CN111620602A - 一种真石漆涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80‑100份、氧化石墨烯环氧乳液18‑30份、硅丙乳液16‑20份、成膜助剂1‑2份、增稠剂1‑3份、消泡剂0.1‑0.5份。一种真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)依次将氧化石墨烯环氧乳液、硅丙乳液、增稠剂、消泡剂和成膜助剂加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；(2)加入彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。所述真石漆涂料的综合性能好、使用寿命长，尤其具有较大的附着力和优异的耐水性、耐碱性、涂层耐温变性、耐人工老化性以及抗污染性、抗腐蚀性，能够适用于环境更恶劣或有特殊要求的应用场合。

Description

一种真石漆涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于真石漆涂料领域，具体涉及一种真石漆涂料及其制备方法。
背景技术
真石漆是一种装饰效果酷似大理石、花岗岩的涂料，主要采用各种颜色的天然石粉配制而成，应用于建筑外墙的仿石材效果，因此又称液态石。
真石漆装修后的建筑物，具有天然真实的自然色泽，给人以高雅、和谐、庄重之美感，适合于各类建筑物的室内外装修。特别是在曲面建筑物上装饰，生动逼真，有一种回归自然的效果。真石漆具有防火、防水、耐酸碱、耐污染、无毒、无味、粘接力强等特点，能有效地阻止外界恶劣环境对建筑物侵蚀，延长建筑物的寿命。
随着真石漆涂料应用领域的扩展，对现有真石漆涂料在耐水性、耐腐蚀性、涂层耐温变性、耐人工老化性、附着力等方面均提出了更高的需求，以适用于环境更恶劣或有特殊要求的应用场合。
例如，申请号为201710829257.1的《一种外墙真石漆及其制备方法》专利申请中，真石漆的耐污染性指标有了很大的提升，但是其他性能(耐水性、耐碱性、涂层耐温变性、耐腐蚀性、耐人工老化性等)仅满足规范要求，如当涂层遇水时颜色会轻微发白、涂层使用后期会变色1级，从而严重影响真石漆的外观美观性以及使用寿命，同时，使真石漆的使用场合收到限制。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种真石漆涂料及其制备方法，所述真石漆涂料所用的原料成本较低，且制得的真石漆涂料具有较大的附着力和优异的耐水性、耐碱性、涂层耐温变性、耐人工老化性以及抗污染性、抗腐蚀性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80-100份、氧化石墨烯环氧乳液18-30份、硅丙乳液16-20份、成膜助剂1-2份、增稠剂 1-3份、消泡剂0.1-0.5份。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述真石漆涂料还包括按质量份数计的原料：固化剂0.3-0.8 份；所述固化剂为水性环氧固化剂。
进一步，所述氧化石墨烯环氧乳液的制备方法包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯粉末；(2)将氧化石墨烯粉末置于去离子水中进行超声分散，加入环氧树脂乳液后，继续超声震荡，搅拌均匀后得到氧化石墨烯环氧乳液。
其中，步骤(2)中，各原料的用量优选为氧化石墨烯粉末0.2-1g、去离子水10ml、环氧树脂乳液50-100ml。
其中，所述彩砂为天然彩砂、染色彩砂、石英砂中的一种或一种以上的组合。
其中，所述成膜助剂包括醇类、醇酯类、醇醚类中的一种或一种以上的组合。
其中，所述增稠剂为纤维素类、改性膨润土、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或一种以上的组合。
其中，所述消泡剂为矿物油类、有机硅类、聚醚类中的一种或一种以上的组合。
本发明还提供了上述真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)依次将氧化石墨烯环氧乳液、硅丙乳液、增稠剂、消泡剂和成膜助剂加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；(2)加入彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。
本发明的有益效果是：所述真石漆涂料的综合性能好、使用寿命长，尤其具有较大的附着力和优异的耐水性、耐碱性、涂层耐温变性、耐人工老化性以及抗污染性、抗腐蚀性，能够适用于环境更恶劣或有特殊要求的应用场合。
具体实施方式
下面对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80-100份、氧化石墨烯环氧乳液18-30份、硅丙乳液16-20份、成膜助剂1-2份、增稠剂 1-3份、消泡剂0.1-0.5份。
