CN113683944B - 一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺，本发明属于化工生产技术领域，本发明公开真石漆生产工艺，由天然彩砂制成，工艺简单，原料来源广泛，具有良好的耐侯、保色、防腐耐水、抗老化、可增加建筑物寿命等特性，且真石漆具有柔性，有效的遮盖细微裂纹，更有防裂、柔韧性好、抗碰撞等多种优势，表现力丰富，立体感强，可塑性好，良好的耐碱酸性，抗紫外线，色彩稳定，无需担心褪变色、适用面广，附着力强、防水透气，具有良好的防水、透气、环保安全、耐老化，防开裂，耐腐蚀性和耐水泡性能。

Description

一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其是一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺。

背景技术

真石漆具有立体感的坚硬涂层，涂层表面还可涂饰罩面清漆，以调配成需要的色调和光泽，从而获得质感丰富、色彩多样、类似花岗石等天然石料装饰表面的涂层，增强了装饰效果，因而深受人们的喜爱。真石漆由合成树脂乳液与人工着色砂等材料组成，原材料来源丰富，涂料生产工艺及设备比较简单。由于使用陶瓷碎粒、着色骨料等稳定的材料，所以不会因风雨、阳光照射、二氧化硫气体等的影响而变色或褪色，可以通过调色而获得广泛的色彩、色调，但天然真石漆（例如中国发明专利号：92113056.2等），是一种高级水溶性油漆，适用于水泥墙体、木板、纸、泡法、玻璃、胶合板等基体材料的喷抹，因此，使用天然真石漆进行装饰，基层必须平滑、干燥、结实，受潮剥离的旧基体，必须重新作基层处理；新墙体，须待干透后才能施工。否则，都会严重影响天然真石漆的效果，其涂层遇水漫后起泡、起鼓，真石漆由特种聚合物乳液或改性高分子材料、助剂及骨料构成。目前最受欢迎的外墙涂料之一，有着得天独厚的优势，真石漆既有天然真石的质感，又不会像干挂大理石般增加建筑的负重，没有高层坠落的危险，价格上也有着干挂石材无可比拟的优势。但是有些真石漆在经过风吹日晒之后会出现发白的情况，颜色会慢慢淡下来，失去了真石漆原本完美的质感，而且真石漆并不耐水。主要是因为涂层的时候涂层所使用的乳液质量不高，正常情况下成膜助剂丙烯酸酯具有很强的稳定性，但是部分厂家在制备真石漆的时候通过羟乙基纤维素等物质增加粘稠度，这些都比较溶于水，大大降低了涂层的耐水性能，一般的丙烯酸酯在喷涂形成后的涂层吸水率仅为0.42%；而在上述涂料的基础上加入0.4%羟乙基纤维素，吸水率暴升至4.3%，不耐水泡，耐腐蚀性大大下降。本领域技术人员亟待开出一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺，以满足现有使用需求和市场需求。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺。

本发明通过以下技术方案实现：

一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺，包括以下步骤：

a、表面处理彩砂：将彩砂送入薄膜刮板干燥机，加入分散剂，处理完成后卸料；

薄膜刮板干燥机又称转鼓干燥机，尽管干燥机技术上并不先进，但它对物料的特殊作用使之仍在广泛使用，目前还没有其他设备能完全代替它。适用处理糊状物料的干燥机并不多，滚简干燥机就是其中的一种。但在彩砂表面处理以及涂料技术领域，还尚未有转鼓干燥机的应用。

本发明利用转鼓干燥机进行分散剂对彩砂的表面处理，处理均匀，连续操作、质量稳定、节省劳动力，能够得到均匀的产品；处理时间短，一般为7~30s，适合于彩砂的处理；易于清理，尾气不带走物料，传热与传质过程由里向外，方向一致；其中，单滚筒，滚筒转速3~5r/min蒸汽压力0.4~0.45MPa；

