CN110564188A - 一种水包砂涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水包砂涂料及其制备方法，所述水包砂涂料包括基础漆、保护胶液和连续相；基础漆包括水、纤维素、砂粒、第一乳液、颜填料和第一助剂；保护胶液包括水、保护胶和保护胶稳定剂；连续相包括水、第二助剂和第二乳液；第一乳液和第二乳液的制备原料包括单体和反应型乳化剂；保护胶中包含层状双金属氢氧化物。本发明提供的水包砂涂料致密度提高，与铝材的附着力高，耐水性优异，逼真模仿石材。

Description

一种水包砂涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水包砂涂料及其制备方法和应用。
背景技术
保温装饰一体化板是符合国家保温节能发展方向，已经有广阔市场空间。但是市场对保温装饰一体化板的装饰效果在不断提出更高要求。特别在装饰与性能上，原有的硅酸钙板已经远远不能满足于未来的需求，更加轻便美观的铝板进入了大家选择的视野。
水性含砂彩色涂料产品就是市场对装饰效果提出的新的要求，是为了替代“在真石漆或质感漆上喷涂多彩涂料模仿大理石”的涂装方法，这种方法要先把真石漆或者质感漆涂装一到两遍，干燥后，再涂装多彩涂料，去模仿石材，仿真度低，涂装效率低，消耗材料多。
同时，铝板作为装饰基材，传统的水包砂涂料在附着力上远远达不到要求，会出现剥落，泡水泛白严重等诸多问题。
水包砂涂料在保温一体化板(铝板)上的应用处于探索阶段，尚无成熟标准的配方及工艺，一般制造方法：采用乳液、助剂、填料等做出基础漆，添加砂后，用保护胶造粒，用乳液做成膜物质。存在的问题是1、附着力差，雨水冲刷浸泡后，漆膜脱落；2、粒子含砂沉降，分层；3、漆膜遇水浸泡，变白；4、漆膜的耐水强度差；5、漆膜靠水分挥发挤压融合形成，致密度差。
CN104371464A公开了一种水包砂涂料及其制作方法。目的是提供的涂料应具有类似火烧板的凹凸不平的使用效果，技术方案是：一种水包砂涂料，包括的成分为：(1)A料：水性树脂、去离子水、助剂、颜料、高岭土、复合增稠剂、石英砂；(2)B料：去离子水、保护胶；(3)C料：水性树脂、复合增稠剂。按照上述配方得到的水包砂涂料喷涂干燥后，呈现的是大小不一、高低不等且无规律分布的微小砂堆，完全体现了天然岩石(尤其是火烧板)的质感和色彩，但是这种涂料用于涂覆铝材时，附着力较小，容易剥落。
CN109852176A公开了一种水包砂涂料及制备方法，本发明所述的一种水包砂涂料包括以下重量比的原料物质：(1)粒子混合料；(2)第一调配助料；(3)第一增稠剂。该发明通过相应的粒子混合料、第一调配助料和第一增稠剂的比例配比，可以避免水包砂涂料出现后增稠现象，防止水包砂涂料剥离，使喷涂效果更好，但是这种水包砂涂料容易出现粒子含砂沉降、分层的现象。
CN109503026A公开了一种高耐候多彩水包砂涂料及其制备方法，其原料包括：保护胶、基础漆、连续相；其中，所述保护胶的组分为：水，S-482保护胶，羧甲基纤维素钠，黄原胶，防腐剂；所述基础漆的组分为：水，分散剂，消泡剂，羟乙基纤维素，疏水改性纤维素，防冻剂，成膜助剂，乳液，S-482保护胶，防腐剂，增韧剂，80-120目天然彩砂粉；所述连续相的组分为：水，防沉剂，硅丙乳液，成膜助剂，防冻剂，防腐剂，PH调节剂，增稠剂，80120目天然彩砂粉，达到提高产品耐候性、减小产品色差的效果，但是其与铝材的附着力小，且耐水性较差，漆膜遇水浸泡是容易出现变白的现象。
因此，本领域亟待研究一种致密度高、铝材附着力强、稳定性好、耐水性优异且仿石材效果逼真的新型水包砂涂料，
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种水包砂涂料，所述水包砂涂料致密度高，与铝材的附着力强，稳定性好，耐水性优异，仿石效果逼真。
对此，采用以下技术方案实现发明目的：
提供了一种水包砂涂料，包括基础漆、保护胶液和连续相；
基础漆包括水、纤维素、砂粒、第一乳液、颜填料和第一助剂；保护胶液包括水、保护胶和保护胶稳定剂；连续相包括水、第二助剂和第二乳液；
第一乳液和第二乳液的制备原料包括单体和反应型乳化剂；
保护胶中包含层状双金属氢氧化物。
本发明在保护胶中引入层状双金属氢氧化合物，由于具有丰富的正电荷及层状结构，与基础漆中的纤维素的氧结合，缔合作用加强，极大的提高了保护胶的抗渗色能力。而作为基面的铝材，在施工之前会经过打磨处理，在金属的表面会形成凹凸，添加层状双金属氢氧化物的涂层会与金属表面的凹凸形成契合，提高涂料的附着力。与纤维素缔合作用如下：
