CN112266661A - 生物基艺术涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物基艺术涂料及其制备方法和应用。该生物基艺术涂料由包括以下重量份数的原料制备而成：生物基丙烯酸类乳液20‑50份、珠光颜料20‑28份、水10‑50份；所述珠光颜料为经过金属化合物疏水改性的珠光粉，所述生物基丙烯酸类乳液中丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度为‑15℃‑0℃。该涂料具有优异的抗冻融性和成膜性，极低的VOC，优异的耐沾污性；同时，施工简单且可多样化施工，轻松实现强烈三维立体的效果，并且，涂刷后的漆膜表面富有金属质感、晶莹的闪光效果。此外，同时采用生物基原料，减少了对石化原料的依赖，高度环保，符合人们对于环保和艺术涂料的追求，具有广阔的应用前景。

Description

生物基艺术涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种生物基艺术涂料及其制备方法和应 用。
背景技术
在涂料行业蓬勃发展的同时，人们的环保意识和健康意识也不断加强。但 是目前的水性涂料所用的乳液是以石油资源为原材料合成的，随着石油资源日 渐枯竭，寻找替代石化资源的其他资源作为合成高分子材料的原料来源变得越 来越重要。用更安全的植物可再生资源，如糖、天然油、玉米淀粉和农业废弃 物取代传统的石油产品，既减少了二氧化碳排放，减轻温室效应，又降低了对 石油的依赖，符合人们对于环保和可持续发展的追求。
其次，室内装修带来的挥发性有机化合物(VOC)、苯系物、甲醛等有害物 质已成为消费者关注的焦点。尽管长时间通风有助于减少有害物质对消费者健 康影响，但是从源头上不加或者少加有害物质更贴近环保与健康的理念，更符 合消费者的真正需求。而目前常见的生物基乳液，存在涂料冻融稳定性差和成 膜性能差的问题，还需添加防冻剂、成膜助剂等助剂来保证涂料的抗冻融性和 成膜性，而这些防冻剂和成膜助剂属于挥发性有机化合物，对人体健康构成了 极大的威胁，减少防冻剂和成膜助剂的使用具有重要的意义。
此外，消费者对艺术质量、环境氛围、文化内涵等精神需求不断提高，艺 术涂料专为爱生活、懂生活，注重家居生活质量的消费者而设计。拥有多种绚 丽色彩选择，涂装效果呈现丰富的艺术视觉。丝韵质感打造浮光掠影的墙面效 果，让墙面如金缎流苏般精致腻、顺滑闪耀，自然而然间流露低调奢华气质， 为家居增添含而不露的高贵与奢华。其中，具有珠光效果类的艺术涂料一直备 受广大消费者的青睐。目前，绝大多数企业均通过复杂的工艺及配色方案来推 出各式效果，但受限于施工技术水平的不足，往往很难在大面积墙体上实现均 匀的阴阳面的效果，以及整体的艺术美感。并且，珠光效果类的艺术涂料的耐 沾污性能和耐擦洗性能较差，特别是被水彩笔划过后，划痕很难被去除，影响 美观。
因此，开发一种抗冻融性优异、成膜性优异、耐沾污、三维立体效果强(阴 阳面强)、低气味、无溶剂(或溶剂少)、施工工艺简单、基于生物基技术的三 维珠光效果内墙艺术涂料，具有极其重要的意义。
发明内容
基于此，针对上述问题，本发明提供了一种抗冻融性优异，成膜性优异， 低气味，无溶剂，富有金属光泽，三维立体效果强、耐沾污的环保型生物基艺 术涂料。
技术方案如下：
一种生物基艺术涂料，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料20-28份、水10-50份；
所述珠光颜料为经过金属化合物疏水改性的珠光粉；
所述生物基丙烯酸类乳液含有丙烯酸类聚合物；
所述丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度为-15℃-0℃。
在其中一个实施例中，所述的生物基艺术涂料由包括以下重量份数的原料 制备而成：
生物基丙烯酸类乳液25-40份、珠光颜料22-26份、绒毛粉0.5-6份、水30-45 份。
在其中一个实施例中，所述珠光颜料的制备方法包括以下步骤：
采用金属化合物对珠光粉进行包膜处理；所述金属化合物选自四氯化钛或 金属氧化物。优选地，所述金属化合物为四氯化钛。
在其中一个实施例中，所述珠光颜料的粒径为5μm-100μm。
在其中一个实施例中，所述珠光颜料由珠光粉A和珠光粉B按质量比 1:0.8-1:1.5复配而成；
所述珠光粉A为经过金属化合物疏水改性的珠光粉，粒径为30μm-40μm；
所述珠光粉B为经过金属化合物疏水改性的珠光粉，粒径为60μm-80μm。
在其中一个实施例中，所述生物基丙烯酸类乳液中丙烯酸类聚合物的玻璃 化转变温度为-8℃±4℃。
在其中一个实施例中，所述生物基丙烯酸类乳液选自生物基苯丙乳液、生 物基纯丙乳液和生物基醋丙乳液中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述生物基丙烯酸类乳液选自巴德富的RS-799乳液。
在其中一个实施例中，所述的生物基艺术涂料由包括以下重量份数的原料 制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料22-26份、绒毛粉2-4份、水10-50 份、助剂0.5-30份；
所述助剂选自分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、杀菌剂和流变助剂中 的至少一种。
在其中一个实施例中，所述助剂包括：
流变助剂0.2-5份、分散剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份、消泡剂0.1-2份、pH 调节剂0.05-1份和杀菌剂0.1-1份。