进一步的，步骤a的分散剂由新烷氧基三新癸酰基锆酸酯、新烷氧基三（二辛基）焦磷酸酯锆酸酯重量比为1∶1的混合物，步骤a单滚筒，滚筒转速3~5r/min蒸汽压力0.4~0.45MPa，处理时间5~10min，分散剂占彩砂的重量比例为5~10%。

加热蒸汽从轴颈通入并在筒内冷凝，冷凝水由虹吸排管排出。筒体外壁部分浸入被干燥的彩砂中，使彩砂布于滚筒外壁而被加热分散。

锆酸酯适用于许多需要低反应活性的场合，是一种路易斯酸（Lewisacid），能作为催化剂用于许多反应，如酯化/酯交换反应、缩聚反应，也用作配位聚合齐格勒催化剂，用于烯烃的聚合反应。（Brit.Pat.810,576(1957)）。在本发明中，新烷氧基三（二辛基）焦磷酸酯锆酸酯具有焦磷酸酯基，可以降低树脂粘度，促进固化，烷氧基三新癸酰基锆酸酯促进过氧化物及空气中固化，可增加彩砂在树脂中的填充量，降低加工黏度，改善彩砂表界面性能，改善加工的流变性，降低制品表面粗糙度，在涂料中可提高与彩砂的粘接力。

b、表面处理后的彩砂进行树脂预混挂浆：在捏合机中加入表面处理后的彩砂，投入聚氨酯预聚体乳浆，捏合挂浆；

其中聚氨酯预聚体乳浆占表面彩砂的重量比例为15~20%，捏合机主轴转速为20~40r/min，副轴为10~20r/min、蒸汽压力0.4~0.5MPa，捏合时间10~20分钟。

c、漆浆混合：将环氧丙烯酸酯树脂乳液、丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、消泡剂、增稠剂以及促进剂和挂浆后的彩砂避光混合均匀后避光装桶保存，得耐水泡耐腐蚀真石漆。

所述步骤c按重量份数计，其中改性环氧丙烯酸酯树脂乳液150~250phr、丙二醇5~15phr、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1~2phr、消泡剂1~3phr、增稠剂10~20phr、挂浆后的彩砂700~900phr、促进剂1~2phr。

聚氨酯乳液乳化剂其中，所述步骤c促进剂为N，N’-二甲基苯胺、异辛酸钴中的其中一种或多种，增稠剂为膨润土、氢氧化铝中的其中一种，所述消泡剂为有机硅消泡剂。膨润土、氢氧化铝增稠剂好，既有利于批涂施工，又有良好的保水性，无长霉危险，防止批涂时涂膜干燥得太快而不利于施工。

采用转相乳化法制备环氧丙烯酸酯树脂（乙烯基酯树脂）乳液，先将重量计，100phr乙烯基酯树脂与1~2phr复配乳化剂、65~80phr溶剂丙酮和渗透剂（仲辛醇聚氧乙烯醚）等助剂置于搅拌釜中水浴加热，并用玻璃棒搅拌混合均匀，高剪切分散乳化机以恒定速率1000~1500rpm进行高速分散，在激烈搅拌下，用分液漏斗缓慢加入的去离子水，随着加水量的增加，体系转相，由油包水型转变为水包油型，颜色由黄色变为白色直至加完130~150phr水后继续搅拌20min，冷却得到环氧丙烯酸酯树脂（乙烯基酯树脂）乳液。

所述步骤b聚氨酯预聚体乳浆通过在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的反应釜中，滴加与聚丙二醇摩尔比为0.005~0.01∶1的钛酸四异丙酯催化剂于质量分数20~30%的聚丙二醇的丙酮溶液中，在40℃干燥氮气保护下搅拌0.5~1h，搅拌完毕后升温至45~50℃，然后缓慢滴加与聚丙二醇摩尔比为0.5∶1的甲苯二异氰酸酯，完反应1.5~2h后，降温至35~40℃，加入聚丙二醇质量0.5~0.7倍的1，4-丁二醇，继续搅拌0.5~1h，后升温至50~53℃加入质量分数3~5%咪唑的丙酮溶液，至pH为7.3~7.5加入丙酮用量1~1.5倍重量的水，充分搅拌旋蒸除去丙酮得到。

