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CN111732865A - 一种水性建筑涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性建筑涂料及其制备方法 Download PDF

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CN111732865A CN202010663394.4A CN202010663394A CN111732865A CN 111732865 A CN111732865 A CN 111732865A CN 202010663394 A CN202010663394 A CN 202010663394A CN 111732865 A CN111732865 A CN 111732865A
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吴银河
汪斌
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Abstract

本发明涉及一种水性建筑涂料及其制备方法，该涂料包含以下组分：防冻剂、聚丙烯酸钠盐型分散剂、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂、润湿剂、消泡剂、超微粉高岭土、钛白粉、纤维素醚、pH调节剂、丙烯酸乳液、成膜助剂、聚氨酯增稠剂、碱溶胀增稠剂、杀菌防腐剂和去离子水。本发明涂料的60°光泽可达60～75，具有亮光效果，同时只需一种成膜物质且其质量与总量占比不超过50％，减少了成膜物质的使用量，配方成本更低，性价比更高，经济适用性更强。

Description

一种水性建筑涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性建筑涂料技术领域，尤其涉及一种水性建筑涂料及其制备方法。
背景技术
根据光泽度的大小，可将涂料分为亮光(60°光泽＞60)、亚光(60°光泽15～60)、无光(60°光泽＜10)。以前，对建筑墙体饰面偏向亚光效果，以获得安静、舒适、优雅的环境；但近年来，建筑外墙饰面越来越追求个性化、差异化，故对高光泽度的水性建筑涂料产生了市场需求。
通常涂料中的成膜物质质量占比多，颜填料质量占比少，涂料漆膜的光泽度就高，但通过这种获得高光泽度涂料的方式，会显著增加配方成本，降低配方的性价比。如公开号为CN 107383970B的中国专利，其公开了一种高光泽高耐候外墙乳胶漆及其制备方法，通过按质量分数计算的以下原料制备而成：核壳型有机硅丙烯酸酯共聚乳液30～40份、苯丙乳液15～25份、羟乙基纤维素10～15份、纳米二氧化硅10～15份、醋酸乙烯5～10份、二甲基硅油1～5份、高岭土5～10份、丙二醇1～5份、聚乙烯醇10～15份、防霉剂1～5份、成膜助剂1～5份、消泡剂1～5份、流平剂1～5份、分散剂5份，去离子水40～50份。该专利使用了3种成膜物质：核壳型有机硅丙烯酸酯共聚乳液、苯丙乳液和聚乙烯醇，3种成膜物质总质量占比＞60％，另外，为保证较高光泽度还使用纳米二氧化硅，配方成本进一步提高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种成本低、性价比高且具有高光泽度的水性建筑涂料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明公开了一种水性建筑涂料，包括以下质量份的组分：防冻剂1～1.2份、聚丙烯酸钠盐型分散剂0.15～0.2份、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂0.5～0.6份、润湿剂0.2～0.25份、消泡剂0.3～0.4份、超微粉高岭土7～12份、钛白粉8～12份、纤维素醚0.18～0.22份、pH调节剂0.1～0.15份、丙烯酸乳液45～50份、成膜助剂2.3～2.5份、聚氨酯增稠剂0.1～0.2份、碱溶胀增稠剂0.2～0.3份、杀菌防腐剂0.1～0.15份、去离子水18.67～32.13份。
优选地，所述超微粉高岭土为表面处理型高岭土，其平均粒径小于等于0.2μm，其吸油量小于等于40g/100g。
优选地，所述钛白粉为采用氯化法制备的金红石型钛白粉。
优选地，所述丙烯酸乳液为玻璃化温度等于24～28℃的纯丙烯酸乳液。
