CN113861824B - 一种艺术涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种艺术涂料及其制备方法和应用，所述艺术涂料按照重量份数包括如下组分：水10‑15份，成膜物质20‑40份，助剂0.1‑7.7份和填料10‑20份；所述成膜物质包括质量比为(1‑2):1:(1‑2)的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液。本发明所述艺术涂料形成的漆膜在满足环保性能、抗菌性能和空气净化性能的基础上，兼具优异力学性能和仿皮质手感。

Description

一种艺术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，尤其涉及一种艺术涂料及其制备方法和应用。
背景技术
在装饰装修方面，传统乳胶漆的手感和颜色相对普通单一，艺术涂料作为一种相对新型的墙面涂料，具有色彩丰富和工艺效果多变的优势，可根据空间布局和家具通过不同的施工方式呈现不同的效果。
CN104761989B公开了一种复合无机金属天鹅绒涂料及其制备方法，通过按质量百分数计算的以下原料制备而成：水5-30％、无机硅粘结剂10-20％、纤维素0.2-0.4％、润湿剂0.2-0.4％、流平剂0.3-0.5％、防冻剂0.2-0.8％、有机硅消泡剂0.2-0.4％、绒毛粉5-15％、珠光粉10-20％、绢云母粉5-10％、玻璃砂25-30％、光触媒粉0.1-0.4％、悬浮型增稠剂5-10％、乳液10-20％、防沉剂1.7-3.3％、防腐剂2-4.4％、银离子防霉剂0-0.2％、着色剂0-2％；通过以纤维绒毛粉的细腻、质感、富有弹性为主原料，以绢云母粉、金属珠光粉作为填料，其公开的无机金属天鹅绒涂料具有珠光十足的豪华外表，增加光触媒粉，使产品具有分解室内甲醛功能。
CN110003744A公开了一种抗划伤仿绒毛效果的艺术涂料，其公开的艺术涂料包括以下组份及其质量百分比：水50-55％；乙二醇1.5-2％；成膜助剂1-1.5％；丙三醇1-1.5％；防腐剂0.2-0.25％；消泡剂0.2-0.25％；防霉剂0.2-0.3％；PH调节剂0.1-0.15％；分散剂0.2-0.4％；润湿剂0.2-0.3％；膨润土0.2-0.3％；增稠剂0.5-0.6％；乳液25-30％；色粉10-15％。本发明通过上述组分，具有良好的抗磨性，能够很好的抵抗常规的划伤、刮擦，持久耐用，以及极佳的手感，同时可以与空气中游离甲醛发生反应，永久性的降低空气中游离甲醛的浓度，达到国家标准≤0.08mg/m3净化，室内空气，更环保，更健。
目前的艺术涂料具有多种多样的色彩效果，例如，丝绒的、亮彩的、珠光亮片的等，但是在手感方面，摸起来较粗糙，有时容易划伤皮肤。现有的艺术涂料在工艺手感方面大同小异，都是在乳胶漆手感基础上增加些层次感、立体感，没有像皮质摸上去的那种柔软不伤手的。
综上所述，开发一种能形成兼具优异力学性能和仿皮质手感的漆膜的艺术涂料至关重要。
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艺术涂料及其制备方法和应用，所述艺术涂料形成的漆膜在满足环保性能、抗菌性能和空气净化性能的基础上，兼具优异力学性能和仿皮质手感。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种艺术涂料，所述艺术涂料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003305374550000021
所述成膜物质包括质量比为(1-2):1:(1-2)的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液，其中1-2可以为1.2、1.4、1.6、1.8等，水性聚氨酯乳液和苯丙乳液的重量可相同，也可不同。
本发明所述艺术涂料采用特定配比的水性聚氨酯乳液(PU)、丙烯酸酯类乳液(PA)和苯丙乳液作为成膜物质，水性聚氨酯溶液具有极佳的弹性性能，优异的强度，丰富细腻的手感，优异的柔韧性及抗热粘性，搭配使用苯丙乳液和丙烯酸酯类乳液，提升漆膜的硬度，三者共混，发挥协同作用，实现了干燥成膜过程中PA-PU双向的成膜网络，干燥后的漆膜既有较好的弹性，苯丙乳液苯丙乳液又显著提高了水性聚氨酯乳液的机械硬度不足的问题，涂膜具有一定的硬度，最大程度的保留了皮质手感，同时不会过软硬度不佳，两者达到平衡。三者配合成膜后形成微气囊涂层结构，能够带来高效的遮盖效应，节省遮盖填料等的添加量，又提供了漆膜柔滑细腻、柔肤的手感，三者任意一种的质量占比过高或过低均会影响形成的漆膜的手感和力学性能。
所述水的重量份数为10-15份，例如11份、12份、13份、14份等。
