CN113789077A

CN113789077A - 一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料及其制备方法

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Publication number: CN113789077A
Application number: CN202111199441.5A
Authority: CN
Inventors: 江拥; 杨汝良; 蒋合兵; 熊林; 王刚; 杨飞; 汤朝红; 周茂英
Original assignee: Chengdu Hongrun Paint Co ltd
Current assignee: Chengdu Hongrun Paint Co ltd
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2021-12-14

Abstract

本发明涉及多彩涂料技术领域，公开了一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料及其制备方法，选用去离子水作为分散介质，主要由去离子水、Expancel微球、纤维素、PH调节剂、合成树脂乳液、填料、多彩保护胶、成膜助剂和砂配置制备水包砂多彩涂料。本发明利用Expancel微球在水包砂体系中能很好的对石英砂起到悬浮和承托的作用，对水包砂生产、运输、储存稳定性都起到很好的稳定作用，不易产生分层和沉底的问题；其透气、防霉抗碱、耐化学品性能优异，且具有优异的附着力、耐候性、抗开裂、抗粉化、保色性能。

Description

一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及多彩涂料技术领域，具体涉及一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料及其制备方法。

背景技术

多彩涂料是一种对生产、技术、施工等各方面要求都很苛刻的产品。唯有不断开发新产品、改善产品质量，严把质量关才是水包砂多彩涂料生命力的最佳方法。现目前水包砂多彩涂料存在以下问题：

1)分层和沉底问题：是指水包砂多彩涂料由于母料中含有一定比重的石英砂，整体比重较大，在储存和运输过程中受外界应力的影响，使得水包砂母料慢慢下沉，到一定时间沉淀物逐渐叠加压实，形成较为密实的硬块导致材料无法正常使用，原因主要是因为颗粒胶与保护胶之间比重控制不当造成的；

2)施工耗量大：要达到比较好的仿石效果，水包砂比重大在施工中单位平方用量1.5-2kg，在这厚度之下一次喷涂达不到成品效果，极易产生流挂的现象。给涂料施工带来二次施工成本。

3)渗色问题：水包砂多彩涂料在不同颜色彩粒浑浊液，彩粒界限模糊甚至不出现彩色颗粒。原因是彩色颗粒表面凝胶保护膜强度不够，彩粒内部的颜填料、助剂等通过保护膜不断向外渗透，使分散介质逐渐带上彩色颗粒的颜色造成。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料及其制备方法，利用Expancel微球在水包砂体系中能很好的对石英砂起到悬浮和承托的作用，对水包砂生产、运输、储存稳定性都起到很好的稳定作用，不易产生分层和沉底的问题；其透气、防霉抗碱、耐化学品性能优异，且具有优异的附着力、耐候性、抗开裂、抗粉化、保色性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料，包括如下质量分数的原料：

A组分：去离子水16-22％、分散剂0.1-0.3％、杀菌剂0.1-0.3％、消泡剂0.1-0.3％、金红石钛白粉0.3-0.6％，煅烧高岭土1-5％，羟乙基纤维素6-8％，伊士曼成膜助剂1-1.3％，PH值调节剂0.1-0.2％，聚合物微球1-5％，合成树脂乳液19-24％，保护胶溶液10-14％；石英砂80目16-20％，石英砂100目16-20％；

B组分：去离子水90％-92％，杀菌剂0.2-0.25％，多彩保护胶2-5％，无机凝胶4-5％；

C组分：去离子水40-45％，防腐剂0.1-0.3％，矿物油消泡剂0.1-0.3％，PH值调节剂1-1.5％，乙二醇2.5-3％，合成树脂乳液45-50％，伊士曼成膜助剂7-8％，碱溶胀增稠剂0.3-0.4％；

其中，聚合物微球为Expancel微球，A组分、B组分、C组分的用量之比为500：230：270。

进一步地，A组分中的保护胶溶液的质量分数为3.6％，分散剂为聚羧酸氨盐分散剂、聚丙烯酸氨盐分散剂、聚丙烯酸钠、磷酸三钠、硅酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基芳基磺酸酯中的一种或多种。

