CN116285514A - 一种耐水抗污型仿石漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种耐水抗污型仿石漆及其制备方法，通过添加羟基富勒烯改性高岭石，羟基富勒烯可自发的吸附在高岭石羟基表面，为其增加更多的活性位点，具有一定的净化空气的作用，同时作为填料能够增强漆膜的耐冲击性能、耐水性以及附着性能，与苯丙乳液具有良好的相容性，可提高体系中其他组分的结合度；通过添加白刚玉粉，可提高仿石涂料的耐水冲刷以及抗污性能，同时改性的苯丙乳液的具有较好渗透性，可更好的与其他组分相配保各原料组分复配组合后相互掺混，保证涂料体系的结合度。
Description
技术领域
本发明涉及仿石漆技术领域，尤其是涉及一种耐水抗污型仿石漆及其制备方法。
背景技术
仿石漆是一种装饰效果酷似大理石、花岗石的厚质外墙装饰涂料，广受人们的喜爱，其集美感与大气于一体，是人们进行装修装饰酷爱使用的一种涂料。
市面上的产品虽然有不同品牌的仿石漆，但是，这些涂料的物理性能一般，整体力学性质较差，不易保存，对墙面的要求也比较高，且耐水、抗污等性能较差。
发明内容
本发明为了解决现有仿石漆耐水抗污性能较差，物理性能一般的技术问题，提供一种耐水抗污以及物理性能较强的仿石漆。
本发明的第二个目的是提供耐水抗污型仿石漆的制备方法。
为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：
一种耐水抗污型仿石漆，按重量份数计，由以下组分组成：羟基富勒烯改性高岭石粉130-250份、白刚玉粉12-20份、去离子水120-160份、改性苯丙乳液52-109份、保护胶溶液63-85份、成膜助剂6-10份、羟乙基纤维素2-8份、改性石墨烯10-20份、分散剂5-10份、pH调节剂0.1-1份、流平剂0.3-0.7份、消泡剂0.7-1.1份、防冻剂0.1-0.2份、防腐剂0.1-0.2份；所述白刚玉粉为250目白刚玉粉，通过添加羟基富勒烯改性高岭石，羟基富勒烯可自发的吸附在高岭石羟基表面，为其增加更多的活性位点，具有一定的净化空气的作用，同时作为填料能够增强漆膜的耐冲击性能、耐水性以及附着性能，与苯丙乳液具有良好的相容性，可提高体系中其他组分的结合度；通过添加白刚玉粉，可提高仿石涂料的耐水冲刷以及抗污性能，白刚玉粉在涂层中形成的特殊结构可提高涂层的同时改性的苯丙乳液的具有较好渗透性，可更好的与其他组分相配。
优选的，所述羟基富勒烯与高岭石粉的混合质量比为1:13，通过设置混合质量比为1:13，可提高高岭石表面预富勒烯之间进行反应的活性位点，防止材料浪费。
优选的，所述羟基富勒烯改性高岭石粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)高岭石的酸化：将高岭石研磨成粉末，过400目筛，取10重量份的高岭石粉末与100mL的3mol/L的磷酸溶液混合，在60℃的条件下搅拌4h，离心后干燥10h，研磨成粉末过100目筛，得酸化的高岭石粉末，经过酸化后的高岭石，其表面的羟基更易于与富勒烯改连接，形成微观表面形貌为多孔层状结构的高岭石；
(2)将步骤(1)中所得的酸化的高岭石粉末加入含有质量百分比为65％的羟基富勒烯分子溶液中，充分搅拌，于60-90℃的温度下水浴加热，调节pH值，抽滤2-3次，干燥24h，即得羟基富勒烯改性高岭石粉。
优选的，所述步骤(2)中调节pH值至6-7，提高反应体系中的稳定性。
优选的，所述改性苯丙乳液为壳聚糖改性苯丙乳液，所述壳聚糖改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：将苯丙乳液与壳聚糖溶液混合，并使用乳化机在8000r/min的速率下，乳化3min，冷却后即得，通过壳聚糖与苯丙乳液共同乳化，更易于形成致密的表面，提高仿石漆耐水性能，壳聚糖相对分子量对成膜性和膜的性质影响非常突出，分子量越高，膜的通透性越弱；分子量越小，晶形结构减少，分子间缠结减弱，使得分子柔顺性较好，提高涂布时的整体性能。
优选的，所述苯丙乳液与壳聚糖溶液的体积比为1:10。
优选的，所述分散剂为体积比1:1的乙撑基双硬脂酰胺与聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵的混合物，防止各个粉体之间的团聚现象。
