CN116179035A - 着色胶体饱和度易判定的水性多彩建筑涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种着色胶体饱和度易判定的水性多彩建筑涂料及制备方法。该涂料包括连续相、分散相和保护相，原料配方包括：连续相：乳液62.8～68.2份、成膜助剂3.2～3.5份、增稠剂0.20～0.40份、消泡剂0.30～0.40份、防冻剂3.2～3.6份、水20~30份；分散相：(甲基)丙烯酰基类聚合物22～24份、羟乙基纤维素5～6份、无机颜料0.8～2.0份、填料8～11份、湿润分散剂0.1～0.5份、稳定剂0.3～0.5份、超流变助剂5～6份、杀菌剂0.1～0.2份，水20~30份；保护相：无机酸改性的硅酸镁铝1~5份，水20~25份。本发明的涂料粒子稳定性好，着色胶体饱和度易判定。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种着色胶体饱和度易判定的水性多彩建筑涂料及其制备方法。
背景技术
目前所提供的水性多彩建筑涂料生产工艺，由于多彩涂料色粒分散相颜料含量低（相比合成树脂乳液外墙涂料而言，其浅色基料中颜料含量仅有1-2%，而合成树脂乳液外墙涂料，其浅色基料中颜料含量仅有10-15%，）在分散相调色工序中，实际生产调色过程中往往颜色的饱各度难以判定，调色师经常误判颜色已经达到了应有的饱和度，但产品实际施工应用后，随着涂层的逐渐干燥，着色胶体颜色会变浅，最终干燥后着色胶体的颜色存在与标准样板明显差异，这主要是由于经过施工应用且涂层干燥后才能判定。并且这种差异会随着基材的不同其差异程度也不同，所以产生的这种差异极其不易判定，一旦发现，其产品已经生产或已经发货或已经应用，从而造成不同程度的损失。
发明人经过研究发现，通过采用保护相的方式，本发明的工艺制备得到的水性多彩建筑涂料的粒子稳定性大大提高，使得着色胶体饱和度易判定。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种稳定性好、着色胶体饱和度易判定且稳定的水性多彩建筑涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的着色胶体饱和度易判定且稳定的水性多彩建筑涂料及其制备方法如下：
本发明的水性多彩建筑涂料，其主要特点是，该涂料包括连续相、分散相和保护相，涂料的原料配方包括下列重量的份数：
连续相：乳液62.8～68.2份、成膜助剂3.2～3.5份、增稠剂0.20～0.40份、消泡剂0.30～0.40份、防冻剂3.2～3.6份、水20~30份；
分散相：(甲基)丙烯酰基类聚合物22～24份、羟乙基纤维素5～6份、无机颜料0.8～2.0份、填料8～11份、湿润分散剂0.1～0.5份、稳定剂0.3～0.5份、超流变助剂5～6份、杀菌剂0.1～0.2份，水20~30份；
保护相：无机酸改性的硅酸镁铝1~5份，水20~25份。
较佳的，所述的涂料由连续相、分散相和保护相组成。
其中，所述的乳液较佳的为纯丙乳液或硅丙乳液，所述的纯丙乳液或硅丙乳液最低成膜温度≤3℃、固含量≥14.0%。
其中，所述的成膜助剂可为本领域常规使用的成膜助剂，较佳地为伊士曼化工有限公司(EASTMAN)生产的成膜助剂Texanol。
较佳地，所述的增稠剂为本领域常规使用的增稠剂，较佳地为非离子聚氨酯类缔合型增稠剂，兼具优异的流平性和出色的抗流挂性，更佳地为增稠剂陶氏化学的RM-725、陶氏化学RM-3030、海名斯的R278中的一种或多种。
较佳地，所述的消泡剂为改性聚甲基硅氧烷类消泡剂。
更佳地，所述的改性聚甲基硅氧烷类消泡剂pH值为5～8，密度为0.89～0.95g/cm3(20℃)。更优选为毕克化学生产的BYK-1640。
其中，所述的防冻剂可为本领域常规使用的防冻剂，较佳地为丙二醇。
其中分散相中，所述的(甲基)丙烯酰基类聚合物较佳的为聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丙酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚(甲基)丙烯酸异丁酯、聚(甲基)丙烯酸戊酯、聚(甲基)丙烯酸己酯、聚(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、聚(甲基)丙烯酸月桂基酯、聚(甲基)丙烯酸硬脂基酯等的直链或分枝状聚(甲基)丙烯酸烷基酯中的一种或多种。