进一步地，杀菌剂为有机胺类杀菌剂、有机溴类杀菌剂中的一种或多种。

进一步地，B组分中的无机凝胶是质量分数为2％无机硅酸镁锂溶胶。

进一步地，C组分中的碱溶胀增稠剂为丙烯酸系碱溶胀增稠剂TT-615或疏水改性碱溶胀增稠剂DR-72。

为实现上述技术效果，本发明还提供了基于聚合物微球的水包砂多彩涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别制备A、B、C组分备用：

A组分：先将去离子水放入干净的反应釜中，在500转/分的转速下一次投入分散剂、杀菌剂、消泡剂、调整转速为800转/分依次加入金红石钛白粉、煅烧高岭土、羟乙基纤维素、成膜助剂搅拌15分钟，然后加入PH值调节剂，调整分散机转速至1500转/分，高速搅拌40分钟，检测细度≤40μm时，降低转速至800转/分加入聚合物微球搅拌分散10分钟后，依次加入合成树脂乳液、保护胶、石英砂搅拌均匀，品控粘度115-120KU；

B组分：将去离子水放入干净的反应釜中，在1000转/分，缓慢加入杀菌剂，多彩保护胶，搅拌至无明显的颗粒状为止，加入事先溶解好的2％无机硅酸镁锂溶胶搅拌均匀备用；

C组分：将去离子水放入干净的反应釜中，在500转/分转速下依次加入防腐剂、消泡剂、PH值调节剂、乙二醇、合成树脂乳液、成膜助剂，搅拌均匀后用1:1的去离子水先和增稠剂混合后，缓慢加入分散缸中减半均匀，品控粘度90-95KU备用；

S2、将230份B组分加入反应釜中，按照500份A组分用量依次加入A组分相应的原料，搅拌均匀后通过造粒机进行造粒；

S3、将270份的C组分加入步骤S1所得的颗粒中，用锚式搅拌搅拌均匀，控制初始粘度85-88KU之间；

S4、初始粘度到达要求后，包装即得基于聚合物微球的水包砂多彩涂料。

进一步地，A组分制备过程中按照花岗岩或大理石颜色及数量进行分包和调色。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明利用Expancel微球在水包砂体系中能很好的对石英砂起到悬浮和承托的作用，对水包砂生产、运输、储存稳定性都起到很好的稳定作用，不易产生分层和沉底的问题；其透气、防霉抗碱、耐化学品性能优异，且具有优异的附着力、耐候性、抗开裂、抗粉化、保色性能；

2.该水包砂多彩涂料的颜色配搭可选性多、具备丰富的色彩范围；施工宽容性强、良好的可塑性效果、施工手法多样；环保节能、自重轻、安全；仿饰效果、造型、搭配材料种类多样等优点，能广泛应用于住宅、酒店、学校、办公楼、娱乐场所等内、外墙艺术装饰。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

本实施例中的水包砂多彩涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别制备A、B、C组分备用：

在本实施例中，聚合物微球为封装有气体的小热塑性微球，其加热时气体膨胀，同时外壳软化，体积急剧增大，能产生高度可控的发泡，从而产生细小均匀的泡孔结构；因其体积急剧增大，使得水包砂多彩涂料中粘合剂需求低，因此最终产品中粘合剂的量可以减少而不会损失所需的性能；同时聚合物微球的密度低至25kg/m³，比玻璃微球低得多，少量的聚合物微球就能能显著降低最终产品的密度；因此聚合物微球在水包砂多彩涂料体系中能够起到轻质填料和发泡剂的双重功能，具有降低制造成本、减轻重量、创造有吸引力的纹理、保护免受损坏或保护免受元素侵害等优点。

本实施例中A组分中的保护胶溶液的质量分数为3.6％，分散剂为聚羧酸氨盐分散剂、聚丙烯酸氨盐分散剂、聚丙烯酸钠、磷酸三钠、硅酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基芳基磺酸酯中的一种或多种；杀菌剂为有机胺类杀菌剂、有机溴类杀菌剂中的一种或多种；B组分中的无机凝胶是质量分数为2％无机硅酸镁锂溶胶；C组分中的碱溶胀增稠剂为丙烯酸系碱溶胀增稠剂TT-615或疏水改性碱溶胀增稠剂DR-72。