本发明的有益效果是：

本发明采用转鼓干燥机进行分散剂对彩砂的表面处理可增加彩砂在树脂中的填充量，降低加工黏度，改善彩砂表界面性能，改善加工的流变性，降低制品表面粗糙度，在涂料中可提高与彩砂的粘接力，并进一步的使用聚氨酯预聚物乳液对彩砂表面进行挂浆，异氰酸酯基可以与彩砂表面的羟基结合提高，起到桥连作用，从而提高结合强度，而引入的聚氨酯预聚体乳液可以与环氧丙烯酸酯树脂乳液实现共混增韧，环氧丙烯酸酯树脂乳液耐腐蚀性强，采用喷涂并且通过可见光照射施工可以形成粗犷、质朴的石质感，具有良好的耐腐蚀性。

相比现有技术本发明具有如下优点：

本发明公开的真石漆的生产工艺采用环氧丙烯酸酯树脂乳液（乙烯基酯树脂乳液），本发明公开真石漆生产工艺，由天然彩砂制成，工艺简单，原料来源广泛，具有良好的耐侯、保色、防腐耐水、抗老化、可增加建筑物寿命等特性，且真石漆具有柔性，有效的遮盖细微裂纹，更有防裂、柔韧性好、抗碰撞等多种优势，表现力丰富，立体感强，可塑性好，良好的耐碱酸性，抗紫外线，色彩稳定，无需担心褪变色、适用面广，附着力强、防水透气，具有良好的防水、透气、环保安全、耐老化，防开裂，耐腐蚀性和耐水泡性能。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

所使用的彩砂是天然彩砂，是由不同粒径配合而成的，采用的质量配合比是：10~20目雪花白砂20∶20~40目大理石80∶20~40目石英砂250∶40~80目曲阳红5∶80~120目地板黄2。

其中来源产地：汉笛雪花白砂宿松破凉、华林石英砂凤阳大庙、地板黄湖北铁山、轩郎大理石砂安庆破凉、曲阳红山东曲阳。步骤一、表面处理彩砂：将彩砂送入薄膜刮板干燥机，加入分散剂，分散剂由新烷氧基三新癸酰基锆酸酯LICA01、新烷氧基三（二辛基）焦磷酸酯锆酸酯LICA38重量比为1∶1的混合物，步骤a单滚筒，滚筒转速5r/min蒸汽压力0.45MPa，处理时间10min，分散剂占彩砂的重量比例为10%，处理完成后卸料；步骤二、表面处理后的彩砂进行树脂预混挂浆：在捏合机中加入表面处理后的彩砂，投入聚氨酯预聚体乳浆，聚氨酯预聚体乳浆占表面彩砂的重量比例为20%，捏合机主轴转速为40r/min，副轴为20r/min、蒸汽压力0.5MPa，捏合时间20分钟，捏合挂浆；步骤三、漆浆混合：按重量份数计，其中改性环氧丙烯酸酯树脂乳液250phr、丙二醇15phr、2-氨基-2-甲基-1-丙醇2phr、消泡剂3phr、增稠剂20phr、挂浆后的彩砂900phr、促进剂2phr，将环氧丙烯酸酯树脂乳液、丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、消泡剂、增稠剂以及促进剂和挂浆后的彩砂避光混合均匀后避光装桶保存，增稠剂为膨润土粤江TY-168B，所述消泡剂为有机硅消泡剂AF843，促进剂为N，N’-二甲基苯胺，得耐水泡耐腐蚀真石漆。采用转相乳化法制备环氧丙烯酸酯树脂（乙烯基酯树脂）乳液，先将重量计，100phr乙烯基酯树脂与1phr乳化剂BY-3501百源、80phr溶剂丙酮和月桂醇聚氧乙烯醚1份置于搅拌釜中水浴加热，并用玻璃棒搅拌混合均匀，高剪切分散乳化机以恒定速率1500rpm进行高速分散，在激烈搅拌下，用分液漏斗缓慢加入的去离子水，随着加水量的增加，体系转相，由油包水型转变为水包油型，颜色由黄色变为白色直至加完150phr水后继续搅拌20min，冷却得到环氧丙烯酸酯树脂（乙烯基酯树脂）乳液。所述步骤二聚氨酯预聚体乳浆通过在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的反应釜中，滴加与聚丙二醇2000摩尔比为0.01∶1的钛酸四异丙酯催化剂于质量分数30%的聚丙二醇的丙酮溶液中，在40℃干燥氮气保护下搅拌1h，搅拌完毕后升温至50℃，然后缓慢滴加与聚丙二醇摩尔比为0.5∶1的甲苯二异氰酸酯，完反应2h后，降温至40℃，加入聚丙二醇质量0.7倍的1，4-丁二醇，继续搅拌1h，后升温至53℃加入质量分数5%咪唑的丙酮溶液，至pH为7.5，再加入丙酮用量1.5倍重量的水，充分搅拌旋蒸除去丙酮得到。昭和乙烯基酯树脂VLC-760、1.8kw金卤灯（照射距离60cm，照度70mW/cm²（380~450nm），照射时间20min，即得真石漆涂层；

