CN115477862A - 无机水包水多彩内墙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的无机水包水多彩内墙涂料，包括基础漆、造粒胶和连续相，在高模数硅酸钾制备过程中，通过加入纯丙或苯丙乳液及可膨胀微珠对其进行有机物改性，由于采用了有机微球改性高模数硅酸钾溶液作为成膜物质，本发明除具有超低VOC、防霉变、装饰效果强等特点外，综合性能更加优越：热储存14d后粘度变化值小，优异的储存稳定性，在满足防火等级A级及高分子有机物含量小于5％的前提下，厚膜无开裂现象，并且耐洗刷性优异，高达8000～15000次；此外，本发明还具有比重轻，不易沉淀，导热系数低及具有很好的隔热保温性能和成本低等特点。本发明还涉及一种无机水包水多彩内墙涂料的制备方法。

Description

无机水包水多彩内墙涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，尤其涉及一种无机水包水多彩内墙涂料及其制备方法。

背景技术

涂料主要有保护和装饰两大功能。对于内墙涂料作为保护材料最重要的一项指标就是环保，作为装饰材料色彩形式多样化是提高装饰性的最好表现形式。水包水多彩涂料与普通乳胶漆相比，普通乳胶漆一次最多只能呈现出一种色彩，如果喷涂多种颜色，往往需要更换多次涂料，而且需要利用沟边和版块搭配的形式加以呈现，水包水多彩涂料一次喷涂就可以呈现出多种色彩的花纹，而不需要二次加工。根据不同的作业场所，可以通过更换不同的底色来调节出不同的色彩，而且造型新颖，在墙面上形成深浅和花纹不同的视觉效果。但目前市场上的水包水多彩内墙涂料多是采用有机乳液制备而成，其存在不少问题：不仅不防火，不环保，易霉变，还普遍存在易沉降等；此外随着全球变暖趋势，人们对建筑材料的节能减排效果越发关注，而目前市场上的水包水多彩内墙涂料无此功效。

目前还没有一款既防火环保耐霉变，又隔热保温防沉降的多彩涂料，因此，开发一种无机水包水多彩内墙涂料，来满足消费者多方面的需求，将是一件具有创造性的工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机水包水多彩内墙涂料及其制备方法，采用了有机微球改性高模数硅酸钾溶液作为成膜物质，使本发明具有更加优越的综合性能：具有超低VOC、A级防火、耐洗刷性能优异、防霉变、装饰效果强等特点外，还同时具有隔热保温、质轻、成本低等特点。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的无机水包水多彩内墙涂料，其包括以下重量份组分：

造粒胶溶液200～400份，基础漆300～600份，连续相100～500份；

其中造粒胶溶液包括以下重量份组分：

去离子水 800～980份，

保护胶粉 20～120份；

其中基础漆包括以下重量份组分：

其中胶体溶液包括以下重量份组分：

去离子水 800～980份，

保护胶粉 20～120份；

其中连续相包括以下重量份组分：

去离子水 100～600份，

消泡剂 1～2份，

有机微球改性高模数硅酸钾溶液 400～900份。

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的进一步优化为：

所述的有机微球改性高模数硅酸钾溶液包括以下重量份组分：

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的进一步优化为：

所述的有机微球改性高模数硅酸钾溶液，其通过以下步骤制备得到：

a.少量去离子水，温度控制在30～70℃之间，加入模数3.2～3.5硅酸钾溶液，在搅拌的过程中缓慢滴加硅溶胶，滴加完毕后再加入剩余的去离子水；搅拌20分钟，制备得到混合液Ⅰ；

