CN113897132A - 一种内墙涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种内墙涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种内墙涂料及其制备方法和应用,所述内墙涂料包括A组分和B组分;所述A组分按照重量份数包括如下组分:聚硅氧烷20‑50份,颜料5‑10份,填料20‑40份;所述B组分按照重量份数包括如下组分:交联剂8‑20份,催化剂0.01‑0.1份,其他助剂0.01‑3.8份。本发明所述内墙涂料无溶剂,具有优异的存储稳定性和自补强性能,本发明所述内墙涂料适用于各种建筑内墙装饰装修,性能良好,效果突出。

Description

一种内墙涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种内墙涂料及其制备方法和应用。
背景技术
涂料作为一种必须的生活物资,在各方面发挥着不可替代的作用,随着生活水平的提高和健康意识的增强,人们对居住环境的环保安全日益关注和重视,对室内装修材料的环保要求越来越严格。内墙涂料作为室内装饰材料的重要组成部分之一,其装饰性、环保性及功能性已受到广大居民的普遍关注。建筑涂料对建筑物主要起着装饰保护作用,为避免溶剂性涂料高污染,人们开发了水性涂料来替代建筑用油性涂料。
内墙用自补强型无溶剂型涂料比水性涂料有着更为优越的性能,它具有高强度,耐老化,防开裂,防潮,疏水,防涂鸦,耐黄变可透明等多种功能。
CN104629508B公开了一种耐水耐擦洗内外墙纯丙乳胶漆,其组成包括如下重量份的组分:纯丙乳液400-600、复合颜填料200-400、水100-200、复合助剂40-60,其中,所述复合助剂中包含丙烯酰胺基取代的甲基丙磺酸或甲基丙磺酸钠。其公开的乳胶漆具有耐洗刷性能优越,环保、耐水性好,因而既适合作为内墙乳胶漆涂料,又适合作为外墙乳胶漆涂料的特点。但需要使用生产工艺复杂的纳米改性聚硅氧烷低聚物,配方稳定性存在的风险大。
CN107384195B公开了一种有机硅耐候型拉毛装饰涂料,按重量份计,由以下原料组份混合制成:α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷Ⅰ:20~50份,α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷Ⅱ:50~80份,气相二氧化硅:5~15份,氢氧化铝:40~60份,针状硅灰石粉:5~20份,玻璃纤维:5~15份,金红石型钛白粉:10~25份,纳米碳酸钙:15~30份,羟基硅油:5~15份,颜料:5~20份,交联反应剂:5~13份,偶联剂:0.35~0.85份,消泡剂:0.1~0.2份,润湿分散剂:0.2~0.5份,催化剂:2.5~5份。其公开的涂料具有优异的耐候性能,对基材粘接力非常强,具有优异的触变性能。此种涂料就基础聚合物成膜物随时间逐渐***变脆。
目前水性内墙涂料存在不耐老化、易沾污、耐擦洗性差、强度低弹性差不防开裂、不疏水、排放VOC等问题。
综上所述,开发一种涂料储存稳定且能自补强的内墙涂料至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种内墙涂料及其制备方法和应用,所述内墙涂料无溶剂,具有优异的存储稳定性和自补强性能。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种内墙涂料,所述内墙涂料包括A组分和B组分;
所述A组分按照重量份数包括如下组分:
聚硅氧烷 20-50份
颜料 5-10份
填料 20-40份;
所述B组分按照重量份数包括如下组分:
交联剂 8-20份
催化剂 0.01-0.1份
其他助剂 0.01-3.8份。
本发明所述内墙涂料分为A组分和B组分,漆膜本身采用的成膜物是Si-O-Si主链的聚硅氧烷,而Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/克分子,所以以聚硅氧烷为基础聚合物的产品热稳定性高,高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解,聚硅氧烷主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解,因此其具有优异的耐候性。
