CN109722119B - 一种单组份水性裂纹漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份水性裂纹漆及其制备方法。所述的单组份水性裂纹漆由单组份水性底漆与单组份水性面漆组成；所述单组份水性底漆包括：水溶性丙烯酸树脂50～60份、环氧硅烷交联剂1～3份、pH调节剂0.1～0.2份、润湿剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、成膜剂5～10份、去离子水25～35份；所述单组份水性面漆包括：水性丙烯酸乳液40～60份、白碳黑3～5份、颜填料25～40份、分散剂0.5～2份、增稠剂0.1～0.3份、pH调节剂0.1～0.2份、润湿剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、防腐剂0.1～0.3份、成膜剂3～5份、水性色浆5～20份、去离子水5～10份。本发明所述的单组份水性裂纹漆，挥发性有机物极低，安全环保，并能形成良好的纹理和硬度，具有良好的施工安全性和便利性。
Description
技术领域
本发明涉及一种装饰涂料及其制备方法，特别是涉及一种单组份水性裂纹漆及其制备方法。
背景技术
裂纹漆是一种美术装饰涂料，漆膜在基材上形成错落有致的裂纹。呈现立体感的裂纹具有多样性，已被广泛应用在工艺品、玩具、家电、建筑和装修等领域。随着国家对环保的宣传和推广，以及消费者对产品安全和健康的重视，溶剂型裂纹漆由于含有大量的挥发性有害物质，会造成空气污染，影响人体健康，已不再适应市场需求。水性裂纹漆由于安全环保，是目前大势所趋的产品。水性裂纹漆的形成，其原理在于：底面漆膜干燥时引起表面张力不一样，拉扯面形成裂纹，以水溶性丙烯酸乳液作为裂纹漆中涂，经表干后，再喷涂水性丙烯酸乳液作为面漆，利用底面干燥而产生不同的表面张力，在干燥过程中，产生有规则均匀的裂纹。水性裂纹漆在成膜过程中不咬底、附着好，其纹理和硬度能够与溶剂型裂纹漆相媲美，因此近年来亦得到了广泛应用。然而，目前市场上的水性裂纹漆通常是由双组份水性底漆、固化剂与单组份水性面漆组成，其中的固化剂仍然存在一定的有机挥发物。
发明内容
基于此，本发明的一个目的在于，提供一种单组份水性裂纹漆，其由单组份水性底漆与单组份水性面漆组成，挥发性有机物极低，安全环保，并能形成良好的纹理和硬度。
本发明的另一个目的在于，提供所述单组份水性裂纹漆的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种单组份水性裂纹漆，其由单组份水性底漆与单组份水性面漆组成；所述的单组份水性底漆，按重量百分比计算包括：水溶性丙烯酸树脂50～60份、环氧硅烷交联剂1～3份、pH调节剂0.1～0.2份、润湿剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、成膜剂5～10份、去离子水25～35份；所述的单组份水性面漆，按重量百分比计算包括：水性丙烯酸乳液40～60份、白碳黑3～5份、颜填料25～40份、分散剂0.5～2份、增稠剂0.1～0.3份、pH调节剂0.1～0.2份、润湿剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、防腐剂0.1～0.3份、成膜剂3～5份、水性色浆5～20份、去离子水5～10份。
进一步地，在所述的单组份水性底漆中，所述的水溶性丙烯酸树脂为水性(甲基)丙烯酸(酯)有机硅功能单体共聚物；所述的环氧硅烷交联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述的润湿剂为聚醚改性二甲基聚硅氧烷；所述的消泡剂为含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液；所述的成膜剂为乙醇。
进一步地，在所述的单组份水性面漆中，所述的水性丙烯酸乳液是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯经共聚而成的自交联型纯丙乳液；所述的白炭黑为亲水型二氧化硅；所述的颜填料为金红石型钛白粉与重质碳酸钙的混合物，两者的重量比为1～1.5∶1；所述的分散剂为含有颜填料亲和基团的丙烯酰胺/丙烯酸钠共聚物；所述的增稠剂为含有二异氰酸酯和聚乙二醇的缔合型聚氨酯增稠剂；所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述的润湿剂为聚醚改性二甲基聚硅氧烷；所述的消泡剂为含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液；所述的防腐剂为甲基异噻唑啉酮；所述的成膜剂为二丙二醇丁醚或者二丙二醇甲醚；所述的水性色浆为水性无机颜料。
本发明所述的单组份水性裂纹漆的制备方法，包括以下步骤：
单组份水性底漆的制备：先加入水溶性丙烯酸树脂，在搅拌分散下分别加入成膜剂和pH调节剂，待pH值达到7.5～8.5后，再分别加入润湿剂、消泡剂、去离子水和环氧硅烷交联剂，搅拌均匀后得到所述单组份水性底漆；