优选地，所述防冻剂为1,2-二羟基丙烷；所述润湿剂为无APEO的非离子乳化润湿剂。
优选地，所述消泡剂为基于矿物油和蜡成分且包含少量有机硅的水性消泡剂；所述纤维素醚为非离子型羟乙基纤维素醚；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选地，所述成膜助剂为醇脂十二；所述杀菌防腐剂为异噻唑啉酮杀菌防腐剂。。
优选地，所述聚氨酯增稠剂为缔合型增稠剂；所述碱溶胀增稠剂为非缔合型阴离子增稠剂。
本发明还公开了一种水性建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：在分散缸中加入去离子水14.22～22.58份，在350～400r/min转速下，依次缓慢加入防冻剂1～1.2份、聚丙烯酸钠盐型分散剂0.15～0.2份、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂0.5～0.6份、润湿剂0.2～0.25份和消泡剂0.15～0.2份，搅拌2～3min。
S2：在分散缸中加入超微粉高岭土7～12份，保持转速350～400r/min并搅拌2～3min，使超微粉高岭土与润湿剂、聚丙烯酸钠盐型分散剂和疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂充分接触。
S3：在分散缸中加入钛白粉8～12份，提高转速至450～500r/min并搅拌2～3min，使钛白粉被浆料充分润湿。
S4：在分散缸中加入纤维素醚0.18～0.22份，保持转速450～500r/min并搅拌2～3min，使纤维素醚完全且均匀地分散在浆料中。
S5：在分散缸中缓慢加入pH调节剂0.1～0.15份，随着浆料粘度的增大，逐渐提高转速至1800～2000r/min，高速分散20min，检测浆料的细度≤50μm。
S6：在分散缸中缓慢加入丙烯酸乳液45～50份，随着浆料粘度的减小，逐渐降低转速至650～700r/min，再搅拌2～3min。
S7：在分散缸中依次加入消泡剂0.15～0.2份和成膜助剂2.3～2.5份，保持转速650～700r/min并搅拌2～3min。
S8：在分散缸中缓慢加入聚氨酯增稠剂0.1～0.2份，随着浆料粘度的增大，逐渐提高转速至850～900r/min，再搅拌3～5min。
S9：在另一容器中加入碱溶胀增稠剂0.2～0.3份和五倍份的去离子水，混合均匀后缓慢加入到分散缸中，随着浆料粘度增大，逐渐提高转速至1050～1100r/min，再搅拌3～5min。
S10：在另一容器中加入杀菌防腐剂0.1～0.15份和五倍份的去离子水，混合均匀后缓慢加入到分散缸中，保持转速1050～1100r/min并搅拌2～3min。
S11：在分散缸中加入去离子水4.17～8.88份，保持转速1050～1100r/min并搅拌2～3min，即得所述水性建筑涂料。
本发明具有以下有益效果：
1、涂料的60°光泽可达60～75，具有高亮光效果，同时只需一种成膜物质且其质量与总量占比不超过50％，减少了成膜物质的使用量，配方成本更低，性价比更高，经济适用性更强。
2、涂料选用平均粒径不大于0.2μm且吸油量不大于40g/100g的经表面处理的超微粉高岭土，在相同成膜物质和颜填料质量占比的前提下，能促进涂料获得60°光泽＞60的高光泽度漆膜效果。
3、涂料的成膜物质采用纯丙烯酸乳液，并搭配优选的润湿剂、分散剂和增稠剂，使漆膜具有优异耐候性、耐沾污性和长期贮存稳定性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明公开了一种水性建筑涂料，包括以下组分：防冻剂、聚丙烯酸钠盐型分散剂、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂、润湿剂、消泡剂、超微粉高岭土、钛白粉、非离子型羟乙基纤维素醚、成分为2-氨基-2-甲基-1-丙醇的pH调节剂、玻璃化温度为24～28℃的纯丙烯酸乳液、成分为醇脂十二的成膜助剂、聚氨酯增稠剂、碱溶胀增稠剂、杀菌防腐剂、去离子水。各组分的具体质量份数如表1所示。
