CN115584174B - 一种包覆型自洁多彩真石漆涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种包覆型自洁多彩真石漆涂料及其制备方法。所述包覆型自洁多彩真石漆涂料包括质量份数如下的组分：包砂浆料50‑60份、调色基础漆20‑30份、造粒保护胶10‑20份，其中，所述包砂浆料中包括防沉剂0.6‑0.8份，所述防沉剂为溴代聚乙二醇改性黄原胶。所述溴代聚乙二醇改性黄原胶的制备方法为：惰性气体下，将十二烷基硫酸铵加入溶剂中，搅拌后加入溴代聚乙二醇、氢氧化钠和黄原胶，加热反应后，洗涤干燥得到产物。本发明具有抗沉降效果优异、防渗色能力好和包覆能力强的特点，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种包覆型自洁多彩真石漆涂料及其制备方法。
背景技术
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对居住环境和住房装饰效果的要求也在日益提高。2021年，我国涂料行业企业总产量约3800万吨，较2020年增长16％。其中建筑涂料的产量占比达到了37％。目前在建筑外墙装饰领域，约55％以上的产品是真石漆，多彩涂料的产品产量占比约8％左右。
真石漆作为目前建筑外墙装饰领域最主流的产品，其广泛受到用户欢迎的特点主要包括以下几个方面：一是产品价格低，单位面积的装饰成本低廉；二是产品施工工艺简单，单遍喷涂施工；三是漆膜厚度较厚，对墙体的部分缺陷可以起到覆盖的作用。但是截至目前，真石漆产品经过多年的发展，其自身也存在不可调和的缺点：一是环保性能不佳，消耗天然矿砂等自然资源；二是批次稳定性较差，采用天然彩砂调色，调色宽容性很差；三是施工耗量高，给建筑物带来的“载荷”较高；四是产品的附加值非常低，随着目前地产“集采”模式的不断推进，真石漆产品的价格一低再低，无论是制造商、施工商还是经销商，该产品已经无法创造足够的利润来保障企业的正常运转。
水性多彩涂料作为一种颇具特色和性能优势的外墙装饰仿石涂料，在目前建筑装饰领域，日益受到消费者的青睐，也是继真石漆以后，未来仿石涂料的明星产品。水包砂多彩涂料作为一种仿荔枝面石材效果的装饰性涂料，无论是在装饰性能、仿真效果还是绿色环保性能方面，相比现在使用广泛的真石漆、质感涂料，都有非常明显优势。然而，目前市面上推广流行的水包砂多彩涂料，其自身的一些不足也制约了其大面积使。主要表现在：(1)粗糙的沙砾表面，耐沾污、耐人工加速老化性能较差，需要专配防尘面漆，使得施工成本和材料成本较高，性价比较低；(2)多彩涂料的生产工艺比较复杂，批次之间的稳定性难以控制；(3) 单位面积的造价比较高，这体现在施工耗量和材料成本方面，常规多彩水包砂单位面积耗量一般在1.8-2.0kg/m2，单位面积的耗量是真石漆的一半，但是材料成本却是真石漆的5-6倍； (4)产品的施工宽容性较差，彩点易碎易糊色等；(5)产品施工工艺复杂。由于以上种种原因，限制了水包砂多彩涂料的发展。
在现有技术中，也有类似的多彩真石漆产品出现，例如砂包砂涂料。但是现有技术中还存在以下技术难点：(1)多彩彩点的韧性不足，容易漏砂糊色；(2)产品防沉效果不佳，出现彩点上浮和和砂子下沉结块现象；(3)由于含沙量高，摩擦力较大，机械搅拌过程中出现乳液破乳；(4)生产复杂，特别是在混合过程中彩点变小、糊色；(5)沙砾粗糙的漆膜表面容易积聚污染物，耐沾污性能较差；(6)最重要一点，也是目前砂包砂涂料不被市场接受的主要原因，就是砂包砂涂料存在严重的浮砂问题，特别对于深颜色，存在漆膜发懵和掉砂现象。
综上所述，亟需研发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的问题，满足实际生产的需求。
发明内容
基于此，有必要提供一种新型包覆型自洁多彩真石漆涂料，以克服现有技术的不足，提高涂料产品的稳定、耐污、抗沉降等性能。
本发明的一个目的在于，提供一种包覆型自洁多彩真石漆涂料，所述包覆型自洁多彩真石漆涂料包括质量份数如下的组分：
包砂浆料 50-60份
调色基础漆 20-30份
造粒保护胶 10-20份；
其中，
所述包砂浆料包括质量份数如下的组分：
所述防沉剂为溴代聚乙二醇改性黄原胶；
所述硅丙乳液为具有核壳结构的阴离子型硅丙乳液。
进一步地，所述溴代聚乙二醇改性黄原胶的制备方法为：
惰性气体下，将十二烷基硫酸铵加入溶剂中，搅拌后加入溴代聚乙二醇、氢氧化钠和黄原胶，加热反应后，洗涤干燥得到产物。
进一步地，改性的黄原胶是以溴代聚乙二醇作为改性剂，利用“一锅煮”法使其与黄原胶在异相条件下醚化反应，得到改性黄原胶。通过醚化手段给黄原胶接枝大量含有乙氧基团的支链，可以有效提高多彩涂料的初期耐水白和持久耐水性能。另外改性后的黄原胶具有更高的触变性，对体系的防沉作用更加明显。
