CN108165136A - 一种防开裂的涂料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防开裂的涂料及其制备方法，该涂料的化学组分按照质量百分比计包括以下组分：乳液30～50％；増粘剂5～10％；填料20～40％；颜料1～2％；助剂4～6％；余量为水。本发明中乳液采用环氧改性丙烯酸酯乳液、聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液、EVA改性丙烯酸酯乳液、有机硅与丙烯酸酯共聚物几种改性丙烯酸酯乳液复配，加入増粘剂成分、通过层状与纤维状填料的搭配使用，既保证了几种物质的相容性，又能调整涂层的柔韧性、降低应力收缩、改善附着力、提高本体强度、抗冲击性和粘接强度，使其不易开裂。

Description

一种防开裂的涂料方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种防开裂的涂料方法。

背景技术

涂料是指涂布于物体表面在一定条件下能形成薄膜而起到保护、装饰或其他特殊功能的一类液体或是固体材料。一般涂料会有5～15年的使用寿命，然而在涂料的使用过程当中，特别是水性涂料，由于外部及涂料本身的原因经常出现开裂的问题，严重影响了涂料的使用寿命。水性涂料的开裂主要包括内外部两个两个部分的原因：一是外界因素引起的开裂，如热胀冷缩导致的温度性开裂、地基不均匀沉降引起的裂逢、房屋结构设计不合理而引起的裂缝等等，这些裂缝都是因为外部力量对涂料大力拉扯，而涂料本体强度不足以抵御外力，成膜物与颜填料之间的粘接相容性不好，因此产生了裂痕；二是水性涂料一次涂刷过厚，在阳光下暴晒或者室温下漆膜表面迅速干燥，底层不干，导致底层水分挥发将漆膜表层挣开导致开裂。因此，如何提高涂料的柔韧性，减小干燥过程中的收缩率，提高本体与颜填料之间的粘接强度，提升涂料的本体强度，防止开裂是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高柔韧性、收缩率低、本体强度高的防开裂涂料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种防开裂的涂料，所述防开裂的涂料的化学组分按照质量百分比计包括以下组分：乳液30～50％；増粘剂5～10％；填料20～40％；颜料1～2％；助剂4～6％；余量为水；

其中，所述乳液的成分按质量百分比计包括以下组分：水性环氧改性丙烯酸酯乳液40～45％、水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液40～45％、水性EVA改性丙烯酸酯乳液5～10％、有机硅与丙烯酸酯共聚物5～10％；

其中，所述増粘剂为南大-42、南大-73、A-1100、A-1120、A-1130、KBM-602和KBM-603其中至少一种；

其中，所述填料为层状填料与纤维状填料经改性剂改性后的混合物；所述层状材料为蒙脱土、云母片、膨润土、蛭石和氟石其中至少一种；所述纤维状填料为玻璃纤维、塑料纤维、碳纤维其中至少一种；

其中，所述层状填料与纤维状填料的改性剂为表面活性剂和硅烷偶联剂；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠、十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵其中至少一种；所述硅烷偶联剂为牌号为9116的硅烷偶联剂。

其中，所述表面活性剂与层状填料的质量比为1：1～3：1；所述硅烷偶联剂与玻璃纤维的质量比为10：1～20：1。

其中，所述颜料为钛白粉、铬黄、氧化铬绿、铁蓝、群青、铁红其中至少一种；

其中，所述助剂的成分按重量分数计包括以下组分：成膜助剂15～20％；消泡剂15～25％；分散剂15～25％；增稠剂15～20％；防霉剂10～20％；所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇其中至少一种；所述消泡剂为道康宁1430、DCA-425、BAK-057其中至少一种；所述分散剂为分散剂5040、CF-10、602N其中至少一种；所述增稠剂为TT935、HF-301、羟乙基纤维素至少其中一种；所述防霉剂为防霉剂DE。

进一步地，所述防开裂的涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)在具有高应切搅拌器的反应釜中加入水，开启搅拌，缓慢加入增稠剂，待增稠剂分散均匀后，加入防霉剂、分散剂、颜料后，搅拌均匀；

