CN104212288A - 水性多彩建筑涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性多彩建筑涂料，由质量百分比为5~20%的水性色浆、质量百分比为60~70%的色粒体系和30~40%的乳液基料混合而成，通过对基础漆的制备、调色，以及对保护胶体系的制备、色粒体系的制备、乳液基料的制备后，在制得的乳液基料中加入色粒体系，即形成稳定的水性多彩建筑涂料。本发明的保护胶体系与基础漆中的纤维素相互作用，使得产生的凝胶牢固地包裹在各色基础漆表面，阴离子表面活性提供负电荷以形成稳定的各色色粒，本发明能提高色粒稳定性、贮存稳定性，能防止水性多彩粒子沉降、渗色和浑水，一次性喷涂成型，重涂性好，仿天然大理石材效果逼真、维护简单，具有一定的弹性，能弥补墙体微小裂纹。

Description

水性多彩建筑涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑涂料，具体涉及一种水性多彩建筑涂料及其制备方法。

背景技术

目前，花岗岩、大理石以其严肃的质感，耐久的质量深受建筑师和用户的青睐，也是建筑物外在的形象的重要标志之一。但随着我国对自然资源的保护以及国家建筑节能的推行，在一定程度上影响了天然石材在建筑装饰领域的广泛应用。花岗岩作为建筑装饰材料在使用时施工较为复杂，不仅增加了单位墙体承重，而且还存在如脱落危险等诸多不安全因素；有些大理石会释放微量放射性元素，对人体健康造成危害。另外，国家对建筑节能的要求不断提高，也使得外墙保温技术在建筑外墙上的应用得到普及推广，在保温基层上再进行石材装饰，其施工过程更加复杂复杂。为了追求花岗岩的的外观效果，人们开始探索人工合成一种仿花岗岩的石材，在此背景下，水包水多彩建筑涂料应运而生。20世纪90年代中期，我国水包多彩建筑涂料（下称水性多彩建筑涂料）才变成可在建筑物上应用的产品，水性多彩建筑涂料是仿花岗岩涂料史上的一大突破，它有效的克服了O/W 水包油型仿花岗岩涂料含有挥发性有机化合物等有毒害物质的缺点，更加环保、节能，是新一代环保新型建筑材料，具有非常广阔的市场前景。但是现在市面上大多数水性多彩建筑涂料质量良莠不齐，有的储存稳定性不好，有的彩色粒子易凝聚，易破碎；有的色粒边界不清晰，有的色粒渗色严重，严重影响着水性多彩建筑涂料的推广和使用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能提高色粒稳定性、贮存稳定性，防止水性多彩粒子沉降、渗色和浑水，一次性喷涂成型，重涂性好，维护简单，具有一定的弹性，能弥补墙体微小裂纹的水性多彩建筑涂料。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种制备上述水性多彩建筑涂料的方法。

其技术方案是：水性多彩建筑涂料，由质量百分比为5~20%的水性色浆、质量百分比为60~70%的色粒体系和30~40%的乳液基料混合而成，所述色粒体系由以下质量百分比的基础漆和保护胶体系组成：

