CN115558365B - 一种自成膜抗雨痕的高强度岩片漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆包括如下质量份数的成分：特制树脂岩片8‑12份、自成膜真石漆乳液13‑17份、无机疏水杂化树脂2‑6份、汉白玉38‑52份、煅烧彩砂1‑10份、硅酸镁铝0.6‑1.2份、助剂1‑5份、水；其中，所述特制树脂岩片为聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆共混后，进行干燥、粉碎所得产物；所述自成膜真石漆乳液为具有核壳结构的丙烯酸酯乳液。本发明的自成膜抗雨痕的高强度岩片漆具有抗雨痕、粘结强度高、附着力强等优点，且改善现有岩片漆施工体验差，喷涂时掉片的问题。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种自成膜抗雨痕的高强度岩片漆及其制备方法。
背景技术
岩片漆，也叫仿花岗石漆，是一种新型的水性环保砂壁状建筑涂料，富有花岗岩的风格、品位和内涵，是传统天然真石漆的升级换代产品。岩片漆主要是采用乳液、各种颜色的天然彩砂和各种颜色的复合树脂岩片配制而成，应用于建筑外墙，漆膜干燥、分格处理后，外墙装饰效果美观。
但是，但由于现有岩片漆的产品技术的不足，使之在某些性能上存在一定的缺陷，如干燥时间长、耐水差、涂层软、施工掉片严重等问题，导致外墙岩片漆在使用过程中会出现各种各样不同的问题。尤其是在冬季，特别是当空气温度低于10℃，且相对湿度高于80％时，岩片漆在施工完成后，遇到雨水后，漆膜表面会出现各种各样的雨水流过的痕迹，墙面出现水白、雨痕和漆膜***等问题，影响建筑外立面的美观，造成工程质量事故，而工程返修造成大量资源的浪费，岩片漆初期遇雨水易水白、漆膜***的问题现成为外墙装饰工程中较为经常遇到的问题，并已经成为一个较为典型的行业难题。
综上所述，针对现有岩片漆产品技术中存在的不足，亟需研发一种新的技术方案，来解决以上缺陷。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自成膜抗雨痕的高强度岩片漆及其制备方法，该岩片漆具有抗雨痕、粘结强度高、附着力强等优点，具有良好的应用前景。
本发明的一个目的在于，提供一种自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆包括如下质量份数的成分：
其中，
所述特制树脂岩片为聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆共混后，进行干燥、粉碎所得产物；
所述自成膜真石漆乳液为具有核壳结构的丙烯酸酯乳液；
所述具有核壳结构的丙烯酸酯乳液的制备方法包括如下步骤：
P1.将乳化剂、部分核层单体、引发剂加入水中，搅拌得到核层预乳液；
将部分壳层单体、乳化剂加入水中，搅拌得到壳层预乳液；
将乳化剂、引发剂加入水中，加热搅拌，然后滴加剩余核层单体，得到种子乳液；
P2.将所述核层预乳液加入所述种子乳液中，保温熟化后得到核层乳液；
P3.将所述壳层预乳液加入所述核层乳液，同时滴加引发剂，加热熟化，降温后调节pH，然后加入剩余壳层单体，得到具有核壳结构的丙烯酸酯乳液。
进一步地，所述核层单体选自BA、MMA、MAA中的一种或多种；所述壳层单体选自BA、MMA、MAA、HPMA、DAAM和ADH中的一种或多种；所述乳化剂选自DSB和OP-10中的一种或多种。
进一步地，所述无机疏水杂化树脂为改性无机硅酸盐树脂共聚物。
本发明中所述具有核壳结构的丙烯酸酯乳液为通过多种单体反应制得的自交联型核壳结构乳液，可赋予涂膜优异的低温自成膜性、抗冻性和出色的耐水白性。
进一步地，所述改性无机硅酸盐树脂共聚物产品具有粒子小、成膜性好的优点，且疏水性优异长效，施工性良好，该树脂具有优异的长效疏水性，涂膜表面可形成荷叶长效疏水效果，雨水滴落在漆膜表面不易渗透入涂层内，在漆膜表面会形成水珠滚落下来。
进一步地，硅酸镁铝具有优异的呼吸性，可以调节真石漆干燥速度；还具有优异的触变性，能够改善施工性和贮存性，以及优异的雾化效果。
进一步地，所述助剂选自有机硅消泡剂、分散剂、防腐剂、pH调节剂、聚氨酯增稠剂中的一种或多种。
进一步地，所述聚氨酯增稠剂为一种水性非离子缔合性疏水改性聚氨酯，牌号为法国高泰Coapur 817W聚氨酯增稠剂，具有优异的相溶性、增稠流平性和耐水耐碱性。
