CN115895413B - 一种可低温施工的双组分乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可低温施工的双组分乳胶漆及其制备方法，所述乳胶漆包括组分A和组分B，所述组分A包括按重量份计的：聚天门冬氨酸酯树脂10‑35份、有机膨润土0.1‑1份、消光粉0.1‑5份、颜填料30‑75份、高沸点有机酸脂稀释剂5‑25份；所述组分B为异氰酸酯固化剂。本发明选用的聚天门冬氨酸酯树脂和异氰酸酯固化剂的具有高反应活性，所以可在5℃以下甚至‑20℃时于2h内仍可发生化学反应交联固化而成膜，且无需添加任何产生VOC的防冻剂和成膜助剂，具有高的环保性。此外，由于本发明所搭建的配方体系基本不含有水等溶剂，所以可在低于0℃甚至‑20℃下超过7天的长时间存储后仍保持施工所需的流动性。

Description

一种可低温施工的双组分乳胶漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种可低温施工的双组分乳胶漆及其制备方法。

背景技术

乳胶漆是有机涂料的一种，是以合成树脂乳液为基料加入颜料、填料及各种助剂配制而成的一类水性涂料。根据生产原料的不同，乳胶漆主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆等品种。目前，乳胶漆是广泛应用于墙壁装饰的材料之一，具备了传统墙面涂料的众多优点，比如漆膜耐水、耐擦洗性好等，但目前常规乳胶漆的施工环境温度要求为5-35℃，无法在气温低于5℃以下的冬季施工，导致一年中只存在3个季度的施工周期。我国北方区域的冬天较长，气温甚至达到-20℃，进入十月后很多区域开始停工，造成大量的人力浪费。在入冬时间，部分区域因为天气转变太快（一天里部分时间段天气突然降温至5℃以下），导致常规乳胶漆在低温环境下出现成膜变慢且易出现开裂、粉化等质量问题，造成后期返工多，维护成本变高，甚至无法验收。此外，某些乳胶漆在生产和施工过程中可能还会释放出如乙二醇、丙二醇和丙二醇醚等挥发性有机物（VOC）有害物质，因此，乳胶漆的环保性能也是衡量产品综合性能的重要指标。

目前，冬季施工需要克服的难点主要有以下三点：（1）-20℃到5℃温度范围内，乳胶漆能够长时间存储不冻结，满足施工所需的流动性；（2）-20℃到5℃温度范围内，乳胶漆的成膜时间（表干时间）不超过4小时；（3）满足前两个条件的乳胶漆的VOC含量满足GB18582-2020 《建筑用墙面涂料中有害物质限量》所要求不超过80 g/L（对内墙乳胶漆）或100 g/L（对不含效应颜料的外墙乳胶漆）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提供一种可低温施工的双组分乳胶漆及其制备方法，以解决常规乳胶漆在-20℃到5℃温度范围内施工的难题，避免出现成膜缓慢甚至不成膜，并且易出现开裂、粉化等质量问题，同时还具备不产生VOC的绿色环保性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种可低温施工的双组分乳胶漆，包括组分A和组分B，所述组分A包括按重量份计的：

聚天门冬氨酸酯树脂10-35份、有机膨润土0.1-1份、消光粉0.1-5份、颜填料30-75份、高沸点有机酸酯稀释剂5-25份；

所述组分B为异氰酸酯固化剂。

本发明提出的一种可低温施工的双组分乳胶漆，由于选用的聚天门冬氨酸酯树脂和异氰酸酯固化剂的高反应活性，所以可在5℃以下甚至-20℃时于2h内仍可发生化学反应交联固化而成膜，克服了常规乳胶漆在低于5℃下施工导致的成膜缓慢且易出现开裂、粉化等质量问题；同时，由于所制备的乳胶漆具有不冻性和高反应固化成膜性，所以无需添加任何产生VOC的防冻剂和成膜助剂，得以使其不含有任何VOC，具有高的环保性。此外，由于本发明所搭建的配方体系基本不含有水等溶剂，所以可在低于0℃甚至-20℃下超过7天的长时间存储后仍保持施工所需的流动性，解决了常规乳胶漆在低于0℃下长时间存储会发生冻结的问题。

可选地，所述聚天门冬氨酸酯树脂中活性氨基的含量为2-10%。

可选地，所述高沸点有机酸酯稀释剂属于烷基脂肪族类，沸点为280-350℃。

根据上述描述可知，所使用的高沸点有机酸酯稀释剂挥发量少，其引入能降低体系粘度，调控体系反应速率。

可选地，所述消光粉为微米级二氧化硅、微粉蜡和硬脂酸钙中的一种或多种。

可选地，所述颜填料为钛白粉、重质碳酸钙、煅烧高岭土、硅藻土、超细硫酸钡、云母粉、滑石粉、石英粉和硅灰石中的一种或多种。

根据上述描述可知，聚天门冬氨酸酯树脂和颜填料之间协同作用，有助于提高涂料的耐候性。

可选地，所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯，其中异氰酸酯基团的含量为10-40%。

可选地，所述乳胶漆由组分A和组分B按质量比100:5-100:20混合而成。

本发明另一方面提供一种可低温施工的双组分乳胶漆的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1、在容器中于200-400rpm搅拌速率下按配方依次加入组分A中的聚天门冬氨酸酯树脂、有机膨润土、消光粉和颜填料，再用份数为20%聚天门冬氨酸酯树脂的高沸点有机酸酯稀释剂冲洗残留的粉料和稀释体系粘度，加料完成后提升搅拌速率至1400-1600rpm，分散10-15min；

