CN111849272A - 一种胶砂涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶砂涂料及其制备方法。本发明的胶砂涂料，按重量百分比计包含以下组分：砂料10～30％、纤维素0.1～0.5％、钛白粉5～10％、膨润土5～10％、有机增质剂0.1～0.5％、润湿剂0.1～0.5％、分散剂0.5～1％、改性流平剂5～10％、乳液20～30％、成膜助剂1～2％、增稠剂0.5～1％、水30～50％。本发明的制备方法简单，制得的涂料透气透湿性能好，砂料结合力强，不易掉砂；强度好，耐老化性强。

Description

一种胶砂涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，涉及一种涂料及其制备方法，尤其涉及一种胶砂涂料及其制备方法。

背景技术

真石漆是一种装饰效果酷似大理石、花岗石的涂料，主要采用各种颜色的天然石粉配制而成。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，可以收到生动逼真，回归自然的功效。真石漆具有防火、防水、耐酸碱、耐污染。无毒、无味、粘接力强，永不褪色等特点，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，由于真石漆具备良好的附着力和耐冻融性能，因此特别适合在寒冷地区使用。真石漆施工简便，易干省时，施工方便等优点。但是传统的真石漆往往透气透湿性能差，并且甲醛超标，给环境和人体健康造成很大危害，并且，砂料的结合力差，容易出现掉砂的现象，影响涂料的使用效果。

CN1070415A公开了一种墙面胶砂涂料，是以重量比为1:5的胶液和砂粒混合而成，胶液的重量中，含丙烯酸乳液48％、聚醋酸乙烯乳液48％、乙二醇1.495％、六偏磷酸钠1％、磷苯二甲酸二丁酯5‰、松香皂5‰及苯甲酸钠1％。砂粒的种类有玻璃砂、水晶石屑、大理石屑、花岗岩屑、彩微砂和陶瓷粒。这种涂料较薄，重量轻，凝固后表面孔隙较小，涂抹容易，可配各种颜色，耐水性、耐热性和抗冻性好。但是，该发明的墙面胶砂涂料的砂料粘结力、透气透湿性、强度及耐老化性能有待进一步增强。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种胶砂涂料及其制备方法，制得的涂料透气透湿性能好，砂料结合力强，不易掉砂；强度好，耐老化性强。

本发明的目的之一在于提供一种胶砂涂料，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种胶砂涂料，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

本发明中，在纤维素、钛白粉、膨润土、乳液中加入砂料，有效提高了涂料的透气透湿性能，通过加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、成膜助剂、增稠剂，并通过调整各组分的用量，共同提高了砂料在涂料中的结合力，避免了涂料使用过程中的掉砂问题，使制得的胶砂涂料同时具有良好的透气透湿性能和砂料结合力，具有良好的强度和耐老化性能。

具体地，所述胶砂涂料，按重量百分比计，包含以下组分：

砂料10～30％，例如砂料的重量百分比为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％等。

纤维素0.1～0.5％，例如纤维素的重量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。

钛白粉5～10％，例如钛白粉的重量百分比为5％、6％、7％、8％、9％、10％等。

膨润土5～10％，例如膨润土的重量百分比为5％、6％、7％、8％、9％、10％等。

有机增质剂0.1～0.5％，例如有机增质剂的重量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。

润湿剂0.1～0.5％，例如润湿剂的重量百分比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。

分散剂0.5～1％，例如分散剂的重量百分比为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等。

改性流平剂5～10％，例如改性流平剂的重量百分比为5％、6％、7％、8％、9％、10％等。

乳液20～30％，例如乳液的重量百分比为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％等。

成膜助剂1～2％，例如成膜助剂的重量百分比为1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％等。

增稠剂0.5～1％，例如增稠剂的重量百分比为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等。

水30～50％，例如水的重量百分比为30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％等。

其中，所述砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物。其中，陶瓷粒可以有效提高涂料的耐老化性能、耐高温性能。珊瑚砂为珊瑚或贝壳碎片，具持续释放碳酸钙的特性，颗粒大小不等，规格多种多样；属海洋天然滤材，最大的特点是微孔丰富，适宜大量的生化细菌生存，可作为下(内)层铺设滤材。由于其含丰富的孔隙结构，透气性能良好，还可作为生物过滤系统的载体，并且可以分解有害物质。粉煤灰的加入，又提高了陶瓷粒和珊瑚砂在涂料中与其他组分的粘结力，使得陶瓷粒和珊瑚砂在涂料中分布更均匀，综合作用提高涂料的透湿透气性，避免出现涂料在使用过程中的掉砂问题。

本发明中，应该合理控制陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的用量比，优选地，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为(30～40):(40～60):(20～40)，如果三者用量不在此范围内，则不能保证砂料在涂料中的粘结力，透湿透气性能不能达到最优效果。

本发明中，所述砂料的粒径为10～200μm，例如砂料的粒径为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm。如果粒径太大，使得涂料在使用时涂覆面外观不良，还容易出现掉砂现象；颗粒太小，透湿透气性能欠佳。