上述组分中，更具体地，超微粉高岭土采用表面处理型高岭土，其平均粒径小于等于0.2μm，其吸油量小于等于40g/100g，是获得水性建筑涂料的重要保证。钛白粉采用氯化法制备得到的金红石型钛白粉，具有优异分散性能和窄粒径分布，能有效增进漆膜光泽度。防冻剂采用1,2-二羟基丙烷，可保证制备得到的水性建筑涂料能通过《GB/T 9755-2014》中“低温稳定性”项目的测试。润湿剂采用无APEO环保型非离子乳化润湿剂，可有效降低超微粉高岭土和钛白粉的表面张力，同时，聚丙烯酸钠盐型分散剂和疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂配合使用，在超微粉高岭土和钛白粉的表面产生双电层及空间位阻，能有效提高超微粉高岭土和钛白粉的细度分散效率，并有利于获得粘度稳定、不分层沉淀、不絮凝返粗的水性建筑涂料。消泡剂采用基于矿物油和蜡成分，并含有少量有机硅的环保型水性消泡剂。聚氨酯增稠剂采用提供高剪切粘度的环保缔合型增稠剂，在高光泽水性建筑涂料漆膜干燥过程中可赋予优良的流平性，有利于增进漆膜光泽。碱溶胀增稠剂采用提供低剪切粘度的环保非缔合型阴离子增稠剂，可赋予高光泽水性建筑涂料体系较高的假塑性，有利于阻止水性建筑涂料在贮存期间超微粉高岭土和钛白粉因重力作用而下沉。杀菌防腐剂采用异噻唑啉酮杀菌防腐剂，用于防止水性建筑涂料发生“微生物腐败”。
本发明还公开了上述水性建筑涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：在分散缸中加入一定量的去离子水，在350～400r/min转速下，依次缓慢加入防冻剂、聚丙烯酸钠盐型分散剂、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂、润湿剂和一定量的消泡剂，搅拌2～3min。
S2：在分散缸中加入超微粉高岭土，保持转速350～400r/min并搅拌2～3min，使超微粉高岭土与润湿剂、聚丙烯酸钠盐型分散剂和疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂充分接触。
S3：在分散缸中加入钛白粉，提高转速至450～500r/min并搅拌2～3min，使钛白粉被浆料充分润湿。
S4：在分散缸中加入纤维素醚，保持转速450～500r/min并搅拌2～3min，使纤维素醚完全且均匀地分散在浆料中。
S5：在分散缸中缓慢加入pH调节剂，随着浆料粘度的增大，逐渐提高转速至1800～2000r/min，高速分散20min，检测浆料的细度≤50μm。
S6：在分散缸中缓慢加入丙烯酸乳液，随着浆料粘度的减小，逐渐降低转速至650～700r/min，再搅拌2～3min。
S7：在分散缸中依次加入一定量的消泡剂和成膜助剂，保持转速650～700r/min并搅拌2～3min。
S8：在分散缸中缓慢加入聚氨酯增稠剂，随着浆料粘度的增大，逐渐提高转速至850～900r/min，再搅拌3～5min。
S9：在另一容器中加入碱溶胀增稠剂和五倍量的去离子水，混合均匀后缓慢加入到分散缸中，随着浆料粘度增大，逐渐提高转速至1050～1100r/min，再搅拌3～5min。
S10：在另一容器中加入杀菌防腐剂和五倍量的去离子水，混合均匀后缓慢加入到分散缸中，保持转速1050～1100r/min并搅拌2～3min。
S11：在分散缸中加入一定量的去离子水，保持转速1050～1100r/min并搅拌2～3min，即得所述水性建筑涂料。
在上述步骤中，各组分的具体用量如表1所示。根据表1中实施例一至实施例四的具体组分质量份，按照上述步骤进行涂料制备，并且每组实施例制备三次，对四组实施例共12份制得的涂料，按照《GB/T 9754-2007色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定》规定的方法测试漆膜60°的光泽，测试结果如表2所示；此外，还按照《GB/T 9755-2014合成树脂乳液外墙涂料》规定的方法测试涂料的技术指标，测试结果如表3所示。
表1
Figure BDA0002579438000000051
表2
Figure BDA0002579438000000052
Figure BDA0002579438000000061
表3
Figure BDA0002579438000000062
Figure BDA0002579438000000071