S2、继续加入余量高沸点有机酸酯稀释剂，于400-600rpm搅拌速率下混合3-5min，混匀，得到组分A；

S3、按照组分A和组分B质量比为100:5-100:20，将异氰酸酯固化剂加入上述混合均匀的组分A，于400-600rpm搅拌速率下混合3-5min。

其中，第二方面所提供的一种可低温施工的双组分乳胶漆的制备方法所对应的技术效果参照第一方面所提供的一种可低温施工的双组分乳胶漆的相关描述。

具体实施方式

下面将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作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。

本发明提供一种可低温施工的双组分乳胶漆，包括组分A和组分B，所述乳胶漆由组分A和组分B按质量比100:5-100:20混合而成。

所述组分A包括按重量份计的：

聚天门冬氨酸酯树脂10-35份、有机膨润土0.1-1份、消光粉0.1-5份、颜填料30-75份、高沸点有机酸酯稀释剂5-25份；

所述组分B为异氰酸酯固化剂。

可选地，所述聚天门冬氨酸酯树脂中活性氨基的含量为2-10%。

可选地，所述高沸点有机酸酯稀释剂属于烷基脂肪族类，沸点为280-350℃。

可选地，所述消光粉为微米级二氧化硅、微粉蜡和硬脂酸钙中的一种或多种。

可选地，所述颜填料为钛白粉、重质碳酸钙、煅烧高岭土、硅藻土、超细硫酸钡、云母粉、滑石粉、石英粉和硅灰石中的一种或多种。

可选地，所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯，其中异氰酸酯基团的含量为10-40%。

其通过下述方法制得：

S1、在容器中于200-400rpm搅拌速率下按配方依次加入组分A中的聚天门冬氨酸酯树脂、有机膨润土、消光粉和颜填料，再用份数为20%聚天门冬氨酸酯树脂的高沸点有机酸酯稀释剂冲洗残留的粉料和稀释体系粘度，加料完成后提升搅拌速率至1400-1600rpm，分散10-15min；

S2、继续加入余量高沸点有机酸酯稀释剂，于400-600rpm搅拌速率下混合3-5min，混匀，得到组分A；

S3、按照组分A和组分B质量比为100:5-100:20，将异氰酸酯固化剂加入上述混合均匀的组分A，于400-600rpm搅拌速率下混合3-5min。

实施例1

一种可低温施工的双组分乳胶漆，包括组分A和组分B，所述乳胶漆由组分A和组分B按质量比100:10混合而成。

所述组分A包括按重量份计的：

聚天门冬氨酸酯树脂17.5份、有机膨润土0.5份、微米级二氧化硅2份、钛白粉25份、重质碳酸钙30份、煅烧高岭土20份、高沸点有机酸酯稀释剂5份；

所述组分B为六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯固化剂。

其通过下述方法制得：

S1、在容器中于300rpm搅拌速率下按配方依次加入组分A中的聚天门冬氨酸酯树脂、有机膨润土、微米级二氧化硅、钛白粉、重质碳酸钙和煅烧高岭土，再用3.5份高沸点有机酸酯稀释剂冲洗残留的粉料和稀释体系粘度，加料完成后提升搅拌速率至1500rpm，分散12min；

S2、继续加入1.5份高沸点有机酸酯稀释剂，于500rpm搅拌速率下混合4min，混匀，得到组分A；

S3、按照组分A和组分B质量比为100:10，将六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯固化剂加入上述混合均匀的组分A，于500rpm搅拌速率下混合4min。

实施例2

一种可低温施工的双组分乳胶漆，包括组分A和组分B，所述乳胶漆由组分A和组分B按质量比100:20混合而成。

所述组分A包括按重量份计的：

聚天门冬氨酸酯树脂35份、有机膨润土1份、微粉蜡5份、钛白粉24份、超细硫酸钡10份、高沸点有机酸酯稀释剂25份；

所述组分B为六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯固化剂。

其通过下述方法制得：

S1、在容器中于400rpm搅拌速率下按配方依次加入组分A中的聚天门冬氨酸酯树脂、有机膨润土、微粉蜡、钛白粉和超细硫酸钡，再用7份高沸点有机酸酯稀释剂冲洗残留的粉料和稀释体系粘度，加料完成后提升搅拌速率至1600rpm，分散15min；

S2、继续加入18份高沸点有机酸酯稀释剂，于600rpm搅拌速率下混合5min，混匀，得到组分A；

S3、按照组分A和组分B质量比为100:20，将六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯固化剂加入上述混合均匀的组分A，于600rpm搅拌速率下混合5min。

