CN109082183A - 一种反射型轻质水包砂多彩及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反射型轻质水包砂多彩，属于建筑外墙涂料技术领域，旨在解决现有技术中水包砂多彩密度大、抗分层性差，反射隔热效果不佳的问题，其技术方案要点是，原料中包括至少两种不同颜色的烧结轻质彩砂、环保型丙烯酸乳液、保护胶、消泡剂、丙二醇、防腐剂和增稠剂，烧结轻质彩砂的密度为900‑1000kg/m3。本发明的反射型轻质水包砂多彩具有抗分层性好、反射隔热效果佳、颜色持久耐冲刷的优势。本发明的另一目的是提供一种上述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，其具有工序简单，制得的水包砂多彩质感足、装饰效果佳、反射隔热性能优异的优势。

Description

一种反射型轻质水包砂多彩及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑外墙涂料与制备技术领域，更具体地说，它涉及一种反射型轻质水包砂多彩及其制备方法。
背景技术
天然花岗石材花纹色彩种类有限，而且造价极高，石材干挂荷载超重，存在年久脱落的隐患。天然花岗石材在建筑中应用量较大，但是天然石材料开采和应用会导致资源浪费枯竭和气候变暖等社会公共问题。随着我国对建筑节能要求的不断发展，建筑物必须做外墙外保温以降低建筑能耗。采用外保温的建筑外墙再进行石材装饰不仅施工难度大，而且造价高。采用水性多彩涂料仿花岗石效果的外墙装饰可以不受外保温方式的限制，施工简单可行，广泛适用于多种外墙外保温墙体。
水包水多彩涂料经一次涂装就能得到深浅层次不同的彩色花纹，可以形成类似花岗岩或大理石的色彩图案。水包砂多彩涂料是在水包水多彩涂料基础上进行优化升级。水包砂多彩涂料涂层凹凸有致，调色千万种，花纹可大可小，色彩可以相互叠加，可以模仿天然，巧夺天工，胜过天然。
如现有申请公布号为CN105505073A的中国专利公开了一种水包砂多彩涂料，包括基础漆、混合助料、调配助料；所述基础漆包括石英砂及漂珠，且石英砂的含量在漂珠含量的7倍以上。该种水包砂多彩涂料虽然具有较好的硬度，施工后能够获得耐洗刷性和耐磨性优良的装饰涂料层。
但是，由于石英砂的密度较大（1.6-1.7t/m3），一般为水的2.2倍甚至更高，使得上述水包砂多彩涂料在制备和存储的过程中容易出现分层离析的现象，且施工后的涂料层密度大，反射隔热的效果不够理想。因而，如何研发一种抗分层性好、反射隔热效果佳的水包砂多彩是业内有待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种反射型轻质水包砂多彩，其具有抗分层性好、反射隔热效果佳、颜色持久耐冲刷的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种反射型轻质水包砂多彩，包括至少两种不同颜色的烧结轻质彩砂、环保型丙烯酸乳液、保护胶、消泡剂、丙二醇、防腐剂和增稠剂；其中烧结轻质彩砂的密度为900-1000kg/m3。
通过采用上述技术方案，至少具有如下优点：1、选用至少含两种不同颜色砂粒、密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂作为分散相，使得50%的烧结轻质彩砂可漂浮在水上，具有极佳的悬浮作用、抗分层性能优异，利于涂料的制备与存储，施工后形成内的涂料层质感足、装饰效果更加。2、以烧结轻质彩砂作为分散相，其颜色更稳定，施工后不易因雨水的冲刷造成脱色或者色花。3、以密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂作为分散相，获得涂层密度低，相较于市面常见的同类产品涂刮较薄的厚度，即可获得优异的反射隔热效果。4、上述物质组成的水包砂多彩，涂覆后形成的涂层硬度高，耐磨性、耐冲刷性优良。5、消泡剂和丙二醇的掺入，可以抑制涂料制备过程中气泡的产生，同时增加了涂料在墙面的润湿性，利于涂料的涂覆施工。6、增稠剂可以调节水包砂多彩涂料的粘度，防腐剂能够起到防霉和抑制微生物腐蚀的作用，与增稠剂协同作用能够提高涂层的耐水性。
进一步地，所述烧结轻质彩砂经由如下工艺制备而得，
P1、往搅拌设备内加入树脂乳液和颜料，搅拌均匀得到混合物；分次往混合物中加入矿砂，搅拌均匀使得矿砂表面均匀包覆混合物；
P2、于预热滚筒内对经过P1步骤处理的矿砂进行预热，预热温度为80-120℃；
P3、于煅烧滚筒内对经过P2步骤处理的矿砂进行烘烤固色，烘烤温度为200-300℃；
P4、自然冷却至室温，得到烧结轻质彩砂备用。
通过采用上述技术方案，经由上述工艺制备的彩砂颜色牢固均匀、质量轻，50%的烧结轻质彩砂可漂浮在水上，悬浮性好，极大降低了涂层的密度，提高了涂层的反射隔热性能。且，经由该种工艺制备的烧结轻质彩砂，虽然降低了涂层的密度，但不会造成涂层的强度下降，因而不可以使用其他能提高反射隔热效果的轻质骨料，如膨胀蛭石替代本方案中的烧结轻质彩砂。
进一步地，制备烧结轻质彩砂的P1步骤中所用颜料为浅色系无机颜料。
通过采用上述技术方案，浅色系无机颜料对阳光的反射率高，且具备优异的耐晒性、耐热性、耐候性、耐溶剂性和良好的遮盖力，制得的烧结轻质彩砂颜色均匀、能耐长久日晒而不褪色。
进一步地，所述颜料选用钛白、铬黄、镉红、镉黄或者钛镍黄。
