CN113150581A

CN113150581A - 真石漆涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN113150581A
Application number: CN202011534587.6A
Authority: CN
Inventors: 夏铭
Original assignee: Ma'anshan Jianjia Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Ma'anshan Jianjia Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-07-23

Abstract

本发明提供了真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80‑100份、环氧乳液20‑30份、硅丙乳液12‑18份、纳米二氧化钛2‑5份、硅烷偶联剂2‑3份、凹凸棒土粉8‑12份、成膜助剂1‑2份、增稠剂0.5‑1份和消泡剂0.1‑0.5份。本发明还提供了所述真石漆涂料的制备方法。本发明所述真石漆涂料干燥时间短，在耐水性、耐碱性、耐冲击性、涂层耐温变性以及耐人工老化性等性能方面都有显著的提升，能够适用于环境更恶劣或有特殊要求的应用场合，对建筑物的综合保护性好，能够有效阻止外界恶劣环境对建筑物的侵蚀，延长建筑物的寿命。

Description

真石漆涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及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（例如：耐水性、耐碱性、耐冲击性、涂层耐温变性以及耐人工老化性）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的不足，提供真石漆涂料及其制备方法，有效解决现有真石漆涂料的综合性能不好，尤其耐水性、耐碱性、耐冲击性、涂层耐温变性以及耐人工老化性等性能较差的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80-100份、环氧乳液20-30份、硅丙乳液12-18份、纳米二氧化钛2-5份、硅烷偶联剂2-3份、凹凸棒土粉8-12份、成膜助剂1-2份、增稠剂0.5-1份和消泡剂0.1-0.5份。

作为上述技术方案的改进，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。

作为上述技术方案的改进，所述增稠剂为羟乙基纤维素或改性膨润土。

作为上述技术方案的改进，所述成膜助剂为丙二醇丁醚或乙二醇单甲醚。

作为上述技术方案的改进，所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-570、MPS、VTES和MPMS中的至少一种。

作为上述技术方案的改进，所述消泡剂为磷酸三丁酯或聚二甲基硅氧烷。

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：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂、凹凸棒土粉、成膜助剂、增稠剂和消泡剂加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.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：本发明所述真石漆涂料干燥时间短，在耐水性、耐碱性、耐冲击性、涂层耐温变性以及耐人工老化性等性能方面都有显著的提升，能够适用于环境更恶劣或有特殊要求的应用场合，对建筑物的综合保护性好，能够有效阻止外界恶劣环境对建筑物的侵蚀，延长建筑物的寿命。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明采用的原料为常规市售品，皆可于市场购得。

本发明所设计的真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：彩砂80-100份、环氧乳液20-30份、硅丙乳液12-18份、纳米二氧化钛2-5份、硅烷偶联剂2-3份、凹凸棒土粉8-12份、成膜助剂1-2份、增稠剂0.5-1份和消泡剂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。

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。

纳米二氧化钛除了具有和普通纳米材料一样的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，还具有特殊的光催化能力。纳米二氧化钛原料来源广泛、无毒、化学性质稳定。利用纳米二氧化钛对聚合物进行改性，使复合材料具备分解小分子污染物、杀菌、除臭等能力。同时，复合材料不仅有聚合物优异的成膜能力和柔韧性，还具备无机纳米粒子的热稳定性、高机械强度、催化性能以及光学性能等。

核壳型纳米二氧化钛/聚合物复合粒子的形成机理：纳米二氧化钛粒子在溶液中发生水合作用使表面富含羟基，为制备核壳结构的复合粒子提供了有效媒介。纳米二氧化钛的羟基有两种途径与聚合物相互作用，一是直接与聚合物链上所带基团发生化学反应，从而使无机纳米粒子与聚合物达到纳米尺度的复合；二是引入硅烷偶联剂，它们与羟基反应后能使纳米二氧化钛粒子表面生成亲有机端，使其与有机单体更好的相容，进而使纳米二氧化钛被聚合物包覆形成核壳结构。改性后的纳米二氧化钛还能增加粒子间的距离，大大减弱分散中的团聚现象。

本发明所述增稠剂优选为羟乙基纤维素或改性膨润土。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。

羟乙基纤维素是一种白色或淡黄色，无味、无毒的纤维状或粉末状固体，由碱性纤维素和环氧乙烷经醚化反应制备，属非离子型可溶纤维素醚类。其具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体等性能。

本发明所述成膜助剂优选为丙二醇丁醚或乙二醇单甲醚。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。

本发明所述硅烷偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、甲基丙烯酸-3-（三甲氧基硅基）丙酯(MPS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷(MPMS)中的至少一种。

本发明所述消泡剂优选为磷酸三丁酯或聚二甲基硅氧烷，通过添加消泡剂以抑制泡沫产生或消除已产生的泡沫。

实施例1

本实施例所设计的真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：天然彩砂80份、环氧乳液24份、硅丙乳液14份、纳米二氧化钛4份、KH-550 2.6份、凹凸棒土粉12份、丙二醇丁醚1.6份、羟乙基纤维素0.5份和磷酸三丁酯0.4份。

本实施例还提供了上述真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、KH-550、凹凸棒土粉、丙二醇丁醚、羟乙基纤维素和磷酸三丁酯加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.加入天然彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。

实施例2

本实施例所设计的真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：染色彩砂87份、环氧乳液20份、硅丙乳液18份、纳米二氧化钛2份、KH-570 1.5份、VTES 1.5份、凹凸棒土粉9份、乙二醇单甲醚1.3份、改性膨润土0.65份和聚二甲基硅氧烷0.1份。

