓦克胶粉328N、5g改性木质素、25g改性贝壳粉、10g钛白粉、0.3g羟乙基纤维素、0.1g多聚磷酸钠盐和0.2g聚丙烯酸钠、0.3g P 801粉状消泡剂在干粉混合机中充分混合30min,用100目筛子过筛,得到所述外墙用干粉涂料。
实施例2
油酸改性木质素:将5g羟基木质素分散于80g甲醇和10g水的混合溶剂中,对其超声处理30min,然后逐步加入1.0g油酸,在55℃下以1000rpm搅拌反应3h。反应出料后,用甲醇抽滤洗涤产物,并在60℃下干燥12h,得到油酸改性木质素。
硅烷偶联剂改性贝壳粉:将12g贝壳粉加入到55g乙醇中,在机械搅拌下,加入0.5g的聚乙烯醇缩甲醛和1.5g环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物。上述混合体系均匀后,加入10g乙烯基三乙氧基硅烷到体系中,混合均匀,转移到球磨机中,球磨分散35min,将所得的混合液在进口温度为130℃,出口温度为70℃,高速雾化盘转速为4000rpm条件下喷雾干燥成粉,200目过筛,即得到改性贝壳粉。
将15g德国瓦克胶粉4115N、5g改性木质素、30g改性贝壳粉、10g钛白粉、0.3g甲基羟乙基纤维素、0.3g聚乙烯蜡、0.2g聚丙烯酸钠、0.3g P 801粉状消泡剂在干粉混合机中充分混合30min,用100目筛子过筛,得到所述外墙用干粉涂料。
实施例3
油酸改性木质素:将6g甲基化木质素分散于90g乙醇中,对其超声处理30min,然后逐步加入1.5g油酸,在60℃下以1500rpm搅拌反应4h。反应出料后,用乙醇抽滤洗涤产物,并在60℃下干燥12h,得到油酸改性木质素。
硅烷偶联剂改性贝壳粉:将40g贝壳粉加入到150g异丙醇中,在机械搅拌下,加入2g的聚乙烯醇缩乙醛和6g聚氧乙烯缩合烷基苯基醚。上述混合体系均匀后,加入35g乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷到体系中,混合均匀,转移到球磨机中,球磨分散45min,将所得的混合液在进口温度为150℃,出口温度为80℃,高速雾化盘转速为5000rpm条件下喷雾干燥成粉,250目过筛,即得到改性贝壳粉。
将10g德国瓦克胶粉328N、5g德国瓦克胶粉4036N、6g改性木质素、35g改性贝壳粉、12g钛白粉、0.3g甲基羟乙基纤维素、0.1g乙基羟乙基纤维素、0.2g多聚磷酸钠盐、0.2g脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、0.2g非离子型聚乙二醇酯、0.4gP 804粉状消泡剂在干粉混合机中充分混合45min,用150目筛子过筛,得到所述外墙用干粉涂料。
实施例4
油酸改性木质素:将10g甲氧基木质素分散于70g甲醇和20g乙醇混合溶剂中,对其超声处理45min,然后逐步加入2.0g油酸,在60℃下以1500rpm搅拌反应5h。反应出料后,用甲醇抽滤洗涤产物,并在60℃下干燥12h,得到油酸改性木质素。
硅烷偶联剂改性贝壳粉:将40g贝壳粉加入到130g甲醇和20g去离子水的混合溶剂中,在机械搅拌下,加入1g的聚乙烯醇缩甲醛、1g聚氧乙烯缩合烷基苯基醚和3g的羟乙基纤维素。上述混合体系均匀后,加入20gγ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷和20g乙烯基三甲氧基硅烷到体系中,混合均匀,转移到球磨机中,球磨分散45min,将所得的混合液在进口温度为150℃,出口温度为80℃,高速雾化盘转速为5000rpm条件下喷雾干燥成粉,250目过筛,即得到改性贝壳粉。
将10g德国瓦克胶粉5044N、10g德国瓦克胶粉5010N、10g改性木质素、40g改性贝壳粉、15g钛白粉、0.1g羟乙基纤维素、0.3g甲基羟丙基纤维素、0.2g多聚磷酸钠盐、0.3g脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、0.5g P 804粉状消泡剂在干粉混合机中充分混合45min,用150目筛子过筛,得到所述外墙用干粉涂料。
实施例5
油酸改性木质素:将15g甲氧基木质素分散于95g甲醇中,对其超声处理60min,然后逐步加入2.5g油酸,在70℃下以2000rpm搅拌反应6h。反应出料后,用甲醇抽滤洗涤产物,并在60℃下干燥12h,得到油酸改性木质素。
硅烷偶联剂改性贝壳粉:将50g贝壳粉加入到150g乙醇和20g去离子水的混合溶剂中,在机械搅拌下,加入1g的聚乙烯醇缩甲醛、1g环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物和3g的羟乙基纤维素。上述混合体系均匀后,加入20g的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和20g的γ-巯丙基三乙氧基硅烷到体系中,混合均匀,转移到球磨机中,球磨分散60min,将所得的混合液在进口温度为170℃,出口温度为90℃,高速雾化盘转速为6000rpm条件下喷雾干燥成粉,300目过筛,即得到改性贝壳粉。