容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态、施工性施工无障碍，低温稳定性（3次循环）无裂纹、热贮存稳定性（15d）不变质、吸水量（2h）0.6g、耐水性（400h）无异常、耐碱性（400h）无异常、耐酸性（400h）无异常、耐盐水性（400h）无异常、涂层耐温变性（5次循环）无异常、耐沾污性2级、标准状态粘结强度1.4MPa、冻融循环（5次循环后）、粘结强度1.2MPa、耐人工气候老化性600h涂层不开裂、不起鼓、不剥落，粉化0级，变色1级；柔韧性直径50mm无裂纹。

实施例2

所使用的彩砂是天然彩砂，是由不同粒径配合而成的，采用的质量配合比是：10~20目雪花白砂20∶20~40目大理石80∶20~40目石英砂250∶40~80目曲阳红5∶80~120目地板黄2。其中来源产地：汉笛雪花白砂宿松破凉、鸿宇淮上木屐山石英砂、地板黄湖北铁山、轩郎大理石砂安庆破凉、曲阳红山东曲阳。

步骤一、表面处理彩砂：将彩砂送入薄膜刮板干燥机，加入分散剂，新烷氧基三新癸酰基锆酸酯LICA01、新烷氧基三（二辛基）焦磷酸酯锆酸酯LICA38重量比为1∶1的混合物，步骤a单滚筒，滚筒转速3r/min蒸汽压力0.4MPa，处理时间5min，分散剂占彩砂的重量比例为5%，处理完成后卸料；步骤二、表面处理后的彩砂进行树脂预混挂浆：在捏合机中加入表面处理后的彩砂，投入聚氨酯预聚体乳浆，聚氨酯预聚体乳浆占表面彩砂的重量比例为15%，捏合机主轴转速为20r/min，副轴为10r/min、蒸汽压力0.4MPa，捏合时间10分钟，捏合挂浆；步骤三、漆浆混合：按重量份数计，其中改性环氧丙烯酸酯树脂乳液150~250phr、丙二醇5~15phr、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1~2phr、消泡剂1~3phr、增稠剂10phr、挂浆后的彩砂700phr、促进剂1phr，将环氧丙烯酸酯树脂乳液、丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、消泡剂、增稠剂以及促进剂和挂浆后的彩砂避光混合均匀后避光装桶保存，c促进剂为异辛酸钴，增稠剂氢氧化铝FR-3803中科，所述消泡剂为有机硅消泡剂AF838，得耐水泡耐腐蚀真石漆。采用转相乳化法制备环氧丙烯酸酯树脂（乙烯基酯树脂）乳液，先将重量计，100phr乙烯基酯树脂与1phr乳化剂BY-3501百源、65phr溶剂丙酮和渗透剂（仲辛醇聚氧乙烯醚）等助剂置于搅拌釜中水浴加热，并用玻璃棒搅拌混合均匀，高剪切分散乳化机以恒定速率1000rpm进行高速分散，在激烈搅拌下，用分液漏斗缓慢加入的去离子水，随着加水量的增加，体系转相，由油包水型转变为水包油型，颜色由黄色变为白色直至加完130phr水后继续搅拌20min，冷却得到环氧丙烯酸酯树脂（乙烯基酯树脂）乳液。所述步骤二聚氨酯预聚体乳浆通过在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的反应釜中，滴加与聚丙二醇2000摩尔比为0.005∶1的钛酸四异丙酯催化剂于质量分数20%的聚丙二醇的丙酮溶液中，在40℃干燥氮气保护下搅拌0.5h，搅拌完毕后升温至45℃，然后缓慢滴加与聚丙二醇摩尔比为0.5∶1的甲苯二异氰酸酯，完反应1.5h后，降温至35℃，加入聚丙二醇质量0.5倍的1，4-丁二醇，继续搅拌0.5h，后升温至50℃加入质量分数3%咪唑的丙酮溶液，至pH为7.3加入丙酮用量1倍重量的水，充分搅拌旋蒸除去丙酮得到。1.8kw金卤灯（照射距离60cm，照度50mW/cm²（380~450nm），照射时间20min。乙烯基酯树脂昭和VLC-630。