其中，所述彩砂为天然彩砂、染色彩砂、石英砂中的一种或一种以上的组合。
所述真石漆涂料还包括按质量份数计的原料：固化剂0.3-0.8份；所述固化剂为水性环氧固化剂，例如水性环氧固化剂EA-15、水性环氧固化剂 EA-31。所述水性环氧固化剂EA-15是一种水溶性的改性胺固化剂，具有很好的硬度、高光泽、优异的耐盐雾性、耐酸碱。所述水性环氧固化剂EA-31 是一种水溶性的改性胺固化剂，具有突出的柔韧性、优异的耐盐雾性、耐酸碱性。
固化剂的用量对所述真石漆涂料的耐化学性能影响较大，增加固化剂的量，有利于提高涂料的交联度和固化速度，其中固化剂的用量为0.6份时，所述真石漆涂料的各项性能都比较好。
所述氧化石墨烯环氧乳液的制备方法包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯粉末；(2)将0.2-1g氧化石墨烯粉末置于10ml去离子水中进行超声分散，加入50-100ml环氧树脂乳液后，继续超声震荡，搅拌均匀后得到氧化石墨烯环氧乳液。
具体而言，所述氧化石墨烯环氧乳液的制备方法包括以下步骤：
(1)氧化石墨烯粉末的制备：在250ml烧瓶中加入50ml浓H2SO4，然后在搅拌下加入2g石墨粉、1g NaNO3、6g KMnO4(份多次加入)，在冰水浴下搅拌反应2h后升温至35℃，继续反应0.5h，并加适量水稀释，然后升温至85℃，继续反应20min，溶液呈棕黄色，用10g 30％的H2O2还原残留的氧化剂，过滤，用1mol·L-1的稀HCL和去离子水洗涤沉淀物，直到滤液中检测不到
Figure RE-GDA0002606766340000041
为止，最后用无水乙醇反复洗涤沉淀，将沉淀转移至培养皿中，自然晾干，研磨得到氧化石墨烯粉末，保存备用；
(2)称取0.2-1g氧化石墨烯粉末，置于10ml去离子水中，超声分散 1-2h，使氧化石墨烯片层能够充分剥离；然后加入50-100ml环氧树脂乳液，继续超声震荡0.5h，搅拌均匀后得到氧化石墨烯环氧乳液。
与石墨烯相比，氧化石墨烯制备方法简单、具有更好的亲水性，在水性环氧树脂乳液中分散均匀，且保留了石墨的强耐腐蚀性，显著提高所述真石漆涂料的机械性能、化学性能及防腐性能。
本发明通过加入氧化石墨烯改性后的环氧乳液，显著提高所述真石漆涂料的耐水、酸、碱、盐水性能以及抗腐蚀性，且随着氧化石墨烯环氧乳液加入量的增加，所述真石漆涂料的综合性能越来越好，在加入量为26份时，所述真石漆涂料的综合性能达到最好，继续增加加入量，对所述真石漆涂料的综合性能没有影响，反而造成资源的浪费。所述氧化石墨烯环氧乳液的增加还使得所述真石漆涂料的附着力、硬度、柔韧度、黏度等有所增加，对干燥时间的影响很小。
硅丙乳液是一种高耐候、高耐水、抗污染的环保型建筑用乳液，其结合了有机硅的耐高温性、耐候性、耐化学品性、疏水性、表面能低不易污染性以及丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性。本发明通过硅丙乳液显著提高所述真石漆涂料的耐候性、耐水性以及抗污染性，且随着硅丙乳液用量的增加，所述真石漆涂料的综合性能先越来越好，再越来越差，接着又越来越好。
所述成膜助剂包括醇类、醇酯类、醇醚类中的一种或一种以上的组合，例如丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯。所述成膜助剂能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，显著降低所述真石漆涂料的最低成膜温度，此外，还可以改善所述真石漆涂料的聚结性、耐候性、耐擦洗性及展色性，使所述真石漆涂料同时具有良好的储存稳定性。当环境温度低于所述真石漆涂料的成膜温度时真石漆涂料不易成膜，成膜助剂能改善真石漆涂料成膜机理，帮助成膜，且随着所述成膜助剂加入量的增加，所述真石漆涂料成膜温度越低，成膜效果越好。
所述增稠剂为纤维素类、改性膨润土、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或一种以上的组合。其中，改性膨润土是选用优质的膨润土为原料，经改性精制而成的高纯、高白、超分散性、高稠度天然蒙脱石无机凝胶产品。改性膨润土具有优异的分散悬浮性和增稠性能；较强的触变性能，可赋予所述真石漆涂料优良的流平性和防流挂性能；在低浓度时能对乳液有较好的稳定作用，减少在温度升高时乳液的不稳定倾向；耐洗刷性，来源于天然矿物，不溶于水，能显著提高涂料的耐洗刷性能；耐酸碱性，适应酸碱范围大，可在PH值4-12的介质中使用；协同增稠性，能和有机增稠剂兼容。
所述消泡剂为矿物油类、有机硅类、聚醚类中的一种或一种以上的组合，例如聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚，通过添加消泡剂以抑制泡沫产生或消除已产生的泡沫。
