CN115011231A - 一种仿石漆涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿石漆涂料，包括基础漆、保护胶液和连续相，其特征在于：包括质量百分比为40‑60％的基础漆、质量百分比为10‑30％的保护胶液、质量百分比为20‑40％的连续相，所述基础漆包括去离子水、树脂、纤维素、填料、第一助剂、基础漆乳液和色粉；保护胶液包括去离子水、保护胶和保护胶助剂；连续相包括去离子水、第二助剂和连续相乳液。本发明通过各个组分的协同效应，保护胶液能够包覆在基础漆的颗粒外表面使得基础漆内的填充材料和隔热材料之间连接更为紧密，从而提高了仿石漆内填料的稳定性，再加入包覆相清漆的乳液，可使乳液附着在填料表面，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿石漆涂料的硬度。

Description

一种仿石漆涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种仿石漆涂料及其制备方法。

背景技术

仿石漆是一种装饰效果酷似大理石、花岗石的厚质外墙装饰涂料，反射隔热材料能够通过高效反射太阳光来达到隔热目的，将反射隔热技术与仿石漆涂料相结合，是提高建筑外墙节能性和装饰性的一项重要技术突破。

但现有的仿石漆填料与反射隔热材料混合后结合紧密程度较差，涂料整体呈现的物理性能一般，导致涂料的力学、耐候性等品质无法达到要求，长时间在外部环境下容易出现脱落、变形干裂等现象，降低了仿石漆的外观品质和使用安全性。基于现有技术的基础上进行研发一种物理性能好兼具隔热性能的仿石漆将具有积极意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有仿石漆涂料的缺陷，提供一种仿石漆涂料。

本发明的另一目的是提供一种仿石漆涂料的制备方法。

一种仿石漆涂料，包括基础漆、保护胶液和连续相，包括质量百分比为40-60％的基础漆、质量百分比为10-30％的保护胶液、质量百分比为20-40％的连续相，所述基础漆包括去离子水、树脂、纤维剂、填料、第一助剂、基础漆乳液和色粉；保护胶液包括去离子水、保护胶和保护胶助剂；连续相包括去离子水、第二助剂和连续相乳液；

所述基础漆按照质量百分比包括如下组分：

所述树脂包括有机硅改性聚酯树脂、阴离子脂肪族聚氨酯树脂的一种或两种组合。有机硅改性聚酯树脂具有耐热性和耐水性，有机硅改性聚酯树脂由支链高度的三元聚合物组成，其硬化物结构近似玻璃，表面硬度高，基于分子中的甲基取向，故能使硬化物表面具有疏水效果，有机硅改性聚酯树脂耐候性好，能减少紫外线造成的老化。阴离子脂肪族聚氨酯树脂具有硬度高，韧性好，附着力好，耐水性的特点，能够减少加入纤维素后导致漆膜耐水性下降，有效提高漆膜的性能。通过树脂与第二助剂中的偶联剂和交联剂的混合，能够使整个涂料体系形成交联的立体结构，能够加强填充材料和隔热材料的结合紧密程度，漆膜致密度提高使得漆膜强度显著提高。

所述纤维素包括羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、疏水改性的羟乙基纤维素的一种或多种组合。纤维素主要是利用其疏水主链与水形成氢键，同时其结构上的极性基团相互作用，形成空间网状结构，能够提高聚合物流变体积，限制聚合物的自由移动，从而提高涂料的粘稠度，施加剪切力时，空间网状结构被破坏，分子间的氢键被破坏，粘度降低，撤去剪切力后氢键重新形成，空间网状结构重新形成，保证涂料具有良好的流变性能。由于纤维素上的疏水主链与周围水分子经氢键缔合，提高了仿石漆的涂料颗粒的流体体积，减少了涂料颗粒自由活动的空间，从而提高了体系的稳定性。疏水改性的羟乙基纤维素不受pH值影响其增稠效率，能够减少缔合型增稠剂的使用量，降低成本，提高储存稳定性，同时减少色粉引起的粘度下降，具有较好的抗流挂性和较好的储存稳定性。