所述基础漆的组成为：

纤维素          0.7~1.1%                 多功能助剂      0.1~0.2%

分散剂          0.1~0.2%                 杀菌剂          0.1~0.4%

消泡剂          0.2~0.4%                 3.0～5.0%保护胶  10~15%

成膜助剂        0.5~1.0%                 20%改性膨润土   10~15%

弹性乳液        20~30%                  颜填料          4.0~8.0%                 

余量水；

所述保护胶体系的组成为：

5%~8%保护胶    60~65%                  润湿剂        1.0~2.0%

4%T-935保护胶   35~40%；

所述色粒体系的组成为：

各色基础漆      45~50%                  保护胶体系     50~55%；

所述的乳液基料的组成为：

硅丙乳液         60~75%                 成膜助剂      4.2~5.3%

丙二醇           1.0~2.0%                消泡剂        1.0~2.0%

杀菌剂           0.1~0.2%                增稠剂        0.3~1.0% 

余量水。

所述纤维素为非离子型纤维素；所述湿润剂采用阴离子表面活性剂；所述保护胶粉为人工改性的硅酸盐化合物或者是改性的膨润土。

所述成膜助剂为醇酯类，所述杀菌剂为防腐杀菌剂AQ，所述的增稠剂为疏水改性碱溶胀型增稠剂。

所述弹性乳液为合成树脂乳液；所述消泡剂采用矿物油类消泡剂。

所述颜填料为钛白粉、高岭土、重钙、硅灰石中的一种或几种的任意比例混合物。

所述保护胶粉采用的经过改性的片状的汉脱土结构-纳镁锂硅酸盐。

水性多彩建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：

1） 基础漆的制备

将所述水、纤维素、多功能助剂、分散剂、消泡剂和颜填料按照配比依次加入分散釜中，高速分散至细度50μm 以下，再在中速的搅拌下加入3.0～5.0%保护胶、成膜助剂、弹性乳液、杀菌剂和20%的改性膨润土，调整粘度达到120-130kμ，即可制得基础漆；

2） 基础漆的调色

将上述制备的基础漆放入搅拌机内低速搅拌，根据要仿制的花岗岩石材的彩色花纹特点，用上述基础漆和匹配的水性色浆调制出各色基础漆；

3） 保护胶体系的制备

将所述质量百分比的5%～8%保护胶加入到水中，高速分散到保护胶完全溶解，成完全透明液体，再在中速的的搅拌下加入润湿剂和4%T-935保护胶，完全混合均匀，即为保护胶体系；

4） 色粒体系的制备

将各色基础漆按上述质量百分比添加到保护胶体系中，根据设计的彩粒大小，选择不同的目数大小的方孔筛，过滤即可制得所需要的色粒体系；

5） 乳液基料的制备

将所述的水、成膜助剂、消泡剂、丙二醇、杀菌剂和硅丙乳液按配比依次加入到分散釜，然后根据需要加入增稠剂调整乳液基料的粘度，即得到乳液基料；

6） 水性多彩建筑涂料的制备

在制得的乳液基料中加入上述质量百分比的色粒体系，即形成稳定的水性多彩建筑涂料。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：当各色基础漆被加入到保护胶体系中后，保护胶体系与基础漆中的纤维素相互作用，使得产生的凝胶牢固地包裹在各色基础漆表面，阴离子表面活性提供负电荷以形成稳定的各色色粒，本发明能提高色粒稳定性、贮存稳定性，能防止水性多彩粒子沉降、渗色和浑水，一次性喷涂成型，重涂性好，仿天然大理石材效果逼真、维护简单，具有一定的弹性，能弥补墙体微小裂纹。

具体实施方式

实施例一：

所述基础漆的组成为：

纤维素          0.8%                 多功能助剂      0.1%

分散剂          0.1%                 杀菌剂          0.1%

钛白粉          2.0%                 高岭土          2.0%

消泡剂          0.4%                 3.0～5.0%保护胶  10%

成膜助剂        0.5%                 20%改性膨润土   10%

弹性乳液        25%                  水         49% ；

基础漆在根据要求混合不同颜色的水性色浆的调配成不同颜色的各色基础漆，各色基础漆严格按照配比分散在保护胶体系中制成不同的色粒体系。

所述保护胶体系的组成为：

5%~8%保护胶    60%                  润湿剂        1.0%

4%T-935保护胶   39%；

所述色粒体系的组成为：

各色基础漆      50%                  保护胶体系     50%；

所述的乳液基料的组成为：

硅丙乳液         66%                 成膜助剂      4.2%

丙二醇           1.0%                消泡剂        1.0%

杀菌剂           0.1%                增稠剂        0.7%

水               27%；

水性多彩建筑涂料的成品组成为：

乳液基料        35%                  色粒体系      65%；

以上百分比为质量百分比。

其中，纤维素可采用非离子型纤维素；PH调节剂可采用多功能助剂；基础漆中的分散剂可采用聚羧酸钠盐分散剂；3.0～5.0% 的保护胶，其对多彩漆的成粒有帮助。成膜助剂可采用醇酯类物质，其化学名称：2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，具有极佳的成膜效率，可以降低成膜温度，提高色彩颗粒的柔韧性。

