CN109207009A - 一种不易开裂真石漆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不易开裂真石漆的制备方法，包括以下操作步骤：（1）将油酸、三乙醇胺、聚乙醇胺加入至反应容器中，混合均匀后，加热保温反应后，向其中加硼酸、钼酸，得到组分A；（2）将无水氯化铝、氯化铥、氯化钆加入至中，继续向其中加入氨水，得到组分B；（3）将α‑氧化铝、氧化铟、氧化镓加入无水乙醇采用高纯的陶瓷球进行球磨混合，再经过煅烧处理，磨碎后，得到组分C；（4）将防开裂硅丙乳液、天然彩砂、成膜助剂、分散剂、消泡剂、组分A、组分B、组分C加入至高速搅拌分散机中，分散均匀后，得到不易开裂真石漆。本发明制得的不易开裂真石漆，在初期干燥的过程中，不易出现开裂的现象，力学性能显著。

Description

一种不易开裂真石漆的制备方法
技术领域
本发明属于外墙涂料技术领域，具体涉及一种不易开裂真石漆的制备方法。
背景技术
近年来，我国中高档建筑的外墙装饰已逐渐淘汰了传统的茹贴瓷砖和干挂石材，而真石漆产品以其优越的性价比在众多外墙涂料产品中脱颖而出，深受国内各大房地产开发商和地方政府的青睐。真石漆是一种由聚合物乳液为基料，加入少量成膜助剂作为黏结材料，以不同颜色及目数级配的天然彩砂为骨料，定量加入一系列助剂、去离子水，经物理性均匀共混制备而成的聚合物乳液砂壁状厚浆型涂料体系。作为一种良好的水性涂料，它具有安全无毒、质感丰富、黏结力强、抗冲击、围护能力突出、防水耐腐、耐久耐候、施工便捷等优点。此外，它还具有逼真仿石的特点，装饰效果酷似大理石、花岗岩，凸显厚重风格及仿石风尚，是一种高品质、高性能的建筑涂料。
真石漆成膜机理和普通乳胶漆一样，需要经过一个分散的颜料颗粒与聚合物颗粒相互结合成为一个整体的过程。乳液微粒在乳胶涂料中因双电层及屏蔽稳定作用保持分散状态，涂料施工过程中，因水分挥发而相互靠近，达到密集的充填状态，当接近某一个程度时，高聚合物微粒表面所吸附的保护层被破坏，暴露出的微粒紧紧挤在一起，直到达到毛细管径一般大小时，聚合物微粒的分散稳定斥力抵不过毛细管压力，微粒变形，聚合物界面分子链相互扩散渗透并且缠绕，使涂膜性能进一步提高，形成具有一定性能的连续膜。此阶段除了水分的缓慢挥发外，还有成膜助剂的挥发。成膜助剂在此阶段初期是挥发控制，随后是扩散控制，当周围环境与基层温度开始高于乳胶漆的最低成膜温度时，乳胶体系水分挥发干燥成膜。涂膜由固体聚合物、颜填料、部分残留专用助剂和气体共同组成了一个多相体系。外墙涂料是用于建筑外墙面或构筑物外表面装饰的建筑涂料。与内墙涂料相比，其有着许多特殊性能和更高的要求。外墙面直接暴露于大气环境中，要受到自然界中各种环境因素的作用，例如风、雪、雨、霜、紫外线、酸雨和各种腐蚀性气体的破坏作用。这就要求外墙涂料具有优良的物理力学性能。因而在外墙涂料的产品标准中，一般都具有耐水性、耐碱性、耐冻融循环性、耐洗刷性和在紫外线作用下的抗粉化性以及耐污性、耐老化性等指标。
现今市场上的真石漆，普遍存在着透气率较差，漆膜在干燥的过程中，极易发生体积收缩大，从而导致漆膜出现轻微的开裂现象，后期易导致漆膜出现脱落，严重影响了真石漆的装饰效果。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种不易开裂真石漆的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种不易开裂真石漆的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将36-40份油酸、24-28份三乙醇胺、3-5份聚乙醇胺加入至反应容器中，混合均匀后，加热至140-150℃，保温反应4-5小时后，向其中加入22-26份硼酸、4-9份钼酸，将温度降至120-130℃后，保温反应3-4小时，得到组分A；
（2）按重量份计，将33-40份无水氯化铝、16-20份氯化铥、13-15份氯化钆加入至250-300份水中，混合搅拌均匀后，继续向其中加入130-150份质量分数为25%的氨水，混合搅拌均匀后，加热至90-95℃后，保温处理8-10小时后，离心得到沉淀，将沉淀洗涤、烘干、煅烧处理后，得到组分B；