进一步地，所述有机硅消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、乙二醇硅氧烷和氟硅氧烷中的一种或多种。
进一步地，所述分散剂为具有疏水改性结构的聚羧酸钾盐分散剂。
进一步地，所述防腐剂选自异噻唑啉酮类、苯并异噻唑啉类吡和均三嗪类中的一种或多种。
进一步地，所述pH调节剂选自2-丁基氨基乙醇、单异丙醇胺、有机硅水溶液中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于，提供上述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法，包括如下步骤：
特制树脂岩片的制备：
S1.将聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆和水共混、搅拌均匀，得到浆料；
S2.将所述浆料过滤、铺展、干燥、粉碎后得到产物；
自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备：
L1.将硅酸镁铝加入水中，搅拌溶解后，加入助剂，搅拌得到中间产物1；
L2.将自成膜真石漆乳液、无机疏水杂化树脂加入所述中间产物1中，搅拌后加入剩余助剂，得到中间产物2；
L3.将汉白玉和煅烧彩砂搅拌加入所述中间产物2中，然后加入特制树脂岩片，搅拌后得到产物。
进一步地，步骤S1中，所述聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆的质量比为(60-70):(2-4):(15-25):(0.1-0.5):(0.5-5)。
进一步地，步骤S2中，所述粉碎的粒度为20-40目。
进一步地，所述特制树脂岩片的制备方法为：
S1.按重量比将70份聚氨酯弹性乳液、2-4份的滑石粉、20份的钛白粉、0.2份疏水剂、0-5份色浆和剩余的用水补足混合于分散缸中，搅拌分散20-30min后即得到浆料；
S2.将浆料进行过滤后缓慢铺展到输送带上烘干干燥，烘干温度控制在45-55℃，干燥时间为3-5min，输送带上浆料铺展开的厚度控制在2mm，干燥好后的样片放入粉碎机中进行破碎，并使用20-40目的筛网进行筛分，即得到特制树脂岩片。
所述特制树脂岩片具有片薄、质轻、柔韧性好的特点，与彩砂的融入感强，不易粘连结块。
进一步地，所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法为：
L1.将14-22份水、0.6-1.2份硅酸镁铝，在300-500r/min转速下机械搅拌5-8min，直至完全溶解。然后依次加入0.3-0.5份分散剂、0.1-0.2份pH调节剂和0.1-0.2份防腐剂，提升转速至500-700r/min下继续搅拌3-5min；
L2.保持转速500-700r/min下，依次加入13-17份自成膜真石漆乳液、2-6份无机疏水杂化树脂，持续搅拌10-15min；继续在500-700r/min转速下，依次加入0.3-1.0份聚氨酯增稠剂和0.2-0.3份有机硅消泡剂，持续搅拌5-8min；
L3.提高转速至1000-1500r/min下，加入38-52份80-120目汉白玉和1-10份80-120目煅烧彩砂，持续搅拌15-20min，最后，降低转速至700-1000r/min，加入8-12份特制树脂岩片，搅拌8-10min，即得到一种自成膜抗雨痕高强度岩片漆。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明的特制树脂岩片，采用聚氨酯弹性乳液为主要成膜物质，增强树脂岩片的柔韧性和耐水性，还添加了钛白粉，赋予树脂岩片优异的遮盖力，加以搭配滑石粉可提升树脂岩片的抗粘连性，赋予树脂岩片具有优异的分散性，最后搭配了疏水剂，进一步提升树脂岩片的表面疏水性，从而提高树脂岩片的抗雨痕性和贮存性，同时还具有片薄、质轻的优点，与彩砂的融合性非常好。
2.本发明选择自成膜真石漆乳液为主要成膜物质，该乳液为具有核壳结构的丙烯酸酯乳液，通过控制软硬单体的分布，形成坚固的壳层聚合层骨架和交联度较高的结构，可以避免膜层***、沾染污渍，同时搭配无机疏水杂化树脂和特制树脂岩片，这三种材料之间能形成良好的协同作用，无机疏水杂化树脂和特制树脂岩片均匀嵌入、分布于真石漆乳液中，形成更加紧密、规则的排布结构，在表面形成成膜性更好的高强度薄膜，同时大大增强薄膜的疏水性、降低膜层的表面能，实现在低温下自成膜的能力，有效提高涂层的稳定性、粘结强度和抗雨痕性。