(2)将几种乳液按比例混合；

(3)按比例分别依次加入乳液混合物、増粘剂、层状填料与纤维状填料经改性剂改性后的混合物，搅拌均匀；

(4)加入消泡剂、成膜助剂充分搅拌，制得所述防开裂涂料。

进一步地，所述层状填料与纤维状填料经改性剂改性后的混合物的制备方法包括以下几个步骤：

(1)将层状材料分散于去离子水中，充分搅拌使其均匀分散，得层状材料悬浮液；

(2)将表面活性剂溶于去离子水中，然后将其缓慢滴加入层状材料悬浮液中，待滴加完毕，将混合液在70～80℃下超声分散2～3h，得层状材料处理液；

(3)将硅烷偶联剂加入层状材料处理液中，静置0.5～1h，将经高温处理后的纤维状填料加入，充分搅拌后，在80℃下超声分散2h后再静置2～3h，抽滤，用乙醇清洗3次后，将固体物质放入烘箱中60℃烘干，装袋备用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为:

1、本发明中乳液采用环氧改性丙烯酸酯乳液、聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液、EVA改性丙烯酸酯乳液、有机硅与丙烯酸酯共聚物几种改性丙烯酸酯乳液复配，既保证了几种乳液的相容性，又利用环氧、聚氨酯、EVA和有机硅树脂来调整涂层的柔韧性、降低应力收缩、改善附着力、提高本体强度、抗冲击性和粘接强度，使其不易开裂。

2、本发明中加入了増粘剂成分，由于増粘剂中含有氨基集团，能够与大多数基材具有较好的粘接作用，同时增强了成膜物乳液与调料之间的粘接力，不易开裂。

3、采用层状与纤维状填料搭配使用，利用纤维状填料来增强涂料的本体强度，通过层状填料来平缓由于水分蒸发不均匀引起的涂层起皱和开裂，并且使用表面活性剂和硅烷偶联剂对两种填料依次混合改性，不仅增强了填料与填料、填料与高分子成膜物之间的相容性，而且使填料之间分散均匀形成搭桥作用，使应力分散更均匀，不易开裂。

具体实施方式

下面采用具体实施例进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1

一种防开裂的涂料，其化学组分按照质量百分比计包括以下组分：乳液30％；増粘剂10％；填料40％；颜料2％；助剂6％；余量为水；其中，乳液的成分按重量分数计包括以下组分：水性环氧改性丙烯酸酯乳液40％、水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液40％、水性EVA改性丙烯酸酯乳液10％、有机硅与丙烯酸酯共聚物10％；増粘剂为南大-42、A-1100、和KBM-603按重量比1:1:1混合；填料为蒙脱土与玻璃纤维的混合物。颜料为钛白粉。助剂的成分按重量分数计包括以下组分：成膜助剂为丙二醇丁醚20％；消泡剂为道康宁1430 25％；分散剂为5040 15％；增稠剂为TT935 20％；防霉剂为DE 20％。

蒙脱土与玻璃纤维改性后的混合物的制备方法包括以下几个步骤：

(1)将蒙脱土分散于去离子水中，充分搅拌使其均匀分散，得蒙脱土悬浮液；

(2)将表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，然后将其缓慢滴加入蒙脱土悬浮液中，待滴加完毕，将混合液在70℃下超声分散3h，得蒙脱土处理液；

(3)将硅烷偶联剂9116加入蒙脱土处理液中，静置1h，将经高温处理后的玻璃纤维加入，充分搅拌后，在80℃下超声分散2h后再静置2h，抽滤，用乙醇清洗3次后，将固体物质放入烘箱中60℃烘干，装袋备用。

表面活性剂与蒙脱土的质量比为1：1；所述硅烷偶联剂与玻璃纤维的质量比为10：1。

本实施例的防开裂的涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)在具有高应切搅拌器的反应釜中加入水，开启搅拌，缓慢加入增稠剂TT935，待增稠剂分散均匀后，加入防霉剂DE、分散剂5040、颜料钛白粉后，搅拌均匀；