在其中一个实施例中，所述流变助剂选自纤维素、膨润土和碱溶胀流变剂 中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述纤维素选自亚仕兰的250HBR、美国赫克力士的 HK-75000S和乐天羟乙基纤维素B30K中的至少一种；和/或，
所述膨润土选自巴斯夫的ATT-40、巴斯夫的ATT-50、海明斯的EW和洛克 伍德的RD中的至少一种；和/或，
所述碱溶胀流变剂选自罗门哈斯碱溶涨增稠剂ASE 60、高泰4800、罗门哈 斯TT615和陶氏化学TT935中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述分散剂选自聚丙烯酸盐类分散剂，如OROTANTM快易、法国高泰P30或法国先创B03分散剂中的至少一种；和/或，
所述润湿剂选自科莱恩的LCN 407和美国陶氏的EH-9中的至少一种；和/ 或，
所述消泡剂选自日本诺普科的NXZ、亚仕兰的T-4507和巴斯夫的ST 2410AC中的至少一种；和/或，
所述pH调节剂选自氨水、NaOH和AMP95中的至少一种；和/或，
所述杀菌剂选自美国陶氏的卡松、BIT、托尔防腐剂EG CONC和MBS5050 中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述绒毛粉选自聚丙烯酸酯类微球、聚苯乙烯类微 球和聚氨酯类微球中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述绒毛粉的粒径为30μm-40μm。
在其中一个实施例中，所述绒毛粉选自日本根上绒毛粉C-400、日本根上绒 毛粉AK-400TR、日本根上绒毛粉G-400、日本根上绒毛粉C-200、复禾绒毛粉H-2000和日本根上绒毛粉G300中的至少一种。
在其中一个实施例中，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料22-26份、绒毛粉2-4份、水10-50 份、纤维素0.2-1份、膨润土0.3-1份、碱溶胀流变剂0.8-1.5份、分散剂0.1-1 份、润湿剂0.1-1份、消泡剂0.1-2份、pH调节剂0.05-1份和杀菌剂0.1-1份。
本发明还提供一种上述的生物基艺术涂料的制备方法，包括以下步骤：
将所述的生物基丙烯酸类乳液、珠光颜料和水混合。
本发明还提供一种内墙涂料，其制备原料包含上述的生物基艺术涂料；或 包含根据上述的制备方法得到的生物基艺术涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的生物基艺术涂料，其制备原料包括特定重量份数的生物基丙 烯酸类乳液、珠光颜料和水。其中，生物基丙烯酸类乳液中丙烯酸类聚合物的 玻璃化转变温度为-10℃-30℃，具有极佳的抗冻融性，可保证涂料在低温条件下 也能使用，减少防冻剂的使用；同时具有极低的VOC，并且，由于该乳液是采 用生物基原料制备而成，减少了对化石原料的依赖，高度环保；珠光颜料是经 过金属化合物疏水改性的珠光粉，属于一种具有特殊结构的轻质粉料，具有许 多的光学特性，如金属闪光效应，视角闪色效应，色彩转移效应等。视角闪色 效应就是指随观察者角度的不同能够看不同的颜色，其机理是当光线在折射率 不同的透明界面发生多次光的折射、反射及部分吸收、部分穿透作用时，平行 的各种反射光之间必将产生光的干涉现象，使得珠光粉产生金属般的光泽和变 幻的色彩效果。
同时，珠光粉经过疏水改性后，疏水端向外，表面张力极低，形成荷叶效 果，污渍很难在表面附着，将疏水改性的珠光粉与气味低、成膜温度低、成膜 性能好、交联度和硬度合适、且耐沾污性能优良、来源广泛的生物基丙烯酸类 乳液配合使用，通过特定的原材料配比，让漆膜更加疏水疏油，从而达到耐沾 污的效果。
进一步地，若是在配方中加入绒毛粉，手感细腻、有弹性，使制备的艺术 涂料具有珠光色泽的豪华外表以及天鹅绒毛般的手感。
进一步地，若是通过不同粒径的珠光粉进行搭配，改变光线在漆膜中的行 进路径，可让我们看到不一样的、更丰富的颜色，通过颜色的叠加，给视觉带 来三维立体的视觉效果。
总之，本发明提供的生物基艺术涂料具有优异的抗冻融性，成膜性，低VOC， 低气味，无溶剂，富有金属光泽，手感细腻，三维立体效果强，耐沾污性优异 (耐水彩笔)，原料易得，成本低廉，经济环保等优点，符合人们对于环保和艺 术涂料的追求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；
图2是实施例3中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；
图3是实施例4中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；
图4是实施例5中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；
图5是对比例1中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；
图6是对比例3中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；
图7是对比例5中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不 同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方 式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种高效持久的耐污(耐水彩笔)性能、手感细腻、三维立 体效果强(阴阳面强)，施工工艺简单的三维珠光效果艺术涂料。
技术方案如下：
