CN110540779B - 质感涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种质感涂料，以重量百分比计，包括以下原料：丙烯酸乳液11‑25％；聚丙烯酰胺0.08‑0.14％；纤维素0.09‑0.28％；丙二醇0.3‑0.5％；缔合型增稠剂0.3‑0.6％；填料52‑70％；其他加工助剂2.6‑8％；水9‑20％；所述聚丙烯酰胺为非离子型聚丙烯酰胺，分子量不大于300万；所述丙烯酸乳液的固含量为45％‑60％，上述质感涂料保湿型好，便于施工，节能环保。

Description

质感涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别是涉及质感涂料及其制备方法。

背景技术

质感涂料是目前比较流行的建筑用涂料，因其个性化的装饰，可塑造出不同的造型和图案，达到真实美观大方的质感效果，受到大家的广泛喜爱。随着质感涂料的应用范围越来越广，更多问题也暴露出来。

质感涂料保水性不好会造成产品的开放时间短，不利于施工，现已公开使用淀粉醚和纤维素作为保湿剂，但是，淀粉醚溶于水时，极易结团，且色泽较深，而纤维素保水性稍差，添加量大又会导致施工阻力大，应用也受限。并且制备质感涂料时，还需添加抗冻剂，市面上的抗冻剂为有机溶剂和表面活性剂。表面活性剂由于成本较高，且对产品其他性能影响较大，因而常用的抗冻剂多为有机溶剂，用量大，造成高VOC的排放，不环保，不符合市场发展要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种环保的、易于施工且抗开裂的质感涂料。

本发明提供一种质感涂料。

具体技术方案为：

一种质感涂料，以重量百分比计，包括以下原料：

所述聚丙烯酰胺为非离子型聚丙烯酰胺，分子量不大于300万；

所述丙烯酸乳液的固含量为45％-60％。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯酰胺和纤维素的重量比为1：(1-3)。

在其中一个实施例中，所述填料包括膨胀珍珠岩。

在其中一个实施例中，所述膨胀珍珠岩的重量占所述填料总重量的1.5-3％。

在其中一个实施例中，所述填料由膨胀珍珠岩、硅藻土、砂和聚酯纤维组成。

在其中一个实施例中，所述膨胀珍珠岩、硅藻土、砂和聚酯纤维的重量比为1：(0.5-5)：(25-60)：(0.1-0.5)。

在其中一个实施例中，所述膨胀珍珠岩的目数选自80-120目；及/或

所述砂由160-230目砂和16-30目砂组成。

膨胀珍珠岩的目数选自80-120目，当膨胀珍珠岩目数较高时，强度较低，易被砂子磨碎，并且成本高；当目数较小时，膨胀珍珠岩与砂、钛白粉和硅藻土不能形成很好的梯度，等量添加时体积少很多，填充性不足。加量添加时，涂料的粘性不足，施工易掉料。

在其中一个实施例中，所述加工助剂选自分散剂、消泡剂、杀菌剂、防霉剂、pH调节剂、成膜助剂和钛白粉中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐。

本发明还提供上述质感涂料的制备方法，包括以下步骤：

将所述丙烯酸乳液、纤维素、聚丙烯酰胺、丙二醇、部分加工助剂和部分水混合分散，得母液；

将所述母液、填料、缔合型增稠剂、剩余的其他助剂和剩余的水混合分散，即得。

本发明的原理及优点如下：

上述质感涂料选用分子量不大于300万的非离子型聚丙烯酰胺，降低母液制备过程中反应体系的粘度、降低施工粘度。通过与纤维素、抗冻剂丙二醇等各原料的相互配合，制备的质感涂料具有优异的抗冻性、耐水性、保水性和热储稳定性。

(1)低粘度的非离子型聚丙烯酰胺可以有效将乳液分子均匀的分隔开，只需添加少量的抗冻剂丙二醇，即可减少低温时乳液分子碰撞形成大分子造成的絮凝破乳和胶化，最终可将抗冻剂的用量减少50％以上，降低产品的VOC排放，提高产品的节能环保性能。