容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态、施工性施工无障碍，低温稳定性（3次循环）无裂纹、热贮存稳定性（15d）不变质、吸水量（2h）0.5g、耐水性（500h）无异常、耐碱性（500h）无异常、耐酸性（500h）无异常、耐盐水性（500h）无异常、涂层耐温变性（5次循环）无异常、耐沾污性2级、标准状态粘结强度1.3MPa、冻融循环（5次循环后）、粘结强度1.1MPa、耐人工气候老化性600h涂层不开裂、不起鼓、不剥落，粉化0级，变色1级；柔韧性直径50mm无裂纹。

注：参考低温稳定性按GB/T 9268-2008乳胶漆耐冻融性的测定中A法的规定进行热贮存稳定性将主涂料试样装入1L的塑料或玻璃容器（高130 mm，直径110 mm，壁厚为0.27mm）的容器内，至110 mm高度处；密封后放入50℃的恒温箱内，15d后取出，放置室温，打开容器盖，轻轻搅拌样品，试样应无结块、无霉变、无絮凝及组成物的变化； 吸水量按照JG/T 157-2009建筑外墙用腻子中附录A的规定进行，浸水时间2 h；耐水性按GB/T 1733-1993漆膜耐水性测定法（甲法）规定的方法进行，试板投试前除封边外，还需封背。将三块试板侵入GB/T 6682规定的三级水中，如三块试板中有两块未出现起泡、掉粉、明显变色等涂膜病态现象，可评为“正常”如出现以上涂膜病态现象，按GB/T 1766-2008色漆和清漆.涂层老化的评级方法进行描述；耐碱性按GB/T9265-2009建筑涂料.涂层耐碱性的测定规定的方法进行，如互块试板中有两块未出现起泡、掉粉等涂膜病态现象，可评定为正常”，如出现以上涂膜病态现象，按GB/T1766进行描述；耐酸性按GB/T9274-1988色漆和清漆 耐液体介质的测定中丙法（点滴法）进行；试液为符合GB/T6682中规定的三级水；观察试板有无出现起泡、剥落、变色等涂膜病态现象，若三块试板中有两块未出现，则判为合格，否则判为不合格；耐盐水性按GB/T10834-2008船舶漆耐盐水性的测定.盐水和热盐水浸泡法的规定进行；涂层耐温变性按JG/T25建筑涂料涂层耐温变性试验方法规定的方法进行，做5次循环23℃水中浸泡18h，-20℃冷冻3h，50℃热烘3h为一次循环。三块试板中至少应有两块未出现粉化、开裂、起泡、剥落、明显变色等涂膜病态现象，可评定为“无异常”；如果出现以上涂膜病态，按GB/T1766进行描述。耐沾污性按GB/T9780中的规定进行；粘接强度按JG/T24-2018合成树脂乳液砂壁状建筑涂料中6.17的规定进行；耐人工气候老化性按GB/T1865-2009色漆和清漆.人工气候老化和人工辐射曝露.滤过的氙弧辐射中循环A的方法进行。结果的评定按GB/T1766进行；柔韧性按GB/T1748-1979腻子膜柔韧性测定法的规定进行。