所述成膜物质的重量份数为20-40份，例如22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份等。
所述助剂的重量份数为0.1-8份，例如0.2份、0.5份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份等。
所述填料的重量份数为10-20份，例如12份、14份、16份、18份等。
优选地，所述水性聚氨酯乳液的粘度小于1400mPa·s，例如1350mPa·s、1300mPa·s、1200mPa·s等。
优选地，所述水性聚氨酯乳液的pH值为5-9，例如6、7、8等。
优选地，所述水性聚氨酯乳液的100％模量为0.9-1.5MPa，例如1.0MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa等。所述“100％模量”指的是伸长率为100％时的拉伸强度。
优选地，所述丙烯酸酯类乳液的粒径为100-300nm，例如120nm、140nm、160nm、180nm、200nm、220nm、240nm、260nm、280nm等。
优选地，所述述丙烯酸酯类乳液的最低成膜温度为0-8℃，例如1℃、2℃、4℃、6℃等。
优选地，所述丙烯酸酯类乳液的玻璃化转变温度为-8-5℃，例如-6℃、-4℃、-2℃、0℃、2℃、4℃等。
优选地，所述苯丙乳液的粒径为100-300nm，例如120nm、150nm、180nm、200nm、220nm、250nm、280nm等。
优选地，所述苯丙乳液的最低成膜温度为25-35℃，例如26℃、28℃、30℃、32℃、34℃等。
优选地，所述苯丙乳液的玻璃化转变温度为30-50℃，例如32℃、34℃、36℃、38℃、10℃、42℃、44℃、46℃、48℃等。
优选地，所述艺术涂料还包括改性绒毛粉和/或金葱粉，进一步优选改性绒毛粉和金葱粉的组合。
本发明中，改性绒毛粉柔和的光学效果，与金葱粉明亮的闪光视觉效果，二者互相配合。改性绒毛粉和金葱粉的搭配使用，分散性好的改性绒毛粉包裹在金葱粉周围，不产生粗糙质感，涂膜表层的手感柔肤爽滑。
优选地，所述改性绒毛粉的粒径为15-30μm，例如16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm等。
本发明搭配使用低粒径的改性绒毛粉，与高弹性的水性聚氨酯乳液相互协同作用，增强形成的漆膜的皮质手感。
优选地，所述改性绒毛粉的表面含聚氨酯基团。
本发明改性绒毛粉是表面接有聚氨酯基团的有机硅弹性体正球形微米粒子，由于聚硅氧烷本身所具有的耐热、抗UV、润滑等特性，当改性绒毛粉被加入到涂层中，形成特殊的海岛结构，赋予涂层抗UV、耐刮擦等鲜明特点。同时，又具有分散性好、润滑性佳、易于流动等优势，赋予涂膜皮质触感更强。
优选地，所述改性绒毛粉的重量份数为5-15份，例如6份、8份、10份、12份、14份等。
优选地，所述金葱粉的重量份数为5-15份，例如6份、8份、10份、12份、14份等。
优选地，所述金葱粉为PET材质，且粒径为0.05-0.2mm，例如0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.16mm、0.18mm等。
本发明搭配使用低粒径的金葱粉，闪光度高，亮度高，镜面效果明显。增强了漆膜的视觉效果，使装饰部分凹凸有层次，更具立体感，而其高度闪光的特性，更使得漆膜表层鲜艳夺目、倍添光彩。
优选地，所述助剂包括膨润土、分散剂、润湿剂、pH调节剂、成膜助剂、增稠剂、光触媒助剂、抗菌剂或防腐防霉剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述膨润土的重量份数为0.1-0.3份，例如0.15份、0.2份、0.25份等。
优选地，所述分散剂的重量份数为0.5-1.5份，例如0.6份、0.8份、1.0份、1.2份、1.4份等。
优选地，所述润湿剂的重量份数为0.5-1.0份，例如0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份等。
优选地，所述pH调节剂的重量份数为0.1-0.3份，例如0.15份、0.2份、0.25份等。
优选地，所述成膜助剂的重量份数为0.5-1.5份，例如0.6份、0.8份、1.0份、1.2份、1.4份等。
优选地，所述增稠剂的重量份数为0.5-1.5份，例如0.6份、0.8份、1.0份、1.2份、1.4份等。
优选地，所述光触媒助剂的重量份数为0.2-0.5份，例如0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份等。
优选地，所述抗菌剂的重量份数为0.1-0.3份，例如0.15份、0.2份、0.25份等。
优选地，所述防腐防霉剂的重量份数为0.3-0.8份，例如0.4份、0.5份、0.6份、0.7份等。