优选的，所述流平剂为特殊改性反应型聚硅氧烷，为优异的有机硅流平剂，改善了涂料的表面性能，能有效提高涂膜的硬度和手感滑爽、耐磨和抗刮伤性能，可与苯丙乳液交联，参与成膜反应，赋予涂膜滑爽的触感和抗刮擦性能，阻止贝纳德旋涡形成，改善流平和光泽，更优选的，消泡剂为有机硅消泡剂，所述有机硅消泡剂，表面能力为20-21达因/厘米，有机硅消泡剂不仅能有效地破除已经生成的泡沫，稳定性高，难与其他物质发生反应，而且可以显著地抑制泡沫，防止泡沫的生成，且其的使用量少，能有效减少生产成本，所述成膜助剂为醇酯十二，防腐剂为LX。
为了实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：
一种如上任一项所述的耐水抗污型仿石漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将预处理后的羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉以及改性苯丙乳液、保护胶溶液、分散剂、pH调节剂、流平剂、消泡剂、防冻剂、防腐剂和去离子水依次缓慢加入搅拌釜内，在800～1000r/min转速下，搅拌30～40min；
S2、依次加入成膜助剂和羟乙基纤维素，在800～1000r/min转速下，搅拌30～40min；
S3、加入改性石墨烯，在1000～1200r/min转速下，搅拌20～30min，即得。
优选的，步骤S1中，所述预处理的步骤为：将改性高岭石粉和白刚玉粉加入氨丁三醇溶液中超声震荡30～40min，抽提后烘干，再将其粉碎，过100～130目筛。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
1、本申请提供的一种耐水抗污型仿石漆，通过添加羟基富勒烯改性高岭石，羟基富勒烯可自发的吸附在高岭石羟基表面，为其增加更多的活性位点，具有一定的净化空气的作用，同时作为填料能够增强漆膜的耐冲击性能、耐水性以及附着性能，与苯丙乳液具有良好的相容性，可提高体系中其他组分的结合度；通过添加白刚玉粉，可提高仿石涂料的耐水冲刷以及抗污性能，同时改性的苯丙乳液的具有较好渗透性，可更好的与其他组分相配保各原料组分复配组合后相互掺混，保证涂料体系的结合度。
2、本申请提供的一种耐水抗污型仿石漆的制备方法，通过先将粉料进行预处理，可提高粉体在涂料体系中的分散性能，提高粉体在苯丙体系内的结合度，紧接着通过缓慢加入羟乙基纤维素利用其疏水主链与水形成氢键，同时其机构上的极性基团相互作用，形成空间网状结构，能够提高聚合物流变体积，限制聚合物的自由移动，从而提高涂料的粘稠度，施加剪切力时，空间网状结构被破坏，分子间的氢键被破坏，粘度降低，撤去剪切力后氢键重新形成，空间网状结构重新形成，保证墙面漆具有良好的流变性能，最后加入改性石墨烯，连接各个组分，具有良好的自组装性能，可与其他组分形成致密结构，为涂料提供耐冲击性能和与其他组分的粘结度。
具体实施方式
下面结合具体实施例1-3说明本发明的具体技术方案：
(1)羟基富勒烯改性高岭石粉的制备
高岭石的酸化：将高岭石研磨成粉末，过400目筛，取10重量份的高岭石粉末与100mL的3mol/L的磷酸溶液混合，在60℃的条件下搅拌4h，离心后干燥10h，研磨成粉末过100目筛，得酸化的高岭石粉末；将所得的酸化的高岭石粉末加入含有质量百分比为65％的羟基富勒烯分子溶液中，充分搅拌，于60-90℃的温度下水浴加热，调节pH值6-7，抽滤2-3次，干燥24h，即得羟基富勒烯改性高岭石粉。
(2)改性苯丙乳液的制备
将苯丙乳液与壳聚糖溶液按体积比1:10混合，并使用乳化机在8000r/min的速率下，乳化3min，冷却后即得。
(3)改性石墨烯的制备
向含有5.6g的氧化石墨烯的乙醇水溶液中，缓慢加入3-乙基-3-羟甲基环氧丁烷，于30℃下超声2h，反应结束后得到超支化聚合物共价接枝改性石墨烯，可有效的提高仿石涂料表面的力学性能，具有良好的自组装特性和成膜性能，克服了石墨烯本身在体系中易团聚的缺点，与各个粉体之间具有协同效应。
(4)粉料的预处理
将羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉加入氨丁三醇溶液中超声震荡30min，抽提后烘干，再将其粉碎，过100目筛。
实施例1：