将所述内墙涂料涂覆于墙体表面后,在催化剂的作用下,部分交联剂即可与聚硅氧烷产生反应,首先会形成一种软弹性体附着于墙体表面,其余的交联剂会继续在催化剂作用下水解,在软弹性体系中形成均匀分散的二氧化硅微粒,这种二氧化硅微粒会与弹性体系形成牢固的缔合,如此便形成了超级强韧的涂膜。
所述聚硅氧烷的重量份数为20-50份,例如25份、30份、35份、40份、45份等。
所述颜料的重量份数为5-10份,例如6份、7份、8份、9份等。
所述填料的重量份数为20-40份,例如25份、30份、35份等。
所述交联剂的重量份数为8-20份,例如10份、12份、14份、16份、18份等。
所述催化剂的重量份数为0.01-0.1份,例如0.02份、0.04份、0.06份、0.08份等。
所述其他助剂的重量份数为0.01-3.8份,例如0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份等。
优选地,所述A组分和B组分的质量比为(4-7):1,其中4-7可以为4.5、5、5.5、6、6.5等,进一步优选(5-5.5):1。
优选地,所述聚硅氧烷中的烷氧基和交联剂中的硅羟基的摩尔比为(60-150):1,其中,60-150可以为70、80、90、100、110、120、130、140等,进一步优选(75-150):1。
优选地,所述聚硅氧烷的粘度为800-1000mpa·s,例如850mpa·s、900mpa·s、950mpa·s等。
本发明所述聚硅氧烷的粘度较低,为800-1000mpa·s,此范围内形成的A组分具有合适的施工粘度,且配方按照比例混合固化成膜后具有优异的综合性能。
优选地,所述颜料包括金红石型钛白粉。金红石型钛白粉对聚合物起补强和填充作用,有效增强了漆膜韧性以及湿膜的遮盖力。
优选地,所述填料包括煅烧高岭土、硅微粉或重质碳酸钙中的任意一种或至少两种的组合,其中典型但非限制性的组合包括:煅烧高岭土和硅微粉的组合,硅微粉和重质碳酸钙的组合,煅烧高岭土、硅微粉和重质碳酸钙的组合等。
优选地,所述其他助剂包括偶联剂、附着力促进剂、抑制剂或防腐防霉剂中的任意一种或至少两种的组合,其中典型但非限制性的组合包括:偶联剂和附着力促进剂的组合,附着力促进剂、抑制剂和防腐防霉剂的组合,偶联剂、附着力促进剂、抑制剂和防腐防霉剂的组合等。
本发明添加了偶联剂和附着力促进剂,增加漆膜的粘接性和提高了反应速度,使其对基材具有良好的粘接性和持久性。
除此之外,B组分使用了抑制剂,能通过金属络合合作用有效抑制催化剂的活性,极大改善了B组分在储存期间的水解稳定性,A、B组分混合后,抑制剂可快速挥发,不影响催化剂后续的催化效果。
选用防腐防霉剂,有效增强了漆膜干膜的防霉防藻性能。
优选地,所述偶联剂的重量份数为0.5-1份,例如0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
优选地,所述附着力促进剂的重量份数为0-1份,例如0.2份、0.4份、0.6份、0.8份等。
优选地,所述抑制剂的重量份数为0.01-0.1份,例如0.02份、0.05份、0.06份、0.08份等。
优选地,所述防腐防霉剂的重量份数为0.3-0.8份,例如0.4份、0.5份、0.6份、0.7份等。
优选地,所述交联剂包括正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合,其中典型但非限制性的组合包括:正硅酸乙酯和正硅酸丙酯的组合,正硅酸丙酯和正硅酸甲酯的组合,正硅酸乙酯、正硅酸丙酯和正硅酸甲酯的组合等,进一步优选正硅酸乙酯,优选的原因是在本发明中,正硅酸甲酯的水解活性很高,交联速度快,在反应初期即会进行快速充分的交联反应,形成硬而脆的涂层,无法有效进行后续的水解补强,导致最终涂膜性能差;正硅酸丙酯水解活性太低,初期形成软弹性体速度太慢,且后续的交联剂水解反应速度太慢,无法对涂膜进行充分的补强,导致最终涂膜性能差。
本发明所述交联剂不仅能参与成膜物间的交联成膜反应,还能在初步完成成膜后继续与空气中的潮气产生水解反应形成纳米级别的二氧化硅颗粒,并均匀分布于体系中,极大增强最终漆膜的柔韧性,并同时保持极低的施工粘度,易于施工。
优选地,所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡和/或二醋酸二丁基锡。
优选地,所述偶联剂包括硅烷偶联剂。
优选地,所述附着力促进剂包括氨基硅烷低聚物。
优选地,所述抑制剂包括乙酰乙酸乙酯。
优选地,所述防腐防霉剂包括吡啶硫铜锌。
第二方面,本发明提供一种第一方面所述的内墙涂料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