优选地，所述分散剂包括钠盐和/或铵盐。
优选地，所述pH调节剂包括有机醇胺类pH调节剂和/或无机pH调节剂。
优选地，所述润湿剂包括烷基醚类润湿剂。
优选地，所述成膜助剂包括醇酯类溶剂。
优选地，所述增稠剂包括疏水改性碱溶胀增稠剂(HASE)和/或聚氨酯类增稠剂。
优选地，所述填料包括云母粉、滑石粉、硅灰石、煅烧高岭土、霞石粉、重晶石粉或重钙中的任意一种或至少两种的组合。
作为优选的技术方案，所述艺术涂料按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003305374550000061
Figure BDA0003305374550000071
所述成膜物质包括质量比为(1-2):1:(1-2)的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液；
所述改性绒毛粉的粒径为15-30μm。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的艺术涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将水、成膜物质、助剂和填料混合，得到所述艺术涂料；
所述成膜物质包括质量比为(1-2):1:(1-2)的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液，其中1-2可以为1.2、1.4、1.6、1.8等，水性聚氨酯乳液和苯丙乳液的重量可相同，也可不同。
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的艺术涂料，或，第二方面所述的方法制备的艺术涂料在建筑中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述艺术涂料形成的漆膜在满足环保性能、抗菌性能和空气净化性能的基础上，兼具优异力学性能和仿皮质手感，断裂伸长率在13.3％-14.7％之间，拉伸强度在4.2-4.8MPa之间，仿皮质手感在4.5分以上。
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。
本发明所用的原料的具体种类和购置信息如表1：
表1
组分 名称或购置信息
水性聚氨酯乳液 购于科思创，牌号为DLP-R
丙烯酸酯类乳液 购于BLJ，牌号为BLJ-9982
苯丙乳液 购于BATF，牌号为RS-5969
改性绒毛粉 购于涌奇，牌号为TP906U、TP902U
金葱粉 购于海纳，牌号为B0205、B0206系列
分散剂 购于圣诺普科，牌号为SN 5040
润湿剂 购于科莱恩，牌号为LFH
pH调节剂 购于DOW，牌号为AMP-95
成膜助剂 购于Chemoxy，牌号为coasol 290plus
增稠剂 购于DOW，牌号为2020
光触媒助剂 购于中科院，牌号为N 401光触媒助剂
抗菌剂 购于THOR，牌号为AGT 2
防腐防霉剂 购于THOR，牌号为MBS 5050、LPU11
实施例1-7
一种艺术涂料，所述艺术涂料由表2所示的重量份数的组分组成：
表2
Figure BDA0003305374550000081
Figure BDA0003305374550000091
实施例1、6-7中的组分有所区别，具体如下：
实施例1：
成膜物质：质量比为1.5:1:1.5的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液；
所述水性聚氨酯乳液的粘度为1200mPa·s，平均pH值为7，平均100％模量为1.2MPa；
所述丙烯酸酯类乳液的平均粒径为200nm，平均最低成膜温度为5℃，平均玻璃化转变温度为2℃；
苯丙乳液的平均粒径为200nm。
改性绒毛粉：表面含聚氨酯基团的改性绒毛粉，平均粒径为20μm；
填料：质量相同的云母粉、滑石粉、硅灰石、煅烧高岭土和霞石粉。
实施例6
成膜物质：质量比为1:1:2的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液；
所述水性聚氨酯乳液的粘度为1200mPa·s，平均pH值为7，平均100％模量为1.2MPa；
所述丙烯酸酯类乳液的平均粒径为200nm，平均最低成膜温度为5℃，平均玻璃化转变温度为2℃；
苯丙乳液的平均粒径为200nm。
改性绒毛粉：表面含聚氨酯基团的改性绒毛粉，平均粒径为20μm；
填料：质量相同的重晶石粉和重钙。
其余均与实施例1相同。
实施例7
成膜物质：质量比为2:1:1的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液；
所述水性聚氨酯乳液的粘度为1200mPa·s，平均pH值为7，平均100％模量为1.2MPa；