S1、按表1将预处理后的羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉以及改性苯丙乳液、保护胶溶液、分散剂、pH调节剂、流平剂、消泡剂、防冻剂、防腐剂和去离子水依次缓慢加入搅拌釜内，在800r/min转速下，搅拌30min；
S2、依次加入成膜助剂和羟乙基纤维素，在800r/min转速下，搅拌30min；
S3、加入改性石墨烯，在1000r/min转速下，搅拌20min，即得。
实施例2：
S1、按表1将预处理后的羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉以及改性苯丙乳液、保护胶溶液、分散剂、pH调节剂、流平剂、消泡剂、防冻剂、防腐剂和去离子水依次缓慢加入搅拌釜内，在900r/min转速下，搅拌34min；
S2、依次加入成膜助剂和羟乙基纤维素，在900r/min转速下，搅拌36min；
S3、加入改性石墨烯，在1100r/min转速下，搅拌25min，即得。
实施例3：
S1、按表1将预处理后的羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉以及改性苯丙乳液、保护胶溶液、分散剂、pH调节剂、流平剂、消泡剂、防冻剂、防腐剂和去离子水依次缓慢加入搅拌釜内，在1000r/min转速下，搅拌40min；
S2、依次加入成膜助剂和羟乙基纤维素，在1000r/min转速下，搅拌40min；
S3、加入改性石墨烯，在1200r/min转速下，搅拌30min，即得。
对比例1：
将实施例1中步骤S1的羟基富勒烯改性高岭石粉替换为普通的高岭石粉，其余步骤和具体参数与实施例1保持一致。
对比例2：
将实施例1中步骤S1的白刚玉粉替换为石英砂粉，其余步骤和具体参数与实施例1保持一致。
表1：实施例1-3与对比例1-2中的仿石漆重量份数配比
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| 羟基富勒烯改性高岭石粉 | 152 | 250 | 130 | - | 152 |
| 高岭石粉 | - | - | - | 152 | - |
| 白刚玉粉 | 13 | 12 | 20 | 13 | - |
| 石英砂粉 | - | - | - | - | 13 |
| 去离子水 | 150 | 120 | 160 | 150 | 150 |
| 改性苯丙乳液 | 101 | 109 | 52 | 101 | 101 |
| 保护胶溶液 | 73 | 63 | 85 | 73 | 73 |
| 成膜助剂 | 8 | 10 | 6 | 8 | 8 |
| 羟乙基纤维素 | 5 | 8 | 2 | 5 | 5 |
| 改性石墨烯 | 15 | 10 | 20 | 15 | 15 |
| 分散剂 | 8 | 5 | 10 | 8 | 8 |
| pH调节剂 | 0.1 | 0.5 | 1 | 0.1 | 0.1 |
| 流平剂 | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 0.3 | 0.3 |
| 消泡剂 | 0.8 | 0.7 | 1.1 | 0.8 | 0.8 |
| 防冻剂 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.2 |
| 防腐剂 | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
将实施例1-3和对比例1-2所得的仿石漆进行漆膜性能测试，测试结果如表2所示。
表2：性能测试
由上表可以看出，本申请通过添加羟基富勒烯改性高岭石，羟基富勒烯可自发的吸附在高岭石羟基表面，为其增加更多的活性位点，具有一定的净化空气的作用，同时作为填料能够增强漆膜的耐冲击性能、耐水性以及附着性能，与苯丙乳液具有良好的相容性，可提高体系中其他组分的结合度；通过添加白刚玉粉，可提高仿石涂料的耐水冲刷以及抗污性能，同时改性的苯丙乳液的具有较好渗透性，可更好的与其他组分相配保各原料组分复配组合后相互掺混，保证涂料体系的结合度，其中制备方法，通过先将粉料进行预处理，可提高粉体在涂料体系中的分散性能，提高粉体在苯丙体系内的结合度，紧接着通过缓慢加入羟乙基纤维素利用其疏水主链与水形成氢键，同时其机构上的极性基团相互作用，形成空间网状结构，能够提高聚合物流变体积，限制聚合物的自由移动，从而提高涂料的粘稠度，施加剪切力时，空间网状结构被破坏，分子间的氢键被破坏，粘度降低，撤去剪切力后氢键重新形成，空间网状结构重新形成，保证墙面漆具有良好的流变性能，最后加入改性石墨烯，连接各个组分，具有良好的自组装性能，可与其他组分形成致密结构，为涂料提供耐冲击性能和与其他组分的粘结度。