(2)采用低浓度的非离子型聚丙烯酰胺制备的质感涂料耐水性好，溶于水后不易发胀，避免涂料早期脱落的风险。

(3)聚丙烯酰胺可在水中与纤维素互相缠绕，在使用较少量纤维素的情况下锁住水分，发挥出良好的保湿效果，延长产品开放时间，便于更好的施工。

目前，制备粉包砂的质感涂料时，需加入大量膨松的低体积密度填料来达到粉包砂的效果，而这种方式制备的涂料易开裂，性能很差。本发明质感涂料在填料中加入了适量的膨胀珍珠岩，保证填充性的同时，降低填料的吸油量，从而降低了产品开裂的风险。进一步地，上述聚丙烯酰胺和膨胀珍珠岩搭配使用，可以很好的平衡聚丙烯酰胺和膨胀珍珠岩的粘结性，保持聚丙烯酰胺的保湿型、降阻性和膨胀珍珠岩的低干缩率，降低施工难度和涂膜开裂的风险。

上述质感涂料的制备过程中，先制备母液，再向母液中加入增稠剂和填料等原料，制备质感涂料。分子量不大于300万的聚丙烯酰胺粘度低，溶于水后，对反应体系有明显的降阻功效，可改善纤维素在制备母液的搅拌和输送过程中引发的阻力过大的问题，为生产的自动化提供有利的条件，并且生产质感涂料过程中施工阻力降低后，可使质感效果更均匀，降低产品发花的概率。向母液中加入填料和缔合型增稠剂后，上述聚丙烯酰胺可在水中形成网络状结构，与缔合型增稠剂和乳液缔合交联形成的网状结构结成双重网络结构，迅速增加粘度，满足涂料产品的性能要求。上述聚丙烯酰胺的网络状结构还可以吸附各种比重较轻的原料，使各原料难以析出，提高涂料的储存稳定性。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的质感涂料及其制备方法作进一步详细的说明。

以下具体实施方式中所有原料均来源于市售。

丙烯酸乳液RS998A，购自BATF；

非离子型聚丙烯酰胺VA4058FC，购自WSHINE；

纤维素HK75000S，购自北方天普；

分散剂聚丙烯酸钠盐PA30，购自BASF；

成膜助剂选自醇酯-12；

消泡剂CF-246，购自诺普科；

EPW防霉剂，购自THOR；

LXE杀菌剂，购自陶氏化学；

缔合型增稠剂TT-615，购自陶氏化学；

pH调节剂AMP95，购自陶氏化学；

硅藻土Celabrite，购自美国EP；

聚丙烯酰胺的吸附性和粘结性好，属于水处理絮凝沉降用产品，并且随着产品分子量增加，其吸附能力和粘连能力越强，因此常规使用的聚丙烯酰胺分子量较高。然而，在本发明的研究过程中发现，当聚丙烯酰胺的分子量和粘度降低到一定程度，其还具有出色的抗冻性和降阻性，同时溶液的粘连性明显降低，还对分散储存性有增效，与纤维素等其他原料相互配合后，可以制备性能优异的质感涂料。

为了获得抗冻性和降阻性好的聚丙烯酰胺，筛选出合适分子量的产品，我们设计如下方案：将4g聚丙烯酰胺溶于196g 25℃的水中，并以500rpm分散15min，然后用小调墨刀插入上述溶液中并立即提起，开始计时10s后不挂丝和粘连者即为所需。通过以上方法，筛选出用于制备质感涂料，发挥较好保水性、降阻性和极低粘连性的聚丙烯酰胺分子量需不大于300万。

