CN115304976A - 一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法，包含以下组分：功能性填料。还包括如下步骤：S100、按照原料组分，将粉状增稠剂A，粉状增稠剂B，杀菌剂，分散剂，防冻剂，润湿剂，消泡剂依次加入至水中，得到混合液；S200、将钛白粉、重钙粉、天然石英砂、功能性填料进行研磨处理，并将研磨后的粉料与所述混合液进行二次混合，以得到料液；S300、将成膜助剂、丙烯酸酯乳液与所述料液进行三次混合，以得到漆桨；S400、将增稠剂A、增稠剂B与所述漆桨进行四次混合，以得到所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料。发明采用预研磨处理使得填料的细度进一步降低，与灰尘等污物与涂层表面接触面积大大减少，提高涂料抗油污能力。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法。
背景技术
外墙涂料应用于建筑外墙的装饰当中，主要功能是装饰和保护建筑物面，使建筑物外貌整洁美观，从而达到美化城市环境的目的，同时能起到保护建筑物外墙的作用，延长其使用寿命，且水性外墙质感涂料以其可调成逼真的仿石材效果而被广泛应用于外墙的表面涂装。
但是外墙涂料的涂层暴露在大气环境当中，经受着风吹、日晒、雨淋、沙尘、雾霾等自然环境的变化，并且伴随着日趋严重的环境污染，大气中的灰尘以及悬浮污染物质较多，由于质感涂料具有多孔结构对空气中的污染物产生了吸附作用，使得质感涂料的耐沾污性较差，会更容易使涂层发生粉化、变色、剥落、沾染污渍等，从而使涂层失去原有的装饰效果。
随着人们对空气环境保护观念加强，对外墙涂料的环保性要求越来越高，以往外墙质感涂料的环保性指标及易被污染的情况已满足不了当下的市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法，以解决现有技术中涂料易受到污染的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
本发明提供了一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，按重量百分比计，包含以下组分：10～13.5％水，0.1～0.3％粉状增稠剂A，0.1～0.3％粉状增稠剂B，0.1～0.4％杀菌剂，0.2～0.4％分散剂，0.05～0.25％润湿剂，0.1～0.3％消泡剂，0.1～0.3％pH值调节剂，0.05～2％钛白粉，4～15％重钙粉，1～5％功能性填料，0.5～1％防冻剂，0.5～1％成膜助剂，10～15％丙烯酸酯乳液，60～70％天然石英砂，0.1～0.2％增稠剂A，0.1～0.2％增稠剂B。
作为本发明的一种优选方案，所述水为去离子水以增加产品体系稳定性。
作为本发明的一种优选方案，所述粉状增稠剂A为中粘度的疏水改性羟乙基纤维素，分子量为3-5万，提供涂料贮存性外辅助提高涂料施工性。
作为本发明的一种优选方案，所述粉状增稠剂B为改性膨润土提供涂料贮存性外辅助提高涂料施工性。
作为本发明的一种优选方案，所述杀菌剂为不含任何有害物的液体材料，所述杀菌剂不含甲醛以提高涂料的环保性。
作为本发明的一种优选方案，分散剂为疏水改性聚丙烯酸胺盐类材料以使涂料中有机无机组分在系统中的稳定平衡，以减少涂料浮色发花。
作为本发明的一种优选方案，所述润湿剂为液体状不含APEO类材料以满足环保性要求。
作为本发明的一种优选方案，所述消泡剂为有机硅类和矿物油两种类型的产品。
作为本发明的一种优选方案，所述pH调节剂为KOH溶液，所述pH调节剂替代大部分涂料配方中采用的无机或有机氨以减少VOC。
作为本发明的一种优选方案，所述钛白粉采用金红石型，以缩短浆料分散时间并且使涂料更加细腻，提高遮盖度。
作为本发明的一种优选方案，所述重钙粉为细粉体材料，细度为325目以上。
作为本发明的一种优选方案，所述功能性填料为一种纳米二氧化钛光催化材料。
作为本发明的一种优选方案，所述丙烯酸酯乳液为有机硅改性丙烯酸乳液。
作为本发明的一种优选方案，所述防冻剂为一种抗冻融剂，其可以有效分布在乳液粒子表面，使得乳液粒子在低温下不易聚结在一起而破乳，以替代丙二醇减少VOC。
作为本发明的一种优选方案，所述成膜助剂为一种高沸点成膜助剂，以延长开放时间降低VOC。
作为本发明的一种优选方案，所述增稠剂A为改性碱溶胀增稠剂，提高涂料中水相粘度。
作为本发明的一种优选方案，所述增稠剂B为聚氨酯类增稠剂，提高涂料的流平性，使得漆膜平整均匀、减少发花现象。
本发明还提供了一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法，包括如下步骤：
S100、按照原料组分，将粉状增稠剂A，粉状增稠剂B，杀菌剂，分散剂，防冻剂，润湿剂，消泡剂依次加入至水中，进行初步混合，以得到混合液；