所述填料包括隔热材料和填充材料。所述隔热材料包括纳米空心微珠、金红外石型钛白粉、珠光云母片、氮化硼。所述纳米空心微珠粒径为0.01-0.02mm，纳米空心微珠具有良好的隔热特性，具有质轻疏水的特点，与各种树脂乳液的兼容性好，所述金红外石型钛白粉的晶体大小为0.20-0.30mm，金红外石型钛白粉具有耐热性、耐光性、耐候性，能够提高涂料的物理化学性能，对涂料的稳定性起到保护作用，延长涂料的使用寿命。珠光云母片为100-600目，珠光云母片折光率高，具有耐腐蚀，能提高涂料的机械强度，具有抗氧化，热膨胀系数小的优点。氮化硼粒径为60-500um，氮化硼硬度高和热膨胀系数低，化学性质极其稳定，具有耐高温、抗氧化的优点。

本发明通过添加纳米空心微珠、金红外石型钛白粉、珠光云母片、氮化硼四种材料，纳米空心微珠和金红外石型钛白粉具有良好的耐热性，提高涂料的隔热效果，珠光云母片和氮化硼均具有良好的抗氧化和热膨胀系数小的特点，通过混合进一步提高了材料的物理性能，利用材料自身的不同的粒度分布，对涂料的空隙进行填补优化，提高了隔热材料的空间结合程度，增强了仿石漆的隔热效果。

所述填充材料包括：所述填充材料包括高岭土、石英砂、纳米铝矾土、电气石粉，滑石粉，碳酸钙、玻璃纤维粉的一种或几种组合。高岭土采用300-800目，石英砂采用80-90目，纳米铝矾土采用100-400目，电气石粉采用100-400目，滑石粉采用100-400目，碳酸钙采用200-800目、玻璃纤维粉粒度为15-20um。通过添加填充材料能够提高涂料的物理性能，将填充材料和隔热材料混合形成，填料混合物，树脂通过交联剂和偶联剂混合后形成致密的网络包裹在填料混合物的表面，使得填料不容易在搅拌时分散，在喷涂施工作业时能够获得更加逼真的效果和更佳的稳定性。

所述基础漆乳液包括硅丙乳液、纯丙乳液的至少一种；利用硅丙乳液形成的涂料表面具有致密坚韧、硬度高、抗水白化性好、抗沾污的优点，涂膜不容易泛黄，耐紫外线，抗老化。纯丙乳液耐候性优异，具有耐老化、保色、保光、抗回黏性的优点。通过基础漆乳液与第一助剂中的成膜剂配合固化，基础漆乳液吸附在填料表面后固化，能够进一步提高硬化物的表面抗冲击能力，同时提高涂料的耐老化能力。

所述色粉为：铁红、铁黄、钴蓝、铜黑中的至少一种。

所述保护胶液按照质量百分比包括如下组分：

去离子水 92-96％

保护胶 3-7％

保护胶助剂 0.5-1％

所述保护胶为改性有机硅酸镁锂。有机硅酸镁锂在水中具有良好的分散性，可形成无色透明具有粘性的胶体，在水中会形成高触变性凝胶。在涂料体系中，颗粒的表面与侧边之间相互吸引，形成边面、边边缔合结构，使颗粒互相联结，并通过范德华力作用强化，形成“卡片屋”式的三维空间网格结构，有机硅酸镁锂抗流挂性能好，能提高涂料的耐水性能，在乳液中起稠速度快，能够保持乳液涂料的稳定。机改性硅酸锂镁配合纤维素，使乳液与纤维素、保护胶发生缔合作用，形成互穿交叉网络结构，使涂料颗粒更加稳定。

所述保护胶助剂包括有机改性无机膨润土、黄原胶的一种或两种组合。膨润土在涂料中具有良好的悬浮性和分散性，通过高分子聚合物的一端吸附在有机改性无机膨润土的一端，而高分子聚合物的另一端溶于水，使得有机改性无机膨润土和水分子之间产生了一种间接的联系，形成了一种桥联作用，减少了体系中的自由水，使得涂料不易沉淀和分层，改善了涂料悬浮液的稳定性，使其涂刷性能好，能形成厚薄均匀、平整光滑的涂层。黄原胶具有高效增稠、悬浮稳定、高假塑性等特性，黄原胶水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度急剧下降，但分子结构不变。而当剪切力消除时，则立即恢复原有的粘度。剪切力和粘度的关系是可塑的，黄原胶假塑性非常突出，这种假塑性对稳定悬浮液、乳浊液极为有效。