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐水抗污型仿石漆，其特征在于，按重量份数计，由以下组分组成：羟基富勒烯改性高岭石粉130-250份、白刚玉粉12-20份、去离子水120-160份、改性苯丙乳液52-109份、保护胶溶液63-85份、成膜助剂6-10份、羟乙基纤维素2-8份、改性石墨烯10-20份、分散剂5-10份、pH调节剂0.1-1份、流平剂0.3-0.7份、消泡剂0.7-1.1份、防冻剂0.1-0.2份、防腐剂0.1-0.2份；所述白刚玉粉为250目白刚玉粉。
2.根据权利要求1所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述羟基富勒烯与高岭石粉的混合质量比为1:13。
3.根据权利要求1所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述羟基富勒烯改性高岭石粉的制备方法，包括以下步骤：
(1)高岭石的酸化：将高岭石研磨成粉末，过400目筛，取10重量份的高岭石粉末与100mL的3mol/L的磷酸溶液混合，在60℃的条件下搅拌4h，离心后干燥10h，研磨成粉末过100目筛，得酸化的高岭石粉末；
(2)将步骤(1)中所得的酸化的高岭石粉末加入含有质量百分比为65％的羟基富勒烯分子溶液中，充分搅拌，于60-90℃的温度下水浴加热，调节pH值，抽滤2-3次，干燥24h，即得羟基富勒烯改性高岭石粉。
4.根据权利要求3所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述步骤(2)中调节pH值至6-7。
5.根据权利要求1所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述改性苯丙乳液为壳聚糖改性苯丙乳液，所述壳聚糖改性苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：将苯丙乳液与壳聚糖溶液混合，并使用乳化机在8000r/min的速率下，乳化3min，冷却后即得。
6.根据权利要求5所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述苯丙乳液与壳聚糖溶液的体积比为1:10。
7.根据权利要求1所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述分散剂为体积比1:1的乙撑基双硬脂酰胺与聚丙烯酰基二甲基牛磺酸铵的混合物。
8.根据权利要求1所述的耐水抗污型仿石漆，其特征在于：所述流平剂为特殊改性反应型聚硅氧烷。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的耐水抗污型仿石漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将预处理后的羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉以及改性苯丙乳液、保护胶溶液、分散剂、pH调节剂、流平剂、消泡剂、防冻剂、防腐剂和去离子水依次缓慢加入搅拌釜内，在800～1000r/min转速下，搅拌30～40min；
S2、依次加入成膜助剂和羟乙基纤维素，在800～1000r/min转速下，搅拌30～40min；
S3、加入改性石墨烯，在1000～1200r/min转速下，搅拌20～30min，即得。
10.根据权利要求9所述的耐水抗污型仿石漆的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述预处理的步骤为：将羟基富勒烯改性高岭石粉和白刚玉粉加入氨丁三醇溶液中超声震荡30～40min，抽提后烘干，再将其粉碎，过100～130目筛。
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