一种生物基艺术涂料，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料20-28份、水10-50份；
所述珠光颜料为经过金属化合物疏水改性的珠光粉；
所述生物基丙烯酸类乳液含有丙烯酸类聚合物；
所述丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度为-15℃-0℃。
在本发明中，制备所述生物基艺术涂料的原料包括生物基丙烯酸类乳液 20-50份。生物基丙烯酸类乳液中丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度为-15℃ -0℃，具有极佳的抗冻融性，可保证涂料在低温条件下也能使用，减少防冻剂的 使用；同时具有极低的VOC，并且，由于该乳液是采用生物基原料制备而成， 减少了对化石原料的依赖，高度环保。
在其中一个实施例中，所述生物基丙烯酸类乳液中丙烯酸类聚合物的玻璃 化转变温度为-8℃±4℃。
优选地，所述生物基丙烯酸类乳液选自生物基苯丙乳液、生物基纯丙乳液 和生物基醋丙乳液中的至少一种。
在其中一个较为优选的实施例中，所述生物基丙烯酸类乳液选自巴德富的 RS-799乳液。
特别优选地，所述生物基丙烯酸类乳液选自巴德富的RS-799乳液(其玻璃 化转变温度约为-5℃)。该乳液以丙烯酸酯为主要功能单体，采用粒子保护层技 术，解决了因溶剂缺失而带来的成膜差、冻融差及开放时间短等问题。软核硬 壳结构与自交联技术使乳液具有较低的成膜温度及合适的交联度和硬度，提高 了成膜性。配漆时无需添加防冻剂和成膜助剂，具有极低的VOC，同时采用生 物基原料，减少了对化石原料的依赖，高度环保。
在本发明中，制备所述生物基艺术涂料的原料还包括珠光颜料20-28份；所 述珠光颜料为经过金属化合物疏水改性的珠光粉。
经过金属化合物疏水改性的珠光粉是一种具有特殊结构的轻质粉料，其横 断面具有类似于珍珠的物理结构，内部是光折射率低的基材(比如云母或玻璃)， 包裹在外层的是高折射率的金属氧化物，如二氧化钛，氧化铁等。独特的珠光 粉结构使得其具有许多的光学特性，如金属闪光效应，视角闪色效应，色彩转 移效应等。视角闪色效应就是指随观察者角度的不同能够看不同的颜色，其机 理是当光线在折射率不同的透明界面发生多次光的折射、反射及部分吸收、部 分穿透作用时，平行的各种反射光之间必将产生光的干涉现象，使得珠光粉产 生金属般的光泽和变幻的色彩效果。
此外，珠光粉经过疏水改性后，疏水端向外，表面张力极低，形成荷叶效 果，污渍很难在表面附着。采用这样的珠光颜料，分散性和润湿性更好，可以 更均匀地分散在涂料的基料浆液中且不会发生沉淀。够改善涂料的物化性能， 增强化学稳定性能，提高遮盖力，珠光好效果，增强涂膜的机械强度，可以防 止漆膜开裂或脱落，防止紫外线和水分透过，耐沾污，耐擦洗，延长漆膜的使 用寿命。此外，通过配套的施工工艺，搓涂使得漆膜更致密，其耐沾污性能会 更好。
优选地，所述珠光颜料的制备方法包括以下步骤：
采用金属化合物对珠光粉进行包膜处理；所述金属化合物选自四氯化钛或 金属氧化物。
优选地，所述金属化合物选自氧化铁、二氯化钛和金红石型二氧化钛中的 至少一种。
优选地，所述疏水改性材料选自四氯化钛。所述珠光粉的基材选自天然云 母、合成云母或玻璃。
进一步地，若是通过不同粒径的珠光粉进行搭配，改变光线在漆膜中的行 进路径，可让我们看到不一样的、更丰富的颜色，通过颜色的叠加，给视觉带 来三维立体的视觉效果。
优选地，所述天然云母或合成云母的粒径为5μm-100μm。优选地，所述的 珠光颜料由粒径为30μm-40μm的经过金属化合物疏水改性的珠光粉A和粒径为 60μm-80μm的经过金属化合物疏水改性的珠光粉B复配而成。
更优选地，经过金属化合物疏水改性的珠光粉A和经过金属化合物疏水改 性的珠光粉B的质量比为1:0.8-1:1.5。例如，珠光颜料的重量份数为18份，其 组成为8份粒径为30μm-40μm的经过金属化合物疏水改性的珠光粉A，10份 60μm-80μm的经过金属化合物疏水改性的珠光粉B。
在其中一个实施例中，制备所述生物基艺术涂料的原料还包括绒毛粉0.5-6 份。
优选地，所述的生物基艺术涂料由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液25-40份、珠光颜料22-26份、绒毛粉0.5-6份、水30-45 份。
绒毛粉的加入可以涂料手感细腻、富有弹性，如天鹅绒般的触感。优选地， 所述绒毛粉和珠光颜料的添加总重量份数为26-30份。
在其中一个实施例中，所述绒毛粉选自聚丙烯酸酯类微球、聚苯乙烯类微 球和聚氨酯类微球中的至少一种。通过以细腻、质感、富有弹性的聚合物微球 绒毛粉为原料、珠光颜料配合使用，使制备的艺术涂料具有珠光十足的豪华外 表及天鹅绒毛般的手感。
在其中一个较为优选的实施例中，所述绒毛粉的粒径为30μm-40μm，与珠 光颜料的搭配作用更佳，阴阳面效果更好。
在其中一个实施例中，所述绒毛粉选自日本根上绒毛粉C-400、日本根上绒 毛粉AK-400TR、日本根上绒毛粉G-400、日本根上绒毛粉C-200、复禾绒毛粉 H-2000和日本根上绒毛粉G300中的至少一种。
优选地，本发明中的绒毛粉选自日本根上绒毛粉C-400。
在本发明中，制备所述生物基艺术涂料的原料还包括助剂0.5-10份；所述 助剂选自分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、杀菌剂和流变助剂中的至少一 种。
优选地，所述助剂包括如下重量份的原料：
流变助剂0.2-5份、分散剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份、消泡剂0.1-2份、pH 调节剂0.05-1份和杀菌剂0.1-1份。