所述连续相按照质量百分比包括如下组分：

去离子水 15-30％

第二助剂 30-45％

连续相乳液 40-60％

所述连续相乳液包括丙烯酸乳液、硅改性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液中的至少一种。丙烯酸乳液有良好的耐水性、耐碱性和抗污性，对填料表面有良好的粘附力，具有突出的耐水性和耐候性，硅改性丙烯酸乳液具有耐热性能和物理机械性能，在乳液中引入硅烷，其附着力范围广，硅烷的交联剂，使其耐碱性及耐水性更好、水性聚氨酯乳液具有低VOC、气味小、耐寒性、耐干湿擦、成膜性和粘合力好等优点。连续相乳液具有良好的粘合力，能有效地包裹在填料表面，进一步提高了涂料中填充材料和隔热材料的结合效果。连续相乳液粘附在没有充分包裹的填料表面和通过树脂与第二助剂中的偶联剂和交联剂的混合形成交联的立体结构的表面，进一步与没有反应完全的成膜剂结合成膜，提高填料的抗冲击力和涂料表面的耐水性和粘合能力。

所述第一助剂包括杀菌剂、防冻剂、成膜助剂、pH调节剂、分散润湿剂、润湿剂；

所述杀菌剂包括5-氯-2-甲基-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中的任意一种或多种组合；5-氯-2-甲基-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮均不会交联乳液，能有效杀灭抑制微生物，对涂料性能没有影响。

所述防冻剂包括丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的任意一种或至少两种组合；防冻液起到防止涂料长时间放置时团聚结块，提高涂料的分散性，提高了放置的时间。

所述成膜助剂包括醇酯十二；醇酯十二是一种优良的成膜助剂，其挥发速度慢，且不溶于水，醇酯十二被吸收在乳液粒子上，软化粒子并且在涂料漆时引起更好的融合。它不会被吸进能渗透的基质中，可以有效聚结乳液粒子，对于漆膜的耐擦洗性和储存稳定性具有一定的提升。

所述pH调节剂为：2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水或N,N-二甲基乙醇胺的其中一种或多种组合；

所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂；聚丙烯酸铵盐分散剂能够改善涂料的储存稳定性、增加光泽和流平性等特点，对金红外石型钛白粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土等都具有良好的分散效果，防止色粉凝聚。

所述润湿剂为辛基酚聚氧乙烯醚；辛基酚聚氧乙烯醚在水性体系中对各种颜填料具有优良的润湿效果。它可以降低表面张力，使固体表面易于润湿，能提高漆膜的光泽和展色性，辛基酚聚氧乙烯醚还可以避免色粉凝结，延长涂料储存期及机械稳定性，对涂料抗水性和耐腐蚀性无不良影响。此外，辛基酚聚氧乙烯醚还能避免发花及浮色，有效的消除使用消泡剂形成的多种涂层缺陷。

所述第二助剂包括防霉剂、增稠剂、交联剂、偶联剂，消泡剂；

所述防霉剂为卡松；卡松具有持效性长，相容性好，能减少长期放置时涂料变质发臭。

所述增稠剂包括聚丙烯酸酯、缔合型聚氨酯增稠剂中的任意一种或两种组合；聚丙烯酸酯具有良好的粘结性、防渗性、防老化性和耐蚀性。缔合型聚氨酯增稠剂具有增稠，抗流挂性好，耐水性、耐擦洗和耐玷污效果好的优点。缔合型聚氨酯增稠剂均匀一致的成膜性和漆膜丰满度，不影响涂膜的光泽。缔合型聚氨酯增稠剂和纤维素合用时可以调整涂料流动性。通过添加增稠剂，能够限制聚合物的自由移动，减少了涂料颗粒自由活动的空间，从而提高涂料的粘稠度，从而提高了体系的稳定性。通过保护胶溶液中保护胶、保护胶助剂、分散剂和增稠剂的协同作用，使得涂料体系保持色粉不渗色、悬浮不下沉、独立不粘连的状态，保障了仿石漆的储存稳定性。

所述交联剂包括聚碳二亚胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种或两种组合；交联剂可以更好的在树脂胶粉与胶液的反应过程中对反应起到络合作用，并在配位空间进行催化过程，使体系硬度提高，填料不容易团聚或开裂，涂覆后能够保持更长的时间。

所述偶联剂为硅烷偶联剂；加入硅烷偶联剂能够增强其粘结性，提高涂料的机械、耐水、抗老化等吸能，能够改善填料在涂料中的润湿性和分散性，还能改善色料的分散性和粘合性。

所述消泡剂具体为有机硅消泡剂BYK-024，BYK-024消泡快，相容性好，具有长效稳定性，同时不会降低漆膜的表面光泽度。

所述隔热材料按照质量百分比包括如下组分：

一种仿石漆涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)基础漆的制备：将去离子水、树脂、纤维素、填料、第一助剂和基础漆乳液放入分散机内混合，搅拌均匀后加入色粉，进一步分散均匀得到所述基础漆，取出待用；