3.本发明提供的一种自成膜抗雨痕高强度岩片漆，通过添加硅酸镁铝，一方面具有优异的增稠作用，替代现有产品通过添加羟乙基纤维素进行增稠，可以提高岩片漆的干燥速度，另一方面其还可以改善产品的施工性，搭配特制的树脂岩片和聚氨酯的增稠体系、聚羧酸钾盐的分散剂体系，进一步提升岩片漆施工性和贮存性，从而改善现有岩片漆施工体验差，喷涂时掉片的问题，且能赋予产品非常好的融合度，使漆膜表面更平整、更美观。
4.本发明提供的一种自成膜抗雨痕高强度岩片漆整个体系不需要额外添加任何醇醚类助剂来提供防冻作用或是提高岩片漆的干燥速度，一方面，有助于提升岩片漆的强度和加快其干燥速度；另一方面，本发明产品相比现有的岩片漆产品气味更低，环保性能更好。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段，除非特别声明，均为市面上常见原料，以及本领域技术人员所熟知的技术手段。
本发明特制树脂岩片中的聚氨酯弹性乳液为万华8615。
本发明实施例中的无机疏水杂化树脂为改性无机硅酸盐树脂共聚物，牌号为安徽瓷玛V15。
本发明实施例中的汉白玉和煅烧彩砂均为100目。
本发明实施例中的疏水改性聚氨酯为法国高泰Coapur 817W。
本发明实施例中的有机硅水溶液为瓦克BS168。
本发明对比例所用的苯丙乳液为保立佳838A-2，其中，包含0.85％的醇酯十二。
本发明对比例中的无机硅溶胶为上海澳润S308。
本发明对比例中的岩片为珑岩彩岩片L003-6。
本发明对比例中的丙烯酸乳液为万华A401增稠剂。
本发明实施例中的自成膜真石漆乳液为具有核壳结构的丙烯酸酯乳液，其制备方法为：
P1.将0.5g OP-10、1g DSB、90％核层单体、0.45gAPS加入水中，搅拌、预乳化30min得到核层预乳液；
将壳层单体1、0.6g DSB、0.6g OP-10加入水中，搅拌分散30min得到壳层预乳液；
将1g DSB、0.05gAPS加入水中，60℃、400rpm下搅拌，升温至80℃后，200rpm下滴加剩余10％核层单体，保温20min得到种子乳液；
P2.将所述核层预乳液加入所述种子乳液中，保温熟化30min得到核层乳液；
P3.将所述壳层预乳液在2.5h内加入所述核层乳液，0.5h后滴加0.25gAPS的水溶液，然后加热至85℃保温30min，降温至30℃后加入氨水调节pH至7，然后加入壳层单体2，得到具有核壳结构的丙烯酸酯乳液；
其中，所述核层单体包括50g BA、30g MMA、2.5g MAA；所述壳层单体1包括30g BA、40g MMA、3g MAA、2.5g HPMA、6g DAAM；所述壳层单体2为5gADH。
本发明实施例中的特制树脂岩片的制备方法为：
S1.按重量比将70份聚氨酯弹性乳液、2份滑石粉、20份钛白粉、0.2份疏水剂、3份色浆和水混合于分散缸中，搅拌分散30min后即得到浆料；
S2.将浆料进行过滤后缓慢铺展到输送带上烘干干燥，烘干温度控制在50℃，干燥时间为5min，输送带上浆料铺展开的厚度控制在2mm，干燥好后的样片放入粉碎机中进行破碎，并使用30目的筛网进行筛分，即得到特制树脂岩片。
实施例1-3的原料组分如表1所示，数值所表示的为质量份数。说明书中所涉及的“份”，也均指质量份数。
表1实施例1-3的成分(单位：份)
| 成分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 特制树脂岩片 | 8 | 12 | 10 |
| 自成膜真石漆乳液 | 17 | 13 | 15 |
| 无机疏水杂化树脂 | 2 | 6 | 4 |
| 汉白玉 | 38 | 52 | 45 |
| 煅烧彩砂 | 10 | 1 | 5.5 |
| 硅酸镁铝 | 1.2 | 0.6 | 0.9 |
| 乙二醇硅氧烷 | / | / | 0.15 |
| 氟硅氧烷 | / | 0.3 | 0.1 |
| 聚二甲基硅氧烷 | 0.2 | / | / |
| 疏水改性聚羧酸钾盐 | 0.3 | 0.5 | 0.4 |
| 均三嗪类 | / | 0.1 | 0.15 |