流变助剂通过自身的网络结构，或者是流变助剂经一系列变化后形成的网 络结构，达到增加涂料粘度的目的。此外，流变助剂不仅可以使涂料增稠，防 止施工中出现流挂现象，同时还能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。
在其中一个实施例中，所述流变助剂选自纤维素、膨润土和碱溶胀流变剂 中的至少一种。
在其中一个较为优选的实施例中，所述纤维素选自亚仕兰的250HBR、美国 赫克力士的HK-75000S和乐天羟乙基纤维素B30K中的至少一种；和/或，
所述膨润土选自巴斯夫的ATT-40、巴斯夫的ATT-50、海明斯的EW和洛克 伍德的RD中的至少一种；和/或，
所述碱溶胀流变剂选自罗门哈碱溶涨增稠剂ASE 60、高泰4800、罗门哈斯 TT615、和陶氏化学TT935中的至少一种。
润湿剂具有良好的疏水效果，可与经过金属化合物疏水改性的珠光粉、生 物基丙烯酸类乳液、分散剂配合使用，通过特定的原材料配比，从而让漆膜更 加疏水疏油，从而达到耐污的功效。
在其中一个实施例中，所述润湿剂选自LCN 407和EH-9中的至少一种。
分散剂具有良好的疏水效果和分散效果，可与经过金属化合物疏水改性的 珠光粉、生物基丙烯酸类乳液、润湿剂配合使用，通过特定的原材料配比，从 而让漆膜更加疏水疏油，从而达到耐污的功效。
在其中一个实施例中，所述分散剂选自聚丙烯酸盐类分散剂。优选地，选 自OROTANTM快易、法国高泰P30或法国先创B03分散剂中的至少一种。
消泡剂，能降低表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭。
在其中一个实施例中，所述消泡剂选自NXZ、T-4507和ST 2410AC中的至 少一种。
在其中一个实施例中，所述pH调节剂选自氨水、NaOH、AMP95中的至少 一种。
若是所述pH调节剂为AMP95，除了调节pH，使用AMP95以后，还可减 少分散剂的用量；由于分散剂用量减少而使泡沫降低。此外，AMP95和纤维素 配合使用时，可提高纤维素的增稠作用，减少增稠剂的用量。
杀菌剂，具有强烈的杀菌、抑菌作用，防止产品在生产和贮存过程中受微 生物侵染。
所述杀菌剂选自美国陶氏的卡松、BIT、托尔防腐剂EG CONC和MBS5050 中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述的生物基艺术涂料，由包括以下重量份数的原 料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料22-26份、水10-50份、纤维素0.2-1 份、膨润土0.3-1份、碱溶胀流变剂0.8-1.5份、分散剂0.1-1份、润湿剂0.1-1 份、消泡剂0.1-2份、pH调节剂0.05-1份、绒毛粉0.5-6份和杀菌剂0.1-1份。
按照上述配方制备的艺术涂料，气味极低、VOC低、耐沾污，并且，可在 不添加成膜助剂、防冻剂及溶剂的情况下，就具有较低的成膜温度，良好的成 膜性以及抗冻性，开放时间较长，便于施工，涂刷后的漆膜表面富有金属质感、 晶莹的闪光效果及特殊的绒毛手感。
在其中一个较为优选的实施例中，所述的生物基艺术涂料，由包括以下重 量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液25-40份、珠光颜料22-26份、水30-45份、纤维素0.2-0.5 份、膨润土0.3-0.8份、碱溶胀流变剂0.8-1.5份、分散剂0.1-0.6份、润湿剂0.1-0.5 份、消泡剂0.2-1份、pH调节剂0.1-0.5份、、绒毛粉0.5-6份和杀菌剂0.2-1份。
本发明还提供一种上述的生物基艺术涂料的制备方法，包括以下步骤：
将所述的生物基丙烯酸类乳液、珠光颜料和水混合。
当配方的组成含有生物基丙烯酸类乳液、珠光颜料、水、纤维素、膨润土、 碱溶胀流变剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、绒毛粉和杀菌剂时，制 备方法如下：
(1)预混合：按照配比，在分散缸中加入水，搅拌状态下依次加入分散剂、 润湿剂、部分的消泡剂以及纤维素，充分混合形成胶状物质以利于分散，搅拌 速度控制在300-500rpm/min；
(2)研磨分散：在分散缸中加入膨润土、珠光颜料、绒毛粉、pH调节剂， 高速搅拌15-20min，珠光颜料粒子在高速搅拌的高剪切速率作用下，被分散成 原级粒子，并且在分散助剂体系的作用下得到分散稳定状态；
(3)高速研磨分散后，在分散缸中加入余量的水和杀菌剂，然后添加所述 生物基丙烯酸类乳液，混合均匀，混合的搅拌速度控制在 800rpm/min-1200rpm/min；
(4)在分散缸中添加剩余的消泡剂、碱溶胀增稠剂，混合均匀，混合搅拌 的转速控制在800-1200rpm/min。
优选地，步骤(1)中的水的加入量占水的总加入量的质量百分比为 80％-99％，步骤(3)中的水的加入量占水的总加入量的质量百分比为1％-20％。
通过上述制备方法所得生物基艺术涂料的中涂粘度控制在120-140ku。
以下为具体实施例部分。
下述实施例和对比例中各原料信息如下：
绒毛粉：日本跟上绒毛粉C400；分散剂：P30；润湿剂：LCN 407；消泡剂： NXZ；杀菌剂：MBS5050；pH调节剂：陶氏AMP-95；纤维素：亚仕兰250HBR； 膨润土：ATT-50；碱溶胀增稠剂：TT615。
配套工艺：
搓涂工艺：辊涂底漆1遍---辊涂艺术乳胶漆一遍(颜色1)---搓涂艺术珠光 漆1遍(颜色1)---搓涂艺术珠光漆1遍(颜色1)
实施例1
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。