(2)保护胶液的制备：将去离子水、保护胶和保护胶助剂放入分散机内进行混合，分散均匀后得到所述保护胶液，取出待用；

(3)连续相的制备：将去离子水、第二助剂和连续相乳液放入分散机内混合，分散均匀后得到所述连续相，取出待用；

(4)仿石漆的制备：将基础漆和保护胶液混合造粒，再加入连续相，得到所述仿石漆涂料。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

(1)本发明通过各个组分的协同效应，保护胶液能够包覆在基础漆的颗粒外表面使得基础漆内的填充材料和隔热材料之间连接更为紧密，从而提高了仿石漆内填料的稳定性，再加入包覆相清漆的乳液，可使乳液附着在填料表面，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿石漆涂料的硬度；

(2)在基础漆中加入纳米空心微珠、金红外石型钛白粉、珠光云母片、氮化硼四种隔热材料，利用各种材料不同的粒度分布，对涂料的空隙进行填补优化，提高了隔热材料的结合程度，增强了仿石漆的隔热效果，通过添加填充材料能够提高生产出仿石漆的表面质感，通过填充材料和隔热材料混合，利用基础漆乳液与第一助剂中的成膜剂配合固化，基础漆乳液吸附在填料表面后固化，能够进一步提高硬化物的表面抗冲击能力，同时提高涂料的耐老化能力，再利用树脂与偶联剂和交联剂形成致密的网络包裹在填料混合物的表面，获得更加逼真的效果和更佳的稳定性，通过树脂与第二助剂中的偶联剂和交联剂的混合，能够使整个涂料体系形成交联的立体结构，能够加强填充材料和隔热材料的结合紧密程度，使得填料不容易在搅拌时分散，漆膜致密度提高，再利用连续相乳液粘附在没有充分包裹的填料表面和通过树脂与第二助剂中的偶联剂和交联剂的混合形成交联的立体结构的表面，进一步与没有反应完全的成膜剂结合成膜，提高填料的抗冲击力和涂料表面的耐水性和粘合能力。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，对本发明要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本发明的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本发明的保护范围内。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

本发明实施例1-6均提供一种仿石漆涂料，其中仿石漆涂料、基础漆、保护胶液和连续相的配方分别详见表1、表2、表3和表4。

表1：仿石漆涂料的重量组分配比

组分名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							基础漆	40	50	60	45	55	50
保护胶液	20	30	10	15	20	15
							连续相	40	20	30	40	25	35

表2：基础漆的重量组分配比

表3：保护胶液的重量组分配比

表4：连续相的重量组分配比

表5：各实施例理化性能检测结果

根据《JG/T 235-2014建筑反射隔热涂料》，其对涂料的反射指标要求如下：

按涂层明度值的高低分为：

A)低明度反射隔热涂料：L*≤40；

B)中明度反射隔热涂料：40＜L*＜80；

C)低明度反射隔热涂料：L*≥80。

表6反射指标标准表

表7各实施例反射隔热性能检测结果

实施例1-6所述的一种仿石漆涂料通过保护胶溶液中保护胶、保护胶助剂和分散剂、增稠剂等的协同作用，长期保持色粉稳定不渗色、悬浮不下沉、独立不粘连的状态，保障了仿石漆的储存稳定性。通过加入偶联剂和交联剂与树脂混合，使整个体系形成交联的立体结构，漆膜致密度显著提高，漆膜强度显著提高，具有良好的耐冲击性。

连续相乳液和基础漆乳液的硬化物表面产生疏水效果，具有优良的抗玷污性、耐水性和耐老化性，通过加入不同的填料，能够增强涂料表面的耐洗刷性和耐碱性，加入的隔热材料具有热膨胀系数小，耐温耐热，能够提高涂层耐温变性。

通过各个组分的协同效应，保护胶液能够包覆在基础漆的颗粒外表面使得基础漆内的填充材料和隔热材料之间连接更为紧密，从而提高了仿石漆内填料的稳定性，再加入包覆相清漆的乳液，可使增硬乳液附着在砂石表面，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿石漆涂料的硬度。