本发明中，所述乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；丙烯酸酯乳液具有防腐、抗氯离子渗透、耐老化和耐蚀性能；硅丙乳液是将含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。结合了有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性，疏水、表面能低不易污染性和丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性，是一种高耐候、高耐水、抗污染的环保型建筑用乳液及涂料；丙烯酸酯乳液和硅丙乳液混合使用配合其他组分，可使涂料的强度、耐老化性能最佳。

优选地，所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为(2～5):1，例如所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为2:1、3:1、4:1、5:1等。

其中，纤维素在涂料中的作用在于具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体等，纤维素可以选自木质纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、钠苯丙乳液、聚阴离子纤维素、聚乙烯醇丙二醇、聚丙烯酸钠乙基纤维素、羟乙基纤维素等。优选地，纤维素为羟乙基纤维素十万。

其中，分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散并且难溶于液体的无机、有机颜料的固体颗粒，同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的药剂。在涂料中使用颜料分散剂，可增加涂膜的光泽，改善流平性，提高涂料的着色和遮盖力，防止浮色、沉降，提高生产效率和涂料的贮存稳定性。膨润土和有机膨润土、金属皂、加氢蓖麻油等增稠剂可起颜料分散剂的作用。各种表面活性剂、低分子量的聚氧化乙烯(聚环氧乙烷)、低粘度甲基硅油、卵磷脂及其衍生物等也常使用，优选地，分散剂采用分散剂LXE。

本发明中，润湿剂能使固体物料更易被水浸湿的物质。通过降低其表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿。在涂料中，润湿剂不仅可以降低水的表面张力，便于更好的分散体系的粉料，同时便于基材的润湿；而且对乳液有一定的保护作用，可以提高乳液的机械稳定性和化学稳定性，优选地，润湿剂采用润湿剂486。

涂料成膜助剂又称聚结助剂，能促进乳胶粒子塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，使涂料能在较广泛施工温度范围内成膜。目前市场上成膜助剂种类繁多，可以选用十二碳醇酯、丙二醇苯醚(PPH)、各种酯类、醚醇类化合物等。

本发明中，所述增稠剂为增稠剂HA。

本发明中，氨基硅油乳液易溶于水，水溶液极其稳定，配伍性好，无破乳和漂油现象，不粘不黄变。具有吸附性、相容性及易乳化性。用作纤维后整理剂，可与纤维表面的活性基发生相互作用，提高亲水性和耐洗性，赋予织物滑糯、柔软、防皱、穿着舒适等特性，是棉、麻、丝绸、毛纺品等天然纤维及聚酯、尼龙、腈纶、等几乎所有纤维的最重要的柔软助剂。优选地，乳液为8040氨基硅油。

本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的胶砂涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：按配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到所述胶砂涂料。

作为优选方案，所述砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物，其中，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为(30～40):(40～60):10。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的胶砂涂料，透气透湿性能好，砂料结合力强，不易掉砂；涂料的强度、耐老化性能好；其中，抗折强度为1.5～2.8MPa，抗压强度为6～8.3MPa；将涂抹层浸水96h后，取出晾干，涂抹层不变软，砂料不掉砂；经1000h老化后不起泡、无脱落、无裂纹。

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。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。

实施例1

本实施例的胶砂涂料，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

其中，砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为30:40:30，砂料的粒径为100μm。

其中，乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为3:1；

其中，分散剂为分散剂LXE，润湿剂为润湿剂486，增稠剂为增稠剂HA，乳液为8040氨基硅油。

本实施例的胶砂涂料的制备方法包括以下步骤：按如上配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到胶砂涂料。

实施例2

本实施例的胶砂涂料，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

其中，砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为40:40:20，砂料的粒径为50μm。

其中，乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为2:1；

其中，分散剂为分散剂LXE，润湿剂为润湿剂486，增稠剂为增稠剂HA，乳液为8040氨基硅油。

本实施例的胶砂涂料的制备方法包括以下步骤：按如上配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到胶砂涂料。

实施例3

本实施例的胶砂涂料，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

其中，砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为40:40:20，砂料的粒径为150μm。

其中，乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为4:1；

其中，分散剂为分散剂LXE，润湿剂为润湿剂486，增稠剂为增稠剂HA，乳液为8040氨基硅油。

本实施例的胶砂涂料的制备方法包括以下步骤：按如上配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到胶砂涂料。

实施例4

本实施例的胶砂涂料，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

其中，砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为35:45:20，砂料的粒径为200μm。

其中，乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为5:1；

其中，分散剂为分散剂LXE，润湿剂为润湿剂486，增稠剂为增稠剂HA，乳液为8040氨基硅油。

本实施例的胶砂涂料的制备方法包括以下步骤：按如上配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到胶砂涂料。

实施例5

本实施例的胶砂涂料，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

其中，砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为30:40:30，砂料的粒径为80μm。

其中，乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为3:1；

其中，分散剂为分散剂LXE，润湿剂为润湿剂486，增稠剂为增稠剂HA，乳液为8040氨基硅油。

本实施例的胶砂涂料的制备方法包括以下步骤：按如上配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到胶砂涂料。