S200、将钛白粉、重钙粉、天然石英砂、功能性填料进行研磨处理，并将研磨后的粉料与所述混合液进行二次混合，以得到料液；
S300、将成膜助剂、丙烯酸酯乳液与所述料液进行三次混合，以得到漆桨；
S400、将增稠剂A、增稠剂B与所述漆桨进行四次混合，以得到所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料。
作为本发明的一种优选方案，所述二次混合满足以下条件：所述料液细度≦60um；
其中，所述四次混合满足以下条件：所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料粘度为(100-105)KU。
作为本发明的一种优选方案，在S200中，包括如下步骤：
S201、按照原料配比，将钛白粉、重钙粉、天然石英砂与功能性填料混合，以制得混合粉料；
S202、对所述混合粉料进行研磨，以制得高细度粉料；
S203、将所述高细度粉料与所述混合液进行二次混合，以得到所述料液。
作为本发明的一种优选方案，在所述高细度粉料中，所述功能性填料的细度≥1200目。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
1、本发明公开的具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法中，选用有机硅改性丙烯酸乳液作为基料，不仅提高产品稳定性与耐污能力，且提高产品环保性能，污染性小，有利于生产与使用；同时发明中添加液体状疏水改性聚丙烯酸盐类材料，使得涂料表面具有超亲水特性，水易润湿，使得灰尘、粉尘等污染物易被雨水冲刷掉，且外墙质感涂料采用纳米二氧化钛光催化材料，使得涂料具有分解油性污染物和部分无机物的功能，最终达到漆膜抗污、自洁净的功效。
2、本发明公开的具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法中，将混合填料进行研磨，填料在研磨的过程中相互摩擦，使得粒径进一步降低，灰尘等污物与涂层表面接触面积大大减少，提高涂料抗油污能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明提供具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法的制备流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明提供了一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，按重量百分比计，包含以下组分：10～13.5％水，0.1～0.3％粉状增稠剂A，0.1～0.3％粉状增稠剂B，0.1～0.4％杀菌剂，0.2～0.4％分散剂，0.05～0.25％润湿剂，0.1～0.3％消泡剂，0.1～0.3％pH值调节剂，0.05～2％钛白粉，4～15％重钙粉，1～5％功能性填料，0.5～1％防冻剂，0.5～1％成膜助剂，10～15％丙烯酸酯乳液，60～70％天然石英砂，0.1～0.2％增稠剂A，0.1～0.2％增稠剂B。
在上述具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高环保外墙质感涂料成膜后的自洁能力，优选地，按照重量百分比计，所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法含有：10.6％水，0.2％粉状增稠剂A，0.2％粉状增稠剂B，0.3％杀菌剂，0.2％分散剂，0.1％润湿剂，0.2％消泡剂，0.2％pH值调节剂，0.8％钛白粉，7-11％重钙粉，1～5％功能性填料，0.5％防冻剂，0.5％成膜助剂，10～15％丙烯酸酯乳液，60～70％天然石英砂，0.1％增稠剂A，0.1％增稠剂B。
优选的，为了增加产品体系稳定性，本发明选择去离子水作为配方组份。
优选的，为了使涂料具备顺畅的喷涂性能和储存稳定性，本发明选用所述粉状增稠剂A为低粘度的羟乙基纤维素，分子量为3-5万的中粘度的羟乙基纤维素类粉状增稠剂。
优选的，为了使涂料具备顺畅的喷涂性能和储存稳定性，本发明选用所述粉状增稠剂B为改性膨润土。
优选的，为了提升产品的环保性能本发明选用的杀菌剂不含任何有害物质。
优选的，为了减少涂料浮色发花现象同时保证涂料体系有机无机组分在系统中的稳定平衡，本发明选用疏水改性聚丙烯酸盐类分散剂。
优选的，为了提高产品环保性能，本发明选用不含APEO的润湿剂。
优选的，为了使体系具有良好的消泡效果，本发明选用有机硅类和矿物油两种类型的消泡剂。
优选的，为了使纤维素充分溶解，本发明配方中加入适量pH值调节剂，该pH调节剂为KOH溶液。
优选的，为了提高产品的遮盖力及细腻度，配方中添加一定量的金红石钛白粉。
优选的，为了满足漆模机械性能，降低光泽产品配方中添加细重钙粉，细度为325目以上。
优选的，所述防冻剂为一种抗冻融剂，其可以有效分布在乳液粒子表面，使得乳液粒子在低温下不易聚结在一起而破乳，以替代丙二醇。