本实施例还提供了上述真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、KH-570、VTES、凹凸棒土粉、乙二醇单甲醚、改性膨润土和聚二甲基硅氧烷加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.加入染色彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。

实施例3

本实施例所设计的真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：天然彩砂50份、石英砂50份、环氧乳液30份、硅丙乳液12份、纳米二氧化钛5份、MPMS 2.3份、凹凸棒土粉8份、丙二醇丁醚2.0份、改性膨润土0.85份和磷酸三丁酯0.5份。

本实施例还提供了上述真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、MPMS、凹凸棒土粉、丙二醇丁醚、改性膨润土和磷酸三丁酯加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.加入天然彩砂和石英砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。

实施例4

本实施例所设计的真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：石英砂94份、环氧乳液27份、硅丙乳液16份、纳米二氧化钛3份、MPS 2份、凹凸棒土粉11份、乙二醇单甲醚1.0份、羟乙基纤维素1份和聚二甲基硅氧烷0.3份。

本实施例还提供了上述真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、MPS、凹凸棒土粉、乙二醇单甲醚、羟乙基纤维素和聚二甲基硅氧烷加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.加入石英砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。

对比例1

本对比例所设计的真石漆涂料，包括以下按质量份数计的原料：天然彩砂108份、环氧乳液16份、硅丙乳液20份、纳米二氧化钛1份、KH-550 1.5份、凹凸棒土粉6份、丙二醇丁醚2.5份、羟乙基纤维素0.3份和聚二甲基硅氧烷0.05份。

本对比例还提供了上述真石漆涂料的制备方法，包括以下步骤：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、KH-550、凹凸棒土粉、丙二醇丁醚、羟乙基纤维素和聚二甲基硅氧烷加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.加入天然彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。

表1

对比例2

申请号为201710829257.1的中国专利申请公开了“一种外墙真石漆及其制备方法”，将其具体实施方式中的实施例2作为本发明的对比例2。

本对比例所设计的一种外墙真石漆，包括以下按质量份数计的原料：彩砂150份、硅丙乳液25份、成膜助剂5份、分散剂1份、增稠剂0.5份、消泡剂1份和憎水剂0.2份。

所述外墙真石漆的制备方法，包括以下步骤：

S1.在水中加入乙二醇丁醚、二甲苯和硅丙乳液，进行搅拌，搅拌转速为300-350r/min，搅拌10分钟后，升温至35-40℃，继续搅拌10分钟;

S2.依次加入硅丙乳液、碱液，边升温边搅拌，升温至45-50℃，再搅拌10分钟，搅拌转速为350-400r/min；

S3.依次加入增稠剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂和憎水剂，继续搅拌；

S4.加入彩砂，搅拌20-30分钟，搅拌温度控制在40-50℃，搅拌转速为450-500r/min。

实验例

将实施例1-4和对比例1-2制备的真石漆涂料分别喷涂至同一种墙体上，并分别对实施例1-4和对比例1-2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），检测结果见下表2。

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。

表2

项目

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

对比例1

对比例2

干燥时间

1.7h

2h

1.8h

1.9h

2.6h

3.1h

耐水性（96h）

涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，颜色无变化

无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，颜色轻微发白

耐碱性（96h）

涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，颜色无变化

涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，颜色轻微变化

耐冲击性

涂层无裂纹、剥落及明显变形

涂层耐温变性

10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓，与标准版相比，颜色无变化

10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓，与标准版相比，颜色轻微变化

耐人工老化性

1000h涂层无开裂、起鼓、剥落，粉化0级，变色0级

100h涂层无开裂、起鼓、剥落，粉化0级，变色1级

500h涂层无开裂、起鼓、剥落，粉化0级，变色1级

参见表1-2，通过实施例1-4和对比例1-2的数据对比可知，实施例1-4的技术方案在干燥时间、耐水性、耐碱性、耐冲击性、涂层耐温变性以及耐人工老化性方面的技术效果均明显优于对比例1-2。因此，可以确定本发明技术方案具有明显优于对比例1-2的技术效果。

由此可以看出，采用本发明技术方案的真石漆涂料，取得了意想不到的技术效果：干燥时间显著缩短，在耐水性、耐碱性、耐冲击性、涂层耐温变性以及耐人工老化性等性能方面都有显著的提升，能够适用于环境更恶劣或有特殊要求的应用场合，有效阻止外界恶劣环境对建筑物的侵蚀，延长建筑物的寿命，从而有效解决现有技术中存在的技术问题。此外，可以看出本发明技术方案的各技术特征之间存在着协同效果。

本发明中未对具体技术做出描述的均为现有技术。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.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、环氧乳液20-30份、硅丙乳液12-18份、纳米二氧化钛2-5份、硅烷偶联剂2-3份、凹凸棒土粉8-12份、成膜助剂1-2份、增稠剂0.5-1份和消泡剂0.1-0.5份。

2.根据权利要求1所述的真石漆涂料，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。

3.根据权利要求1所述的真石漆涂料，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素或改性膨润土。

4.根据权利要求1所述的真石漆涂料，其特征在于，所述成膜助剂为丙二醇丁醚或乙二醇单甲醚。

5.根据权利要求1所述的真石漆涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550、KH-570、MPS、VTES和MPMS中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的真石漆涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯或聚二甲基硅氧烷。

7.如1-6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：S1.按质量份数计依次将环氧乳液、硅丙乳液、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂、凹凸棒土粉、成膜助剂、增稠剂和消泡剂加入搅拌反应釜中，搅拌均匀；S2.加入彩砂并搅拌，搅拌均匀后得到真石漆涂料。