(1)生物基艺术涂料1的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉 4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括11份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和13份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料1：
①预混合：按照配比，在分散缸中加入95％的水，搅拌状态下依次加入分 散剂、润湿剂、50％的消泡剂以及纤维素，充分混合形成胶状物质以利于珠光颜 料分散，搅拌速度控制在300-500rpm/min；
②研磨分散：在分散缸中加入膨润土、珠光颜料、绒毛粉、pH调节剂，高 速搅拌15-20min，珠光颜料粒子在高速搅拌的高剪切速率作用下，被分散成原 级粒子，并且在分散助剂体系的作用下得到分散稳定状态；
③高速研磨分散后，在分散缸中加入余量的水、杀菌剂、生物基丙烯酸类 乳液，混合均匀，混合的搅拌速度控制在800-1200rpm/min；
④在分散缸中添加50％的消泡剂、碱溶胀增稠剂，混合均匀，混合搅拌的 转速控制在800-1200rpm/min，得到生物基艺术涂料1。
实施例2
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。
(1)生物基艺术涂料2的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料26份、绒毛粉 2份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括12份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和14份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料2：
①预混合：按照配比，在分散缸中加入95％的水，搅拌状态下依次加入分 散剂、润湿剂、50％的消泡剂以及纤维素，充分混合形成胶状物质以利于珠光颜 料分散，搅拌速度控制在300-500rpm/min；
②研磨分散：在分散缸中加入膨润土、珠光颜料、绒毛粉、pH调节剂，高 速搅拌15-20min，珠光颜料粒子在高速搅拌的高剪切速率作用下，被分散成原 级粒子，并且在分散助剂体系的作用下得到分散稳定状态；
③高速研磨分散后，在分散缸中加入余量的水、杀菌剂、生物基丙烯酸类 乳液，混合均匀，混合的搅拌速度控制在800-1200rpm/min；
④在分散缸中添加50％的消泡剂、碱溶胀增稠剂，混合均匀，混合搅拌的 转速控制在800-1200rpm/min，得到生物基艺术涂料2。
实施例3
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。
(1)生物基艺术涂料3的组成：
水45份、RS-799乳液36份、纤维素0.4份、膨润土0.3份、分散剂0.6份、 润湿剂0.1份、消泡剂0.7份、pH调节剂0.1份、珠光颜料22份、绒毛粉3份、 杀菌剂0.7份、碱溶胀增稠剂1份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括13份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和9份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料3：
制备方法与实施例1相同，得到生物基艺术涂料3。
实施例4
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 实施例4采用的珠光颜料外面的包覆层材料为二氧化钛。
(1)生物基艺术涂料4的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉 4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为二氧化钛，包括11份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和13份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料4：
制备方法同实施例1，得到生物基艺术涂料4。
实施例5
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 采用的粒径相同的珠光颜料。
(1)生物基艺术涂料5的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉 2份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，粒径为30μm-40μm。
(2)制备生物基艺术涂料5：
制备方法同实施例1，得到生物基艺术涂料5。
实施例6
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 原料的比例不同。
(1)生物基艺术涂料6的组成：
水25份、RS-799乳液25份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3份、 润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料22份、绒毛粉4份、 杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.5份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括12份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和10份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料6：