弹性乳液为合成树脂乳液，由核壳工艺聚合而成，具有自交联性能，其固体含量为 46.0～50.0%, 粘度为500～1500mPa·s/25℃；所述消泡剂采用水性通用的矿物油类消泡剂，尤其对聚丙烯酸酯系乳液发挥优越的消泡和破泡效果。

保护胶粉是采用的经过改性的合成片状硅酸盐像汉脱土结构-纳镁锂硅酸盐。外观为白色粉末，比表面积为350～400㎡/g。保护胶是一种弹性体，粒子软硬可调，适合所有花纹；无毒、无味、无刺激性；不溶于水、油和乙醇。浸水溶胀，在较低固含量下能形成高透明度、高粘度、高触变性的纳米凝胶。

硅丙乳液可采用商品化的合成树脂乳液，它是由甲基丙烯酸酯类单体或丙烯酸酯类单体与丙烯酸、有机硅等功能性单体共聚而成，其固体含量为42-46.0%, 粘度为100-500mpa.s/25℃。

增稠剂可采用疏水改性碱溶胀缔合型增稠剂；钛白粉采用表面处理的改性钛白粉；高岭土为煅烧高岭土；防腐剂可采用工业用新型环保防腐杀菌剂，如杀菌剂AQ，主要成分为BIT，化学名称为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，具有光谱性和广泛的PH值适用范围。

    水性多彩建筑涂料的制备方法：

    基础漆的制备步骤：

将水、纤维素、多功能助剂、分散剂、消泡剂和颜填料按照配比依次加入分散釜中，高速分散至细度50μm 以下，再在中速的搅拌下加入上述质量百分比的3.0～5.0%保护胶、成膜助剂、弹性乳液、杀菌剂和20%的改性膨润土，调整粘度达到120-130kμ，即可制得基础漆，备用。

基础漆的调色步骤：

将上述制备的基础漆放入搅拌机内低速搅拌，根据要仿制的花岗岩石材的彩色花纹特点，用上述基础漆和匹配的水性色浆调制出各色基础漆。

保护胶体系的制备步骤：

将所述质量百分比的5%~8%保护胶加入到水中，高速分散到保护胶完全溶解，成完全透明液体，再在中速的的搅拌下加入润湿剂和4%T-935保护胶，完全混合均匀，即为保护胶体系。

色粒体系的制备步骤：

将各色基础漆按比例添加到保护胶体系中，根据设计的彩粒大小，选择不同的目数大小的方孔筛，过滤即可制得所需要的色粒体系；当各色基础漆被加入到保护胶体系中后，保护胶体系与基础漆中的纤维素相互作用，使得产生的凝胶牢固地包裹在各色基础漆表面，阴离子表面活性提供负电荷以形成稳定的各色色粒。

乳液基料的制备步骤：

将水、成膜助剂、消泡剂、丙二醇、杀菌剂和硅丙乳液按配比依次加入到分散釜，然后加入增稠剂调整乳液基料的粘度，即得到乳液基料。

水性多彩建筑涂料的制备步骤：

在制得的乳液基料中加入上述质量百分比的色粒体系，即形成稳定的水性多彩建筑涂料。

保护胶与水混合时，颗粒迅速膨胀直至薄片分离。由于薄片层面带负电荷，端面带正电荷，分离后的薄片端面被吸引到另一薄片的层面，从而迅速形成三维空间的胶替结构，使体系粘度增大。由此其粘度稳定、不渗色、造粒容易，便于大规模施工应用。