b.将甲基三甲氧基硅烷滴加进入步骤a制得的混合液Ⅰ中，搅拌10分钟，制备得到混合液Ⅱ；

c.将甲基硅油加入到步骤b制得的混合液Ⅱ中，搅拌10分钟，制备得到混合液Ⅲ；

d.将步骤c制得的混合液Ⅲ在温度50～60℃恒温水浴中反应1h，再放入超声波清洗器内超声1h，即制备得到透明度较高的模数为3.8～4.0的高模数硅酸钾溶液；

e.将纯丙或苯丙乳液中的一种或组合、可膨胀微球加入到步骤d制得的高模数硅酸钾溶液中，磁力搅拌1h，制备得到有机微球改性高模数硅酸钾溶液。

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的进一步优化为：

所的润湿分散剂为聚羧酸铵盐分散剂，能增加颜料载入量，提高打浆时的分散性。

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的进一步优化为：

所述的消泡剂为矿物油消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或组合，能有效持久地消泡抑泡。

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的进一步优化为：

所述的颜填料为煅烧高岭土、重钙、硅藻土、钛白粉中的一种或几种的组合。

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的进一步优化为：

所述的保护胶粉为硅酸镁锂。

本发明还涉及一种前面所述的无机水包水多彩内墙涂料的制备方法，其包括以下制备步骤：

A.造粒胶溶液和胶体溶液的制备：

分别按比例在容器中加入去离子水，在搅拌的状态下加入保护胶粉搅拌一定时间即分别制备得到造粒胶溶液和胶体溶液；基础漆中胶体溶液，与其中的纤维素醚发生物理交联作用，使得内部疏水化，并具有一定黏度，过少色点悬浮性差，太软而无法独立且粘接较严重，这是由于其中存在未完全反应的纤维素醚，过多会造成粒子韧性偏强，硬度增加，喷涂出现堵枪现象；造粒胶溶液能够与基础漆中剩余的纤维素醚发生凝胶化反应，迅速生成一层不溶于水的柔性保护膜，以此防止基础漆色点内外物质的相互渗透，同时抑制色点间的相互凝聚。

B.基础漆的制备：

按比例在容器中加入去离子水，在低速搅拌的状态下加入羟乙基纤维素、润湿分散剂、消泡剂、搅拌成胶体状态后加入颜填料、高速分散后，低速搅拌并加入有机微球改性高模数硅酸钾溶液以及步骤A中制备得到的胶体溶液，搅拌均匀即制备得到基础漆；

C.连续相的制备：

按比例在容器中加入去离子水、消泡剂、有机微球改性高模数硅酸钾溶液，搅拌均匀即制备得到连续相；

D.成品漆的制备：

按比例在容器中加入步骤A中制备得到的造粒胶溶液中，加入步骤B中制备得到的基础漆，在指定转速下搅拌一定时间进行造粒，再加入步骤C中制备得到的连续相，混合均匀即得无机水包水多彩内墙涂料。

本发明的无机水包水多彩内墙涂料的制备方法的进一步优化为：

制备造粒胶溶液和胶体溶液时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；

制备基础漆时颜填料加入后，搅拌速度为1500～2000r/min，搅拌时间为15～30min；

低速搅拌并加入有机微球改性高模数硅酸钾溶液时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；

连续相制备时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；

成品漆制备时，基础漆加入后的搅拌速度为100～1500r/min，搅拌时间为30～200s。

本发明通过控制不同搅拌速度及搅拌时间，来控制成品漆的色点大小。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的无机水包水多彩内墙涂料，在高模数硅酸钾制备过程中，通过加入纯丙或苯丙乳液及可膨胀微珠对其进行有机物改性，由于采用了有机微球改性高模数硅酸钾溶液作为成膜物质，本发明除具有超低VOC、防霉变、装饰效果强等特点外，综合性能更加优越：热储存14d后粘度变化值小，优异的储存稳定性，在满足防火等级A级及高分子有机物含量小于5％的前提下，厚膜无开裂现象，并且耐洗刷性优异，高达8000～15000次；此外，本发明还具有比重轻，不易沉淀，导热系数低及具有很好的隔热保温性能和成本低等特点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例详细描述本发明内容。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不限定于本发明。凡在本发明构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明的保护范围之内。

实施例一种无机水包水多彩内墙涂料的制备方法

一种无机水包水多彩内墙涂料的制备方法，其包括以下制备步骤：

A.造粒胶溶液和胶体溶液的制备：

分别按比例在容器中加入去离子水，在搅拌的状态下加入保护胶粉搅拌一定时间即分别制备得到造粒胶溶液和胶体溶液；

B.基础漆的制备：

按比例在容器中加入去离子水，在低速搅拌的状态下加入羟乙基纤维素、润湿分散剂、消泡剂、搅拌成胶体状态后加入颜填料、高速分散后，低速搅拌并加入有机微球改性高模数硅酸钾溶液以及步骤A中制备得到的胶体溶液，搅拌均匀即制备得到基础漆；

C.连续相的制备：

按比例在容器中加入去离子水、消泡剂、有机微球改性高模数硅酸钾溶液，搅拌均匀即制备得到连续相；

D.成品漆的制备：

按比例在容器中加入步骤A中制备得到的造粒胶溶液中，加入步骤B中制备得到的基础漆，在指定转速下搅拌一定时间进行造粒，再加入步骤C中制备得到的连续相，混合均匀即得无机水包水多彩内墙涂料。