制备方法同实施例1，得到生物基艺术涂料6。
对比例1
本对比例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 珠光颜料未经过疏水改性。
(1)生物基艺术涂料7的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉 4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料均为云母，包括11份粒径为30μm-40μm的云母粉A和13份 60μm-80μm的云母粉B。
(2)制备生物基艺术涂料7：
制备方法同实施例1，得到生物基艺术涂料7。
对比例2
本对比例提供一种艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于，添加 的乳液为普通的聚丙烯酸酯类乳液，不是生物基丙烯酸类乳液，同时还添加了 成膜助剂和防冻剂。
(1)艺术涂料8的组成：
水39.2份、巴斯夫ECO338AP乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、 分散剂0.3份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24 份、绒毛粉4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括11份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和13份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料8：
制备方法与实施例1相同，得到生物基艺术涂料8，成膜性极差，抗冻融性 也极差，涂料在低温下会破乳，导致无法使用，故对配方进行了修改，修改后 的配方如下：
(1-1)水39.2份、巴斯夫ECO338AP乳液30份、纤维素0.2份、膨润土 0.4份、分散剂0.3份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光 颜料24份、绒毛粉4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份、伊士曼OE400 成膜助剂1.8份、亚什兰FT-68防冻剂0.8份。
(2-1)制备艺术涂料8-1：
制备方法与实施例1基本相同，区别在于在步骤①还加入了成膜助剂，在 步骤④还加入了防冻剂，得到艺术涂料8-1。
对比例3
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 对比例3采用的生物基丙烯酸类乳液的型号不同。
(1)生物基艺术涂料9的组成：
水39.2份、生物基乳液万花Archsol 8171乳液30份(其玻璃化转变温度约 大于0℃)、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3份、润湿剂0.5份、消泡 剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉4份、杀菌剂0.3份、碱 溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括11份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和13份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料9：
制备方法与实施例1相同，得到生物基艺术涂料9，成膜性极差，抗冻融性 也极差，涂料在低温下会破乳，导致无法使用，故对配方进行了修改，修改后 的配方如下：
(1-1)水39.2份、生物基乳液万花Archsol 8171乳液30份(其玻璃化转 变温度约大于0℃)、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3份、润湿剂0.5 份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉4份、杀菌剂0.3 份、碱溶胀增稠剂0.8份、伊士曼OE400成膜助剂1.8份、亚什兰FT-68防冻剂 0.8份。
(2-1)制备生物基艺术涂料9-1：
制备方法与实施例1基本相同，区别在于在步骤①还加入了成膜助剂，在 步骤④还加入了防冻剂，得到生物基艺术涂料9-1。
对比例4
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 对比例4采用的生物基丙烯酸类乳液的型号不同。
(1)生物基艺术涂料10的组成：
水39.2份、生物基乳液日本东丽V911X51乳液30份(其玻璃化转变温度 约大于0℃)、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3份、润湿剂0.5份、消 泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉4份、杀菌剂0.3份、 碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括11份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和13份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料10：