（3）按重量份计，将53-60份α-氧化铝、11-15份氧化铟、8-12份氧化镓加入无水乙醇采用高纯的陶瓷球进行球磨混合，然后灼烧除去乙醇后，模压成素坯，再经过煅烧处理，磨碎后，得到组分C；
（4）按重量份计，将1-3份甲基丙烯磺酸钠、2-4份脂肪醇聚氧乙烯醚、3-6份碳酸氢钠加入至240-260份去离子水中，搅拌均匀后，将其温度升至65-70℃，缓慢的向其中加入0.8-1.2份引发剂、44-50份二甲基丙烯酸三甘醇酯、32-40份甲基丙烯酸环氧丙酯、60-80份甲基丙烯酸异癸酯、7-10份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-5份乙烯基三甲氧基硅烷，3-4小时加完，在88-94℃恒温反应90-100min后，降温至60℃，向其中加入氨水，调节其pH为8.0-8.8后，得到防开裂硅丙乳液；
（5）按重量份计，将29-35份防开裂硅丙乳液、75-80份天然彩砂、2-4份成膜助剂、0.2-0.5份分散剂、0.1-0.3份消泡剂、6-10份组分A、1-4份组分B、11-15份组分C加入至高速搅拌分散机中，分散均匀后，得到不易开裂真石漆。
具体地，上述步骤（1）中，聚乙醇胺的分子量为1800，纯度为99%。
具体地，上述步骤（2）中，沉淀煅烧处理的温度为750-800℃，煅烧处理的时间为3-4小时。
具体地，上述步骤（3）中，球磨处理时，按照质量比，球:料:无水乙醇=5:1:1.5，球磨机的转速为250-300rpm，球磨时间为10-12小时。
具体地，上述步骤（3）中，煅烧处理的温度为1200-1300℃，煅烧处理的时间为6-7小时，磨碎的平均粒径大小为200-300目。
具体地，上述步骤（4）中，引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮中的任意一种。
具体地，上述步骤（5）中，天然彩砂的平均粒径大小为80-120目。
具体地，上述步骤（5）中，成膜助剂为Texanol酯醇，分散剂为三聚磷酸钠STTP，消泡剂为金属皂类消泡剂NXZ。
具体地，上述步骤（5）中，高速搅拌分散机的转速为550-600r/min，搅拌的时间为40-50min。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明制得的不易开裂真石漆，采用自制的硅丙乳液作为成膜物质，其不仅具有一般硅丙乳液具有的优异力学性能和耐碱性，而且其在成膜后，表面可形成疏水性膜层，可有效的提升真石漆的耐污性能；本发明制得的组分A，为油酸三乙醇胺硼酸酯和油酸三乙醇胺钼酸酯的混合物，两者可以在硅丙乳液干燥的过程中，有效的降低膜层的收缩率，并能延长膜层的表干时间，有效的避免了膜层出现裂纹的现象；本发明制得组分B，为纳米氧化铝、纳米氧化铥、纳米氧化钆的混合物，三者可有效的提升硅丙乳液交联的效果，提升硅丙乳液的致密性，并且能有效的填补上硅丙乳液的应力薄弱区，可极大地提升膜层的拉伸强度和断裂伸长率；本发明制得的组分C，α-氧化铝、氧化铟、氧化镓复合陶瓷粉，其能有效的增强膜层的耐磨性能，并且能提升膜层的色泽稳定性，同时还能提升涂料的储存稳定性，可使得在夏季高温环境中，储存3个月不发生结块、凝聚现象。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。
实施例1
一种不易开裂真石漆的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将36份油酸、24份三乙醇胺、3份聚乙醇胺加入至反应容器中，混合均匀后，加热至140℃，保温反应4小时后，向其中加入22份硼酸、4份钼酸，将温度降至120℃后，保温反应3小时，得到组分A；
（2）按重量份计，将33份无水氯化铝、16份氯化铥、13份氯化钆加入至250份水中，混合搅拌均匀后，继续向其中加入130份质量分数为25%的氨水，混合搅拌均匀后，加热至90℃后，保温处理8小时后，离心得到沉淀，将沉淀洗涤、烘干、煅烧处理后，得到组分B；