步骤1、将聚硅氧烷、颜料和填料混合后进行分散、脱水和研磨,得到所述A组分;
步骤2、将交联剂、催化剂和其他助剂混合分散,得到所述B组分;
步骤3、将A组分和B组分混合,得到所述内墙涂料。
优选地,步骤1中,所述混合时的顺序是将聚硅氧烷依次与颜料和填料混合。
优选地,所述步骤2具体包括:将交联剂依次与偶联剂、附着力促进剂、抑制剂、催化剂和防腐防霉剂混合分散,得到所述B组分。
第三方面,本发明提供一种第一方面所述的内墙涂料,或,第二方面所述的方法制备的内墙涂料在建筑中的应用。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述涂料各组分无需溶剂,并且适用于各种内墙基材,是真正意义的无溶剂产品,既可以制作出清漆,又可以成为色漆,涂料和色浆相容性好,色彩丰富,颜色鲜艳的涂料产品。
(2)本发明所述内墙涂料具有优异的存储稳定性和自补强性能,本发明所述内墙涂料适用于各种建筑内墙装饰装修,性能良好,效果突出。本发明所述内墙涂料A组分和B组分混合后性能优异,细度在50-55μm之间,附着力可达一级,拉断伸长率在196%以上,5℃低温成膜无异常,洗刷30000次无破坏,96h浸水无异常,2000h老化无异常,接触角在122-125°之间,硬度较高,为B-2H之间,但是调整所述聚硅氧烷中的烷氧基和交联剂中的硅羟基的摩尔比为(75-150):1,力学性能更佳,摩尔比为100:1综合性能最佳。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
原料种类及来源
本发明各实施例中使用的原料具体如下:
聚硅氧烷:购于合盛硅业,牌号为107胶;
颜料:金红石型钛白粉,购于杜邦,牌号为R902+;锐钛型钛白粉,购于徐州钛白化工,牌号为NA100;
填料:煅烧高岭土、硅微粉或重质碳酸钙;
交联剂:正硅酸乙酯,购于杭州硅宝,牌号为HG-2002;
偶联剂:购于山东佑晟化工,牌号为KH550;
附着力促进剂:购于赢创,牌号为
Figure BDA0003349104040000071
1146;
催化剂:质量比为1:9的二醋酸二丁基锡和二月桂酸二丁基锡的混合物分别购于杭州硅宝,牌号为HG-0112和HG-0111;
抑制剂:乙酰乙酸乙酯,购于山东泰熙化工;
防腐防霉剂:吡啶硫铜锌,购于浙江丽晶。
实施例1-12和对比例1
一种内墙涂料,所述内墙涂料的配方如表1-5所示。
本发明所述内墙涂料的制备方法包括如下步骤:
步骤1、将聚硅氧烷、颜料和填料混合后进行分散、脱水和研磨,得到所述A组分;
步骤2、将交联剂、催化剂和其他助剂混合分散,得到所述B组分;
步骤3、将A组分和B组分混合,得到所述内墙涂料。
性能测试
将实施例1-12和对比例1所述内墙涂料参照GB/T 9756-2018(优等品)、JG/T172-2014、GB/T 30693-2014(接触角)、GB/T1720-2020(附着力)和GB T 6739-2006(铅笔硬度)的标准进行如下测试:
测试结果汇总于表1-5中。
表1
Figure BDA0003349104040000081
Figure BDA0003349104040000091
Figure BDA0003349104040000101
表2
Figure BDA0003349104040000102
Figure BDA0003349104040000111
Figure BDA0003349104040000121
分析表1和表2数据可知,本发明所述内墙涂料A组分和B组分混合后性能优异,细度在50-55μm之间,附着力可达一级,拉断伸长率在196%以上,5℃低温成膜无异常,洗刷30000次无破坏,96h浸水无异常,2000h老化无异常,接触角在122-125°之间,硬度较高,为B-2H之间,但是调整所述聚硅氧烷中的烷氧基和交联剂中的硅羟基的摩尔比为(75-150):1,力学性能更佳,摩尔比为100:1综合性能最佳。
表3
Figure BDA0003349104040000122
Figure BDA0003349104040000131
Figure BDA0003349104040000141
分析表3数据可知,本发明所述内墙涂料A组分和B组分混合后性能与聚硅氧烷和钛白粉的类型有关。
分析实施例5、8、9可知,实施例9性能较差,具体表现为A组分粘度超过上限,加工成型难度上升,证明聚硅氧烷的粘度在800-1000mpa·s范围内形成的内墙涂料性能更佳。