优选的，所述功能性填料为一种纳米二氧化钛光催化材料。
优选的，所述丙烯酸酯乳液为有机硅改性丙烯酸乳液。
优选的，所述增稠剂A为改性碱溶胀增稠剂，提高涂料中水相粘度。
优选的，所述增稠剂B为聚氨酯类增稠剂，聚氨酯类增稠剂用于提高涂料的流平性，使得漆膜平整均匀。
本发明改进主要有两点，一是解决易污染产生自洁功能，二是提高涂料环保性。
解决易污染的方法为：
1、采用纳米二氧化钛光催化材料作为涂料组分，在光照条件下，纳米二氧化钛光催化材料中的活性物质会发生光催化反应，产生出氧化能力极强的羟基自由基，可分解吸附在涂料上的油性污染物，且自洁涂料表面水易润湿，使灰尘、粉尘等污染物更易被雨水冲刷掉，最终达到漆膜抗污、洁净的功效；
2、采用有机硅改性丙烯酸乳液作为涂料组分，增加漆膜的爽滑性、疏油性，使污染物不易进入涂层内部，进一步提高其耐沾污性；
3、增稠剂选择中高分子量的纤维素和流平剂搭配，提高涂料的流平性，进而使得涂料的涂膜均匀以及对底材的遮盖均匀，减少对污渍的吸附；
4、添加改性膨润土，膨润土在水性涂料体系里呈层状结构，可增加涂料的触变性，使得涂料在喷涂至外墙时更加均匀平整，提高平整度，减少对灰尘的吸附；
5、采用更合理的石英砂级配，使得漆膜孔隙率降低。
提高涂料环保性方法为：
1、添加零VOC的抗冻融剂替代配方里的乙二醇、丙二醇，大大降低涂料中VOC含量；
2、配方中的pH值调节剂选择KOH的水溶液，KOH的水溶液代替无机氨或有机氨，以减少涂料VOC和气味，同时添加KOH的涂料漆膜较NaOH具有更高的耐水性，提高涂料的使用寿命；
3、涂料助剂、乳液均不含甲醛、APEO、苯系物等有害物；
4、粉体材料不含GB18582-2020标准中限量的重金属。
本发明提供了一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法，如图1所示，包括：
S100、按照原料组分，将粉状增稠剂A，粉状增稠剂B，杀菌剂，分散剂，防冻剂，润湿剂，消泡剂依次加入至水中，进行初步混合，以得到混合液；
S200、将钛白粉、重钙粉、天然石英砂、功能性填料与所述混合液进行二次混合，以得到料液；
S300、将成膜助剂、丙烯酸酯乳液与所述料液进行三次混合，以得到漆桨；
S400、将增稠剂A、增稠剂B与所述漆桨进行四次混合，以得到所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料。
优选的，所述二次混合满足以下条件：所述料液细度≦60um。
优选的，所述四次混合满足以下条件：所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料粘度为(100-105)KU。
特别的是，为了进一步提高功能性填料的细度，提高纳米二氧化钛光催化材料的催化效果，在S200中，还包括如下步骤：
S201、按照原料配比，将钛白粉、重钙粉、天然石英砂与功能性填料混合，以制得混合粉料；
S202、对所述混合粉料进行研磨，以制得高细度粉料；
S203、将所述高细度粉料与所述混合液进行二次混合，以得到所述料液。
将钛白粉、重钙粉、天然石英砂与功能性填料混合并进行研磨，有利于提高填料的分散度，并同时使用钛白粉、重钙粉、天然石英砂来提高功能性填料的细度。
进一步的，在所述高细度粉料中，所述功能性填料的细度≥1200。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。、
实施例1
1)按重量百分比准备以下原料，共10Kg：10.6％水，0.2％粉状增稠剂A，0.2％粉状增稠剂B，0.3％杀菌剂，0.2％分散剂，0.1％润湿剂，0.2％消泡剂，0.2％pH值调节剂，0.8％钛白粉，7％重钙粉，1％功能性填料，0.5％防冻剂，0.5％成膜助剂，10％丙烯酸酯乳液，68％天然石英砂，0.1％增稠剂A，0.1％增稠剂B。
2)按照上述的配比取原料组分，将去离子水加入反应罐中，以450rpm的速度搅拌；在搅拌状态下，粉状增稠剂A，粉状增稠剂B，杀菌剂，分散剂，防冻剂，润湿剂，消泡剂加入到水中，混合均匀；之后以450rpm的速度搅拌5min，以得到混合料；
3)将钛白粉、重钙粉、天然石英砂、功能性填料放入研磨机的腔室内，混合均匀后，使用研磨机对混合粉料进行研磨，以制得高细度粉料；
4)再向步骤2)所得混合料中加入高细度粉料，混合均匀，以1400rpm的分散速度搅拌15分钟至漆浆均匀，以得到料液，使所得料液细度≦60um；
5)将成膜助剂、丙烯酸酯乳液加入步骤3)所得料液中，以900rpm的速度搅拌5分钟，制得漆浆；
6)向步骤4)所得漆浆中加入增稠剂A、增稠剂B，调节粘度至(100-105)KU，以制得具有自洁功能的环保外墙质感涂料。
实施例2
1)按重量百分比准备以下原料，共10Kg：10.6％水，0.2％粉状增稠剂A，0.2％粉状增稠剂B，0.3％杀菌剂，0.2％分散剂，0.1％润湿剂，0.2％消泡剂，0.2％pH值调节剂，0.8％钛白粉，8％重钙粉，5％功能性填料，0.5％防冻剂，0.5％成膜助剂，15％丙烯酸酯乳液，60％天然石英砂，0.1％增稠剂A，0.1％增稠剂B；