本实施例中的水包砂多彩涂料施工宽容性强、良好的可塑性效果、施工手法多样；透气、防霉抗碱、耐化学品性能优异；如在A组分制备过程中按照花岗岩或大理石颜色及数量进行分包和调色，制得的水包砂多彩涂料就可以获得相应的大理石或花岗岩纹理的板材。

实施例2：

A组分：去离子水19.75％、分散剂0.2％、杀菌剂0.2％、消泡剂0.25％、金红石钛白粉0.4％，煅烧高岭土3％，羟乙基纤维素6％，伊士曼成膜助剂1.3％，PH值调节剂0.2％，聚合物微球3％，合成树脂乳液20％，3.6％保护胶溶液12％；石英砂80目18％，石英砂100目18％；

B组分：去离子水90％，杀菌剂0.25％，多彩保护胶3.6％，无机凝胶4％；

C组分：去离子水40％，防腐剂0.2％，矿物油消泡剂0.2％，PH值调节剂1％，乙二醇2.5％，合成树脂乳液45％，伊士曼成膜助剂8％，碱溶胀增稠剂0.3％；

本实施例中的水包砂多彩涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别制备A、B、C组分备用：

本实施例以基于聚合物微球的水包砂多彩涂料与同类产品玻化微珠水包砂、常规体系水包砂在相同的添加量的情况下进行实验对比，所选用的Expancel微球、玻化微珠、三棵树砖石漆相关对比性能如下表1所示：

表1 Expancel微球与同类产品的性能对比

通过以上数据对比看出，Expancel微球在水包砂体系中能很好的对石英砂起到悬浮和承托的作用，对水包砂生产、运输、储存稳定性都起到很好的稳定作用。而且在相同的添加量的情况下进行实验对比，用40％的去离子水分别添加60％的Expancel微球和膨胀玻化微珠在高速分散机上以2000转速搅拌20分钟后进行测试，膨胀玻化微珠的破碎率达到40％；Expancel微球的破碎率小于5％。从这实验数据对比中体现Expancel微球的机械稳定性相当优异。

将上述的各类水包砂多彩涂料在达到大理石花岗岩相同的效果的前提下，不同体系产品在平方用量上做出的数据对比如表2所示：

表2 Expancel微球水包砂涂料与同类产品的对比

从上表数据中看出Expancel微球水包砂比重轻，平方用量上有显著节约材料成本，施工总造价成本有明显优势，达到节能减材的作用。

本实施例针对现有技术中水包砂多彩涂料制备成本高、悬浮性差、比重大耗量大等缺陷，研制一种新的水包砂多彩涂料的制造方法，从原材料选取、质量配比研究、制备工艺过程的确认水包砂性能测试及使用效果监控、生产工艺锲合和市场推广研究等方面开展研究，在确保产品质量前提下，采用新环保材料的使用，有效实现产品的绿色制造及绿色建材的生产及应用。

将所制得的水包砂多彩涂料按照国标GB/T9755-2014、GB/T9779-2015、GB/T25261-2010、GB/T34676-2017、GB/T9756-2018进行对应项目的检测，所得的测试结果如下表3所示：

表3基于聚合物微球的水包砂多彩涂料性能检测结果

上表相关数据与相应国标进行对比可知，本实施例所制得的各类涂料的相关国家标准要求。

如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料，其特征在于，包括如下质量分数的原料：

2.根据权利要求1所述的一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料，其特征在于：A组分中的保护胶溶液的质量分数为3.6％，分散剂为聚羧酸氨盐分散剂、聚丙烯酸氨盐分散剂、聚丙烯酸钠、磷酸三钠、硅酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基芳基磺酸酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料，其特征在于：杀菌剂为有机胺类杀菌剂、有机溴类杀菌剂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料，其特征在于：B组分中的无机凝胶是质量分数为2％无机硅酸镁锂溶胶。

5.根据权利要求1所述的一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料，其特征在于：C组分中的碱溶胀增稠剂为丙烯酸系碱溶胀增稠剂TT-615或疏水改性碱溶胀增稠剂DR-72。

6.一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、分别制备A、B、C组分备用：

7.根据权利要求1所述的一种基于聚合物微球的水包砂多彩涂料的制备方法，其特征在于：A组分制备过程中按照花岗岩或大理石颜色及数量进行分包和调色。