本发明通过填充材料和隔热材料混合，利用基础漆乳液与第一助剂中的成膜剂配合固化，基础漆乳液吸附在填料表面后固化，能够进一步提高硬化物的表面抗冲击能力，同时提高涂料的耐老化能力，再利用树脂与偶联剂和交联剂形成致密的网络包裹在填料混合物的表面，获得更加逼真的效果和更佳的稳定性，通过树脂与第二助剂中的偶联剂和交联剂的混合，能够使整个涂料体系形成交联的立体结构，能够加强填充材料和隔热材料的结合紧密程度，使得填料不容易在搅拌时分散，漆膜致密度提高，再利用连续相乳液粘附在没有充分包裹的填料表面和通过树脂与第二助剂中的偶联剂和交联剂的混合形成交联的立体结构的表面，进一步与没有反应完全的成膜剂结合成膜，提高填料的抗冲击力和涂料表面的耐水性和粘合能力。

通过表7可以看出，本发明所制备的仿石漆涂料具有反射隔热功能，其太阳光发射比、太阳光发射比和半球发射率均符合标准，本发明所制备的仿石漆涂料隔热效果好，能够有效地提高节能效果。

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，对本发明要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本发明的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种仿石漆涂料，包括基础漆、保护胶液和连续相，其特征在于：包括质量百分比为40-60％的基础漆、质量百分比为10-30％的保护胶液、质量百分比为20-40％的连续相，所述基础漆包括去离子水、树脂、纤维素、填料、第一助剂、基础漆乳液和色粉；保护胶液包括去离子水、保护胶和保护胶助剂；连续相包括去离子水、第二助剂和连续相乳液。

2.根据权利要求1所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述基础漆按照质量百分比包括如下组分：

所述树脂包括有机硅改性聚酯树脂、阴离子脂肪族聚氨酯树脂的一种或两种组合；

所述纤维素包括羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、疏水改性的羟乙基纤维素的一种或多种组合；

所述填料包括隔热材料和填充材料；

所述基础漆乳液包括硅丙乳液、纯丙乳液的至少一种；

所述色粉为：铁红、铁黄、钴蓝、铜黑中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述保护胶液按照质量百分比包括如下组分：

去离子水 92-96％

保护胶 3-7％

保护胶助剂 0.5-1％

所述保护胶为改性有机硅酸镁锂；

所述保护胶助剂包括有机改性无机膨润土、黄原胶的一种或两种组合。

4.根据权利要求1所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述连续相按照质量百分比包括如下组分：

去离子水 15-30％

第二助剂 30-45％

连续相乳液 40-60％

所述连续相乳液包括丙烯酸乳液、硅改性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述第一助剂包括杀菌剂、防冻剂、成膜助剂、pH调节剂、分散剂、润湿剂；

所述杀菌剂包括5-氯-2-甲基-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮中的任意一种或多种组合；

所述防冻剂包括丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的任意一种或至少两种组合；

所述成膜助剂包括醇酯十二；

所述pH调节剂为：2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水或N,N-二甲基乙醇胺的其中一种或多种组合；

所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂；

所述润湿剂为辛基酚聚氧乙烯醚。

6.根据权利要求1所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述第二助剂包括防霉剂、增稠剂、交联剂、偶联剂，消泡剂；

所述防霉剂为卡松；

所述增稠剂包括聚丙烯酸酯、缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或至两种；

所述交联剂包括聚碳二亚胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种组合；

所述偶联剂为硅烷偶联剂；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

7.根据权利要求2所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述隔热材料包括纳米空心微珠、金红外石型钛白粉、珠光云母片、氮化硼。

8.根据权利要求2所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述填充材料包括：所述填充材料包括高岭土、石英砂、纳米铝矾土、电气石粉，滑石粉，碳酸钙、玻璃纤维粉的一种或几种组合。

9.根据权利要求7所述的一种仿石漆涂料，其特征在于：所述隔热材料按照质量百分比包括如下组分：

10.一种权利要求1-9中任一项所述的一种仿石漆涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基础漆的制备：将去离子水、树脂、纤维素、填料、第一助剂和基础漆乳液放入分散机内混合，搅拌均匀后加入色粉，进一步分散均匀得到所述基础漆，取出待用；

(2)保护胶液的制备：将去离子水、保护胶和保护胶助剂放入分散机内进行混合，分散均匀后得到所述保护胶液，取出待用；

(3)连续相的制备：将去离子水、第二助剂和连续相乳液放入分散机内混合，分散均匀后得到所述连续相，取出待用；

(4)仿石漆的制备：将基础漆和保护胶液混合造粒，再加入连续相，搅拌均匀得到所述仿石漆涂料。