2)与实施例1相同。
实施例3(未添加指定的功能性填料)
1)按重量百分比准备以下原料，共10Kg：10.6％水，0.2％粉状增稠剂A，0.2％粉状增稠剂B，0.3％杀菌剂，0.2％分散剂，0.1％润湿剂，0.2％消泡剂，0.2％pH值调节剂，0.8％钛白粉，7％重钙粉，0.5％防冻剂，0.5％成膜助剂，13％丙烯酸酯乳液，66％天然石英砂，0.1％增稠剂A，0.1％增稠剂B；
2)与实施例1相同。
检测例
对上述实施例的产品进行常规性能检测，检测结果见表1。
表1
由上表可知，
上述实施例的产品环保指标均符合GB18582-2020标准规定的要求，如表2所示。
表2
通过本实施例的具有自洁功能的环保外墙质感涂料及制备方法，与市面上的质感涂料相比，环保性能更高，有害物质含量低，且本涂料采用的纳米材料具有强劲抗油污能力，与灰尘等污物与涂层表面接触面积大大减少，具有优越的自动清洁特性，能有效延长保洁时间，提高使用寿命。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，按重量百分比计，包含以下组分：10～13.5％水，0.1～0.3％粉状增稠剂A，0.1～0.3％粉状增稠剂B，0.1～0.4％杀菌剂，0.2～0.4％分散剂，0.05～0.25％润湿剂，0.1～0.3％消泡剂，0.1～0.3％pH值调节剂，0.05～2％钛白粉，4～15％重钙粉，1～5％功能性填料，0.5～1％防冻剂，0.5～1％成膜助剂，10～15％丙烯酸酯乳液，60～70％天然石英砂，0.1～0.2％增稠剂A，0.1～0.2％增稠剂B。
2.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，其特征在于，所述水为去离子水；
其中，所述粉状增稠剂A为改性羟乙基纤维素；
所述粉状增稠剂B为改性膨润土；
所述杀菌剂为不含甲醛的液体状材料；
所述分散剂为液体状疏水改性聚丙烯酸盐类材料。
3.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类、矿物油中的至少一种；
其中，所述润湿剂为液体状不含APEO类材料；
所述、pH调节剂为KOH的水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石型；
其中，所述重钙粉为细粉体，细度325目以上；
所述石英砂为天然硅质石英砂，细度为30-120目。
5.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，其特征在于，所述功能性填料为纳米二氧化钛光催化材料。
6.根据权利要求1所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料，其特征在于，所述成膜助剂为高沸点醇酯类成膜助剂；
所述丙烯酸酯乳液为有机硅改性丙烯酸乳液；
所述增稠剂A为改性碱溶胀增稠剂；
所述增稠剂B为聚氨酯类增稠剂。
7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、按照原料组分，将粉状增稠剂A，粉状增稠剂B，杀菌剂，分散剂，防冻剂，润湿剂，消泡剂依次加入至水中，进行初步混合，以得到混合液；
S200、将钛白粉、重钙粉、天然石英砂、功能性填料进行研磨处理，并将研磨后的粉料与所述混合液进行二次混合，以得到料液；
S300、将成膜助剂、丙烯酸酯乳液与所述料液进行三次混合，以得到漆桨；
S400、将增稠剂A、增稠剂B与所述漆桨进行四次混合，以得到所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料。
8.根据权利要求7所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法，其特征在于，所述二次混合满足以下条件：所述料液细度≦60um；
其中，所述四次混合满足以下条件：所述具有自洁功能的环保外墙质感涂料粘度为(100-105)KU。
9.根据权利要求8所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法，其特征在于，在S200中，包括如下步骤：
S201、按照原料配比，将钛白粉、重钙粉、天然石英砂与功能性填料混合，以制得混合粉料；
S202、对所述混合粉料进行研磨，以制得高细度粉料；
S203、将所述高细度粉料与所述混合液进行二次混合，以得到所述料液。
10.根据权利要求9所述的一种具有自洁功能的环保外墙质感涂料的制备方法，其特征在于，在所述高细度粉料中，所述功能性填料的细度≥1200目。
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