在此基础上，还根据质感涂料体系整体的要求，对聚丙烯酰胺的类型进行了筛选，选择了非离子型聚丙烯酰胺，能够与本发明其他原料相互配合，制备性能较好的质感涂料。

基于以上研究，本发明的聚丙烯酰胺为分子量不大于300万分子量的非离子聚丙烯酰胺。

实施例1

本实施例提供一种质感涂料的母液及其制备方法，包括以下步骤：

步骤1、按以下重量百分比称取各原料。

水32.15％、丙烯酸乳液RS998A 51.83％、非离子型聚丙烯酰胺VA4058FC 0.3％、纤维素HK75000S 0.66％、丙二醇1％、聚丙烯酸钠盐PA30 0.72％、成膜助剂(醇酯-12)1.95％、消泡剂CF-246 0.19％、钛白粉9.72％、EPW防霉剂0.64％、LXE杀菌剂0.64％。

其中，聚丙烯酰胺为非离子型聚丙烯酰胺，其分子量为300万。

步骤2、混合分散。

将聚丙烯酰胺、醇酯-12、丙二醇、纤维素HK75000S、聚丙烯酸钠盐PA30和0.26％的消泡剂CF-246投入水中分散10-15min，搅拌至无颗粒，再加入钛白粉和EPW防霉剂，调节转速至1200rpm以上，分散20min，最后加入丙烯酸乳液RS998A、LXE杀菌剂和0.13％的消泡剂CF-246，分散均匀，即得母液。

实施例2-3和对比例1-2

参照实施例1中质感涂料母液的制备方法，按照表1中的各原料及其用量，制备实施例2-3和对比例1-2的质感涂料的母液。

表1

性能测试1

采用JG/T24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准，对实施例1-3和对比例1-4的质感涂料母液的粘度、冻融稳定性和热储稳定性进行测试。

测试结果如表2所示。

表2

由表2可知：实施例1-3、对比例4中，加入非离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺后，母液粘度明显下降，为母液的输送提供非常便利的条件，并且聚丙烯酰胺的网络状结构可以提高母液的热储稳定性。但是，对比例4中，加入阴离子型聚丙烯酰胺，母液-5℃有结冰现象，抗冻性较非离子型聚丙烯酰胺差。

对比例1中，未加入聚丙烯酰胺，母液粘度较高，抗冻性较差，热储稳定性较差。

对比例2中，加入过量的非离子型聚丙烯酰胺后，母液粘度急剧降低，储存稳定性下降，有分水现象。

对比例3中，将阳离子型聚丙烯酰胺加入丙烯酸乳液RS998A体系后，产生破乳及胶化现象，无法进行下一步测试。

性能测试2

制样：按表3所示，将各原料混合均匀，制备待测试样品。

表3

对上述各测试样品进行性能测试。

测试方法为：

粘度检测采用GB/T9751.1-2008《色漆和清漆用旋转粘度计测定粘度》标准进行。

冻融稳定性、热储稳定性和耐水性测试采用JG/T24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准进行。

粘接强度1以JG/T24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准制样，涂层厚度为1mm。

粘接强度2以JG/T24-20XX《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料(终审稿)》标准制样，涂层厚度为2mm。

测试结果如表4所示。

表4

由表4可知，实施例1-3测试样品，对比例4测试样品中，在添加非离子型聚丙烯酰胺和阴离子型聚丙烯酰胺的母液中加入缔合型增稠剂后，样品的粘度可以增加到与对比例1测试样品(未添加聚丙烯酰胺)相同的粘度水平，进而满足涂料的性能要求。但是，对比例4中加入阴离子型聚丙烯酰胺，涂层亲水性变强，漆膜吸水发胀变软，易受外部冲击破坏，测试样品耐水性不好，涂料早期易因雨淋而发胀，存在脱落的风险。

实施例1-3测试样品的表干时间较长，说明聚丙烯酰胺可在纤维素使用量较少的情况下锁住水分，延长产品开放时间，便于更好的施工。丙二醇的用量较少，未影响测试样品的冻融稳定性，说明各原料的相互配合，具有良好的抗冻性，可以降低产品VOC的排放。