实施例二：

所述基础漆的组成为：

纤维素          1.1%                 多功能助剂      0.2%

分散剂          0.2%                 杀菌剂          0.4%

钛白粉          4.0%                 高岭土          4.0%

消泡剂          0.4%                 3.0～5.0%保护胶  15%

成膜助剂        0.7%                 20%改性膨润土   15%

弹性乳液        30%                  水              29%；

基础漆在根据要求混合不同颜色的水性色浆的调配成不同颜色的各色基础漆，各色基础漆严格按照配比分散在保护胶体系中制成不同的色粒体系。

所述保护胶体系的组成为：

5%~8%保护胶    62%                  润湿剂        1.0%

4%T-935保护胶   37%；

所述色粒体系的组成为：

各色基础漆      50%                  保护胶体系     50%；

所述的乳液基料的组成为：

硅丙乳液         66%                 成膜助剂      4.2%

丙二醇           1.0%                消泡剂        1.0%

杀菌剂           0.1%                增稠剂        0.7%

水               27%；

水性多彩建筑涂料的成品组成为：

乳液基料        35%                  色粒体系      65%；

以上百分比为质量百分比。

制备方法与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三：

所述基础漆的组成为：

纤维素          0.8%                 多功能助剂      0.1%

分散剂          0.2%                 杀菌剂          0.2%

钛白粉          3.0%                 高岭土          3.0%

消泡剂          0.2%                 3.0～5.0%保护胶  13%

成膜助剂        0.5%                 20%改性膨润土   13%

弹性乳液        25%                  水              41%；

基础漆在根据要求混合不同颜色的水性色浆的调配成不同颜色的各色基础漆，各色基础漆严格按照配比分散在保护胶体系中制成不同的色粒体系。

所述保护胶体系的组成为：

5%~8%保护胶    64%                  润湿剂        1.0%

4%T-935保护胶   35%；

所述色粒体系的组成为：

各色基础漆      50%                  保护胶体系     50%；

所述的乳液基料的组成为：

硅丙乳液         66%                 成膜助剂      4.2%

丙二醇           1.0%                消泡剂        1.0%

杀菌剂           0.1%                增稠剂        0.7%

水               27%；

水性多彩建筑涂料的成品组成为：

乳液基料        35%                  色粒体系      65%；

以上百分比为质量百分比。

制备方法与实施例一相同，在此不再赘述。

    上述各实施例抗紫外线超自洁花岗岩建筑涂料的性能与一般水性多彩建筑涂料对比如下，严格按照新标准HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》执行：

序号	项目	实施例 一	实施例 二	实施例 三	一般多彩建筑涂料
						1	涂膜外观	正常	正常	正常	正常
2	耐水性（96h）	无异常	无异常	无异常	轻微泛白
						3	耐碱性 (48h)	无异常	无异常	无异常	无异常
4	耐洗刷性 /次	﹥ 5000	﹥ 5000	4500	2000
						5	贮存稳定性	通过	通过	通过	粘度变大，色粒凝聚
6	覆盖裂缝能力（标准状态）/mm	＞1	＞1	0.8	0.6
						7	耐人工气候老化	1900h 不起泡，不脱落，粉化 0 ，变色 0 级	2500h 不泡，不脱落，粉化 0 级，变色 0 级	3200h 不起泡，不脱落，粉化 0 级，变色 0 级	800h 不起泡，不脱落，粉化 1 级，变色 2级

本发明所提供及制备的水性多彩建筑涂料，通过保护胶粉（特别是采用含有改性剂的合成片状硅酸盐）/ 纤维素保护胶体复合成粒介质来提高水性多彩建筑涂料的色粒效果、贮存稳定性以及改善水性多彩粒子向连续相中的渗色、浑水的毛病。本发明具有以下优点：