| 苯并异噻唑啉类吡 | / | 0.1 | / |
| 异噻唑啉酮类 | 0.1 | / | / |
| 单异丙醇胺 | / | / | 0.15 |
| 2-丁基氨基乙醇 | / | 0.1 | / |
| 有机硅水溶液 | 0.2 | / | / |
| 疏水改性聚氨酯 | 1 | 0.3 | 0.65 |
| 水 | 22 | 14 | 18 |
实施例1-3的自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法包括如下步骤：
L1.按上述质量份数，将水、硅酸镁铝，在500r/min转速下机械搅拌5min，直至完全溶解。然后依次加入分散剂、pH调节剂和防腐剂，提升转速至600r/min下继续搅拌5min；
L2.保持转速600r/min下，依次加入自成膜真石漆乳液、无机疏水杂化树脂，持续搅拌15min；继续在600r/min转速下，依次加入聚氨酯增稠剂和有机硅消泡剂，持续搅拌8min；
L3.提高转速至1000r/min下，加入汉白玉和煅烧彩砂，持续搅拌20min，最后，降低转速至700r/min，加入特制树脂岩片，搅拌10min，即得到一种自成膜抗雨痕高强度岩片漆。
基于实施例1设置对比例1-5，对比例1-5与实施例1所用成分、成分质量份数和制备方法均相同，唯一不同在于，对比例1-5分别将实施例1中的特制树脂岩片、自成膜真石漆乳液、无机疏水杂化树脂、硅酸镁铝、疏水改性聚氨酯等质量份数替换。对比例1-5的成分如表2所示。
表2对比例1-5的成分(单位：份)
另外设置现有岩片漆产品为对比例6，其成分包括：苯丙乳液11份、羟乙基纤维素0.2份、膨润土0.1份、成膜助剂0.6份、消泡剂0.15份、杀菌剂0.15份、pH调节剂0.1份、乙二醇0.5份、乙二醇单丁醚0.2份、100目天然彩砂65份、岩片8份、水14份。
测试例
对实施例1-3和对比例1-6进行性能测试。
测试方法：
按照JG/T24-2018标准进行施工性、漆膜外观、粘结强度和低温稳定性等性能测试。
成膜性测试：将样品喷涂在200mm×150mm×4mm的无石棉纤维水泥板上，然后在10℃，65％湿度的可程式恒温恒湿箱下干燥24h，然后取出观察样品成膜情况。
干燥时间(表干)测试：根据GB/T 1728-1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》中表干乙法规定进行真石漆干燥时间(表干)的测试，并将恒温恒湿干燥条件修改为10℃，65％湿度。
耐雨痕性能测试：将430mm×150mm×2mm的制样框放在刷有透明底漆的430mm×150mm×4mm规格的无石棉纤维水泥板上，然后将岩片漆满批在制样框架内，每块板批涂的岩片漆重量约(150±3)g，将制作好的试验板放置在10℃，65％湿度的可程式恒温恒湿箱下养护24h，然后将试验板取出竖立在水龙头下方，用自来水缓慢滴加至漆膜表面，水滴4h，滴速为1滴/秒，水滴完成后取出试验板竖立在桌面上，待漆板自然干燥，观察漆膜表面的雨痕情况。
VOC含量按照GB 18582-2020标准规定进行检测
测试结果如表3所示。
表3性能测试结果
根据表3可以得出，本发明实施例1-3制备的产品具有优异的耐雨痕性、施工性、漆膜外观、粘结强度、低温稳定性和极低VOC的特性。与对比例1相比可知，本发明采用的自成膜真石漆乳液作为成膜物质具有优异的耐雨痕性，低温下能正常成膜，漆膜遇水不***，粘结强度高，而且VOC极低。由对比例2的可知，本发明采用的无机疏水杂化树脂可显著提升本发明产品的耐雨痕性，提升产品的表面疏水性。由对比例3可知，本发明采用的特制树脂岩片能够显著改善产品的施工性，改善漆膜的外观，有效地提升彩砂与岩片的融合度，且还可以显著提升产品的强度。并且，自成膜真石漆乳液、无机疏水杂化树脂和特制树脂岩片能够产生协同作用，对其中一种组分进行替换或删除会造成岩片漆产品的耐雨痕性和粘结强度明显降低。由对比例4和5可知，采用硅酸镁铝和聚氨酯增稠剂的增稠体系对产品的施工性和耐雨痕性有着较明显的影响，硅酸镁铝和聚氨酯增稠剂能够产生协同效应，缺一不可。另外，本发明相对于现有技术产品对比例6来说有着非常明显优势，从产品的耐雨痕性、施工性、粘结强度，以及环保性能对比来看，都有着巨大的提升，成功克服了现有技术产品耐雨痕性差、遇雨水漆膜***、气味大，喷涂施工掉片严重，漆膜外观差的缺陷。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆包括如下质量份数的成分：
