CN109321060A - 一种砂壁状哑光涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种砂壁状哑光涂料及其制备方法，所述涂料按重量份数包括110‑230份的水性丙烯酸乳液和5‑13份的有机消光助剂；本发明通过复杂实验筛选有效组分和配比，各组分相互配合，最终实现一种既能提高乳液含量以增加耐候性能又能降低光泽度且不影响产品综合性能的涂料，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值；本发明工艺简单，可实现工业化大规模生产，可为企业带来良好的经济效益，具备广阔的前景。

Description

一种砂壁状哑光涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，主要涉及一种砂壁状哑光涂料及其制备方法。

背景技术

随着建筑业的快速发展，个性化的涂料饰面已经成为目前建筑涂料外装的主流，如质感涂料，仿砖涂料，仿石涂料，多彩涂料等。其中砂壁状涂料(包括质感涂料、真石漆等)采用比平涂产品更加丰富的纹理且更贴近自然的效果深受很多消费者的喜爱，其中用量最大的非真石漆莫属。真石漆采用天然花岗岩碎粒作为着色料，具有一定的耐候性，可长时间保护建筑物的美观，能在任何形状的建筑曲面上施工，可喷涂成多色的大理石效果，充分展现天然石材的独特造型和丰富质感。

砂壁状涂料中彩砂的含量较高，因此其漆膜中的孔隙率不可避免较高，对于涂料的耐候、耐水、耐污性能都有较大的考验。为了改善这一问题真石漆中用的粘结物质主要为各类水性丙烯酸树脂，因此在提高了水性丙烯酸乳液的含量之后，耐候性能等其他性能会变得更加优异，但是漆膜表面光泽会进一步增加，其乳液含量越高，光泽越明显。在真石漆的喷涂施工过程中，如果基面的控制稍有偏差，施工人员的手法不统一，高乳液含量的真石漆极其容易出现上墙发花光泽不均一的问题，给最终涂料的上墙效果大打折扣。

目前市场上的砂壁状外墙涂料在如果不降低乳液含量的前提下，可以通过添加一道哑光罩面清漆来解决墙面光泽不均一发花的问题。而现有的哑光罩面清漆存在透明度低，光泽不理想的问题，同时由于增加了一道施工工序在设计对色以及施工控制上增加了难度，同时带来了整体涂料发白、发蒙的风险。更进一步地，如果罩面清漆的乳液选择不当，由于清漆中乳液含量较高，直接接受紫外光的照射，极易出现清漆较内部砂壁状涂料更早出现黄变的风险。现有的解决方案通常是在较高乳液含量的砂壁状涂料母液中添加消光助剂或者一些特定粒径的填料来增加成膜后漆膜表面的粗糙程度，从而带来光泽消弱的效果。现存市场上的消光助剂分为两大类，一类为无机消光助剂，该产品多为易分散、经有机处理的多孔介质二氧化硅，多种不同的粒径对应于不同的使用环境；另一类为有机消光助剂，该产品多为易分散，且不同尺寸粒径的有机聚合物，包括苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及脲醛树脂等。但是由于生产过程中填料分散的控制不稳定以及增加了漆膜的不透明度，导致最后的涂料的最终性能以及上墙效果会出现很多风险。

CN107434940A公开了一种外墙哑光真石漆，包括如下重量份数的组分：硅丙乳液：20-30份；氟碳改性丙烯酸乳液：5-15份；天然彩砂：24-30份；陶砂：3-12份；滑石粉：1-4份；消泡剂：1-5份；分散剂：1-5份；增稠剂：0.5-3份；聚酰胺蜡：0.5-2份；聚乙烯蜡微粉：2-6份；水：30-45份，该发明提供的一种外墙哑光真石漆，具有良好的装饰性和耐久性，对墙面具有很好的附着力，不易剥落，使用寿命长。CN103275579A公开了保温真石漆及其制作方法，以重量为单位，丙烯酸乳液350-450份、去离子水50-120份、膨胀珍珠岩30-50份、分散剂3-6份、润湿剂2-5份、成膜助剂12-30份、增稠剂0.5-1份、胶黏剂3-5份，无机颜料0.5-1份。但上述现有技术仍存在光泽度较高、制备工艺复杂，产品性能不稳定等缺点，有待进一步的改进和提升。

综上所述，研发一种既能提高乳液含量以增加耐老性又能降低光泽度且不影响产品综合性能的涂料，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

发明内容

为解决现有技术的不足和市场的需求，本发明提供了一种砂壁状哑光涂料及其制备方法，通过复杂实验筛选有效组分和配比，各组分相互配合，最终实现一种既能提高乳液含量以增加耐老性又能降低光泽度且不影响产品综合性能的涂料，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种砂壁状哑光涂料，所述涂料按重量份数包括110-230份的水性丙烯酸乳液和5-13份的有机消光助剂。

本发明中，发明人在长期的生产实践中，深入了解砂壁状涂料真彩漆的制备工艺和优缺点，为提高现有真石漆的性能，设计多角度实验，通过复杂理论和实践的证明，筛选出能有效降低光泽度并不影响真石漆的其他性能的配方，各组分在特定配比下相互配合，协同增效，耐候性能明显提升，保持较高的水白性能，降低光泽度，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