将20g德国瓦克胶粉5023N、15g改性木质素、40g改性贝壳粉、20g钛白粉、0.3g羟乙基纤维素、0.3g羧甲基纤维素钠、0.2g多聚磷酸钠盐、0.3g脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、0.8g P 823粉状消泡剂在干粉混合机中充分混合60min,用200目筛子过筛,得到所述外墙用干粉涂料。
实施例6
油酸改性木质素:将15g磺酸盐分散于95g异丙醇中,对其超声处理60min,然后逐步加入3.0g油酸,在70℃下以2000rpm搅拌反应6h。反应出料后,用异丙醇抽滤洗涤产物,并在60℃下干燥12h,得到油酸改性木质素。
硅烷偶联剂改性贝壳粉:将50g贝壳粉加入到150g乙醇和30g丙酮混合溶剂中,在机械搅拌下,加入6g。上述混合体系均匀后,加入45g的3-氨基丙基三乙氧基硅烷到体系中,混合均匀,转移到球磨机中,球磨分散60min,将所得的混合液在进口温度为170℃,出口温度为90℃,高速雾化盘转速为6000rpm条件下喷雾干燥成粉,300目过筛,即得到改性贝壳粉。
将20g德国瓦克胶粉5023N、5g德国瓦克胶粉328N、15g改性木质素、40g改性贝壳粉、20g钛白粉、0.3g羟乙基纤维素、0.7g羧甲基纤维素钠、0.8g P 823粉状消泡剂在干粉混合机中充分混合60min,用200目筛子过筛,得到所述外墙用干粉涂料。
实施例7
施工时,将实施例1~6所得干粉涂料与0.7~1.4倍质量的水机械搅拌混合均匀,涂料施工性能优异,漆膜手感细腻,其各项性能测试方法及结果如表1所示,测试方法如下。
耐洗刷性测试:按照GB/T 9755-2014中制样方法和测试方法,测试实施例1-6漆膜的耐洗刷性能。
耐碱性测试:按照GB/T 9265测试实施例1-6漆膜的耐碱性。
耐水性测试:按照GB/T 5209-1985测试实施例1-6漆膜的耐水性。
硬度测试:按照GB/T 6739-2006测试实施例1-6漆膜的硬度。
紫外吸光度测试:将将上述各实施例加水再分散制成的乳胶涂料,并在聚四氟乙烯板上涂布50mm*50mm,厚度为0.2mm的膜。待其干燥后揭下,采用紫外-可见光分光光度计测得各实施例的紫外吸收光谱,读出最大吸收峰波长和最大紫外吸光度。
抗紫外线性能测试:采用QUV加速老化测试仪测试实施例1-6漆膜的抗紫外线性能,紫外光源为UVA-340的灯。
表1
从表1可以看出,本发明提供的外墙用干粉涂料具有优越的耐洗刷性、耐碱性、耐水性及高的硬度;木质素的加入使干粉涂料具有明显的紫外吸收特性,且抗紫外线性能优异,已经超过优等品(600h照射下不开裂、无粉化)的标准。
本发明将改性木质素引入涂料体系,能提供良好的相容性和紫外吸收的功能性,而通过硅烷偶联剂改性贝壳粉来提升其与成膜聚合物之间的粘结强度、改善涂膜的耐擦洗性能,最终改性木质素与改性贝壳粉之间具有良好协同作用,得到高性能多功能绿色环保的干粉涂料。
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。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种外墙用干粉涂料,以重量份数计,包括:可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份,粉状消泡剂0.2~0.6份;
所述改性木质素按照以下方法制备得到:
将木质素、油酸和溶剂混合反应得到改性木质素;
其中,所述木质素为羟基木质素、甲氧基木质素、甲基化木质素和木质素磺酸盐中的一种或几种;
所述改性贝壳粉为硅烷偶联剂改性的贝壳粉。
2.根据权利要求1所述的外墙用干粉涂料,其特征在于,所述可再分散乳胶粉为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的外墙用干粉涂料,其特征在于,所述贝壳粉改性用硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的外墙用干粉涂料,其特征在于,所述钛白粉为金红石型钛白粉。
5.根据权利要求1所述的外墙用干粉涂料,其特征在于,所述增稠剂为羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的外墙用干粉涂料,其特征在于,所述粉状分散剂为多聚磷酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、脂肪醇聚氧乙烯(80)醚、聚乙烯蜡和非离子型聚乙二醇酯中的一种或几种。
8.一种权利要求1~7任一项所述的外墙用干粉涂料的制备方法,包括:将可再分散乳胶粉10~30份,改性木质素5~15份,改性贝壳粉25~45份,钛白粉10~20份,增稠剂0.2~0.6份,粉状分散剂0.3~0.8份和粉状消泡剂0.2~0.6份混合,即得外墙用干粉涂料。
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