其中，所述的羟乙基纤维素较佳的为离子化改性羟乙基纤维，更佳的通过下述方法制得：在惰性气体保护下加入硝酸铈铵、乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酰胺，然后加入羟乙基纤维素和水，搅拌反应即得。
较佳地，所述的无机颜料为耐候性达5级且耐光性达7级的无机颜料或经过研磨的色浆，所述的无机颜料为金红石钛白、氧化铁黄和氧化铁红中的一种或多种。较佳地为杜邦R-706钛白粉、苏州世名科技股份有限公司生产的SM8805氧化铁红色浆、SM6800碳黑色浆、SM8810氧化铁黄色浆。
较佳地，所述的填料的吸油量＜75g/100g，白度≥94。
较佳地，所述的填料为高岭土，所述的高岭土的目数为1250～1500目。
较佳地，所述的润湿分散剂为均聚羧酸盐类低泡性润湿分散剂。
更佳地，所述的润湿分散剂以水溶液的形式加入，其采用1wt％水溶液的pH值为6～8，密度为1.05～1.08g/cm3(20℃)。最佳地为陶氏化学生产的润湿分散剂1618和X-405中的一种或多种。
较佳地，所述的杀菌剂的粘度(20℃)≤100mPa.s。更佳地采用西班牙LAMIRSA实验研究院生产的MIRECIDE-MIT/23杀菌剂。
较佳地，所述的稳定剂为改性阴离子表面润湿剂，所述的改性阴离子表面润湿剂有效物质含量≥50%。优选上海网格国际贸易有限公司提供的G-399或广州博锋化工科技有限公司生产的C-170。
其中，所述的超流变助剂较佳的选用改性合成片状硅酸盐，优选常熟林润氟硅材料有限公司生产的多彩涂料超流变助剂LR-560或高效多彩涂料超流变助剂LR-580。
其中保护相中，所述的无机酸较佳的为硼酸。所述的无机酸改性的硅酸镁铝较佳的通过下述方法制得：将无机酸水溶液与硅酸镁铝混合搅拌均匀，即可。
本发明还提供了上述水性多彩建筑涂料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）按照原料配方分别制备出连续相、分散相和保护相；
（2）将制备出的分散相在保护相中造粒，造粒完成后静置得到彩色粒子；
（3）将所述彩色粒子与连续相混合均匀，即可制备得到所述水性多彩建筑涂料。
较佳的，步骤（2）中静置的时间为2~3小时。
本发明采用无机酸进行改性处理的硅酸镁铝作为保护相，保护相以保护胶体的形式存在于涂料中，有利于多彩涂料粒子的稳定，使得着色胶体饱和度易判定；尤其是采用离子化改性羟乙基纤维后，着色胶体的稳定性进一步增强，使得涂料不易沉降和分层，漆膜更加致密。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的工艺制备得到的水性多彩建筑涂料的粒子稳定性大大提高，使得着色胶体饱和度易判定。
实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
着色胶体饱和度易判定检测方法如下：通过在生产过程着色胶体调色工序，采用430mm*150mm的高密度无石棉纤维水泥平板，预先在短边方向对半分别喷涂水性白色底漆与水性黑色底漆，待底漆实际干燥后备用。在对待判定的调色的着色胶体采用100μm、150μm、200μm湿膜制备器分别在上述经预先底漆处理备用的同一块高密度无石棉纤维水泥平板刮涂工艺制备，要求同一规格的制备的涂层在黑白各半，平放在在风干架上（风干架垂直上方45cm放装有四盏浴霸灯，风干架左右中间平行于平板架上各装有风流量为3米/秒的风机），同时开启四盏浴霸灯及左右风机并经15分钟风干后使用分光测色仪进行检测测得饱和度数据并比较饱和度数据差异，如-0.15≤△L≤0.15，且△L≤△E≤0.3，则判定饱和度无差异，否则判定饱和度存在差异（△L、△E是使用分光测色仪测量颜色或色彩数据的领域常规术语，L代表明度深浅，其值可正可负，△L代表明度差异，△E代表色差大小）。如饱和度无差异，则认为此着色胶体的颜色饱和度可判定，这样可直接与标准样板对应颜色的着色胶体进行比较，如比较的饱和度有差异，则需要在调色过程中进行再调整，直至最终饱和度无差异，则可以判定实际应用过程中也无明显差异。
实施例
本实施例的水性多彩建筑涂料的原料配方见下表：