进一步地，所述溴代聚乙二醇选自溴代-二聚乙二醇、溴代-三聚乙二醇、溴代-四聚乙二醇、溴代-五聚乙二醇、溴代-七聚乙二醇、溴代-九聚乙二醇中的一种或多种。
进一步地，所述具有核壳结构的阴离子型硅丙乳液优选为ROSF-9907，该硅丙乳液具有机械稳定性和钙离子稳定性优异的特点。
进一步地，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐、烷基芳基磺酸酯、顺丁烯二酸酐共聚物中的一种或多种；所述有机胺助剂选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙醇胺、氨水中的一种或多种；所述消泡剂选自聚醚改性二甲基硅氧烷、聚硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的一种或多种。
进一步地，所述防冻剂选自丙二醇和乙二醇丁醚中的一种或多种；所述成膜助剂选自醇酯十二、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和苯甲醇中的一种或多种；所述防腐剂选自2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中的一种或多种；所述钙砂为80-120目的雪花白。
进一步地，所述增稠剂为碱溶涨类增稠，选自陶氏TT935、万华化学A-401或普为化学 RS-315中的一种。
进一步地，所述保护胶溶液为浓度为6％-10％的硅酸镁锂溶液。
进一步地，所述造粒保护胶包括质量份数如下的组分：
保护胶粉 3-5份
防沉剂 0.2-0.3
去离子水 92-95份；
其中，
所述防沉剂为溴代聚乙二醇改性黄原胶；
所述保护胶粉的成分为硅酸镁锂。
进一步地，所述硅酸镁锂的化学式为[Si8(Mg5.34Li0.66)O20(OH)4]Na0.66。
进一步地，所述调色保护漆包括质量份数如下的组分：
进一步地，所述纤维素1选自非离子型的乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维中的一种，粘度为4000-6000mPa.s/1％溶液；所述纤维素2选自羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维中的一种，粘度为2600-3300mPa.s/1％溶液。
进一步地，所述丙烯酸酯共聚乳液优选为ROSF-6088，该乳液与保护胶之间有较强的电荷偶联作用，具有包砂能力强，机械稳定性和钙离子稳定性优异的特点。
本发明的另一个目的在于，提供上述包覆型自洁多彩真石漆涂料的制备方法，包括如下步骤：
将各组分按质量份数混合后，得到包砂浆料、调色基础漆和造粒保护胶；然后将所述调色基础漆和包砂浆料加入造粒保护胶中，混合均匀后，剪切造粒，得到包覆型自洁多彩真石漆涂料。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明创新地将造粒工艺和混合工艺合二为一，在造粒工艺过程中直接完成了连续相的混合；一来简化了生产工艺，二来提高了生产效率、降低了生产成本。
2.本发明中的组分1包砂浆料，通过在配方中引入改性黄原胶作为防沉剂，并采用包裹能力强、机械稳定性和钙离子稳定性优异的硅丙乳液作为成膜物质，然后加入保护胶溶液对钙砂进行第一层包裹，达到含沙量在70％以上不出现沉降、分层、破乳的效果；组份2调色基础漆，由丙烯酸酯共聚乳液、保护胶以及颜料、填料和各种助剂精制而成，其调色宽容性高，产品颜色更加丰富，使漆膜具有更理想的色相和纹理；组份3造粒保护胶，由RD类触变性、防尘效果好的保护胶粉配以改性黄原胶混合制成，其具有良好的糅合作用，能使组分1和组分2均匀融合；将三种组分混合后，调色彩点包覆在钙砂表面成膜，与不同粒径的钙砂形成了一种微纳结构的疏水漆膜表面，同时多种组分之间能够产生良好的协同效应，改性黄原胶支链上的大量醚键能够与硅丙乳液、丙烯酸酯共聚乳液等组分通过氢键进行交联，形成更加稳固的结构，进一步提升了体系的强度和稳定性，因此本发明具有抗沉降效果优异、防渗色能力好和包覆能力强的特点，具有良好的应用前景。
附图说明
图1示出了本发明的制备方法示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段，除非特别声明，均为市面上常见原料，以及本领域技术人员所熟知的技术手段。
本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。
