CN107140874B - 一种水性机喷真石漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水性机喷真石漆及其制备方法，包括以下原料组分，各组分的重量百分比为：水性丙烯酸树脂10‑20％；水性助溶剂1‑5％；聚丙烯酰胺水溶液1‑5％；羟乙基纤维素0.1‑2％；水性消泡剂0.01‑2％；彩砂60‑80％；水性增稠流变剂0.1‑2％；pH调节剂0.01‑2％；去离子水余量。本发明获得的水性外墙机喷真石漆适合全自动喷漆机及半自动螺杆泵喷漆机，机喷施工雾化效果和表面质感性好，颜色和走板速度可根据涂层要求厚度进行调整，在喷涂面漆12小时后浸入水中144h无异常，漆膜初期耐水白性能好，符合安全、环保、节能要求且有利于人身健康，喷涂效率高，成本低，适合工业化生产。

Description

一种水性机喷真石漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及真石漆领域，具体公开了一种水性机喷真石漆及其制备方法。

背景技术

真石漆，装饰效果酷似大理石，花岗石，也称液态石多彩涂料。专用于建筑外墙质感效果面漆，在时下装饰外墙领域真石漆可谓炙手可热，其仿石效果逼真，成本相对于大理石，花岗石造价优势明显。而且真石漆采用天然彩砂做为原料，耐候性好，硬度高，不变色。已成为外墙装饰的主流产品。

在现今国内真石漆市场，工程现场施工占据整个真石漆的绝对主力，而随着真石漆工程的大面积施工、很多现场施工真石漆的弊端也日益凸显出来。JG/T24-2000制定的行业标准门槛较低，市场较为混乱。施工喷涂易飞砂损耗严重，其损耗高时约占单位面积施工量的约三分之一。而且由于施工人员施工手法不一，其装饰效果直接影响了真石漆以后的发展。而水性外墙机喷真石漆一体板的使用可以很好的解决这些问题。

目前市场上水性外墙机喷真石漆普及率不高，且自动喷涂设备质量也不一；如何设计出能适应不同自动喷涂设备的真石漆配方显得尤为重要。由于真石漆原料单一，其可供选择的品种也不多。基于以上一些原因，水性外墙机喷真石漆与普通外墙真石漆相比配方设计要求更高，它既要保证原有真石漆在干燥时间、硬度、耐候性、初期耐水白性、保色性等方面的特性又要能满足不同自动喷涂机器设备的喷涂施工要求(如何即保证走板速度，又满足真石漆本身具备足够的雾化效果，才能保证喷涂出的一体板面效果及颜色的一致性)。因真石漆体系中含有70-80％左右的彩砂，彩砂比重约为1.7-2之间。传统真石漆配方需要大量的高分子量的羟乙基纤维素用来保证彩砂在体系的防沉。这种真石漆体系自身特点导致了水性真石漆雾化效果较差，稳定性低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水性机喷真石漆及其制备方法，该机喷真石漆可应用于面漆，可回收可重复喷涂，雾化效果好，稳定性优良。

为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：一种水性机喷真石漆，其特征在于，包括以下原料组分，各组分的重量百分比为：

优选地，所述机喷真石漆包括以下原料组分，各组分的重量百分比为：

更优选地，所述机喷真石漆由以下重量百分比的原料组分组成：

优选地，所述机喷真石漆还包括硅酸镁铝粉，所述硅酸镁铝粉与所述水性丙烯酸树脂的重量比为(0.1-7)：(10-20)。硅酸镁铝粉起到流变助剂的作用，分散、破泡、稀释，使真石漆具有高度的流动性，并具备良好的表面湿润性。

优选地，所述水性丙烯酸树脂为水性聚氨酯改性水性丙烯酸树脂，所述水性丙烯酸树脂的固含量为44-52％。

更优选地，所述水性丙烯酸树脂生产厂家为巴德富，所述水性丙烯酸树脂的固含量为48-50％，分子量范围为30000-50000，黏度不大于80MPa/s，而且具有极佳的耐候性，初期耐水白及施工宽容度高的优点。

优选地，所述聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.1-0.7％，所述聚丙烯酰胺水溶液中聚丙烯酰胺的分子量为200万-300万。