对比例1

本对比例与实施例1的区别之处在于，砂料中不含陶瓷粒，减少的陶瓷粒的质量平均分配至珊瑚砂和粉煤灰中，以保证砂料的总量不变，其他的与实施例1的均相同。

对比例2

本对比例与实施例1的区别之处在于，砂料中不含珊瑚砂，减少的珊瑚砂的质量平均分配至陶瓷粒和粉煤灰中，以保证砂料的总量不变，其他的与实施例1的均相同。

对比例3

本对比例与实施例1的区别之处在于，砂料中不含粉煤灰，减少的粉煤灰的质量平均分配至陶瓷粒和珊瑚砂中，以保证砂料的总量不变，其他的与实施例1的均相同。

对比例4

本对比例与实施例1的区别之处在于，陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为10:20:70，其他的与实施例1的均相同。

对比例5

本对比例与实施例1的区别之处在于，陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为60:30:10，其他的与实施例1的均相同。

对比例6

本对比例与实施例1的区别之处在于乳液为丙烯酸酯乳液，减少的硅丙乳液的质量增至丙烯酸酯乳液，其他的与实施例1的均相同。

对比例7

本对比例与实施例1的区别之处在于乳液为硅丙乳液，减少的丙烯酸酯乳液的质量增至硅丙乳液，其他的与实施例1的均相同。

对比例8

本对比例与实施例1的区别之处在于，所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为10:1，其他的与实施例1的均相同。

对比例9

本对比例与实施例1的区别之处在于，所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为1:1，其他的与实施例1的均相同。

将实施例1-5与对比例1-9制得的胶砂涂料涂抹于墙面，12h涂料层凝固，7天后干燥结牢，进行强度、砂料粘结力、耐老化性能测试，测试结果如表1所示。

其中，耐老化性能按照按GB/T1865-1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》测试；用湿膜制备器将涂料涂覆在洁净的水泥板上，在(23士2)℃，相对湿度50％的条件下，干燥7d以上，再将制得的试板放置于QUV-II型紫外线人工加速老化箱中进行测试，观察试板起泡、脱落、裂纹的情况，耐老化性检测时间为1000h。

表1

对比例1-3，砂料中缺陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰中的任意一种，都会使胶砂涂料的强度变弱，砂料结合力变差，出现掉砂现象，并且涂料的耐老化性能也变差；并且不含珊瑚砂或珊瑚砂的用量变小时，涂料的透湿透气性能也会降低。

对比例4-5，陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比不在本申请限定的质量比(30～40):(40～60):(20～40)的范围内，同样会使胶砂涂料的强度、砂料结合力、耐老化性能变差。

对比例6-7，乳液仅为硅丙乳液或仅为丙烯酸酯乳液；对比例8-9丙烯酸酯乳液与硅丙乳液的质量比不在本申请的(2～5):1内，也会使胶砂涂料的强度、砂料结合力、耐老化性能变差。

综上所述，本发明的胶砂涂料，通过调节各组分及其用量配比，使制得的胶砂涂料的透气透湿性能好，砂料结合力强，不易掉砂；涂料的强度、耐老化性能好；其中，抗折强度为1.5～2.8MPa，抗压强度为6～8.3MPa；将涂抹层浸水96h后，取出晾干，涂抹层不变软，砂料不掉砂；经1000h老化后不起泡、无脱落、无裂纹。

本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。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)

1.一种胶砂涂料，其特征在于，按重量百分比计，所述胶砂涂料包含以下组分：

2.根据权利要求1所述的胶砂涂料，其特征在于，所述砂料为陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的混合物。

3.根据权利要求2所述的胶砂涂料，其特征在于，所述陶瓷粒、珊瑚砂和粉煤灰的质量比为(30～40):(40～60):(20～40)。

4.根据权利要求1-3之一所述的胶砂涂料，其特征在于，所述砂料的粒径为10～200μm。

5.根据权利要求1-4之所述的胶砂涂料，其特征在于，所述乳液为丙烯酸酯乳液和硅丙乳液的混合物；

优选地，所述丙烯酸酯乳液与所述硅丙乳液的质量比为(2～5):1；

优选地，所述纤维素为羟乙基纤维素十万。

6.根据权利要求1-5之一所述的胶砂涂料，其特征在于，所述分散剂为分散剂LXE。

7.根据权利要求1-6之一所述的胶砂涂料，其特征在于，所述润湿剂为润湿剂486。

8.根据权利要求1-7之一所述的胶砂涂料，其特征在于，所述增稠剂为增稠剂HA。

9.根据权利要求1-8之一所述的胶砂涂料，其特征在于，所述乳液为8040氨基硅油。

10.一种如权利要求1-9之一所述的胶砂涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：按配比将砂料、纤维素、钛白粉、膨润土和水混合，边搅拌边加入有机增质剂、润湿剂、分散剂、改性流平剂、乳液、成膜助剂和增稠剂，混合均匀后，得到所述胶砂涂料。