实施例3

一种可低温施工的双组分乳胶漆，包括组分A和组分B，所述乳胶漆由组分A和组分B按质量比100:5混合而成。

所述组分A包括按重量份计的：

聚天门冬氨酸酯树脂10份、有机膨润土0.1份、硬脂酸钙0.1份、钛白粉30份、云母粉10份、石英粉15份、硅灰石15份、高沸点有机酸酯稀释剂19.8份；

所述组分B为六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯固化剂。

其通过下述方法制得：

S1、在容器中于200rpm搅拌速率下按配方依次加入组分A中的聚天门冬氨酸酯树脂、有机膨润土、硬脂酸钙、钛白粉、云母粉、石英粉和硅灰石，再用2份高沸点有机酸酯稀释剂冲洗残留的粉料和稀释体系粘度，加料完成后提升搅拌速率至1400rpm，分散10min；

S2、继续加入17.8份高沸点有机酸酯稀释剂，于400rpm搅拌速率下混合3min，混匀，得到组分A；

S3、按照组分A和组分B质量比为100:20，将六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯固化剂加入上述混合均匀的组分A，于400rpm搅拌速率下混合3min。

对比例1

本对比例提供一种常规乳胶漆及其制备方法，具体如下：

在容器中加入30份水，于400rpm搅拌下加入0.5份羟乙基纤维素醚，分散3min；再依次加入0.1份pH调节剂、0.6份分散剂、0.2份润湿剂和0.2份消泡剂，搅拌分散5min；然后依次加入15份钛白粉、10份煅烧高岭土、20份重质碳酸钙，提升搅拌速度至1500rpm后分散15min；最后，依次加入15份苯丙乳液、1份乙二醇防冻剂、3份十二醇酯成膜助剂、0.2份消泡剂、0.2份防腐剂和剩余的4份水，搅拌分散5min。

对比例2

本对比例提供一种采用聚醚胺树脂的双组分乳胶漆，与实施例1的区别在于，使用聚醚胺树脂等量替代实施例1中的聚天门冬氨酸酯树脂。

将实施例1-3和对比例1-2按下述检测方法进行性能测试，测试结果如下表1所示。

检测方法：

防冻性和成膜性：将漆液放置于-20℃低温箱中24 h，取出后观察其-20℃防冻性。将漆料用200 μm湿膜制备器涂布在-20℃预冷的腻子板上，并立即放入-20℃低温箱中，观察其-20℃成膜性并记录下成膜时间以及检查漆膜外观，如果超过24 h后仍未成膜，则判定为不成膜。

VOC含量检测：按GB 18582-2020 《建筑用墙面涂料中有害物质限量》规定进行。

耐人工气候老化性：按GB/T 1865-2009中循环A的规定进行。

表1 检测结果

由上述表1可知，相较于对比例1采用常规乳胶漆体系在-20℃下会发生冻结、无法成膜以及有着50g/L VOC含量检出；对比例2采用聚醚胺树脂的双组分乳胶漆的耐候性差，本发明实施例1-3中的可低温施工的双组分乳胶漆不仅在-20℃下不冻结、具有良好的流动性，并且在-20℃下在2h内能够形成无裂纹、无粉化的漆膜，以及不含有VOC，且具有高的耐候性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种可低温施工的双组分乳胶漆，包括组分A和组分B，其特征在于，所述组分A包括按重量份计的：

聚天门冬氨酸酯树脂10-35份、有机膨润土0.1-1份、消光粉0.1-5份、颜填料30-75份、高沸点有机酸酯稀释剂5-25份；

所述高沸点有机酸酯稀释剂属于烷基脂肪族类，沸点为280-350℃；

所述聚天门冬氨酸酯树脂中活性氨基的含量为2-10%；

所述组分B为异氰酸酯固化剂；

所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯基聚异氰酸酯，其中异氰酸酯基团的含量为10-40%。

2.如权利要求1所述的一种可低温施工的双组分乳胶漆，其特征在于，所述消光粉为微米级二氧化硅、微粉蜡和硬脂酸钙中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种可低温施工的双组分乳胶漆，其特征在于，所述颜填料为钛白粉、重质碳酸钙、煅烧高岭土、硅藻土、超细硫酸钡、云母粉、滑石粉、石英粉和硅灰石中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种可低温施工的双组分乳胶漆，其特征在于，所述乳胶漆由组分A和组分B按质量比100:5-100:20混合而成。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的可低温施工的双组份乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1、在容器中于200-400rpm搅拌速率下按配方依次加入组分A中的聚天门冬氨酸酯树脂、有机膨润土、消光粉和颜填料，再用份数为20%聚天门冬氨酸酯树脂的高沸点有机酸酯稀释剂冲洗残留的粉料和稀释体系粘度，加料完成后提升搅拌速率至1400-1600rpm，分散10-15min；

S2、继续加入余量高沸点有机酸酯稀释剂，于400-600rpm搅拌速率下混合3-5min，混匀，得到组分A；

S3、按照组分A和组分B质量比为100:5-100:20，将异氰酸酯固化剂加入上述混合均匀的组分A，于400-600rpm搅拌速率下混合3-5min。