Claims (3)

1.一种耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤： a、表面处理彩砂：将彩砂送入薄膜刮板干燥机，加入分散剂，处理完成后卸料，所述步骤a的分散剂由新烷氧基三新癸酰基锆酸酯、新烷氧基三（二辛基）焦磷酸酯锆酸酯重量比为1∶1的混合物，步骤a单滚筒、滚筒转速3~5r/min、蒸汽压力0.4~0.45MPa，处理时间5~10min，分散剂占彩砂的重量比例为5~10%；b、表面处理后的彩砂进行树脂预混挂浆：在捏合机中加入表面处理后的彩砂，投入聚氨酯预聚体乳浆，捏合挂浆，所述步骤b聚氨酯预聚体乳浆通过在装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的反应釜中，滴加与聚丙二醇摩尔比为0.005~0.01∶1的钛酸四异丙酯催化剂于质量分数20~30%的聚丙二醇的丙酮溶液中，在40℃干燥氮气保护下搅拌0.5~1h，搅拌完毕后升温至45~50℃，然后缓慢滴加与聚丙二醇摩尔比为0.5∶1的甲苯二异氰酸酯，完反应1.5~2h后，降温至35~40℃，加入聚丙二醇质量0.5~0.7倍的1，4-丁二醇，继续搅拌0.5~1h，后升温至50~53℃加入质量分数3~5%咪唑的丙酮溶液，至pH为7.3~7.5加入丙酮用量1~1.5倍重量的水，充分搅拌旋蒸除去丙酮得到；c、漆浆混合：将环氧丙烯酸酯树脂乳液、丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、消泡剂、增稠剂以及促进剂和挂浆后的彩砂避光混合均匀后避光装桶保存，所述步骤c按重量份数计，其中改性环氧丙烯酸酯树脂乳液150~250phr、丙二醇5~15phr、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1~2phr、消泡剂1~3phr、增稠剂10~20phr、挂浆后的彩砂700~900phr、促进剂1~2phr，得耐水泡耐腐蚀真石漆。

2.根据权利要求1所述的耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺，其特征在于，其中所述步骤c促进剂为N，N’-二甲基苯胺、异辛酸钴中的其中一种或多种，增稠剂为膨润土、氢氧化铝中的其中一种，所述消泡剂为有机硅消泡剂AF838或AF843。

3.根据权利要求1所述的耐水泡耐腐蚀真石漆的生产工艺，其特征在于，所述步骤b聚氨酯预聚体乳浆占表面处理后彩砂的重量比例为15~20%，捏合机主轴转速为20~40r/min，副轴为10~20r/min、蒸汽压力0.4~0.5MPa，捏合时间10~20分钟。