一种真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用搅拌反应釜，在500-1000r/min转速下，按照质量份数依次加入氧化石墨烯环氧乳液、硅丙乳液、增稠剂、消泡剂、成膜助剂，搅拌10-30min；(2)继续搅拌并加入彩砂，之后提高转速至800-1500r/min，搅拌10-30min，搅拌均匀后得到真石漆涂料。所述真石漆涂料所用的原料成本低、制备方法简单。
对比例1
一种真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂100-200份、硅丙乳液25-50份、成膜助剂4-20份、分散剂0.2-1.5份、增稠剂0.5-2份、消泡剂1-2份、憎水剂0.1-0.5份。
表1
Figure RE-GDA0002606766340000061
表2
Figure RE-GDA0002606766340000062
Figure RE-GDA0002606766340000071
表1中的实施例1-4均为本发明的实施例，对比例1是现有技术且为本发明的对比例，并分别对实施例1-4和对比例1制备的真石漆涂料性能进行检测，采用的标准为《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》(JG/T24-2000)。其中，(1)干燥要求：时间≤4h(表干)；(2)耐水性(96h)要求：涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化；(3)耐碱性(96h) 要求：涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化； (4)耐冲击性要求：涂层无裂纹、剥落及明显变形；(5)涂层耐温变性要求：10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓，与标准版相比，允许颜色轻微变化；(6)耐人工老化性(500h)要求：涂层无开裂、起鼓、剥落，粉化0级，变色≤1级。
由表2中的检测结果可知，实施例1-4制备的真石漆涂料，相比于对比例1，干燥时间显著缩短，在耐水性、耐碱性、涂层耐温变性、耐人工老化性以及抗腐蚀性等方面均具有显著提升。此外，在做了梯度实验后发现，相比于其他实施例制备的真石漆涂料，实施例4制备的真石漆涂料的综合性能最差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种真石漆涂料，其特征在于，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80-100份、氧化石墨烯环氧乳液18-30份、硅丙乳液16-20份、成膜助剂1-2份、增稠剂1-3份、消泡剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种真石漆涂料，其特征在于，所述真石漆涂料还包括按质量份数计的原料：固化剂0.3-0.8份；所述固化剂为水性环氧固化剂。
3.根据权利要求1所述的一种真石漆涂料，其特征在于，所述氧化石墨烯环氧乳液的制备方法包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯粉末；(2)将氧化石墨烯粉末置于去离子水中进行超声分散，加入环氧树脂乳液后，继续超声震荡，搅拌均匀后得到氧化石墨烯环氧乳液。
4.根据权利要求3所述的一种真石漆涂料，其特征在于，步骤(2)中，各原料的用量优选为氧化石墨烯粉末0.2-1g、去离子水10ml、环氧树脂乳液50-100ml。
5.根据权利要求1所述的一种真石漆涂料，其特征在于，所述彩砂为天然彩砂、染色彩砂、石英砂中的一种或一种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的一种真石漆涂料，其特征在于，所述成膜助剂包括醇类、醇酯类、醇醚类中的一种或一种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的一种真石漆涂料，其特征在于，所述增稠剂为纤维素类、改性膨润土、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或一种以上的组合。
8.根据权利要求1所述的一种真石漆涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类、有机硅类、聚醚类中的一种或一种以上的组合。
9.如1-8任一项权利要求所述的真石漆涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)依次将氧化石墨烯环氧乳液、硅丙乳液、增稠剂、消泡剂和成膜助剂加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；(2)加入彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。
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