波浪线代表纤维素，M2+代表层状双金属氢氧化合物中的金属阳离子。
此外，在基础漆和连续相中引入原料包括反应型乳化剂的乳液，乳化剂参与乳液合成反应，乳液中不含游离的乳化剂，与层状双金属氢氧化合物配合，可大大提高漆膜的耐水性。
本发明提供的水包砂涂料的涂膜的致密度提高，稳定性好，与铝材的附着力显著增强，耐水性优异，逼真模仿石材。
本发明中所述的单体为含有双键的可聚合化合物。
优选地，所述层状双金属氢氧化物具有式I所示结构：
[M2+ 1-xM3+x(OH)2]q+(X-)q·yH2O 式I
式I中，所述M2+选自Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+或Zn2+中的任意一种，优选Mg2+或Fe2+；所述M3+选自Al3+或Fe3+；X-为选自NO3 -、Cl-、F-或Br-；所述x为0.2-0.33，例如0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32等；所述q＝x；y为1-4的自然数，例如1、2、3等；
具体地，层状双金属氢氧化物包括但不限于[Mg2+Al3+(OH)2]3+(Cl-)3·4H2O和[Fe2+Al3+(OH)3]2+(NO3 -)2·3H2O；
所述保护胶中还包括改性硅酸镁锂；
层状双金属氢氧化物与所述改性硅酸镁锂的质量比为3:7-7:3，例如3:7、4:6、5:5、6:4、7:3等；
所述保护胶稳定剂包括三聚磷酸钠。
本发明优选保护胶中同时包括层状双金属氢氧化物和改性硅酸镁锂，层状双金属氢氧化物与纤维素产生缔合作用，改性硅酸镁锂能够加强与纤维素的缔合作用，能够进一步提高涂料在铝基的附着力，特别是当两种物质的质量比为3:7-7:3时，效果最佳。
优选地，所述第一乳液和第二乳液的制备原料的单体包括包含有磷酸基团的单体，并具有如下结构中的任意一种或至少两种；
式中，R选自CH2＝C(CH3)COO-或CH2＝CHCOO-；R'和R”各自独立地选自CH3-、-CH2CH3和-CH2CH2CH3中的任意一种；
所述反应型乳化剂包括阴离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂；
所述第一乳液或第二乳液中，单体质量含量为30-50％，例如31％、32％、35％、38％、40％、2％、45％、48％等，其中含有磷酸基团的单体为5-10％，例如5％、6％、7％、8％、9％等；反应型乳化剂质量含量为0.5-1％，例如0.6％、0.7％、0.8％、0.9％等。
上述单体、含磷酸基团的单体以及反应型乳化剂的质量含量的基数均为第一乳液的总质量或者第二乳液的总质量。
本发明优选在乳液的制备原料中引入含有磷酸基团的单体，磷酸基团能够与纤维素、保护胶等发生化学缔合作用，形成网络结构，减少保护胶用量，同时可以提高与铝材的结合力；粘度自动升至90KU，不需要另外再添加增稠剂，节约了成本，又避免了增稠剂吸水使涂层耐水性变差。
此外，特定含量的含有磷酸基团的单体与反应型乳化剂之间相互配合，发挥更好的作用，能够进一步提升涂料的耐水性和附着力。
优选地，所述反应型乳化剂包括ADEKAREAS0AP SE-1ON(ADEKACORPORATION制造)、AQUALON HS-10(第一工业制药株式会社制造)和AQUALON HS-05(第一工业制药株式会社制造)中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述基础漆、保护胶液、连续相的质量含量分别为：30-50％、20-40％、20-40％；
其中，基础漆按照质量分数包括如下组分：
保护胶液按照质量分数包括如下组分：
水 90-95％
保护胶 4-9％；
保护胶稳定剂 0.2-1％；
连续相按照质量分数包括如下组分：
水 19-30％
第二助剂 0.5-3.1％
第二乳液 50-80％。
基础漆的质量百分比为30-50％，例如31％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、46％、48％等。
保护胶液的质量百分比为20-40％，例如22％、25％、28％、30％、32％、35％、38％等。
连续相的质量百分比为20-40％，例如25％、28％、30％、33％、35％、38％等。