制备方法与实施例1相同，得到生物基艺术涂料10，成膜性极差，抗冻融 性也极差，涂料在低温下会破乳，导致无法使用，故对配方进行了修改，修改 后的配方如下：
水39.2份、生物基乳液日本东丽V911X51乳液30份(其玻璃化转变温度 约大于0℃)、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3份、润湿剂0.5份、消 泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料24份、绒毛粉4份、杀菌剂0.3份、 碱溶胀增稠剂0.8份、伊士曼OE400成膜助剂1.8份、亚什兰FT-68防冻剂0.8 份。
(2-1)制备生物基艺术涂料10-1：
制备方法与实施例1基本相同，区别在于在步骤①还加入了成膜助剂，在 步骤④还加入了防冻剂，得到生物基艺术涂料10-1。
对比例5
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 对比例5采用的珠光颜料为18份。
(1)生物基艺术涂料11的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料18份、绒毛粉 4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括8.2份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和9.8份60μm-80μm的经过疏水改性的 珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料11：
制备方法同实施例1，得到生物基艺术涂料11。
对比例6
本实施例提供一种生物基艺术涂料及其制备方法。与实施例1的区别在于， 对比例6采用的珠光颜料为32份。
(1)生物基艺术涂料12的组成：
水39.2份、RS-799乳液30份、纤维素0.2份、膨润土0.4份、分散剂0.3 份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、pH调节剂0.1份、珠光颜料32份、绒毛粉 4份、杀菌剂0.3份、碱溶胀增稠剂0.8份。
珠光颜料的内层均为云母，包覆层均为四氯化钛，包括14.5份粒径为 30μm-40μm的经过疏水改性的珠光粉A和17.5份60μm-80μm的经过疏水改性 的珠光粉B。
(2)制备生物基艺术涂料12：
制备方法同实施例1，得到生物基艺术涂料12。
对实施例1-6和对比例1-6中的生物基艺术涂料进行性能测试。
1、性能指标：
耐沾污性：污渍包括玫红色儿童水彩笔和紫色儿童水彩笔留下的印记；将 污渍涂于漆膜上，待干1h后擦掉，用洗洁***擦洗，待干后观察是否有印记， 耐污评分总分为10分。
VOC：GB 18582-2020；要求VOC≤120g/L。
金属光泽：自定义，目测，满分为10分。
绒毛手感：自定义，目测和触感，满分为10分。
游离甲醛：GB 18582-2001；要求游离甲醛≤100ppm。
苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量：GB/T 18581-2009；≤300ppm。
APEO：要求不人为添加。
重金属：GB 18582-2020，铅≤90ppm；镉≤75ppm；铬≤60ppm；汞≤60ppm。
抗冻融性：GB/T 9268-2008。
结果见表1。
表1
Figure BDA0002708332690000231
由表1可知，本发明实施例1-6的生物基艺术涂料具有优异的耐沾污性和抗 冻融性，优于对比例1-6，并且VOC低。其余相关指标，如重金属以及苯类物 质，游离甲醛含量等相关指标均满足要求，综合性能优异，符合行业标准和环 保生产的理念。
比较实施例1和实施例2-6的结果可知，生物基乳液的种类和不同粒径的珠 光颜料复配使用以及包覆材料的种类均对本发明的涂料性能具有重要的影响。
比较实施例1和对比例1的结果可知，若是珠光颜料未经过疏水改性处理， 金属光泽差，耐沾污性差。
比较实施例1和对比例2的结果可知，采用常规的乳液，仍然需要在配方 中额外添加防冻剂，才能保证抗冻融性，否则涂料在低温下会破乳无法使用， 低温储存性能无法满足要求；并且，仍然需要在配方中需要添加成膜助剂，否 则成膜性能较差，漆膜难以硬化。虽然添加防冻剂和成膜助剂后也可以达到使 用效果，但成膜助剂和防冻剂均为有机物，VOC高，会对环境造成污染，不利 于健康，并且，相比乳液由石油化工原材料制备，非生物基乳液的使用也不符 合可持续发展和绿色化学。
比较实施例1和对比例3、4的结果可知，若是采用的乳液不是本发明范围 内的生物基乳液，仍然需要在配方中额外添加防冻剂，才能保证抗冻融性，否 则涂料在低温下会破乳无法使用，低温储存性能无法满足要求；并且，仍然需 要在配方中需要添加成膜助剂，否则成膜性能较差，漆膜难以硬化。成膜助剂 和防冻剂均为有机物，VOC高，会对环境造成污染，不利于健康。
比较实施例1和对比例5的结果可知，若是加入的珠光颜料过少，不在本 发明范围内，珠光效果较差，金属光泽效果较差，耐沾污性较差；比较实施例1 和对比例6的结果可知，若是加入的珠光颜料过多，不在本发明范围内，珠光 颜料会堆积在一起，漆膜平整度下降，珠光效果较差，耐沾污性下降。
2、应用测试
将实施例1、3、4、5和对比例1、3和5中的生物基艺术涂料采用搓涂的 方法施工。
图1是实施例1中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图1中可以 看出，阴阳面区块明显，金属效果较强，阴阳面效果非常好。