（3）按重量份计，将53份α-氧化铝、11份氧化铟、8份氧化镓加入无水乙醇采用高纯的陶瓷球进行球磨混合，然后灼烧除去乙醇后，模压成素坯，再经过煅烧处理，磨碎后，得到组分C；
（4）按重量份计，将1份甲基丙烯磺酸钠、2份脂肪醇聚氧乙烯醚、3份碳酸氢钠加入至240份去离子水中，搅拌均匀后，将其温度升至65℃，缓慢的向其中加入0.8份引发剂、44份二甲基丙烯酸三甘醇酯、32份甲基丙烯酸环氧丙酯、60份甲基丙烯酸异癸酯、7份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3份乙烯基三甲氧基硅烷，3小时加完，在88℃恒温反应90min后，降温至60℃，向其中加入氨水，调节其pH为8.0后，得到防开裂硅丙乳液；
（5）按重量份计，将29份防开裂硅丙乳液、75份天然彩砂、2份成膜助剂、0.2份分散剂、0.1份消泡剂、6份组分A、1份组分B、11份组分C加入至高速搅拌分散机中，分散均匀后，得到不易开裂真石漆。
具体地，上述步骤（1）中，聚乙醇胺的分子量为1800，纯度为99%。
具体地，上述步骤（2）中，沉淀煅烧处理的温度为750℃，煅烧处理的时间为3小时。
具体地，上述步骤（3）中，球磨处理时，按照质量比，球:料:无水乙醇=5:1:1.5，球磨机的转速为250rpm，球磨时间为10小时。
具体地，上述步骤（3）中，煅烧处理的温度为1200℃，煅烧处理的时间为6小时，磨碎的平均粒径大小为200目。
具体地，上述步骤（4）中，引发剂为过氧化甲乙酮。
具体地，上述步骤（5）中，天然彩砂的平均粒径大小为80目。
具体地，上述步骤（5）中，成膜助剂为Texanol酯醇，分散剂为三聚磷酸钠STTP，消泡剂为金属皂类消泡剂NXZ。
具体地，上述步骤（5）中，高速搅拌分散机的转速为550r/min，搅拌的时间为40min。
实施例2
一种不易开裂真石漆的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将38份油酸、26份三乙醇胺、4份聚乙醇胺加入至反应容器中，混合均匀后，加热至145℃，保温反应4.5小时后，向其中加入24份硼酸、8份钼酸，将温度降至125℃后，保温反应3.5小时，得到组分A；
（2）按重量份计，将35份无水氯化铝、18份氯化铥、14份氯化钆加入至280份水中，混合搅拌均匀后，继续向其中加入140份质量分数为25%的氨水，混合搅拌均匀后，加热至93℃后，保温处理9小时后，离心得到沉淀，将沉淀洗涤、烘干、煅烧处理后，得到组分B；
（3）按重量份计，将56份α-氧化铝、13份氧化铟、10份氧化镓加入无水乙醇采用高纯的陶瓷球进行球磨混合，然后灼烧除去乙醇后，模压成素坯，再经过煅烧处理，磨碎后，得到组分C；
（4）按重量份计，将2份甲基丙烯磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚、5份碳酸氢钠加入至250份去离子水中，搅拌均匀后，将其温度升至68℃，缓慢的向其中加入1.0份引发剂、46份二甲基丙烯酸三甘醇酯、34份甲基丙烯酸环氧丙酯、70份甲基丙烯酸异癸酯、8份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4份乙烯基三甲氧基硅烷，3.5小时加完，在90℃恒温反应95min后，降温至60℃，向其中加入氨水，调节其pH为8.4后，得到防开裂硅丙乳液；
（5）按重量份计，将33份防开裂硅丙乳液、78份天然彩砂、3份成膜助剂、0.3份分散剂、0.2份消泡剂、8份组分A、3份组分B、13份组分C加入至高速搅拌分散机中，分散均匀后，得到不易开裂真石漆。
具体地，上述步骤（1）中，聚乙醇胺的分子量为1800，纯度为99%。
具体地，上述步骤（2）中，沉淀煅烧处理的温度为780℃，煅烧处理的时间为3.5小时。
具体地，上述步骤（3）中，球磨处理时，按照质量比，球:料:无水乙醇=5:1:1.5，球磨机的转速为280rpm，球磨时间为11小时。
具体地，上述步骤（3）中，煅烧处理的温度为1250℃，煅烧处理的时间为6-7小时，磨碎的平均粒径大小为250目。