保护相的原料组分为无机酸改性的硅酸镁铝2份，水20份。
其中，本实施例的乳液为纯丙乳液；成膜助剂为伊士曼化工有限公司(EASTMAN)生产的成膜助剂Texanol；增稠剂为陶氏化学的RM-725；消泡剂为改性聚甲基硅氧烷类消泡剂，具体为毕克化学生产的BYK-1640；防冻剂采用丙二醇；(甲基)丙烯酰基类聚合物选用聚(甲基)丙烯酸甲酯。
羟乙基纤维素采用离子化改性羟乙基纤维，通过下述方法制得：在惰性气体氮气保护下，在圆底烧瓶中加入1g硝酸铈铵、0.7g乙二胺四乙酸二钠和3g聚丙烯酰胺，然后加入4g羟乙基纤维素和400ml水，40℃搅拌反应，反应结束后用丙酮进行沉淀，过滤分离即得。
无机颜料选用苏州世名科技股份有限公司生产的SM8805氧化铁红色浆；填料采用高岭土；润湿分散剂为陶氏化学生产的润湿分散剂1618；杀菌剂采用西班牙LAMIRSA实验研究院生产的MIRECIDE-MIT/23杀菌剂；稳定剂为改性阴离子表面润湿剂，采用上海网格国际贸易有限公司提供的G-399；超流变助剂选用改性合成片状硅酸盐，为常熟林润氟硅材料有限公司生产的多彩涂料超流变助剂LR-560。
保护相中，无机酸为硼酸。该无机酸改性的硅酸镁铝通过下述方法制得：将硼酸水溶液与硅酸镁铝混合搅拌均匀，即可。
该水性多彩建筑涂料的制备方法包括下述步骤：
（1）按照原料配方分别将各组分按配比混合即可分别制备出连续相、分散相和保护相；
（2）将制备出的分散相在保护相中造粒，造粒完成后静置3小时得到彩色粒子；
（3）将所述彩色粒子与连续相混合均匀，即可制备得到所述水性多彩建筑涂料。
实施例
本实施例的水性多彩建筑涂料的原料配方见下表：
保护相的原料组分为无机酸改性的硅酸镁铝5份，水25份
其中，本实施例的乳液为硅丙乳液；成膜助剂为伊士曼化工有限公司(EASTMAN)生产的成膜助剂Texanol；增稠剂为陶氏化学RM-3030；消泡剂为改性聚甲基硅氧烷类消泡剂，具体为毕克化学生产的BYK-1640；防冻剂采用丙二醇；(甲基)丙烯酰基类聚合物选用聚(甲基)丙烯酸乙酯。
羟乙基纤维素未进行离子化改性；无机颜料选用苏州世名科技股份有限公司生产的SM8810氧化铁黄色浆；填料采用高岭土；润湿分散剂为陶氏化学生产的润湿分散剂X-405；杀菌剂采用西班牙LAMIRSA实验研究院生产的MIRECIDE-MIT/23杀菌剂；稳定剂为改性阴离子表面润湿剂，采用广州博锋化工科技有限公司生产的C-170；超流变助剂选用改性合成片状硅酸盐，为常熟林润氟硅材料有限公司生产的多彩涂料超流变助剂LR-560。
保护相中，无机酸为硼酸。该无机酸改性的硅酸镁铝通过下述方法制得：将硼酸水溶液与硅酸镁铝混合搅拌均匀，即可。
该水性多彩建筑涂料的制备方法包括下述步骤：
（1）按照原料配方分别将各组分按配比混合即可分别制备出连续相、分散相和保护相；
（2）将制备出的分散相在保护相中造粒，造粒完成后静置3小时得到彩色粒子；
（3）将所述彩色粒子与连续相混合均匀，即可制备得到所述水性多彩建筑涂料。
对实施例1、2的水性多彩建筑涂料进行性能测试，结果如下表：
从上述比较可以看出，实施例1采用离子化改性羟乙基纤维后，着色胶体的稳定性进一步增强。
对市售1、2的水性多彩建筑涂料进行性能测试，结果如下表：
从本发明实施例1、实施例2及市售水性多彩建筑涂料性能测试结果可以看出，产品均能满足HG/T 4343-2012标准技术要求，而耐人工气候老化性能本发明产品明显优于市售产品。
本发明实施例1产品着色胶体涉及红色着色胶体，最终测得红色着色胶体△L=0.11，△E=0.12。
本发明实施例2产品着色胶体涉及黄色着色胶体，最终测得黄色着色胶体△L=0.10，△E=0.10。
市售产品1同批次两个独立包装产品着色胶体分别涉及黄色着色胶体、红色着色胶体，最终测得黄色着色胶体△L=0.28，△E=0.74，红色着色胶体△L=-0.26，△E=0.62。
市售产品2同批次两个独立包装产品着色胶体分别涉及咖色着色胶体、灰色着色胶体，最终测得咖色着色胶体△L=-0.31，△E=0.38，灰色着色胶体△L=0.35，△E=0.57。
从上述测得的数据可以看出：本发明实施例1、实施例2产品满足-0.15≤△L≤0.15，且△L≤△E≤0.3，可以判定着色胶体饱和度无差异。市售产品1、2不满足-0.15≤△L≤0.15，也不满足△L≤△E≤0.3，可以判定着色胶体饱和度有差异。