图2是实施例3中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图2中可以 看出，阴阳面区块明显，金属效果较强，阴阳面效果非常好。
图3是实施例4中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图3中可以 看出，阴阳面区块明显，金属效果较强，阴阳面效果较好。
图4是实施例5中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图4中可以 看出，阴阳面区块明显，金属效果一般，阴阳面效果较好。
图5是对比例1中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图5中可以 看出，阴阳面区块不明显，金属效果较差，阴阳面效果较差。
图6是对比例3中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图6中可以 看出，阴阳面区块明显，金属效果较强，阴阳面效果非常好。
图7是对比例5中的生物基艺术涂料的搓涂工艺效果图片；从图7中可以 看出，阴阳面区块不明显，金属效果较弱，阴阳面效果较差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。

Claims (15)

1.一种生物基艺术涂料，其特征在于，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料20-28份、水10-50份；
所述珠光颜料为经过金属化合物疏水改性的珠光粉；
所述生物基丙烯酸类乳液含有丙烯酸类聚合物；
所述丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度为-15℃-0℃。
2.根据权利要求1所述的生物基艺术涂料，其特征在于，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液25-40份、珠光颜料22-26份、绒毛粉0.5-6份、水30-45份。
3.根据权利要求1所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述珠光颜料的制备方法包括以下步骤：
采用金属化合物对珠光粉进行包膜处理；所述金属化合物选自四氯化钛或金属氧化物。
4.根据权利要求1所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述珠光颜料的粒径为5μm-100μm。
5.根据权利要求4所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述珠光颜料由珠光粉A和珠光粉B按质量比1:0.8-1:1.5复配而成；
所述珠光粉A为经过金属化合物疏水改性的珠光粉，粒径为30μm-40μm；
所述珠光粉B为经过金属化合物疏水改性的珠光粉，粒径为60μm-80μm。
6.根据权利要求1所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述生物基丙烯酸类乳液选自生物基苯丙乳液、生物基纯丙乳液和生物基醋丙乳液中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述生物基丙烯酸类乳液选自RS-799乳液。
8.根据权利要求1-7任一项所述的生物基艺术涂料，其特征在于，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料22-26份、绒毛粉2-4份、水10-50份、助剂0.5-30份；
所述助剂选自分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、杀菌剂和流变助剂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述助剂包括：
流变助剂0.2-5份、分散剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份、消泡剂0.1-2份、pH调节剂0.05-1份和杀菌剂0.1-1份。
10.根据权利要求8所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述流变助剂选自纤维素、膨润土和碱溶胀流变剂中的至少一种。
11.根据权利要求8所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述绒毛粉选自聚丙烯酸酯类微球、聚苯乙烯类微球和聚氨酯类微球中的至少一种。
12.根据权利要求8所述的生物基艺术涂料，其特征在于，所述绒毛粉的粒径为30μm-40μm。
13.根据权利要求1所述的生物基艺术涂料，其特征在于，由包括以下重量份数的原料制备而成：
生物基丙烯酸类乳液20-50份、珠光颜料22-26份、绒毛粉2-4份、水10-50份、纤维素0.2-1份、膨润土0.3-1份、碱溶胀流变剂0.8-1.5份、分散剂0.1-1份、润湿剂0.1-1份、消泡剂0.1-2份、pH调节剂0.05-1份和杀菌剂0.1-1份。
14.一种权利要求1-13任一项所述的生物基艺术涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述的生物基丙烯酸类乳液、珠光颜料和水混合。
15.一种内墙涂料，其特征在于，其制备原料包含权利要求1-13任一项所述的生物基艺术涂料；或包含根据权利要求14所述的制备方法得到的生物基艺术涂料。
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