具体地，上述步骤（4）中，引发剂为过氧化环己酮。
具体地，上述步骤（5）中，天然彩砂的平均粒径大小为100目。
具体地，上述步骤（5）中，成膜助剂为Texanol酯醇，分散剂为三聚磷酸钠STTP，消泡剂为金属皂类消泡剂NXZ。
具体地，上述步骤（5）中，高速搅拌分散机的转速为580r/min，搅拌的时间为45min。
实施例3
一种不易开裂真石漆的制备方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将40份油酸、28份三乙醇胺、5份聚乙醇胺加入至反应容器中，混合均匀后，加热至150℃，保温反应5小时后，向其中加入26份硼酸、9份钼酸，将温度降至130℃后，保温反应4小时，得到组分A；
（2）按重量份计，将40份无水氯化铝、20份氯化铥、15份氯化钆加入至300份水中，混合搅拌均匀后，继续向其中加入150份质量分数为25%的氨水，混合搅拌均匀后，加热至95℃后，保温处理10小时后，离心得到沉淀，将沉淀洗涤、烘干、煅烧处理后，得到组分B；
（3）按重量份计，将60份α-氧化铝、15份氧化铟、12份氧化镓加入无水乙醇采用高纯的陶瓷球进行球磨混合，然后灼烧除去乙醇后，模压成素坯，再经过煅烧处理，磨碎后，得到组分C；
（4）按重量份计，将3份甲基丙烯磺酸钠、4份脂肪醇聚氧乙烯醚、6份碳酸氢钠加入至260份去离子水中，搅拌均匀后，将其温度升至70℃，缓慢的向其中加入1.2份引发剂、50份二甲基丙烯酸三甘醇酯、40份甲基丙烯酸环氧丙酯、80份甲基丙烯酸异癸酯、10份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份乙烯基三甲氧基硅烷，4小时加完，在94℃恒温反应100min后，降温至60℃，向其中加入氨水，调节其pH为8.8后，得到防开裂硅丙乳液；
（5）按重量份计，将35份防开裂硅丙乳液、80份天然彩砂、4份成膜助剂、0.5份分散剂、0.3份消泡剂、10份组分A、4份组分B、15份组分C加入至高速搅拌分散机中，分散均匀后，得到不易开裂真石漆。
具体地，上述步骤（1）中，聚乙醇胺的分子量为1800，纯度为99%。
具体地，上述步骤（2）中，沉淀煅烧处理的温度为800℃，煅烧处理的时间为4小时。
具体地，上述步骤（3）中，球磨处理时，按照质量比，球:料:无水乙醇=5:1:1.5，球磨机的转速为300rpm，球磨时间为12小时。
具体地，上述步骤（3）中，煅烧处理的温度为1300℃，煅烧处理的时间为6-7小时，磨碎的平均粒径大小为300目。
具体地，上述步骤（4）中，引发剂为过氧化环己酮。
具体地，上述步骤（5）中，天然彩砂的平均粒径大小为120目。
具体地，上述步骤（5）中，成膜助剂为Texanol酯醇，分散剂为三聚磷酸钠STTP，消泡剂为金属皂类消泡剂NXZ。
具体地，上述步骤（5）中，高速搅拌分散机的转速为600r/min，搅拌的时间为50min。
对比例1
步骤（5）中，将防开裂硅丙乳液替换成等量的山东宝达新材料有限公司生产的PD-6硅丙乳液，其余操作步骤与实施例1完全相同。
对比例2
步骤（5）中，不添加组分A，其余操作步骤与实施例2完全相同。
对比例3
步骤（5）中，不添加组分B，其余操作步骤与实施例2完全相同。
对比例4
步骤（5）中，不添加组分C，其余操作步骤与实施例2完全相同。
实施例和对比例制得的不易开裂真石漆的技术性能测试，如表1所示：
项目 涂料热贮存稳定性 初期干燥抗裂性 标准状态黏结强度/MPa
实施例1 3个月后，无结块、霉变、凝聚及组成物变化的现象 10m/s风速，吹48h无裂纹 0.93
对比例1 3个月后，无结块、霉变、凝聚及组成物变化的现象 10m/s风速，吹36h无裂纹 0.84
实施例2 3个月后，无结块、霉变、凝聚及组成物变化的现象 10m/s风速，吹51h无裂纹 0.95
对比例2 3个月后，无结块、霉变、凝聚及组成物变化的现象 10m/s风速，吹13h无裂纹 0.90
实施例3 3个月后，无结块、霉变、凝聚及组成物变化的现象 10m/s风速，吹53h无裂纹 0.96