基础漆中水的质量百分比为20-30％，例如21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％等。
纤维素的质量百分比为0.1-1.3％，例如0.2％、0.5％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％等。
砂粒的质量百分比为30-50％，例如31％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、46％、48％等。
第一乳液的质量百分比为20-30％，例如21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％等。
颜填料的质量百分比为1-5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、4.8％等。
第一助剂的质量百分比为3.3-5.6％，例如3.5％、4％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.4％等。
保护胶液中水的质量百分比为90-95％，例如91％、92％、93％、94％、95％等。
保护胶的质量百分比为4-9％，例如5％、6％、7％、8％、9％等。
所述保护胶稳定剂的质量百分比为0.2-1％，例如0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％等。
连续相中水的质量百分比为19-30％，例如20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％等。
第二助剂的质量百分比为0.5-3.1％，例如0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％等。
第二乳液的质量百分比为50-80％，例如52％、55％、60％、65％、70％、75％、78％等。
优选地，所述砂粒为级配的砂粒，且按照质量分数包括如下组分：
级配的砂粒指的是不同砂型的砂子搭配。
30目砂的质量百分比为4-6％，例如4.2％、4.3％、4.5％、4.8％、5％、5.5％、5.8％等。
50目砂的质量百分比为15-30％，例如16％、18％、20％、21％、25％、28％、29％等。
80目砂的质量百分比为30-45％，例如31％、32％、35％、36％、38％、4％、41％、42％、43％、44％等。
120目砂的质量百分比为30-40％，例如31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％等。
本发明优选上述合理的砂粒级配，能够使水包砂涂料的仿石材效果更加逼真，提高装饰面的凹凸感，避免了彩色粒子的沉降，解决了干燥后漆膜遇水浸泡变白的问题。
优选地，所述级配的砂粒按照质量百分比包括如下组分：
优选地，所述纤维素包括高分子量纤维素和低分子量纤维素按4:1～1:1.5组合，例如3:1、2:1、1:1、1:1.2、1:1.3、1:1.4等，包括羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素和疏水改性的羟乙基纤维素中的任意一种或至少两种组合；
所述颜填料包括钛白粉、煅烧高岭土和碳酸钙中的任意一种或至少两种组合；
所述第一助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、杀菌剂、防霉剂、抗冻剂、pH调节剂、成膜助剂和增稠剂中的任意一种或至少两种组合；
所述第二助剂包括杀菌剂、消泡剂、交联剂、pH调节剂、成膜助剂和增稠剂中的任意一种或至少两种组合；
所述抗冻剂包括丙二醇、乙二醇和聚丙二醇中的任意一种或至少两种组合；
所述交联剂包括聚碳二亚胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种组合。
优选地，基础漆、保护胶液、连续相各组分及质量含量为：
基础漆 48％
保护胶液 22％
连续相 30％；
基础漆按照质量分数包括如下组分：
连续相按照质量分数包括如下组分：
保护胶液按照质量分数包括如下组分：
水 90-95％；
保护胶 4-9％
保护胶稳定剂 0.2-1％；
基础漆中，分散剂的质量百分比为0.1-1.3％，例如0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.1％、1.2％等。