本发明实施例中的改性黄原胶的制备方法为：
在持续通入15min氮气的无氧条件下，向70℃的恒温水浴烧瓶中加入20g水和异丙醇的混合溶剂(水：异丙醇＝1：4)；同时加入0.2g浓度为30％的十二烷基硫酸铵溶液，持续搅拌8min；然后依次加入摩尔比为1：1的溴代-五聚乙二醇和氢氧化钠粉末，再加入8g黄原胶(有效分为89.1％)，在恒温搅拌的条件下持续反应10h后，固体产物用90wt％的乙醇溶液洗涤三次，30℃下烘干得到产物。
本发明实施例中的保护胶溶液为浓度8％的[Si8(Mg5.34Li0.66)O20(OH)4]Na0.66溶液。
本发明实施例中的保护胶粉为[Si8(Mg5.34Li0.66)O20(OH)4]Na0.66粉。
本发明实施例中的钙砂为80-120目的雪花白。
本发明所指的份数，均为质量份数。
实施例1
一种包覆型自洁多彩真石漆涂料，包括质量份数如下的组分：
包砂浆料 50份
调色基础漆 20份
造粒保护胶 10份；
其中，
所述包砂浆料，包括质量份数如下的组分：
所述造粒保护胶，包括质量份数如下的组分：
保护胶粉 3份
改性黄原胶 0.2份
去离子水 92份；
所述调色基础漆，包括质量份数如下的组分：
上述包覆型自洁多彩真石漆涂料的制备方法，包括如下步骤：
将各组分按质量份数混合后，得到包砂浆料、调色基础漆和造粒保护胶；然后将所述调色基础漆和包砂浆料加入造粒保护胶中，混合均匀后，在500r/min转速下剪切造粒，得到包覆型自洁多彩真石漆涂料。
图1示出了本发明的制备方法示意图。
实施例2
一种包覆型自洁多彩真石漆涂料，包括质量份数如下的组分：
包砂浆料 60份
调色基础漆 30份
造粒保护胶 20份；
其中，
所述包砂浆料，包括质量份数如下的组分：
所述造粒保护胶，包括质量份数如下的组分：
保护胶粉 5份
改性黄原胶 0.3份
去离子水 95份；
所述调色基础漆，包括质量份数如下的组分：
上述包覆型自洁多彩真石漆涂料的制备方法，包括如下步骤：
将各组分按质量份数混合后，得到包砂浆料、调色基础漆和造粒保护胶；然后将所述调色基础漆和包砂浆料加入造粒保护胶中，混合均匀后，在500r/min转速下剪切造粒，得到包覆型自洁多彩真石漆涂料。
实施例3
一种包覆型自洁多彩真石漆涂料，包括质量份数如下的组分：
包砂浆料 55份
调色基础漆 25份
造粒保护胶 15份；
其中，
所述包砂浆料，包括质量份数如下的组分：
所述造粒保护胶，包括质量份数如下的组分：
保护胶粉 4份
改性黄原胶 0.25份
去离子水 93份；
所述调色基础漆，包括质量份数如下的组分：
上述包覆型自洁多彩真石漆涂料的制备方法，包括如下步骤：
将各组分按质量份数混合后，得到包砂浆料、调色基础漆和造粒保护胶；然后将所述调色基础漆和包砂浆料加入造粒保护胶中，混合均匀后，在500r/min转速下剪切造粒，得到包覆型自洁多彩真石漆涂料。
对比例
一种多彩真石漆涂料，本对比例与实施例1的区别在于：将改性黄原胶替换为1-溴代十四烷改性的黄原胶，所述1-溴代十四烷改性的黄原胶的制备方法为：在持续通入15min氮气的无氧条件下，向70℃的恒温水浴烧瓶中加入20g水和异丙醇的混合溶剂(水：异丙醇＝1： 4)；同时加入0.2g浓度为30％的十二烷基硫酸铵溶液，持续搅拌8min；然后依次加入27.73 g1-溴代十四烷和4.0g氢氧化钠粉末，再加入8g黄原胶(有效分为89.1％)，在恒温搅拌的条件下持续反应10h后，固体产物用90wt％的乙醇溶液洗涤三次，30℃下烘干得到1-溴代十四烷改性的黄原胶。其余组分和制备方法与实施例1相同。
测试例1
对实施例1-3和对比例制备的涂料以及现有产品(LB的臻丽石轻质真石漆)进行性能测试。
测试方法：
罐内状态、热贮存稳定性、耐水性能以及耐人工加速老化性能参照HG/T4343-2012标准进行测试，施工性能是“喷涂”施工，浮砂现象对比是通过肉眼观察，漆膜表面是否存在浮白砂现象。
测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
根据表1可以看出，本发明实施例1-3制备的包覆型自洁多彩真石漆涂料，由于采用溴代聚乙二醇改性黄原胶作为防沉剂，各项性能明显优于对比例，并且在罐内状态、热贮存稳定性、耐人工加速老化性能、施工性能以及漆膜效果方面，与现有产品相比，有明显的性能优势。
测试例2
实施例1-3与现有技术的生产工艺对比，现有技术的真石漆涂料选用JBL的天然真石漆，多彩涂料为JBL的印象多彩石。
生产工艺对比结果如表2所示。
表2生产工艺对比
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 真石漆涂料 | 多彩涂料 |