所述丙烯酸酯类乳液的平均粒径为200nm，平均最低成膜温度为5℃，平均玻璃化转变温度为2℃；
苯丙乳液的平均粒径为200nm。
改性绒毛粉：表面含聚氨酯基团的改性绒毛粉，平均粒径为20μm；
填料：煅烧高岭土。
其余均与实施例1相同。
实施例1-7所述水性涂料的制备过程包括如下步骤：
(1)将去离子水、分散剂、润湿剂、膨润土、pH调节剂和填料高速分散，形成第一混合液；
(2)将改性绒毛粉、金葱粉、成膜物质、成膜助剂、光触媒助剂、抗菌剂、增稠剂和防腐防霉剂中低速分散，形成第二混合液；
(3)将第一混合液和第二混合液混合，得到所述艺术涂料。
实施例8-11
实施例8-11与实施例1的区别在于改性绒毛粉的粒径分别为15μm(实施例8)、30μm(实施例9)、10μm(实施例10)和40μm(实施例11)，其余均与实施例1相同。
实施例12-13
实施例12-13与实施例1的区别在于成膜物质各组分的比例不同，具体区别如下：
实施例12：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为1:1:1.5，其余均与实施例1相同。
实施例13：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为2:1:1.5，其余均与实施例1相同。
实施例14-15
实施例14-15与实施例1的区别在于成膜物质各组分的比例不同，具体区别如下：
实施例14：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为1.5:1:1，其余均与实施例1相同。
实施例15：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为1.5:1:2，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于成膜物质中不添加苯丙乳液，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于成膜物质中不添加水性聚氨酯乳液，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于成膜物质中不添加丙烯酸酯类乳液，其余均与实施例1相同。
对比例4-5
对比例4-5与实施例1的区别在于成膜物质各组分的比例不同，具体区别如下：
对比例4：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为0.5:1:1.5，其余均与实施例1相同。
对比例5：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为2.5:1:1.5，其余均与实施例1相同。
对比例6-7
对比例6-7与实施例1的区别在于成膜物质各组分的比例不同，具体区别如下：
对比例6：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为1.5:1:0.5，其余均与实施例1相同。
对比例7：水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液的质量比为1.5:1:2.5，其余均与实施例1相同。
性能测试
将实施例1-15和对比例1-7进行如下测试：
(1)环保性能：按照GB 18582-2020《建筑用墙面涂料中有害物质限量》内墙面漆要求进行；
(2)抗菌性能：按照HG/T 3950-2007《抗菌涂料》中Ⅰ类标准要求进行；
(3)空气净化性能：按照JC/T 1074-2008(2015)《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》中Ⅰ类标准要求进行；
(4)仿纸手感：用手去感观评估仿纸手感的等级，5分最优，1分最差；
(5)力学性能：按照JG/T 172-2014《弹性建筑涂料》进行。
测试结果汇总于表3中。
表3
Figure BDA0003305374550000131
Figure BDA0003305374550000141
分析表3数据可知，各实施例中，本发明所述艺术涂料形成的漆膜在满足环保性能、抗菌性能和空气净化性能的基础上，兼具优异力学性能和仿皮质手感，断裂伸长率在13.3％-14.7％之间，拉伸强度在4.2-4.8MPa之间，仿皮质手感在4.5分以上。
分析对比例1-3与实施例1可知，对比例1虽然手感较好，但漆膜较软，耐擦洗性能较差；对比例2-3漆膜手感较差，其中，对比例2有回粘，且遮盖效果下降，即，对比例1-3性能不如实施例1，证明成膜物质选择水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液配合，所形成的艺术涂料性能更佳。