基础漆中，润湿剂的质量百分比为0.1-0.2％，例如0.11％、0.12％、0.15％、0.16％、0.18％等。
基础漆中，消泡剂的质量百分比为0.2-0.5％，例如0.22％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％等。
基础漆中，杀菌剂的质量百分比为0.1-0.2％，例如0.12％、0.14％、0.15％、0.18％等。
基础漆中，防霉剂的质量百分比为0.1-0.2％，例如0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％等。
基础漆中，抗冻剂的质量百分比为1-2％，例如1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％等。
基础漆中，pH调节剂的质量百分比为0.1-0.15％，例如0.12％、0.13％、0.14％等。
基础漆中，成膜助剂的质量百分比为0.8-1％，例如0.82％、0.85％、0.88％、0.9％、0.95％等。
基础漆中，增稠剂的质量百分比为0.4-0.6％，例如0.45％、0.48％、0.5％、0.55％、0.59％等。
连续相中，杀菌剂的质量百分比为0.1-0.2％，例如0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％等。
连续相中，消泡剂的质量百分比为0.1-0.2％，例如0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％等。
连续相中，交联剂的质量百分比为0.1-1％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％等。
连续相中，pH调节剂的质量百分比为0.1-0.15％，例如0.12％、0.13％、0.14％等。
连续相中，成膜助剂的质量百分比为0.1-1％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％等。
连续相中，增稠剂的质量百分比为0.1-0.5％，例如0.2％、0.22％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％等。
连续相中，第二乳液的质量百分比为67-80％，例如68％、69％、70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％等。
其中保护胶中层状双金属氢氧化物与改性硅酸锂镁铝皂的质量比为3:7-7:3。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的水包砂涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)基础漆的制备：将水、纤维素、砂粒、第一乳液、颜填料和第一助剂混合，分散均匀，调色后得到所述基础漆；
(2)保护胶液的制备：将水和保护胶混合，分散均匀后得到所述保护胶液；
(3)连续相的制备：将水、第二助剂和第二乳液混合，分散均匀后得到所述连续相；
(4)水包砂涂料的制备：将基础漆和保护胶液混合，造粒，再加入连续相，得到所述水包砂涂料。
步骤(1)中所述调色的目的是模仿石材的效果，生产时可以根据不同的仿石效果需要进行调色。
优选地，步骤(1)中，基础漆的粘度为120KU-130KU，例如121KU、122KU、123KU、124KU、125KU、126KU、127KU、128KU、129KU等；
步骤(2)中，控制水的温度≥25℃，例如26℃、27℃、28℃、29℃、30℃等；
步骤(3)中，连续相的粘度为110KU-120KU，例如111KU、112KU、113KU、114KU、115KU、116KU、117KU、118KU、119KU、等；
步骤(4)中，造粒的方法包括分散盘切割造粒。
本发明的目的之三在于提供一种目的之一所述的水包砂涂料的应用，所述水包砂涂料用于喷涂铝材基面保温装饰一体化板。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的水包砂涂料的涂膜的致密度提高，与铝材的附着力也显著增强，体系稳定，耐水性优异，质感强烈，工序节约，逼真模仿石材。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例1-6均提供一种水包砂涂料，其中水包砂涂料、基础漆、保护胶液和连续相的配方分别详见表1、表2、表3和表4。