必须加以强调的是，上述的详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，但该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。
Claims (10)
1.一种水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的涂料包括连续相、分散相和保护相，涂料的原料配方包括下列重量的份数：
连续相：乳液62.8～68.2份、成膜助剂3.2～3.5份、增稠剂0.20～0.40份、消泡剂0.30～0.40份、防冻剂3.2～3.6份、水20~30份；
分散相：(甲基)丙烯酰基类聚合物22～24份、羟乙基纤维素5～6份、无机颜料0.8～2.0份、填料8～11份、湿润分散剂0.1～0.5份、稳定剂0.3～0.5份、超流变助剂5～6份、杀菌剂0.1～0.2份，水20~30份；
保护相：无机酸改性的硅酸镁铝1~5份，水20~25份。
2.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的涂料由连续相、分散相和保护相组成。
3.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的乳液为纯丙乳液或硅丙乳液；
和/或，所述的成膜助剂为伊士曼化工有限公司生产的成膜助剂Texanol；
和/或，所述的增稠剂为非离子聚氨酯类缔合型增稠剂。
4.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的消泡剂为改性聚甲基硅氧烷类消泡剂；较佳的，所述的改性聚甲基硅氧烷类消泡剂pH值为5～8，密度为0.89～0.95g/cm3(20℃)，更优选为毕克化学生产的BYK-1640；
和/或，所述的防冻剂为丙二醇。
5.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，分散相中，所述的(甲基)丙烯酰基类聚合物为聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丙酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯、聚(甲基)丙烯酸异丁酯、聚(甲基)丙烯酸戊酯、聚(甲基)丙烯酸己酯、聚(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、聚(甲基)丙烯酸月桂基酯、聚(甲基)丙烯酸硬脂基酯等的直链或分枝状聚(甲基)丙烯酸烷基酯中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的羟乙基纤维素为离子化改性羟乙基纤维，较佳的通过下述方法制得：在惰性气体保护下加入硝酸铈铵、乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酰胺，然后加入羟乙基纤维素和水，搅拌反应即得。
7.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的无机颜料为金红石钛白、氧化铁黄和氧化铁红中的一种或多种；
和/或，所述的填料为高岭土，所述的高岭土的目数为1250～1500目。
8.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，所述的超流变助剂选用改性合成片状硅酸盐。
9.如权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于，保护相中，所述的无机酸为硼酸；所述的无机酸改性的硅酸镁铝较佳的通过下述方法制得：将无机酸水溶液与硅酸镁铝混合搅拌均匀，即可。
10.一种如权利要求1~9中任一项所述的水性多彩建筑涂料的制备方法，其包括下述步骤：
（1）按照原料配方分别制备出连续相、分散相和保护相；
（2）将制备出的分散相在保护相中造粒，造粒完成后静置得到彩色粒子；
（3）将所述彩色粒子与连续相混合均匀，即可制备得到所述水性多彩建筑涂料。
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