更优选地，所述聚丙烯酰胺水溶液由分析纯的聚丙烯酰胺与去离子水混合均匀配制而成，在配制过程中，去离子水的温度优选为30-45℃。

优选地，所述水性增稠流变剂为低碱疏水碱溶胀类增稠流变剂。

更优选地，所述水性增稠流变剂的型号为美国陶氏公司DR-77。

优选地，所述消泡剂选自有机硅、矿物油和聚醚类改性消泡剂中任意一种或多种。

更优选地，矿物油改性消泡剂的型号为DF-877或DF-840；聚醚类改性消泡剂型号为L-61、BX-106107108或DS-2001。

优选地，所述水性助溶剂为醇酯溶剂。本发明添加水性助溶剂为增加水性丙烯酸树脂的施工雾化性和低温成膜性能。

更优选地，所述水性助溶剂选自丙二醇、丙三醇、丙二醇甲醚醋酸酯和2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯中的任意一种或多种。

更优选地，所述水性助溶剂由TEX和丙二醇按照重量比(0.5-1.5)：(0.5-1.5)混合而成。TEX是伊士曼公司的一种酯醇成膜助剂，具有挥发慢的特点，添加TEX能够增加真石漆的低温成膜性、展色性和储存稳定性。

优选地，所述羟乙基纤维素为疏水改性缔合型羟乙基纤维素。羟乙基纤维素对防止涂层开裂、提高保水性、提高生产的稳定性和施工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果。羟乙基纤维素的保水能力强于其他纤维素。且其流动性能及保护胶体性能要远优于其他纤维素。

更优选地，所述羟乙基纤维素选自科莱恩HS30000羟乙基纤维素或HS100000羟乙基纤维素。

优选地，所述pH调节助剂为碱性调节剂，优选用胺类pH调节助剂。

更优选地，所述pH调节助剂的型号为AMP-95或HX-6130。

优选地，所述彩砂选自河北生产的天然彩石砂。

优选地，所述彩砂由40-80目彩砂与80-120目彩砂按照重量比(2.5-3.2)：(0.8-1.2)混合而成。本发明中机喷真石漆以40-80目为主要目数，来支撑涂层的厚度及喷涂流畅性。

另一方面，本发明还公开一种制备如上述所述水性机喷真石漆的方法，其包括以下步骤：

1)采用以下A方式或B方式进行：

A、在400-600r/min搅拌条件下，按照重量百分比依次将所述去离子水、所述羟乙基纤维素和所述水性消泡剂投入搅拌缸中，提高搅拌速度至600-800r/min，搅拌均匀，再加入所述pH调节剂，将搅拌速度升至800-1200r/min，搅拌均匀；

B、在400-600r/min搅拌条件下，按照重量百分比依次将所述去离子水、所述羟乙基纤维素、所述流变助剂硅酸镁铝粉和所述水性消泡剂投入搅拌缸中，提高搅拌速度至600-800r/min，搅拌均匀，再加入所述pH调节剂，将搅拌速度升至800-1200r/min，搅拌均匀；

2)将搅拌速度降至400-600r/min，按照重量百分比依次加入所述聚丙烯酰胺水溶液、所述水性助溶剂和所述水性丙烯酸树脂，然后将搅拌速度升至800-1200r/min，搅拌均匀；

3)将搅拌速度降至400-600r/min，按照重量百分比依次加入所述水性增稠流变剂和所述彩砂，搅拌均匀，得到水性机喷真石漆。

综上所述，本发明提供一种水性机喷真石漆及其制备方法，本发明的有益效果：

本发明获得的水性外墙机喷真石漆适合全自动喷漆机及半自动螺杆泵喷漆机，机喷施工雾化效果性和表面质感性好，颜色和走板速度可根据涂层要求厚度进行调整，在喷涂面漆12小时后浸入水中144h无异常，漆膜初期耐水白性能好，符合安全、环保、节能要求且有利于人身健康，喷涂效率高，成本低，适合工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。

本发明配方设计颜料体积浓度(PVC)约在60-80％左右。由于彩砂含量高，形状不规则，在一定粒径分布的条件下，干燥后的真石漆一般高于临界颜料体积浓度(CPVC)之上。真石漆很难形成完整致密的特殊网状结构体系。因此如何充分使用配方中的水性丙烯酸乳液及流变助剂(如纤维素、硅酸镁铝粉，聚丙烯酰胺(PAM))对机喷真石漆施工及均匀成膜及初期耐水白显得尤为重要。对真石漆体系而言乳液选择关系到产品的耐候性及初期耐水白等关键性能。而流变助剂的选择应用对真石漆的施工起到关键作用。