其中，所述水性丙烯酸乳液的重量份数例如可以是110份、120份、130份、140份、150份、160份、170份、180份、190份、200份、210份、220份或230份，优选为120-160份。

其中，所述有机消光助剂的重量份数例如可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份或13份，优选为6份-12份。

优选地，所述涂料按重量份数包括120份-160份的水性丙烯酸乳液和6份-12份的有机消光助剂。

优选地，所述涂料还包括水、防腐剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂、纤维素、分散剂、天然彩砂、成膜助剂、pH调节剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合，优选为水、防腐剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂、纤维素、分散剂、天然彩砂、成膜助剂、pH调节剂和增稠剂的组合。

优选地，所述涂料按重量份数包括如下组分：

优选地，所述有机消光助剂包括脲醛树脂、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合，还包括其他能够通过聚合形成尺寸均一且实心的有机聚合物。

真石漆作为流行的外墙装饰材料，耐候性成为客户较为关心的问题之一。由于真石漆中的填料有大量的不同目数的天然彩砂，对于丙烯酸乳液的要求非常高，直接影响整个涂料的包括耐候在内的诸多性能，因此，要制备耐候性能优异的真石漆需要提高乳液的含量，经过实验比较发现，当乳液含量较低时，乳液的包裹能力不足以将彩砂及其他填料包裹，整体耐候性能及其他性能大幅度下降，现存产品配方中为了解决砂壁状涂料中高光泽带来的问题通常降低乳液含量，该方法造成砂壁状涂料的大多数性能急剧下降，高乳液含量可以有效提高真石漆涂料的耐候等其他性能，但是其光泽问题也很突出。

本发明以用量最大的砂壁状涂料真石漆为例，增加乳液含量，筛选并调整消光助剂的种类和添加量，提高现有真石漆的性能，并解决高乳液含量砂壁状涂料中光泽较高带来的问题。现有技术中常见的技术手段为乳液搭配无机消光粉，产品性能下降比较明显，而并没有将乳液搭配有机消光粉的技术方案，发明人在实验中发现，消光助剂与与乳液的相互关系较强，消光粉如果与乳液的相容性不好，整个涂料的性能下降，如果乳液不能完全包裹消光粉，不利于光泽的降低，本发明提供了更好的搭配方案来平衡性能与光泽之间的关系。

第二方面，本发明提供一种制备如第一方面所述的涂料的方法，包括如下步骤：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以第一转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以第二转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为第三转速，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散；得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。

优选地，步骤(1)所述第一转速为400-500转/分钟，例如可以是400转/分钟、420转/分钟、440转/分钟、460转/分钟、480转/分钟或500转/分钟。

优选地，步骤(2)所述第二转速为1200-1800转/分钟，例如可以是1200转/分钟、1300转/分钟、1400转/分钟、1500转/分钟、1600转/分钟、1700转/分钟或1800转/分钟。

优选地，步骤(3)所述第三转速为800-1000转/分钟，例如可以是800转/分钟、820转/分钟、840转/分钟、860转/分钟、880转/分钟、900转/分钟、920转/分钟、940转/分钟、960转/分钟、980转/分钟或1000转/分钟。

作为优选技术方案，一种制备如第一方面所述涂料的方法，具体包括如下步骤：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以400-500转/分钟的转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以1200-1800转/分钟的转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为800-1000转/分钟，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散；得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供的哑光涂料配方合理，各组分相互搭配，乳液含量增高，真石漆的耐候性能以及其他性能明显提升，通过添加一定量的有机消光助剂，在不降低漆膜水白以及其他性能的情况下降低了漆膜的光泽，减少了高乳液含量真石漆上墙发花的风险，既能降低光泽度，又能保持综合性能，不影响早期耐水性，产品稳定耐候性好，加速老化试验1600h也不掉砂无变色，85°光泽度低于7。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。

实施例1

制备砂壁状哑光涂料，所述涂料按重量份数包括如下组分：

制备方法如下：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以460转/分钟的转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以1600转/分钟的转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为900转/分钟，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散，得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。

实施例2

制备砂壁状哑光涂料，所述涂料按重量份数包括如下组分：

制备方法如下：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以400转/分钟的转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以1200转/分钟的转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为800转/分钟，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散；得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。

实施例3

制备砂壁状哑光涂料，所述涂料按重量份数包括如下组分：

制备方法如下：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以500转/分钟的转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以1800转/分钟的转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为1000转/分钟，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散；得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。

对比例1

与实施例1相比，除了水性丙烯酸乳液添加量改为80份外，其他条件与实施例1相同。

对比例2

与实施例1相比，除了水性丙烯酸乳液添加量改为200份外，其他条件与实施例1相同。

对比例3

与实施例1相比，除了将有机消光助剂改为无机消光助剂外，其他条件与实施例1相同。

对比例4

与实施例1相比，除了有机消光助剂的添加量改为4份外，其他条件与实施例1相同。

对比例5

与实施例1相比，除了有机消光助剂的添加量改为15份外，其他条件与实施例1相同。

实验检测

1、耐候性能测试

通过加速老化试验结果来评定制得的产品的耐候性能，测试结果如表1：

表1

由表1可知，实施例1-3按照本发明提供的制备方案得到的涂料的耐候性能优良，1600h也不掉砂、无变色，而对比例1的乳液含量过低，对比例3采用无机消光助剂，制备得到的涂料的耐候性能均有所下降。