单组份水性面漆的制备：先加入水性丙烯酸乳液，在搅拌分散下分别加入消泡剂和分散剂，将成膜剂和适量去离子水混合均匀后缓慢加入其中，然后加入颜填料和白碳黑，分散均匀后，再分别加入润湿剂和增稠剂，并将防腐剂和剩余量去离子水混合均匀后缓慢加入其中，再加入pH调节剂，待pH值达到7.5～8.5后，加入水性色浆，搅拌均匀后得到所述单组份水性面漆。
本发明所述的单组份水性裂纹漆，由单组份水性底漆与单组份水性面漆组成，挥发性有机物极低，安全环保，并能形成良好的纹理和硬度，具有良好的施工安全性和便利性。
本发明的单组份水性底漆中，水溶性丙烯酸树脂主要起体系成膜作用；环氧硅烷交联剂能够增加底漆的柔韧性、耐水性和附着力，并能使底漆呈现表干快、实干慢的性能，与单组份水性面漆形成不同的表面张力，经收缩产生错落有致的裂纹纹理；pH调节剂能够调节体系的pH值，提高底漆的稳定性和贮存性；润湿剂能够提高底漆对基材的润湿度，降低表面张力，提高底漆对基材的附着力；消泡剂能够在消除底漆制备过程中产生的机械泡沫和微泡沫，提高底漆的平滑性；成膜剂能够促进去离子水的挥发，促进底漆干燥成膜。
本发明的单组份水性面漆中，水性丙烯酸乳液主要起体系成膜作用；白碳黑主要起防沉、增稠、防流挂的作用，颜填料能够增加面漆的固含量和硬度，白碳黑和颜填料的联合使用，还能提高面漆的快速干燥性，并使裂纹效果更有立体感、更有规则；分散剂能够提高颜填料的分散度，使颜填料粒子能够长期分散悬浮在漆液中，避免再次絮凝，提高面漆体系的贮存稳定性；增稠剂能够提高面漆的粘度，防止其在施工过程中产生流挂；pH调节剂能够调节体系的pH值，提高面漆的稳定性和贮存性；润湿剂能够提高面漆对基材的润湿度，降低表面张力，提高面漆对基材的附着力；消泡剂能够在消除面漆制备过程中产生的机械泡沫和微泡沫，提高面漆的平滑性；成膜剂主要用于改善面漆乳液的成膜机理，使面漆乳液在干燥过程中形成平整、紧密的涂膜，并使面漆具有良好的贮存稳定性；防腐剂能够抑制裂纹漆中的致腐微生物，防止裂纹漆破乳变质；水性色浆能够增加裂纹漆的遮盖力和立体感，满足产品的调色需求。
本发明所述的单组份水性裂纹漆，通过在水溶性丙烯酸树脂体系中加入环氧硅烷交联剂，从而得到了单组份水性底漆，解决了传统水性裂纹漆中双组份底漆容易干燥、胶化的局限性，具有更方便、更有效、可反复使用的良好施工性能以及更稳定的贮存性能，还能节约使用成本。
具体实施方式
实施例一：本发明所述单组份水性裂纹漆的制备
按照以下表1和表2的配方，分别称取各组份。
表1单组份水性底漆配方
| 组份 | 用量 |
| 水溶性丙烯酸树脂 | 60.0kg |
| γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷 | 1.0kg |
| 2-氨基-2-甲基-1-丙醇 | 0.2kg |
| 聚醚改性二甲基聚硅氧烷 | 0.2kg |
| 含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液 | 0.2kg |
| 乙醇 | 10.0kg |
| 去离子水 | 28.4kg |
| 合计 | 100kg |
表2单组份水性面漆配方
单组份水性底漆的制备：先加入水溶性丙烯酸树脂，在搅拌分散下分别加入乙醇和2-氨基-2-甲基-1-丙醇，待pH值达到7.5～8.5后，再顺次加入聚醚改性二甲基聚硅氧烷、含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液、去离子水和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，搅拌均匀后得到所述单组份水性底漆。
单组份水性面漆的制备：先加入水性丙烯酸乳液，在搅拌分散下分别加入含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液和丙烯酰胺/丙烯酸钠共聚物，将二丙二醇丁醚和适量的去离子水混合均匀后缓慢加入其中，然后加入金红石型钛白粉、重质碳酸钙和白碳黑，分散均匀后，再分别加入聚醚改性二甲基聚硅氧烷和缔合型聚氨酯增稠剂，并将甲基异噻唑啉酮和剩余量的去离子水混合均匀后缓慢加入其中，再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇，待pH值达到7.5～8.5后，加入水性无机颜料，搅拌均匀后得到所述单组份水性面漆。
施工应用：将单组份水性底漆与水按照重量比100∶10的比例搅拌均匀，并将其粘度调至18～25S；将单组份水性面漆与水按照重量比100∶10的比例搅拌均匀，并将其粘度调至35～45S；分别将稀释后的单组份水性底漆和单组份水性面漆喷涂至基材上，经自然干燥后，即可形成错落有致的裂纹涂层。
实施例二：性能测试
根据《GB24410-2009室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》标准以及《Q/TOLD 30-2011水性紫外光(UV)固化木器涂料》标准，对实施例一所制得的单组份水性底漆和单组份水性面漆进行检测，结果如下表3所示。