水性聚氨酯改性水性丙烯酸乳液，具有优异的渗透性和耐候性，成膜清透高光泽。用水性聚氨酯改性水性丙烯酸树脂制备的水性外墙机喷真石漆综合性能好，强度高，耐候性佳，易施工，抗冲击性能好，初期耐水白性能好，能完全适应全自动及半自动机喷喷漆机。

本发明纤维素的种类和用量根据改性丙烯酸乳液的用量及彩砂用量而定。由于此款真石漆主要采用机喷施工。要求纤维素既要保证产品储存又要考虑机喷施工的流畅性。纤维素的加入量为0.1～2％，优选地，纤维素的加入量为0.1～0.5％，进一步优选地，纤维素的加入量为0.1～0.2％。并且需在搅拌的情况下缓慢加入纤维素。本发明选用的纤维素是羟乙基纤维素中任意一种，型号为科莱恩HS30000。

硅酸镁铝具有独特的三维空间链式结构及特殊的针、棒状晶体结构，因而有不同寻常的胶体和吸附性能。以其优异的增稠性、悬浮性、胶体摇融性能被广泛应用于涂料行业。在真石漆中主要起到防沉增稠剂的作用。硅酸镁铝的加入量为0.1-7％，进一步优选地，硅酸镁铝的加入量为3-5％；

PAM主要起到降低液体之间的磨擦阻力、增稠的作用，添加PAM水溶液使得真石漆具有喷涂爽枪、易施工以及湿面的优点。PAM用量需要严格控制。质量分数为0.1-0.7％的PAM水溶液的重量加入量为1-5％，进一步优选地，聚丙烯酰胺为分子量300万的分析纯，重量分数为0.2％的PAM水溶液的重量加入量为1-2％。

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。

表1中为实施例1～7中各原料组分的配比，表中各原料组分的含量为重量份。

表1实施例1～7中各原料组分的重量配比

表1中，水性助溶剂由TEX和丙二醇按照重量比1:1混合而成；彩砂由40-80目河北彩砂与80-120目的河北彩砂按照重量比3：1混合而成。

实施例1

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将13.95kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.15kg羟乙基纤维素(HS30000)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌6min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌7min；

2)将搅拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分数为0.2％聚丙烯酰胺水溶液，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌15min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流变剂(DR50)和70kg彩砂，搅拌10min，得到水性机喷真石漆。

实施例2

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将14kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.1kg羟乙基纤维素(HS100000)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌6min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌7min；

2)将搅拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分数为0.2％聚丙烯酰胺水溶液，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌20min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流变剂(DR50)、0.1kg的杀菌剂(异噻唑啉酮)和70kg的彩砂，搅拌13min，得到水性机喷真石漆。

实施例3

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将10.95kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.15kg羟乙基纤维素(HS30000)和3kg硅酸镁铝粉(ATT40)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌5min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌8min；

2)将搅拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分数为0.2％聚丙烯酰胺水溶液，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌15min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流变剂(DR50)、0.1kg的杀菌剂(异噻唑啉酮)和70kg的彩砂，搅拌13min，得到水性机喷真石漆。

实施例4

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将11kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.1kg羟乙基纤维素(HS100000)和3kg硅酸镁铝粉(ATT40)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌5min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌7min；

2)将搅拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分数为0.2％聚丙烯酰胺水溶液，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌15min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流变剂(DR50)、0.1kg的杀菌剂(异噻唑啉酮)和70kg的彩砂，搅拌12min，得到水性机喷真石漆。

实施例5

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将5.6kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.15kg羟乙基纤维素(HS30000)和5kg硅酸镁铝粉(ATT40)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌6min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌8min；

2)将搅拌速度降至400r/min，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌20min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.1kg的杀菌剂(异噻唑啉酮)和75kg的彩砂，搅拌12min，得到水性机喷真石漆。

实施例6

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将5.6kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.15kg羟乙基纤维素(HS100000)和5kg硅酸镁铝粉(ATT40)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌6min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌8min；

2)将搅拌速度降至400r/min，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌20min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.1kg的杀菌剂(异噻唑啉酮)和75kg的彩砂，搅拌12min，得到水性机喷真石漆。

实施例7

一种机喷真石漆的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min搅拌条件下，将10.45kg去离子水投入搅拌缸中，缓慢加入0.3kg羟乙基纤维素(HS30000)，再加入0.05kg水性消泡剂(NXZ)，提高搅拌速度至700r/min，搅拌5min，再加入0.1kg pH调节剂(AMP-95)，搅拌速度升至1000r/min，搅拌8min；