   （1）色粒的稳定性好，抗渗色性强，不浑水；

   （2）成品漆的稳定性好，色粒不沉降，不凝聚；

（3）节能环保，以水为溶剂；

（4）仿天然大理石材效果逼真、造价便；

（5）一次性喷涂成型，施工方便、重涂性好，维护简单。

本发明水性多彩建筑涂料的基本性能指标均优于一般花岗涂料指标，完全符合HG/T4343-2012《水性多彩建筑涂料》的标准要求，而且具有一定的弹性，可以弥补墙体的微小裂纹。

Claims (7)

1.水性多彩建筑涂料，其特征在于：由质量百分比为5~20%的水性色浆、质量百分比为60~70%的色粒体系和30~40%的乳液基料混合而成，所述色粒体系由以下质量百分比的基础漆和保护胶体系组成：

所述基础漆的组成为：

纤维素          0.7~1.1%                 多功能助剂      0.1~0.2%

分散剂          0.1~0.2%                 杀菌剂          0.1~0.4%

消泡剂          0.2~0.4%                 3.0～5.0%保护胶  10~15%

成膜助剂        0.5~1.0%                 20%改性膨润土   10~15%

弹性乳液        20~30%                  颜填料          4.0~8.0%                 

余量水；

所述保护胶体系的组成为：

5%~8%保护胶    60~65%                  润湿剂        1.0~2.0%

4%T-935保护胶   35~40%；

所述色粒体系的组成为：

各色基础漆      45~50%                  保护胶体系     50~55%；

所述的乳液基料的组成为：

硅丙乳液         60~75%                 成膜助剂      4.2~5.3%

丙二醇           1.0~2.0%                消泡剂        1.0~2.0%

杀菌剂           0.1~0.2%                增稠剂        0.3~1.0%

余量水。

2.根据权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于：所述纤维素为非离子型纤维素；所述湿润剂采用阴离子表面活性剂；所述保护胶粉为人工改性的硅酸盐化合物或者是改性的膨润土。

3.根据权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于：所述成膜助剂为醇酯类，所述杀菌剂为防腐杀菌剂AQ，所述的增稠剂为疏水改性碱溶胀型增稠剂。

4.根据权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于：所述弹性乳液为合成树脂乳液；所述消泡剂采用矿物油类消泡剂。

5.根据权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于：所述颜填料为钛白粉、高岭土、重钙、硅灰石中的一种或几种的任意比例混合物。

6.根据权利要求1所述的水性多彩建筑涂料，其特征在于：所述保护胶粉采用的经过改性的片状的汉脱土结构-纳镁锂硅酸盐。

7.根据权利要求1所述的水性多彩建筑涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1） 基础漆的制备

将所述水、纤维素、多功能助剂、分散剂、消泡剂和颜填料按照配比依次加入分散釜中，高速分散至细度50μm 以下，再在中速的搅拌下加入3.0～5.0%保护胶、成膜助剂、弹性乳液、杀菌剂和20%的改性膨润土，调整粘度达到120-130kμ，即可制得基础漆；

2） 基础漆的调色

将上述制备的基础漆放入搅拌机内低速搅拌，根据要仿制的花岗岩石材的彩色花纹特点，用上述基础漆和匹配的水性色浆调制出各色基础漆；

3） 保护胶体系的制备

将所述质量百分比的5%～8%保护胶加入到水中，高速分散到保护胶完全溶解，成完全透明液体，再在中速的的搅拌下加入润湿剂和4%T-935保护胶，完全混合均匀，即为保护胶体系；

4） 色粒体系的制备

将各色基础漆按上述质量百分比添加到保护胶体系中，根据设计的彩粒大小，选择不同的目数大小的方孔筛，过滤即可制得所需要的色粒体系；

5） 乳液基料的制备

将所述的水、成膜助剂、消泡剂、丙二醇、杀菌剂和硅丙乳液按配比依次加入到分散釜，然后根据需要加入增稠剂调整乳液基料的粘度，即得到乳液基料；

6） 水性多彩建筑涂料的制备

在制得的乳液基料中加入上述质量百分比的色粒体系，即形成稳定的水性多彩建筑涂料。