表3性能测试结果
| 指标 | 单组份水性底漆 | 单组份水性面漆 |
| 容器中的状态 | 搅拌后均匀无硬块 | 搅拌后均匀无硬块 |
| 涂膜外观 | 正常 | 正常 |
| 不挥发物 | 31％ | 47％ |
| 细度 | 30μm | 30μm |
| 表干时间 | 20min | 10min |
| 实干时间 | 48h | 48h |
| 打磨性 | 利于打磨 | / |
| 光泽度(60°角) | / | 25 |
| 硬度(擦伤) | / | B |
| 附着力(划格间距2mm) | / | I级 |
| 耐水性(24小时) | / | 不起泡、不起皱、不脱落 |
| 挥发性有机化合物(VOC) | 小于200g/L | 小于200g/L |
| 苯、甲苯、二甲苯、乙苯 | 未检出 | 未检出 |
| 卤代烃 | 未检出 | 未检出 |
| 甲醛 | 未检出 | 未检出 |
| 可溶性重金属含量 | 合格 | 合格 |
由表3的测试结果可见，本发明的单组份水性裂纹漆未检出苯、甲醛等挥发性有机化合物，无刺激性气味，环保、健康、污染低。而且，本发明的单组份水性裂纹漆在成膜过程中不咬底、附着好，其纹理和硬度能够与溶剂型裂纹漆相媲美，不易黄变。
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，还可以做出若干种变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种单组份水性裂纹漆，其特征在于：由单组份水性底漆与单组份水性面漆组合而成；
所述的单组份水性底漆按重量百分比计算由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂50～60份、环氧硅烷交联剂1～3份、pH调节剂0.1～0.2份、润湿剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、成膜剂5～10份、去离子水25～35份；所述的水溶性丙烯酸树脂为水性(甲基)丙烯酸(酯)有机硅功能单体共聚物；所述的环氧硅烷交联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；
所述的单组份水性面漆按重量百分比计算由以下组分组成：水性丙烯酸乳液40～60份、白炭黑3～5份、颜填料25～40份、分散剂0.5～2份、增稠剂0.1～0.3份、pH调节剂0.1～0.2份、润湿剂0.2～0.5份、消泡剂0.1～0.3份、防腐剂0.1～0.3份、成膜剂3～5份、水性色浆5～20份、去离子水5～10份；所述的水性丙烯酸乳液是由丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯经共聚而成的自交联型纯丙乳液；所述的白炭黑为亲水型二氧化硅；所述的颜填料为金红石型钛白粉与重质碳酸钙的混合物，两者的重量比为1～1.5∶1。
2.根据权利要求1所述的单组份水性裂纹漆，其特征在于：在单组份水性底漆中，所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述的润湿剂为聚醚改性二甲基聚硅氧烷；所述的消泡剂为含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液；所述的成膜剂为乙醇。
3.根据权利要求1所述的单组份水性裂纹漆，其特征在于：在单组份水性面漆中，所述的分散剂为含有颜填料亲和基团的丙烯酰胺/丙烯酸钠共聚物；所述的增稠剂为含有二异氰酸酯和聚乙二醇的缔合型聚氨酯增稠剂；所述的润湿剂为聚醚改性二甲基聚硅氧烷；所述的消泡剂为含气相二氧化硅的聚硅氧烷乳液。
4.根据权利要求1所述的单组份水性裂纹漆，其特征在于：在单组份水性面漆中，所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述的成膜剂为二丙二醇丁醚或者二丙二醇甲醚；所述的防腐剂为甲基异噻唑啉酮；所述的水性色浆为水性无机颜料。
5.权利要求1所述的单组份水性裂纹漆的制备方法，包括以下步骤：
单组份水性底漆的制备：先加入水溶性丙烯酸树脂，在搅拌分散下分别加入成膜剂和pH调节剂，待pH值达到7.5～8.5后，再分别加入润湿剂、消泡剂、去离子水和环氧硅烷交联剂，搅拌均匀后得到所述单组份水性底漆；
单组份水性面漆的制备：先加入水性丙烯酸乳液，在搅拌分散下分别加入消泡剂和分散剂，将成膜剂和适量去离子水混合均匀后缓慢加入其中，然后加入颜填料和白炭黑，分散均匀后，再分别加入润湿剂和增稠剂，并将防腐剂和剩余量去离子水混合均匀后缓慢加入其中，再加入pH调节剂，待pH值达到7.5～8.5后，加入水性色浆，搅拌均匀后得到所述单组份水性面漆。
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