通过采用上述技术方案，根究需要选用不同颜色的无机颜料可以制备不同色彩的烧结轻质彩砂，适于制备不同的水包砂多彩产品。且，上述几种颜料热稳定性较好，适于烧结轻质彩砂的低温烘烤加工。
进一步地，包括按重量份计的，
烧结轻质彩砂 40-60份
环保型丙烯酸乳液 25-35份
保护胶 5-10份
消泡剂 1-5份
防腐剂 1-5份
增稠剂 2-6份
水 8-24份。
通过采用上述技术方案，上述配比的水包砂多彩流动性、润湿性好，容易制备和施工，施工后形成的涂层具有优异的反射隔热效果。
进一步地，所述保护胶为硅酸镁铝盐。
通过采用上述技术方案，硅酸镁铝盐溶液优异的剪切变稀性能在水包砂多彩的搅拌和喷涂过程中可以起到润滑剂的作用，从而阻止不同颜色的彩砂混合在一起，以使水包砂多彩涂覆后具有良好的装饰效果。
进一步地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
通过采用上述技术方案，有机硅消泡剂性能稳定，消泡、抑泡效果佳。
进一步地，所述增稠剂为羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基乙基纤维素和羟乙基甲基纤维素中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，选用纤维素醚作为增稠剂，溶于水后纤维素醚分子链之间交互形成复杂的空间立体网状结构，增加了无机组分的分散稳定性，同时提高了水包砂多彩涂料各组分之间的粘结牢度。
进一步地，所述防腐剂为安息香酸或者安息香酸钠。
通过采用上述技术方案，安息香酸或者安息香酸钠能起到抑制微生物滋生和霉变的作用，增强了水包砂多彩涂层的耐水性。
本发明的目的在于提供一种上述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，其具有工序简单，制得的水包砂多彩质感足、装饰效果佳、反射隔热性能优异的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种反射型轻质水包砂多彩的制备方法，如下步骤，
步骤一、将保护胶用水1:1稀释；
步骤二、往稀释的保护胶内加入密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀；
步骤三、往搅拌设备内加入环保型丙烯酸乳液、水、消泡剂、防腐剂和增稠剂搅拌混合均匀得到基料；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀得到反射型轻质水包砂多彩。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、选用至少含两种不同颜色砂粒、密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂作为分散相，使得50%的烧结轻质彩砂可漂浮在水上，具有极佳的悬浮作用、抗分层性能优异，利于涂料的制备与存储，施工后形成内的涂料层质感足、装饰效果更佳；
2、本发明的烧结轻质彩砂经由特殊工艺制得，其颜色更稳定，施工后不易因雨水的冲刷造成脱色或者发白；
3、以密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂作为分散相，获得涂层密度低，相较于市面常见的同类产品涂刮较薄的厚度，即可获得优异反射隔热效果；且不可以使用常规的膨胀蛭石等无机轻骨料替代本发明的烧结轻质彩砂；
4、本发明具体物质配比水包砂多彩，易于制备，涂覆后形成的涂层硬度高，耐磨性、耐冲刷性优良。
具体实施方式
以下结合基体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1-5
一种反射型轻质水包砂多彩，其包括至少两种不同颜色的烧结轻质彩砂、环保型丙烯酸乳液、硅酸镁铝盐、有机硅消泡剂、丙二醇、防腐剂、增稠剂和水。
实施例1-5中各组分的含量具体如下表所示：
表1.实施例1-5各组分含量表（按重量份计）
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
烧结轻质彩砂 40 45 50 55 60
环保型丙烯酸乳液 25 28 30 32 35
硅酸镁铝盐 5 7 8 9 10
有机硅消泡剂 1 2 3 4 5
防腐剂 1 2 3 4 5
丙二醇 0.5 0.6 0.7 0.8 1
增稠剂 2 3 4 5 6
水 8 12 16 20 24
其中防腐剂可以选用安息香酸、安息香酸钠或者其他具有抑菌、防腐功能的物质，本实施例中选用安息香酸钠。增稠剂可以选用羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基乙基纤维素和羟乙基甲基纤维素中的一种或多种。
实施例1-5中增稠剂的具体组分如下表所示：
表2.实施例1-5中所用增稠剂具体组分含量表（按重量份计）
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
羟乙基纤维素 2 / / 2 2
羟甲基纤维素 / 3 / / 2
羟丙基乙基纤维素 / / 4 / 2
羟乙基甲基纤维素 / / / 3 /
其中烧结轻质彩砂包含至少两种不同颜色的烧结轻质彩砂，烧结轻质彩砂的密度为900-1000kg/m3。本发明所用烧结轻质彩砂经由如下工艺制备而得：