(2)将几种乳液按比例混合；

(3)按比例分别依次加入乳液混合物、増粘剂混合物、填料，搅拌均匀；

(4)加入消泡剂道康宁1430、成膜助剂丙二醇丁醚充分搅拌，制得所述防开裂涂料。

实施例2

一种防开裂的涂料，其化学组分按照质量百分比计包括以下组分：乳液40％；増粘剂8％；填料30％；颜料2％；助剂5％；余量为水；其中，乳液的成分按重量分数计包括以下组分：水性环氧改性丙烯酸酯乳液42％、水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液42％、水性EVA改性丙烯酸酯乳液8％、有机硅与丙烯酸酯共聚物8％；増粘剂为南大-73、A-1120、和KBM-602按重量比1:1:1混合；填料为膨润土与塑料纤维的混合物。颜料为铁红。助剂的成分按重量分数计包括以下组分：成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯15％；消泡剂为DCA-425 25％；分散剂为CF-10 25％；增稠剂为HF-301 15％；防霉剂为DE 20％。

膨润土与塑料纤维改性后的混合物的制备方法包括以下几个步骤：

(1)将膨润土分散于去离子水中，充分搅拌使其均匀分散，得膨润土悬浮液；

(2)将表面活性剂十二烷基磺酸钠溶于去离子水中，然后将其缓慢滴加入膨润土悬浮液中，待滴加完毕，将混合液在80℃下超声分散2h，得膨润土处理液；

(3)将硅烷偶联剂9116加入膨润土处理液中，静置0.5h，将塑料纤维加入，充分搅拌后，在80℃下超声分散2h后再静置3h，抽滤，用乙醇清洗3次后，将固体物质放入烘箱中60℃烘干，装袋备用。

表面活性剂与膨润土的质量比为2：1；所述硅烷偶联剂与塑料纤维的质量比为15：1。

本实施例的防开裂的涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)在具有高应切搅拌器的反应釜中加入水，开启搅拌，缓慢加入增稠剂HF-301，待增稠剂分散均匀后，加入防霉剂DE、分散剂CF-10、颜料铁红后，搅拌均匀；

(2)将几种乳液按比例混合；

(3)按比例分别依次加入乳液混合物、増粘剂混合物、填料，搅拌均匀；

(4)加入消泡剂DCA-425、成膜助剂丙二醇甲醚醋酸酯充分搅拌，制得所述防开裂涂料。

实施例3

一种防开裂的涂料，其化学组分按照质量百分比计包括以下组分：乳液50％；増粘剂5％；填料20％；颜料2％；助剂4％；余量为水；其中，乳液的成分按重量分数计包括以下组分：水性环氧改性丙烯酸酯乳液45％、水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液45％、水性EVA改性丙烯酸酯乳液5％、有机硅与丙烯酸酯共聚物5％；増粘剂为南大-42、A-1130、和KBM-603按重量比1:1:1混合；填料为蒙脱土与碳纤维的混合物。颜料为钛白粉。助剂的成分按重量分数计包括以下组分：成膜助剂为异丙醇23％；消泡剂为BAK-057 22％；分散剂为602N 25％；增稠剂为羟乙基纤维素20％；防霉剂为DE 10％。

蒙脱土与碳纤维改性后的混合物的制备方法包括以下几个步骤：

(1)将蒙脱土分散于去离子水中，充分搅拌使其均匀分散，得蒙脱土悬浮液；

(2)将表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中，然后将其缓慢滴加入蒙脱土悬浮液中，待滴加完毕，将混合液在70℃下超声分散3h，得蒙脱土处理液；

(3)将硅烷偶联剂9116加入蒙脱土处理液中，静置1h，将碳纤维加入，充分搅拌后，在80℃下超声分散2h后再静置3h，抽滤，用乙醇清洗3次后，将固体物质放入烘箱中60℃烘干，装袋备用。

表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵与蒙脱土的质量比为3：1；所述硅烷偶联剂9116与碳纤维的质量比为20：1。

本实施例的防开裂的涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)在具有高应切搅拌器的反应釜中加入水，开启搅拌，缓慢加入增稠剂羟乙基纤维素，待增稠剂分散均匀后，加入防霉剂DE、分散剂602N、颜料钛白粉后，搅拌均匀；