表1水包砂涂料配方
表2基础漆配方
表2中，分散剂型号为5040，消泡剂型号为BYK-028，润湿剂型号为X-405，高分子量纤维素型号为EHM-500，低分子量纤维素型号为HE-3K，杀菌剂型号为CI-15，防霉剂型号为551S，抗冻剂为丙二醇，pH调节剂型号为AMP-95，颜填料为钛白粉，成膜助剂为醇酯十二，增稠剂型号为640，防渗色助剂型号为399；
乳液的制备原料由5％的含磷酸基团的单体0.8％的反应型乳化剂(AQUALON HS-05，第一工业制药株式会社制造)、15％甲基丙烯酸甲酯、5％丙烯酸丁酯、3％甲基丙烯酸羟乙酯，7％丙烯酸异辛酯和64.2％的水组成；
级配的砂粒中30目砂占5％、50目砂占20％、80目砂占40％，120目砂占35％。
表3保护胶液配方
表3中，保护胶由质量比为5:5的层状双金属氢氧化物([Mg2+Al3+(OH)2]3+(Cl-)3·4H2O)和改性硅酸镁锂(生产厂家：BYK公司，商品号：S-482)组成。
表4连续相配方
表4中，消泡剂型号为BYK-028，杀菌剂型号为CI-15，交联剂为聚碳二亚胺(CAS：151-51-9)，pH调节剂型号为AMP-95，成膜助剂为醇酯十二，增稠剂型号为640；
表4中的乳液与表2中的乳液相同。
实施例7
与实施例1的区别在于，将含有磷酸基团的单体替换为等质量的甲基丙烯酸甲酯。
实施例8
与实施例1的区别在于，乳液的制备原料由8％的含磷酸基团的单体0.5％的反应型乳化剂(AQUALON HS-05，第一工业制药株式会社制造)、15％甲基丙烯酸甲酯、5％丙烯酸丁酯、3％甲基丙烯酸羟乙酯，7％丙烯酸异辛酯和61.5％的水组成。
实施例9
与实施例1的区别在于，乳液的制备原料由10％的含磷酸基团的单体1％的反应型乳化剂(AQUALON HS-05，第一工业制药株式会社制造)、15％甲基丙烯酸甲酯、5％丙烯酸丁酯、3％甲基丙烯酸羟乙酯，7％丙烯酸异辛酯和59％的水组成。
实施例10
与实施例1的区别在于，乳液的制备原料由15％的含磷酸基团的单体1％的反应型乳化剂(AQUALON HS-05，第一工业制药株式会社制造)、15％甲基丙烯酸甲酯、5％丙烯酸丁酯、3％甲基丙烯酸羟乙酯，7％丙烯酸异辛酯和54％的水组成。
实施例11
与实施例1的区别在于，乳液的制备原料由10％的含磷酸基团的单体5％的反应型乳化剂(AQUALON HS-05，第一工业制药株式会社制造)、15％甲基丙烯酸甲酯、5％丙烯酸丁酯、3％甲基丙烯酸羟乙酯，7％丙烯酸异辛酯和55％的水组成。
实施例12
与实施例1的区别在于，层状双金属氧化物与改性硅酸镁锂的质量比为3:7。
实施例13
与实施例1的区别在于，层状双金属氧化物与改性硅酸镁锂的质量比为7:3。
实施例14
与实施例1的区别在于，层状双金属氧化物与改性硅酸镁锂的质量比为2:8。
实施例15
与实施例1的区别在于，层状双金属氧化物与改性硅酸镁锂的质量比为8:2。
实施例16
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占4％、50目砂占30％、80目砂占30％，120目砂占36％。
实施例17
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占6％、50目砂占15％、80目砂占45％，120目砂占34％。
实施例18
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占6％、50目砂占19％、80目砂占45％，120目砂占30％。
实施例19
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占6％、50目砂占19％、80目砂占35％，120目砂占40％。
实施例20
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占6％、50目砂占19％、80目砂占35％，120目砂占40％。
实施例21
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占10％、50目砂占15％、80目砂占40％，120目砂占35％。
实施例22
与实施例1的区别在于，级配的砂粒中30目砂占5％、50目砂占35％、80目砂占30％，120目砂占30％。
实施例23