| 比重 | 1.22 | 1.24 | 1.22 | 1.8 | 1.22 |
| 耗量(kg/m2) | 0.8-1.2 | 0.8-1.2 | 0.8-1.2 | 4.0-4.5 | 1.5-1.8 |
| 生产工艺 | 简易 | 简易 | 简易 | 复杂 | 简易 |
| 仿真度 | 95％左右 | 95％左右 | 95％左右 | 85％左右 | 95％左右 |
根据表2可以看出，本发明实施例1-3的包覆型自洁多彩真石漆涂料，与现有真石漆涂料产品相比，在单位面积耗量、产品比重和仿真度方面有明显优势；与现有多彩涂料产品相比，在生产工艺复杂度和单位面积耗量方面有明显优势，具有良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种包覆型自洁多彩真石漆涂料，其特征在于，所述包覆型自洁多彩真石漆涂料包括质量份数如下的组分：
包砂浆料 50-60份
调色基础漆 20-30份
造粒保护胶 10-20份；
其中，
所述包砂浆料包括质量份数如下的组分：
防沉剂 0.6-0.8份
防腐剂 0.2-0.4份
分散剂 0.3-0.5份
防冻剂 3-5份
成膜助剂 2.5-3份
硅丙乳液 60-70份
有机胺助剂 0.1-0.3份
消泡剂 0.1-0.3份
增稠剂 0.4-0.6份
去离子水 23-28份
保护胶溶液 5-8份
钙砂 240-350份；
所述防沉剂为溴代聚乙二醇改性黄原胶；
所述溴代聚乙二醇选自溴代-二聚乙二醇、溴代-三聚乙二醇、溴代-四聚乙二醇、溴代-五聚乙二醇、溴代-七聚乙二醇、溴代-九聚乙二醇中的一种或多种；
所述硅丙乳液为具有核壳结构的阴离子型硅丙乳液；
所述保护胶溶液为浓度为6%-10%的硅酸镁锂溶液；
所述调色基础漆包括质量份数如下的组分：
纤维素1 0.2-0.4份
纤维素2 0.5-0.7份
防腐剂 0.1-0.2份
分散剂 0.4-0.5份
消泡剂 0.2-0.4份
钛白粉 0.5-0.8份
煅烧高岭土 4-5份
有机胺助剂 0.1-0.2份
防冻剂 2-4份
成膜助剂 1.0-1.3份
丙烯酸酯共聚乳液 25-30份
保护胶溶液 7-10份
去离子水 50-55份；
所述纤维素1选自非离子型的乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维中的一种；所述纤维素2选自羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维中的一种；
所述造粒保护胶包括质量份数如下的组分：
保护胶粉 3-5份
防沉剂 0.2-0.3份
去离子水 92-95份；
其中，
所述防沉剂为溴代聚乙二醇改性黄原胶；
所述保护胶粉的成分为硅酸镁锂。
2.根据权利要求1所述包覆型自洁多彩真石漆涂料，其特征在于，所述溴代聚乙二醇改性黄原胶的制备方法为：
惰性气体下，将十二烷基硫酸铵加入溶剂中，搅拌后加入溴代聚乙二醇、氢氧化钠和黄原胶，加热反应后，洗涤干燥得到产物。
3.根据权利要求1所述包覆型自洁多彩真石漆涂料，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐、烷基芳基磺酸酯、顺丁烯二酸酐共聚物中的一种或多种；所述有机胺助剂选自2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙醇胺中的一种或多种；所述消泡剂选自聚醚改性二甲基硅氧烷、聚硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述包覆型自洁多彩真石漆涂料，其特征在于，所述防冻剂选自丙二醇和乙二醇丁醚中的一种或多种；所述成膜助剂选自醇酯十二、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和苯甲醇中的一种或多种；所述防腐剂选自2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中的一种或多种；所述钙砂为80-120目的雪花白。
5.权利要求1-4任一项所述包覆型自洁多彩真石漆涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将各组分按质量份数混合后，得到包砂浆料、调色基础漆和造粒保护胶；然后将所述调色基础漆和包砂浆料加入造粒保护胶中，混合均匀后，剪切造粒，得到包覆型自洁多彩真石漆涂料。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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