往搅拌设备内加入树脂乳液和浅色系无机颜料，搅拌均匀得到混合物。分次2-3往混合物中加入矿砂，搅拌均匀，使得矿砂表面均匀包覆混合物。矿砂可以选用石英砂等天然矿砂；树脂选用氟碳树脂，可以增加烧结轻质彩砂的耐水性和耐候性，其他树脂乳液亦可。无机颜料优选耐晒、耐候、热稳定性好的浅色系无机颜料，如钛白、铬黄、镉红、镉黄或者钛镍黄。将矿砂和混合物混合均匀后，于预热滚筒内矿砂进行预热处理，升温至80-120℃并保温10-30min，使得树脂乳液初步固化，将无机颜料初步固着在矿砂表面。然后用煅烧滚筒对附着有无机颜料的矿砂进行烘烤固色，烘烤温度为200-300℃，使得树脂完全固化在矿砂表面形成坚韧的树脂膜，将无机颜料牢固固着在矿砂的表面即可。经过烘烤矿砂的密度下降，反射隔热性得到大幅提升。完成烘烤固色后，使矿砂自然冷却至室温，筛选得到密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂备用。
性能测试
参照HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》对实施例1-5的水包砂多彩进行性能测试，结果如下表所示：
表3.实施例1-5性能测试结果表
项目 技术要求 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
容器中状态 正常 正常 正常 正常 正常 正常
热贮存稳定性 通过 通过 通过 通过 通过 通过
低温稳定性 不变质 不变质 不变质 不变质 不变质 不变质
干燥时间（表干）/h ≤4 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
涂膜外观 涂膜外观正常 正常 正常 正常 正常 正常
耐碱性（48h） 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常
耐水性（96h） 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常 无异常
耐刷洗次数/次 ≥2000 3000 3000 3000 3000 3000
耐沾污性/级 ≤2 2 2 2 2 2
耐人工气候老化 1000h不起泡、不剥落、无裂纹、无粉化、无明显色变、无明显失光 合格 合格 合格 合格 合格
由上表数据可知，本发明各实施例的反射型轻质水包砂多彩的各项技术指标均符合相关标准的技术要求。
参照GB/T10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》和JC/T1040-2007《建筑处表面热反射隔热涂料》的方法，对各实施例的反射型轻质水包砂多彩的导热系数和太阳光反射率进行测试，试验结果如下表所示：
表4.实施例1-5导热系数（测试条件24℃,50%RH）和太阳光反射率实验结果表
实例 导热系数W/(m·K) 太阳光反射率/%
实施例1 0.060 80.0
实施例2 0.061 80.6
实施例3 0.059 80.5
实施例4 0.060 80.8
实施例5 0.059 80.8
由上表数据可知，实施例1-5的反射型轻质水包砂多彩具有较低的导热系数和较高的太阳光反射率，即本发明的反射型轻质水包砂多彩具有优异的反射隔热性能。
实施例6
一种如实施例1所述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按重量称5份取硅酸镁铝盐，加5份水配制1:1的保护胶溶液；
步骤二、往保护胶溶液内加入40份密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀，使烧结轻质彩砂的表面均匀附着保护胶溶液；
步骤三、往搅拌设备内加入25份环保型丙烯酸乳液、3份水、1份有机硅消泡剂、0.5份丙二醇、1份安息香酸钠和2份增稠剂搅拌混合均匀得到基料；增稠剂的具体物质选择及用量参照表2；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀即得反射型轻质水包砂多彩。
实施例7
一种如实施例2所述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按重量称7份取硅酸镁铝盐，加7份水配制1:1的保护胶溶液；
步骤二、往保护胶溶液内加入45份密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀，使烧结轻质彩砂的表面均匀附着保护胶溶液；
步骤三、往搅拌设备内加入28份环保型丙烯酸乳液、5份水、2份有机硅消泡剂、0.6份丙二醇、2份安息香酸钠和3份增稠剂搅拌混合均匀得到基料；增稠剂的具体物质选择及用量参照表2；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀即得反射型轻质水包砂多彩。
实施例8
一种如实施例3所述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按重量称8份取硅酸镁铝盐，加8份水配制1:1的保护胶溶液；
步骤二、往保护胶溶液内加入50份密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀，使烧结轻质彩砂的表面均匀附着保护胶溶液；