分析对比例4-5与实施例12-13以及对比例6-7与实施例14-15可知，对比例4-5性能不如实施例12-13，对比例6-7性能不如实施例14-15，证明成膜物质中，水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液在质量比为(1-2):1:(1-2)范围内配合形成的艺术涂料性能更佳。
分析实施例8-11可知，实施例10-11性能不如实施例8-9，证明改性绒毛粉的粒径在15-30μm范围内形成的艺术涂料性能更佳。
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 (22)

1.一种艺术涂料，其特征在于，所述艺术涂料按照重量份数包括如下组分：
Figure FDA0003726916780000011
所述成膜物质包括质量比为(1-2):1:(1-2)的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液；
所述艺术涂料还包括改性绒毛粉和金葱粉的组合；
所述改性绒毛粉的表面含聚氨酯基团。
2.根据权利要求1所述的艺术涂料，其特征在于，所述改性绒毛粉的重量份数为5-15份。
3.根据权利要求1所述的艺术涂料，其特征在于，所述金葱粉的重量份数为5-15份。
4.根据权利要求1所述的艺术涂料，其特征在于，所述金葱粉为PET材质，且粒径为0.05-0.2mm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的艺术涂料，其特征在于，所述助剂包括膨润土、分散剂、润湿剂、pH调节剂、成膜助剂、增稠剂、光触媒助剂、抗菌剂或防腐防霉剂中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述膨润土的重量份数为0.1-0.3份。
7.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述分散剂的重量份数为0.5-1.5份。
8.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述润湿剂的重量份数为0.5-1.0份。
9.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述pH调节剂的重量份数为0.1-0.3份。
10.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述成膜助剂的重量份数为0.5-1.5份。
11.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述增稠剂的重量份数为0.5-1.5份。
12.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述光触媒助剂的重量份数为0.2-0.5份。
13.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述抗菌剂的重量份数为0.1-0.3份。
14.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述防腐防霉剂的重量份数为0.3-0.8份。
15.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述分散剂包括钠盐和/或铵盐。
16.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述pH调节剂包括有机醇胺类pH调节剂和/或无机pH调节剂。
17.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述润湿剂包括烷基醚类润湿剂。
18.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述成膜助剂包括醇酯类溶剂。
19.根据权利要求5所述的艺术涂料，其特征在于，所述增稠剂包括疏水改性碱溶胀增稠剂和/或聚氨酯类增稠剂。
20.根据权利要求1所述的艺术涂料，其特征在于，所述填料包括云母粉、滑石粉、硅灰石、煅烧高岭土、霞石粉、重晶石粉或重钙中的任意一种或至少两种的组合。
21.一种权利要求1-20任一项所述的艺术涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将水、成膜物质、助剂和填料混合，得到所述艺术涂料；
所述成膜物质包括质量比为(1-2):1:(1-2)的水性聚氨酯乳液、丙烯酸酯类乳液和苯丙乳液。
22.一种权利要求1-20任一项所述的艺术涂料，或，权利要求21所述的方法制备的艺术涂料在建筑中的应用。
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