其中有机微球改性高模数硅酸钾溶液，通过以下步骤制备得到：

a.少量去离子水，温度控制在30～70℃之间，加入模数3.2～3.5硅酸钾溶液，在搅拌的过程中缓慢滴加硅溶胶，滴加完毕后再加入剩余的去离子水；搅拌20分钟，制备得到混合液Ⅰ；

b.将甲基三甲氧基硅烷滴加进入步骤a制得的混合液Ⅰ中，搅拌10分钟，制备得到混合液Ⅱ；

c.将甲基硅油加入到步骤b制得的混合液Ⅱ中，搅拌10分钟，制备得到混合液Ⅲ；

d.将步骤c制得的混合液Ⅲ在温度50～60℃恒温水浴中反应1h，再放入超声波清洗器内超声1h，即制备得到透明度较高的模数为3.8～4.0的高模数硅酸钾溶液；

e.将纯丙或苯丙乳液中的一种或组合、可膨胀微球加入到步骤d制得的高模数硅酸钾溶液中，磁力搅拌1h，制备得到有机微球改性高模数硅酸钾溶液。

表1本发明的无机水包水多彩内墙涂料的重量份组分

在1#组分中：

羟乙基纤维素为HBR250羟乙基纤维素4份和10W纤维素6份；

颜填料为金红石型钛白粉10份和煅烧高岭土60份；

制备造粒胶溶液和胶体溶液时，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为15min；

制备基础漆时颜填料加入后，搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为20min；

低速搅拌并加入有机微球改性高模数硅酸钾溶液时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为15min；

连续相制备时，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为15min；

成品漆制备时，基础漆加入后的搅拌速度为250r/min，搅拌时间为120s。

在2#组分中，与1#组分的不同在于：

羟乙基纤维素为10W纤维素10份；

颜填料为金红石型钛白粉5份和煅烧高岭土75份。

在3#组分中，与1#组分的不同在于：：

羟乙基纤维素为HBR250羟乙基纤维素6份和EBS-451纤维素4份；

颜填料为金红石型钛白粉10份和煅烧高岭土50份。

对比例1～3采用与实施例相同的制备方法，主要区别在于原料组分选取的不同上。对比例1～3选用的是有机无机复合乳液作为基础漆及连续相的成膜物质，对比例1选用的有机无机复合乳液是模数3.8硅酸钾、硅溶胶和苯丙乳液复配而成的；对比例2选用的有机无机复合乳液是模数3.2～3.5硅酸钾、硅溶胶和苯丙乳液复配而成；对比例3选用的有机无机复合乳液是模数3.7硅酸钾与苯丙乳液复配而成。而实施例中选用的有机微球改性高模数硅酸钾溶液是在高模数硅酸钾合成过程中加入硅溶胶、苯丙或纯丙乳液和可膨胀微珠制备而成。

按下列标准测试材料性能：

对本发明产品进行热贮存稳定性(14d)、低温稳定性(6次循环)、耐碱、耐洗刷性、厚膜开裂、挥发性有机化合物(VOC)含量、高分子有机物含量等性能测试，其中主要性能测试参照Q31/0115000140C068-2019《立邦无机建筑涂料》企业标准，具体测试结果见2。

表2本发明的无机水包水多彩内墙涂料的的检验结果

由上述实施例1#～3#和对比例1～3做得到的无机水包水多彩涂料经应用和性能检测，实施例性能完全满足技术指标和实际使用的要求，除具有超低VOC、A级防火、防霉变、装饰效果强等特点外，还同时具有隔热保温、质轻、成本低等特点，综合分析：

上述各项产品可分别适用于不同保护要求的场合使用，其中，以实施例1#综合性能最为优越，热储存14d后粘度变化值小，稳定性优异，在满足防火等级A级及高分子有机物含量小于5％的前提下，厚膜无开裂现象，并且耐洗刷性优异(高达15000次)，此外，比重轻，不易沉淀，导热系数低，具有很好的隔热保温性能。而相比较对比例1耐洗刷性较差(仅4000次)，导热系数高，不具有隔热保温性，VOC高；对比例2存在开裂问题，导热系数高，不具有隔热保温性，VOC高；对比例3存在严重的后增稠现象(热储后粘度增加15KU)，稳定性差，影响施工应用，导热系数高，不具有隔热保温性，VOC高，对比例性能都有所欠缺。