特制树脂岩片 8-12份
自成膜真石漆乳液 13-17份
无机疏水杂化树脂 2-6份
汉白玉 38-52份
煅烧彩砂 1-10份
硅酸镁铝 0.6-1.2份
助剂 1-5份
水；
其中，
所述特制树脂岩片为聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆共混后，进行干燥、粉碎所得产物；
所述自成膜真石漆乳液为具有核壳结构的丙烯酸酯乳液；
所述助剂包括聚氨酯增稠剂；
所述具有核壳结构的丙烯酸酯乳液的制备方法包括如下步骤：
P1. 将乳化剂、部分核层单体、引发剂加入水中，搅拌得到核层预乳液；
将部分壳层单体、乳化剂加入水中，搅拌得到壳层预乳液；
将乳化剂、引发剂加入水中，加热搅拌，然后滴加剩余核层单体，得到种子乳液；
P2. 将所述核层预乳液加入所述种子乳液中，保温熟化后得到核层乳液；
P3. 将所述壳层预乳液加入所述核层乳液，同时滴加引发剂，加热熟化，降温后调节pH，然后加入剩余壳层单体，得到具有核壳结构的丙烯酸酯乳液。
2.根据权利要求1所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述核层单体选自BA、MMA、MAA中的一种或多种；所述壳层单体选自BA、MMA、MAA、HPMA、DAAM和ADH中的一种或多种；所述乳化剂选自DSB和OP-10中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述助剂还包括有机硅消泡剂、分散剂、防腐剂、pH调节剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述有机硅消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、乙二醇硅氧烷和氟硅氧烷中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述分散剂为具有疏水改性结构的聚羧酸钾盐分散剂。
6.根据权利要求3所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述防腐剂选自异噻唑啉酮类、苯并异噻唑啉类吡和均三嗪类中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆，其特征在于，所述pH调节剂选自2-丁基氨基乙醇、单异丙醇胺、有机硅水溶液中的一种或多种。
8.权利要求1-7任一项所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法，其特征在于，所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法包括如下步骤：
特制树脂岩片的制备：
S1. 将聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆和水共混、搅拌均匀，得到浆料；
S2. 将所述浆料过滤、铺展、干燥、粉碎后得到产物；
自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备：
L1. 将硅酸镁铝加入水中，搅拌溶解后，加入助剂，搅拌得到中间产物1；
L2. 将自成膜真石漆乳液、无机疏水杂化树脂加入所述中间产物1中，搅拌后加入剩余助剂，得到中间产物2；
L3. 将汉白玉和煅烧彩砂搅拌加入所述中间产物2中，然后加入特制树脂岩片，搅拌后得到产物。
9.根据权利要求8所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚氨酯弹性乳液、滑石粉、钛白粉、疏水剂、色浆的质量比为(60-70):(2-4):(15-25):(0.1-0.5):(0.5-5)。
10.根据权利要求8所述自成膜抗雨痕的高强度岩片漆的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述粉碎的粒度为20-40目。
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