对比例3 3个月后，无结块、霉变、凝聚及组成物变化的现象 10m/s风速，吹41h无裂纹 0.76
对比例4 1个月后，出现结块、凝聚的现象 10m/s风速，吹40h无裂纹 0.88
由表1可知，本实施例制得的不易开裂真石漆，涂料的热储存性能稳定，在干燥的过程中，不会出现裂纹的现象，力学性能优异。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将36-40份油酸、24-28份三乙醇胺、3-5份聚乙醇胺加入至反应容器中，混合均匀后，加热至140-150℃，保温反应4-5小时后，向其中加入22-26份硼酸、4-9份钼酸，将温度降至120-130℃后，保温反应3-4小时，得到组分A；
（2）按重量份计，将33-40份无水氯化铝、16-20份氯化铥、13-15份氯化钆加入至250-300份水中，混合搅拌均匀后，继续向其中加入130-150份质量分数为25%的氨水，混合搅拌均匀后，加热至90-95℃后，保温处理8-10小时后，离心得到沉淀，将沉淀洗涤、烘干、煅烧处理后，得到组分B；
（3）按重量份计，将53-60份α-氧化铝、11-15份氧化铟、8-12份氧化镓加入无水乙醇采用高纯的陶瓷球进行球磨混合，然后灼烧除去乙醇后，模压成素坯，再经过煅烧处理，磨碎后，得到组分C；
（4）按重量份计，将1-3份甲基丙烯磺酸钠、2-4份脂肪醇聚氧乙烯醚、3-6份碳酸氢钠加入至240-260份去离子水中，搅拌均匀后，将其温度升至65-70℃，缓慢的向其中加入0.8-1.2份引发剂、44-50份二甲基丙烯酸三甘醇酯、32-40份甲基丙烯酸环氧丙酯、60-80份甲基丙烯酸异癸酯、7-10份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-5份乙烯基三甲氧基硅烷，3-4小时加完，在88-94℃恒温反应90-100min后，降温至60℃，向其中加入氨水，调节其pH为8.0-8.8后，得到防开裂硅丙乳液；
（5）按重量份计，将29-35份防开裂硅丙乳液、75-80份天然彩砂、2-4份成膜助剂、0.2-0.5份分散剂、0.1-0.3份消泡剂、6-10份组分A、1-4份组分B、11-15份组分C加入至高速搅拌分散机中，分散均匀后，得到不易开裂真石漆。
2.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（1）中，聚乙醇胺的分子量为1800，纯度为99%。
3.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（2）中，沉淀煅烧处理的温度为750-800℃，煅烧处理的时间为3-4小时。
4.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（3）中，球磨处理时，按照质量比，球:料:无水乙醇=5:1:1.5，球磨机的转速为250-300rpm，球磨时间为10-12小时。
5.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（3）中，煅烧处理的温度为1200-1300℃，煅烧处理的时间为6-7小时，磨碎的平均粒径大小为200-300目。
6.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（4）中，引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（5）中，天然彩砂的平均粒径大小为80-120目。
8.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（5）中，成膜助剂为Texanol酯醇，分散剂为三聚磷酸钠STTP，消泡剂为金属皂类消泡剂NXZ。
9.根据权利要求1所述的一种不易开裂真石漆的制备方法，其特征在于，上述步骤（5）中，高速搅拌分散机的转速为550-600r/min，搅拌的时间为40-50min。
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