2)将搅拌速度降至400r/min，然后加入1.5kg水性助溶剂，再加入12.5kg水性丙烯酸树脂(巴德富RS-706)，然后将搅拌速度升至1000r/min，搅拌12min；

3)将搅拌速度降至400r/min，依次加入0.1kg的杀菌剂(异噻唑啉酮)和75kg的彩砂，搅拌12min，得到水性机喷真石漆。

检测结果

将实施例1至7获得水性机喷真石漆采用全自动喷漆机或半自动螺杆泵喷漆机进行喷涂，然后根据JG/T24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》对水性机喷真石漆的性能进行检测，检测结果如表2所示。

表2实施例1至4获得的水性机喷真石漆的性能测试结果

表3实施例5至7获得的水性机喷真石漆的性能测试结果

从表2和表3中实施例1至7获得机喷真石漆的性能测试结果可以看出，实施例1至7获得机喷真石漆pH在8-9之间，均符合检测标准。罐内涂料搅拌均匀后无大的区别。从耐水性检测结果来看，实施例7耐水性最差，其次是实施例4干后颜色稍有变化。其他实施方案涂层干透后颜色基本无变化。同时也说明纤维素具有较强的吸水性，它的使用是影响真石漆耐水性的关键因素。实施例7干燥较其他实施方案干燥较慢，这其中纤维素的保水性是主要原因。

表2和表3中施工性能是本发明的关键，也是影响水性机喷真石漆的关键。从机喷走板连续性，雾化效果及机喷表面效果来看，实施例3综合得分最高，其他实施方案均出现不同程度的断枪现象。这也是影响机喷表面效果及走板速度的关键因素。实施例3的初期耐水白及高低温色差两项综合得分也最高。也就是说从施工性能的综合得分及客户使用情况来看，本发明是完全符合在全自动及半自动喷漆机上的实施方案。

综上所述，本发明制备的水性机喷真石漆克服了机器喷涂雾化差，喷涂断枪等不足，且喷涂散料可回收重复利用。室内施工又避免了阴雨天气带来的负面影响。大大提高了水性机喷真石漆的效率，节省人工喷涂成本。喷涂雾化好，一体板面效果均匀，且安全、环保、节能，原料成本低廉易得，非常适合大规模工业化生产。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种水性机喷真石漆，其特征在于，所述水性机喷真石漆为用于全自动喷漆机及半自动螺杆泵喷漆机的真石漆，包括以下原料组分，基于所述原料组分的重量百分比之和为100％，各组分的重量百分比为：

其中，所述彩砂由40-80目彩砂与80-120目彩砂按照重量比(2.5-3.2)：(0.8-1.2)混合而成；

所述聚丙烯酰胺水溶液的质量分数为0.1-0.7％，所述聚丙烯酰胺水溶液中聚丙烯酰胺的分子量为200万-300万；

所述水性助溶剂由TEXANOL酯醇和丙二醇按照重量比(0.5-1.5)：(0.5-1.5)混合而成。

2.如权利要求1所述的水性机喷真石漆，其特征在于：所述水性丙烯酸树脂为水性聚氨酯改性水性丙烯酸树脂，所述水性丙烯酸树脂的固含量为44-48％。

3.如权利要求1所述的水性机喷真石漆，其特征在于：所述水性增稠流变剂为低碱疏水碱溶胀类增稠流变剂；

和/或，所述消泡剂选自有机硅、矿物油或聚醚类改性消泡剂中任意一种或多种。

4.如权利要求1所述的水性机喷真石漆，其特征在于：所述羟乙基纤维素为疏水改性缔合型羟乙基纤维素。

5.一种制备如权利要求1至4任一所述水性机喷真石漆的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1)在400-600r/min搅拌条件下，按照重量百分比依次将所述去离子水、所述羟乙基纤维素、所述硅酸镁铝粉和所述水性消泡剂投入搅拌缸中，提高搅拌速度至600-800r/min，搅拌均匀，再加入所述pH调节剂，将搅拌速度升至800-1200r/min，搅拌均匀；

2)将搅拌速度降至400-600r/min，按照重量百分比依次加入所述聚丙烯酰胺水溶液、所述水性助溶剂和所述水性丙烯酸树脂，然后将搅拌速度升至800-1200r/min，搅拌均匀；

3)将搅拌速度降至400-600r/min，按照重量百分比依次加入所述水性增稠流变剂和所述彩砂，搅拌均匀，得到水性机喷真石漆。