分析实施例10与实施例5可知,实施例10性能不如实施例5,实施例10将钛白粉由金红石型调整为锐钛型,内墙涂料性能变差,证明本发明所述内墙涂料中的钛白粉优选金红石型性能更佳。
表4
Figure BDA0003349104040000142
Figure BDA0003349104040000151
Figure BDA0003349104040000161
分析表4的实施例11-12与表2的实施例5可知,实施例11-12的性能不如实施例5,证明本发明中交联剂优选正硅酸乙酯形成的内墙涂料性能更佳。
表5
Figure BDA0003349104040000162
Figure BDA0003349104040000171
Figure BDA0003349104040000181
分析表5的对比例1与表2的实施例5可知,对比例1的性能不如实施例5,对比例1中交联剂的重量份数为0.24份,属于现有技术中的常规添加量,能完成聚硅氧烷的交联要求,但是所形成的内墙涂料性能较差,证明本发明中,A组分中聚硅氧烷的重量份数在20-50份且交联剂的重量份数在8-20份,形成的内墙涂料性能更佳。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种内墙涂料,其特征在于,所述内墙涂料包括A组分和B组分;
所述A组分按照重量份数包括如下组分:
聚硅氧烷20-50份
颜料5-10份
填料20-40份;
所述B组分按照重量份数包括如下组分:
交联剂8-20份
催化剂0.01-0.1份
其他助剂0.01-3.8份。
2.根据权利要求1所述的内墙涂料,其特征在于,所述A组分和B组分的质量比为(4-7):1;
优选地,所述聚硅氧烷中的烷氧基和交联剂中的硅羟基的摩尔比为(60-150):1。
3.根据权利要求1或2所述的内墙涂料,其特征在于,所述聚硅氧烷的粘度为800-1000mpa·s。
4.根据权利要求1-3任一项所述的内墙涂料,其特征在于,所述颜料包括金红石型钛白粉;
优选地,所述填料包括煅烧高岭土、硅微粉或重质碳酸钙中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的内墙涂料,其特征在于,所述其他助剂包括偶联剂、附着力促进剂、抑制剂或防腐防霉剂中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的内墙涂料,其特征在于,所述偶联剂的重量份数为0.5-1份;
优选地,所述附着力促进剂的重量份数为0-1份;
优选地,所述抑制剂的重量份数为0.01-0.1份;
优选地,所述防腐防霉剂的重量份数为0.3-0.8份。
7.根据权利要求5或6所述的内墙涂料,其特征在于,所述水解***联剂包括正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡和/或二醋酸二丁基锡;
优选地,所述偶联剂包括硅烷偶联剂;
优选地,所述附着力促进剂包括氨基硅烷低聚物;
优选地,所述抑制剂包括乙酰乙酸乙酯;
优选地,所述防腐防霉剂包括吡啶硫铜锌。
8.一种权利要求1-7任一项所述的内墙涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
步骤1、将聚硅氧烷、颜料和填料混合后进行分散、脱水和研磨,得到所述A组分;
步骤2、将交联剂、催化剂和其他助剂混合分散,得到所述B组分;
步骤3、将A组分和B组分混合,得到所述内墙涂料。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述混合时的顺序是将聚硅氧烷依次与颜料和填料混合;
优选地,所述步骤2具体包括:将交联剂依次与偶联剂、附着力促进剂、抑制剂、催化剂和防腐防霉剂混合分散,得到所述B组分。
10.一种权利要求1-7任一项所述的内墙涂料,或,权利要求8或9所述的方法制备的内墙涂料在建筑中的应用。
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Citations (6)

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EP0594211A2 (en) * 1992-10-22 1994-04-27 Naito, Shizu Aqueous organosiloxane liquid composition and its use
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