综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本发明中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

本发明中的各种优化技术方案，除非另外说明，否则各种优化的技术方案之间可以相互进行结合。

除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。

说明书以及实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

本发明中使用各种原料、试剂、组分，除非另外说明，均为本领域内常用的相应原材料。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明。

Claims (9)

1.一种无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

其包括以下重量份组分：

造粒胶溶液200～400份，基础漆300～600份，连续相100～500份；

其中造粒胶溶液包括以下重量份组分：

去离子水 800～980份，

保护胶粉 20～120份；

其中基础漆包括以下重量份组分：

其中胶体溶液包括以下重量份组分：

去离子水 800～980份，

保护胶粉 20～120份；

其中连续相包括以下重量份组分：

去离子水 100～600份，

消泡剂 1～2份，

有机微球改性高模数硅酸钾溶液 400～900份。

2.根据权利要求1所述的无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

所述的有机微球改性高模数硅酸钾溶液包括以下重量份组分：

3.根据权利要求2所述的无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

所述的有机微球改性高模数硅酸钾溶液，其通过以下步骤制备得到：

a.少量去离子水，温度控制在30～70℃之间，加入模数3.2～3.5硅酸钾溶液，在搅拌的过程中缓慢滴加硅溶胶，滴加完毕后再加入剩余的去离子水；搅拌20分钟，制备得到混合液Ⅰ；

b.将甲基三甲氧基硅烷滴加进入步骤a制得的混合液Ⅰ中，搅拌10分钟，制备得到混合液Ⅱ；

c.将甲基硅油加入到步骤b制得的混合液Ⅱ中，搅拌10分钟，制备得到混合液Ⅲ；

d.将步骤c制得的混合液Ⅲ在温度50～60℃恒温水浴中反应1h，再放入超声波清洗器内超声1h，即制备得到透明度较高的模数为3.8～4.0的高模数硅酸钾溶液；

e.将纯丙或苯丙乳液中的一种或组合、可膨胀微球加入到步骤d制得的高模数硅酸钾溶液中，磁力搅拌1h，制备得到有机微球改性高模数硅酸钾溶液。

4.根据权利要求1所述的无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

所的润湿分散剂为聚羧酸铵盐分散剂。

5.根据权利要求1所述的无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

所述的消泡剂为矿物油消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或组合。

6.根据权利要求1所述的无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

所述的颜填料为煅烧高岭土、重钙、硅藻土、钛白粉中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的无机水包水多彩内墙涂料，其特征在于：

所述的保护胶粉为硅酸镁锂。

8.根据权利要求1～7任一项所述的无机水包水多彩内墙涂料的制备方法，其特征在于：

其包括以下制备步骤：

A.造粒胶溶液和胶体溶液的制备：

分别按比例在容器中加入去离子水，在搅拌的状态下加入保护胶粉搅拌一定时间即分别制备得到造粒胶溶液和胶体溶液；

B.基础漆的制备：

按比例在容器中加入去离子水，在低速搅拌的状态下加入羟乙基纤维素、润湿分散剂、消泡剂、搅拌成胶体状态后加入颜填料、高速分散后，低速搅拌并加入有机微球改性高模数硅酸钾溶液，以及步骤A中制备得到的胶体溶液，搅拌均匀即制备得到基础漆；

C.连续相的制备：

按比例在容器中加入去离子水、消泡剂、有机微球改性高模数硅酸钾溶液，搅拌均匀即制备得到连续相；

D.成品漆的制备：

按比例在容器中加入步骤A中制备得到的造粒胶溶液中，加入步骤B中制备得到的基础漆，在指定转速下搅拌一定时间进行造粒，再加入步骤C中制备得到的连续相，混合均匀即得无机水包水多彩内墙涂料。

9.根据权利要求8所述的无机水包水多彩内墙涂料的制备方法，其特征在于：

制备造粒胶溶液和胶体溶液时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；

制备基础漆时颜填料加入后，搅拌速度为1500～2000r/min，搅拌时间为15～30min；

低速搅拌并加入有机微球改性高模数硅酸钾溶液及胶体溶液时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；

连续相制备时，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为10～20min；

成品漆制备时，基础漆加入后的搅拌速度为100～1500r/min，搅拌时间为30～200s。