(2)将几种乳液按比例混合；

(3)按比例分别依次加入乳液混合物、増粘剂混合物、填料，搅拌均匀；

(4)加入消泡剂BAK-057、成膜助剂异丙醇充分搅拌，制得所述防开裂涂料。

将实施例1～3制备的防开裂涂料分别进行断裂伸长率和撕裂强度等性能测试，测试结果见表1。

表1实施例1～3制得的防开裂涂料的性能测试结果

由表1可知，本发明制得的涂料附着力佳、断裂伸长率和撕裂强度高，在长期的使用过程中能抵抗外部及内部因素所导致的开裂，大大的提高了涂料的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (5)

1.一种防开裂的涂料，其特征在于：所述防开裂涂料的化学组分按照质量百分比计包括以下组分：乳液30～50％；増粘剂5～10％；填料20～40％；颜料1～2％；助剂4～6％；余量为水；

所述乳液的成分按质量百分比计包括以下组分：水性环氧改性丙烯酸酯乳液40～45％、水性聚氨酯丙烯酸酯共聚乳液40～45％、水性EVA改性丙烯酸酯乳液5～10％、有机硅与丙烯酸酯共聚物5～10％；

所述増粘剂为南大-42、南大-73、A-1100、A-1120、A-1130、KBM-602和KBM-603其中至少一种；

所述填料为层状填料与纤维状填料经改性剂改性后的混合物；所述层状材料为蒙脱土、云母片、膨润土、蛭石和氟石其中至少一种；所述纤维状填料为玻璃纤维、塑料纤维、碳纤维其中至少一种；

所述颜料为钛白粉、铬黄、氧化铬绿、铁蓝、群青、铁红其中至少一种；

所述助剂的成分按重量分数计包括以下组分：成膜助剂15～20％；消泡剂15～25％；分散剂15～25％；增稠剂15～20％；防霉剂10～20％；所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇其中至少一种；所述消泡剂为道康宁1430、DCA-425、BAK-057其中至少一种；所述分散剂为分散剂5040、CF-10、602N其中至少一种；所述增稠剂为TT935、HF-301、羟乙基纤维素至少其中一种；所述防霉剂为防霉剂DE。

2.根据权利要求1所述的一种防开裂涂料，其特征在于：所述层状填料与纤维状填料的改性剂为表面活性剂和硅烷偶联剂；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠、十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵其中至少一种；所述硅烷偶联剂为牌号为9116的硅烷偶联剂。

3.根据权利要求1所述的一种防开裂涂料，其特征在于：所述表面活性剂与层状填料的质量比为1：1～3：1；所述硅烷偶联剂与玻璃纤维的质量比为10：1～20：1。

4.一种如权利要求1所述的一种防开裂的涂料的制备方法，其特征在于：所述防开裂的涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)在具有高应切搅拌器的反应釜中加入水，开启搅拌，缓慢加入增稠剂，待增稠剂分散均匀后，加入防霉剂、分散剂、颜料后，搅拌均匀；

(2)将几种乳液按比例混合；

(3)按比例分别依次加入乳液混合物、増粘剂、层状填料与纤维状填料经改性剂改性后的混合物，搅拌均匀；

(4)加入消泡剂、成膜助剂充分搅拌，制得所述防开裂涂料。

5.根据权利要求4所述的一种防开裂的涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述层状填料与纤维状填料经改性剂改性后的混合物的制备方法包括以下几个步骤：

(1)将层状材料分散于去离子水中，充分搅拌使其均匀分散，得层状材料悬浮液；

(2)将表面活性剂溶于去离子水中，然后将其缓慢滴加入层状材料悬浮液中，待滴加完毕，将混合液在70～80℃下超声分散2～3h，得层状材料处理液；

(3)将硅烷偶联剂加入层状材料处理液中，静置0.5～1h，将经高温处理后的纤维状填料加入，充分搅拌后，在80℃下超声分散2h后再静置2～3h，抽滤，用乙醇清洗3次后，将固体物质放入烘箱中60℃烘干，装袋备用。