与实施例1的区别在于，替换含有磷酸基团的单体的种类，具体替换为等质量的替换层状双金属氢氧化物的种类，具体替换为等质量的[Fe2+Al3+(OH)3]2+(NO3 -)2·3H2O，替换反应型乳化剂的种类，具体替换为等质量的AQUALON HS-10(第一工业制药株式会社制造)，将钛白粉替换为等质量的煅烧高岭土，将丙二醇替换为等质量的聚丙二醇，将聚碳二亚胺替换为等质量的N,N-亚甲基双丙烯酰胺。
对比例1
与实施例1的区别在于，不添加层状双金属氢氧化物，并将其质量分数计入改性硅酸镁锂中。
对比例2
与实施例1的区别在于，将反应型乳化剂替换为等质量的非反应型乳化剂(型号为OP-10)
以上实施例1-23和对比例1-2中水包砂涂料均采用如下方法制备得到：
(1)基础漆制备：在反应釜中按照配方量依次加入水、纤维素、分散剂、润湿剂、50％消泡剂、杀菌剂、防霉剂、抗冻剂、pH调节剂、颜填料、成膜助剂和50％增稠剂至粉料结束，高速(1500r/min)分散30min；调至中速(900r/min)，加入剩余助剂及乳液，匀速分散10分钟，加入50％消泡剂，50％增稠剂，低速分散5分钟后，基础漆粘度控制在120KU，加入级配的径砂，分散均匀，按色点比例调成不同色彩，备用。
(2)保护胶制备：控制去离子水温为25℃，将配方量的保护胶投入，加入三聚磷酸钠，高速(1500r/min)分散30分钟，完全溶解后放置备用。
(3)连续相乳液制备：将配方量的水、乳液和助剂加入至反应釜中，中速(900r/min)搅拌均匀，检测连续相粘度110KU，放置备用。
(4)水包砂涂料的制备：按照配方比例将基础漆加入至保护胶中，分散盘切割造粒，然后加入配方量的连续相，制得水包砂涂料。
实施例24
与实施例1的区别在于，步骤(1)中，基础漆粘度控制在130KU；步骤(2)中，连续相粘度控制在120KU，控制去离子水温为28℃。
性能测试
对实施例1-24和对比例1-2得到的水包砂涂料进行如下性能测试：
(1)按照HG/T 4343-2012标准进行与铝材的附着力测试；
附着力按照标准测试等级为0-5级，0级最佳，5级最差；
(3)按照HG/T 4343-2012标准进行耐水性测试；
耐水性测试等级分为：极好，好，一般，差，极差；
(4)彩色粒子沉降情况测试；
肉眼观察水包砂涂料中彩色粒子的沉降情况，结果分为下沉或不下沉。
性能测试结果如表5所示。
表5
由表5所示的结果可知，本发明提供的水包砂涂料在铝基材料上具有良好的附着力，并且耐水性佳。
而对比例1相较于实施例1仅不添加层状双金属氢氧化物，其附着力和耐水性明显下降；
对比例2相较于实施例1仅将反应型乳化剂替换为非反应型乳化剂，其附着力有所下降，耐水性明显降低；
由此可知，本发明中层状双金属氢氧化物和反应型乳化剂的同时引入，能够明显的提高涂料在铝材上的附着力以及耐水性。
对比实施例1和7可知，在乳液中引入含磷酸基团的单体(实施例1)相较于只含有普通单体(实施例7)，能够进一步提升涂料在铝材上的附着力以及耐水性。
对比实施例1、8-11可知，当乳液的制备原料包括质量百分比为5-10％的含有磷酸基团的单体和质量百分比为0.5-1％的反应型乳化剂时(实施例1、8和9)，涂料的耐水性和在铝材上的附着力得到进一步提升，含磷酸基团的单体过多(实施例10)或反应型乳化剂过多(实施例11)，均会使附着力和耐水性的综合性能下降。
对比实施例1、12-15可知，当保护胶中层状双金属氧化物与改性硅酸镁锂为3:7-7:3时(实施例1、12和13)，涂料的耐水性和在铝材上的附着力得到进一步提升，改性硅酸镁锂过多(实施例14)或层状双金属氧化物过多(实施例15)，均会使附着力和耐水性均下降。
对比实施例1、16-22可知，当砂粒具有本发明中的特定配级时(实施例1、16-20)，能够避免彩色离子的沉降情况，且附着力和耐水性得到进一步的提升，将任何一种粒径的砂的占比调整至该特定配级之外(实施例21和22)，都会导致彩色离子沉降情况严重，同时还会导致附着力和耐水性下降。
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)

1.一种水包砂涂料，包括基础漆、保护胶液和连续相，其特征在于，基础漆包括水、纤维素、砂粒、第一乳液、颜填料和第一助剂；保护胶液包括水、保护胶和保护胶稳定剂；连续相包括水、第二助剂和第二乳液；
第一乳液和第二乳液的制备原料包括单体和反应型乳化剂；
保护胶中包含层状双金属氢氧化物。
2.根据权利要求1所述的水包砂涂料，其特征在于，所述层状双金属氢氧化物具有式I所示结构：