2、早期耐水性测试

为了测试整个配方的早期耐水性，采用黑色天然彩砂制备真石漆涂料喷涂于涂有封闭底涂的水泥板上，室温干燥72小时后浸入水中测试发白情况，发白即表示早期耐水性不通过，不发白即表示早期耐水性通过结果见表2：

表2

由表2可知，在砂壁状涂料最关心的早期耐水白性能上，对比例3添加了无机消光助剂的真石漆水白现象非常明显，而实施例1-3、对比例1、对比例2、对比例4添加了有机消光助剂的配方水白现象相对较轻，对比例5的有机消光助剂添加过量造成整个真石漆透明度下降，对耐水性影响较大；由于无机消光助剂为微米级别的多孔介质，该介质均匀分散在真石漆漆膜的表面，造成整个漆膜表面凹凸不平，以至达到光泽消弱的效果。但是多孔介质无形中增加了漆膜的孔隙，导致与水接触以后，水在漆膜中无法逃逸，增加了漆膜水白出现的风险。而有机消光助剂的成分是微米级的聚合物实心微球，同样均匀分散在真石漆漆膜的表面，造成漆膜表面的粗糙程度增加，达到光泽消弱的效果，但是其本质并不是多孔介质，且有较强的疏水性，因此对于整个涂料的早期耐水性影响较小。

3、光泽度测试

为了测试样品的光泽，本发明采用湿膜制备器将150微米厚度的母液(无彩砂)涂覆在黑色哑光塑料板上，测试干燥后的漆膜20°、60°以及85°三个角度的光泽来比较不同样品的光泽效果，测试结果如表3：

表3

样品	光泽(20°)	光泽(60°)	光泽(85°)
				实施例1	0.4	3.0	6.9
实施例2	0.5	3.2	7.0
				实施例3	0.5	3.1	7.0
对比例1	0.5	3.0	6.6
				对比例2	0.6	8	12
对比例3	0.5	4.5	11.8
				对比例4	0.7	6.7	12.1
对比例5	0.3	2.5	6.0

由表3可知，实施例1-3按照本发明提供的技术方案制备得到的涂料的光泽度明显降低，而对比例4和对比例5的有机消光助剂添加超范围，对比例3采用无机消光助剂，其消光效果明显降低，而对比例2的乳液添加量超范围，对涂料中乳液和消光剂的搭配效果同样产生负面影响；经过一系列的比较，通过比色发现，消光助剂的用量如果较少(对比例4)，其消光效果不明显，达不到想要的哑光效果，尤其85°光泽的数据仍然偏高，如果用量过多(对比例5)，造成漆膜发蒙、雾白，助剂添加量的增加对漆膜的耐水性影响较大(见表2)，且容易造成整个真石漆透明度下降，因此不利于整个涂料的上墙效果。

综上所述，本发明提供一种高乳液含量砂壁状哑光涂料及其制备方法，通过复杂实验优选消光助剂种类，与乳液相互搭配相互调节，各组分协同增效，即降低了高乳液含量带来的光泽度较高的问题，又保证了早期耐水性和耐候性的提高，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种砂壁状哑光涂料，其特征在于，所述涂料按重量份数包括110-230份的水性丙烯酸乳液和5-13的有机消光助剂。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述涂料按重量份数包括120-160份的水性丙烯酸乳液和6-12份的有机消光助剂。

3.根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于，所述涂料还包括水、防腐剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂、纤维素、分散剂、天然彩砂、成膜助剂、pH调节剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合，优选为水、防腐剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂、纤维素、分散剂、天然彩砂、成膜助剂、pH调节剂和增稠剂的组合。

4.根据权利要求2或3所述的涂料，其特征在于，所述涂料按重量份数包括如下组分：

5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料，其特征在于，所述有机消光助剂包括脲醛树脂、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合。

6.一种制备如权利要求1-5中任一项所述的涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以第一转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以第二转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为第三转速，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散，得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一转速为400-500转/分钟。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述第二转速为1200-1800转/分钟。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述第三转速为800-1000转/分钟。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将水、杀菌剂、防霉剂、防冻剂、消泡剂加入分散机中，以400-500转/分钟的转速进行搅拌分散；

(2)保持第一转速，投入已经溶解好纤维素的成膜助剂，稠度增加后，加入分散剂以及有机消光助剂，以1200-1800转/分钟的转速进行搅拌分散；

(3)设定分散机的转速为800-1000转/分钟，依序投入pH调节助剂、乳液、增稠剂进行搅拌分散，得到砂壁状哑光涂料母液，然后调节转速为第一转速，投入天然彩砂，得到所述砂壁状哑光涂料。