对比例2中，非离子型聚丙烯酰胺用量增加，导致母液粘度太低后期增稠时需要添加更多增稠剂，涂料表面易结皮，阻碍内部水分和助剂的挥发，很难实干，涂料的粘接强度随着涂层厚度的增加而下降，且下降量较明显。

实施例4

本实施例提供一种质感涂料及其制备方法，包括以下步骤：

步骤1、按以下重量百分比称取各原料。

实施例1的母液33％、增稠剂TT-615 0.3％、水8.2％、pH调节剂AMP95 0.1％、硅藻土Celabrite 7.5％、100目膨胀珍珠岩0％、200目砂27％、16-30目砂26％、3mm聚酯纤维0.5％和消泡剂CF-246 0.1％。

步骤2、将上述原料混合分散，即得。

实施例5-8和对比例4

参照实施例4中质感涂料的制备方法，按照表5中的各原料及其用量，制备实施例5-8和对比例4的质感涂料。

表5

性能测试3

参照JG/T24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准，对实施例5-8和对比例4的质感涂料进行性能测试。

测试结果如表6所示。

表6

由表6可知，实施例4中，未加入膨胀珍珠岩，施工过程中，体系粘度大、干速快，不利于施工，且抗开裂性能不好。

实施例5-6和实施例8中，适量的膨胀珍珠岩能在保证填充性的同时，降低填料的吸油量，从而降低了产品开裂的风险。还能很好的平衡聚丙烯酰胺母液的粘连性，降低施工难度。

实施例7中，过量的膨胀珍珠岩则会因空心材料的表面过于光滑导致涂料产品粘性不够，施工易掉料；同时膨胀珍珠过多导致浆料比重较轻，没有流动性，填平砂粒之间的空间，进而影响质感效果；同时由于膨胀珍珠岩浮面，涂层表干后表面过于致密，影响内部助剂和水分的挥发，粘接强度有明显下降。

对比例4中，以阴离子型聚丙烯酰胺替代非离子型聚丙烯，由于阴离子型聚丙烯酰胺的亲水性较高，增稠响应和耐水性能明显较非离子型聚丙烯酰胺差，特别泡水发胀变软极易产生涂层脱落风险；同时冻融稳定性方面性能也较差，需增加丙二醇的用量，环保性较差。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种质感涂料，其特征在于，以重量百分比计，包括以下原料：

丙烯酸乳液 11-25%；

聚丙烯酰胺 0.08-0.14%；

纤维素 0.09-0.28%；

丙二醇 0.3-0.5%；

缔合型增稠剂 0.3-0.6%；

填料 52-70%；

加工助剂 2.6-8%；

水 9-20%；

所述聚丙烯酰胺为非离子型聚丙烯酰胺，分子量不大于300万；

所述丙烯酸乳液的固含量为45%-60%；

所述填料由膨胀珍珠岩、硅藻土、砂和聚酯纤维组成；

所述膨胀珍珠岩、硅藻土、砂和聚酯纤维的重量比为1：（0.5-5）：（25-60）：（0.1-0.5）。

2.根据权利要求1所述的质感涂料，其特征在于，所述聚丙烯酰胺和纤维素的重量比为1：（1-3）。

3.根据权利要求1所述的质感涂料，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的目数选自80-120目。

4.根据权利要求1所述的质感涂料，其特征在于，所述砂由160-230目砂和16-30目砂组成。

5.根据权利要求1所述的质感涂料，其特征在于，所述加工助剂选自分散剂、消泡剂、杀菌剂、防霉剂、pH调节剂、成膜助剂和钛白粉中的一种或几种。

6.根据权利要求5所述的质感涂料，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐。

7.权利要求1-6任一项所述质感涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述丙烯酸乳液、纤维素、聚丙烯酰胺、丙二醇、部分加工助剂和部分水混合分散，得母液；

将所述母液、填料、缔合型增稠剂、剩余的其他助剂和剩余的水混合分散，即得。