[M2+ 1-xM3+x(OH)2]q+(X-)q·yH2O 式I
式I中，M2+选自Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+或Zn2+中的任意一种；M3+选自Al3+或Fe3+；X-为选自NO3 -、Cl-、F-或Br-；x为0.2-0.33；q＝x；y为1-4的自然数；
所述保护胶还包括改性硅酸锂镁铝皂；
层状双金属氢氧化物与改性硅酸锂镁铝皂的质量比为3:7-7:3；
所述保护胶稳定剂包括三聚磷酸钠。
3.根据权利要求1或2所述的水包砂涂料，其特征在于，所述第一乳液和第二乳液的制备原料的单体包括包含有磷酸基团的单体，并具有如下结构中的任意一种或至少两种；
式中，R选自CH2＝C(CH3)COO-或CH2＝CHCOO-；R'和R”各自独立地选自CH3-、-CH2CH3和-CH2CH2CH3中的任意一种；
所述反应型乳化剂包括阴离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂；
所述第一乳液或第二乳液中，单体质量含量为30-50％，其中含有磷酸基团的单体为5-10％；反应型乳化剂质量含量为0.5-1％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的水包砂涂料，其特征在于，所述基础漆、保护胶液、连续相的质量含量分别为：30-50％、20-40％、20-40％；
其中，基础漆按照质量分数包括如下组分：
保护胶液按照质量分数包括如下组分：
水 90-95％
保护胶 4-9％；
保护胶稳定剂 0.2-1％；
连续相按照质量分数包括如下组分：
水 19-30％
第二助剂 0.5-3.1％
第二乳液 50-80％。
5.根据权利要求4所述的水包砂涂料，其特征在于，所述砂粒为级配的砂粒，且按照质量分数包括如下组分：
6.根据权利要求4所述的水包砂涂料，其特征在于，所述纤维素为高分子量纤维素和低分子量纤维素按4:1～1:1.5组合，包括羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素和疏水改性的羟乙基纤维素中的任意一种或至少两种组合；
所述颜填料包括钛白粉、煅烧高岭土和碳酸钙中的任意一种或至少两种组合；
所述第一助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、杀菌剂、防霉剂、抗冻剂、pH调节剂、成膜助剂和增稠剂中的任意一种或至少两种组合；
所述第二助剂包括杀菌剂、消泡剂、交联剂、pH调节剂、成膜助剂和增稠剂中的任意一种或至少两种组合；
所述抗冻剂包括丙二醇、乙二醇和聚丙二醇中的任意一种或至少两种组合；
所述交联剂包括聚碳二亚胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种组合。
7.根据权利要求6所述的水包砂涂料，其特征在于，基础漆、保护胶液、连续相各组分及质量含量为：
基础漆 48％
保护胶液 22％
连续相 30％；
基础漆按照质量分数包括如下组分：
连续相按照质量分数包括如下组分：
保护胶液按照质量分数包括如下组分：
水 90-95％；
保护胶 4-9％
保护胶稳定剂 0.2-1％；
其中保护胶中层状双金属氢氧化物与改性硅酸锂镁铝皂的质量比为3:7-7:3。
8.一种权利要求1-7中任一项所述的水包砂涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)基础漆的制备：将水、纤维素、砂粒、第一乳液、颜填料和第一助剂混合，分散均匀，调色后得到所述基础漆；
(2)保护胶液的制备：将水和保护胶混合，分散均匀后得到所述保护胶液；
(3)连续相的制备：将水、第二助剂和第二乳液混合，分散均匀后得到所述连续相；
(4)水包砂涂料的制备：将基础漆和保护胶液混合，造粒，再加入连续相，得到所述水包砂涂料。
9.根据权利要求8所述的水包砂涂料的制备方法，其特征在于，
步骤(1)中，基础漆的粘度为120KU-130KU；
步骤(2)中，控制水的温度≥25℃；
步骤(3)中，连续相的粘度为110KU-120KU；
步骤(4)中，造粒方法包括分散盘切割造粒。
10.权利要求1-7中任一项所述的水包砂涂料的应用，其特征在于，所述水包砂涂料用于喷涂铝材基面保温装饰一体化板。
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