步骤三、往搅拌设备内加入30份环保型丙烯酸乳液、8份水、3份有机硅消泡剂、0.7份丙二醇、3份安息香酸钠和4份增稠剂搅拌混合均匀得到基料；增稠剂的具体物质选择及用量参照表2；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀即得反射型轻质水包砂多彩。
实施例9
一种如实施例4所述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按重量称9份取硅酸镁铝盐，加9份水配制1:1的保护胶溶液；
步骤二、往保护胶溶液内加入55份密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀，使烧结轻质彩砂的表面均匀附着保护胶溶液；
步骤三、往搅拌设备内加入32份环保型丙烯酸乳液、11份水、4份有机硅消泡剂、0.8份丙二醇、4份安息香酸钠和5份增稠剂搅拌混合均匀得到基料；增稠剂的具体物质选择及用量参照表2；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀即得反射型轻质水包砂多彩。
实施例10
一种如实施例5所述反射型轻质水包砂多彩的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按重量称10份取硅酸镁铝盐，加10份水配制1:1的保护胶溶液；
步骤二、往保护胶溶液内加入60份密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀，使烧结轻质彩砂的表面均匀附着保护胶溶液；
步骤三、往搅拌设备内加入35份环保型丙烯酸乳液、14份水、5份有机硅消泡剂、1.0份丙二醇、5份安息香酸钠和6份增稠剂搅拌混合均匀得到基料；增稠剂的具体物质选择及用量参照表2；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀即得反射型轻质水包砂多彩。
采用本发明制备方法制得反射型轻质水包砂多彩，以密度为900-1000kg/m3为分散相，50%烧结轻质彩砂可漂浮在水上，抗分层性好，具有良好的悬浮性，极大提高了水包砂多彩的存储稳定性、降低了涂层密度。相较于市售常规同类产品，涂覆较薄厚度，可获得优异的反射隔热性能，且获得的涂层硬度高，耐磨性、耐冲洗性、耐水性好，质感足、装饰效果更形象。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：包括至少两种不同颜色的烧结轻质彩砂、环保型丙烯酸乳液、保护胶、消泡剂、丙二醇、防腐剂和增稠剂；其中烧结轻质彩砂的密度为900-1000kg/m3。
2.根据权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：所述烧结轻质彩砂经由如下工艺制备而得，
P1、往搅拌设备内加入树脂乳液和颜料，搅拌均匀得到混合物；分次往混合物中加入矿砂，搅拌均匀使得矿砂表面均匀包覆混合物；
P2、于预热滚筒内对经过P1步骤处理的矿砂进行预热，预热温度为80-120℃；
P3、于煅烧滚筒内对经过P2步骤处理的矿砂进行烘烤固色，烘烤温度为200-300℃；
P4、自然冷却至室温，得到烧结轻质彩砂备用。
3.根据权利要求2所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：制备烧结轻质彩砂的P1步骤中所用颜料为浅色系无机颜料。
4.根据权利要求3所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：所述颜料选用钛白、铬黄、镉红、镉黄或者钛镍黄。
5.根据权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：包括按重量份计的，
烧结轻质彩砂 40-60份
环保型丙烯酸乳液 25-35份
保护胶 5-10份
消泡剂 1-5份
防腐剂 1-5份
丙二醇 0.5-1份
增稠剂 2-6份
水 8-24份。
6.根据权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：所述保护胶为硅酸镁铝盐。
7.根据权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。
8.根据权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基乙基纤维素和羟乙基甲基纤维素中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩，其特征在于：所述防腐剂为安息香酸或者安息香酸钠。
10.一种如权利要求1所述的反射型轻质水包砂多彩的制备方法，其特征在于：如下步骤，
步骤一、将保护胶用水1:1稀释；
步骤二、往稀释的保护胶内加入密度为900-1000kg/m3的烧结轻质彩砂搅拌均匀；
步骤三、往搅拌设备内加入环保型丙烯酸乳液、水、丙二醇、消泡剂、防腐剂和增稠剂搅拌混合均匀得到基料；
步骤四、往步骤三的基料内加入经过步骤二处理的烧结轻质彩砂，搅拌混合均匀得到反射型轻质水包砂多彩。
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