由表2可知，本发明所述的水性建筑涂料的60°光泽可以达到亮光效果，而且光泽度高。由表3可知，本发明所述的涂料能够符合国标规定的外墙涂料检验标准，而且性能指标优异。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性建筑涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：防冻剂1～1.2份、聚丙烯酸钠盐型分散剂0.15～0.2份、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂0.5～0.6份、润湿剂0.2～0.25份、消泡剂0.3～0.4份、超微粉高岭土7～12份、钛白粉8～12份、纤维素醚0.18～0.22份、pH调节剂0.1～0.15份、丙烯酸乳液45～50份、成膜助剂2.3～2.5份、聚氨酯增稠剂0.1～0.2份、碱溶胀增稠剂0.2～0.3份、杀菌防腐剂0.1～0.15份、去离子水18.67～32.13份。
2.根据权利要求1所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述超微粉高岭土为表面处理型高岭土，其平均粒径小于等于0.2μm，其吸油量小于等于40g/100g。
3.根据权利要求1或2所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述钛白粉为采用氯化法制备的金红石型钛白粉。
4.根据权利要求1或2所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述丙烯酸乳液为玻璃化温度等于24～28℃的纯丙烯酸乳液。
5.根据权利要求3所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述丙烯酸乳液为玻璃化温度等于24～28℃的纯丙烯酸乳液。
6.根据权利要求1所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述防冻剂为1,2-二羟基丙烷；所述润湿剂为无APEO的非离子乳化润湿剂。
7.根据权利要求1所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述消泡剂为基于矿物油和蜡成分且包含少量有机硅的水性消泡剂；所述纤维素醚为非离子型羟乙基纤维素醚；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
8.根据权利要求1所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述成膜助剂为醇脂十二；所述杀菌防腐剂为异噻唑啉酮杀菌防腐剂。。
9.根据权利要求1所述的水性建筑涂料，其特征在于：所述聚氨酯增稠剂为缔合型增稠剂；所述碱溶胀增稠剂为非缔合型阴离子增稠剂。
10.一种水性建筑涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在分散缸中加入去离子水14.22～22.58份，在350～400r/min转速下，依次缓慢加入防冻剂1～1.2份、聚丙烯酸钠盐型分散剂0.15～0.2份、疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂0.5～0.6份、润湿剂0.2～0.25份和消泡剂0.15～0.2份，搅拌2～3min；
S2：在分散缸中加入超微粉高岭土7～12份，保持转速350～400r/min并搅拌2～3min，使超微粉高岭土与润湿剂、聚丙烯酸钠盐型分散剂和疏水改性共聚丙烯酸铵盐型分散剂充分接触；
S3：在分散缸中加入钛白粉8～12份，提高转速至450～500r/min并搅拌2～3min，使钛白粉被浆料充分润湿；
S4：在分散缸中加入纤维素醚0.18～0.22份，保持转速450～500r/min并搅拌2～3min，使纤维素醚完全且均匀地分散在浆料中；
S5：在分散缸中缓慢加入pH调节剂0.1～0.15份，随着浆料粘度的增大，逐渐提高转速至1800～2000r/min，高速分散20min，检测浆料的细度≤50μm；
S6：在分散缸中缓慢加入丙烯酸乳液45～50份，随着浆料粘度的减小，逐渐降低转速至650～700r/min，再搅拌2～3min；
S7：在分散缸中依次加入消泡剂0.15～0.2份和成膜助剂2.3～2.5份，保持转速650～700r/min并搅拌2～3min；
S8：在分散缸中缓慢加入聚氨酯增稠剂0.1～0.2份，随着浆料粘度的增大，逐渐提高转速至850～900r/min，再搅拌3～5min；
S9：在另一容器中加入碱溶胀增稠剂0.2～0.3份和五倍份的去离子水，混合均匀后缓慢加入到分散缸中，随着浆料粘度增大，逐渐提高转速至1050～1100r/min，再搅拌3～5min；
S10：在另一容器中加入杀菌防腐剂0.1～0.15份和五倍份的去离子水，混合均匀后缓慢加入到分散缸中，保持转速1050～1100r/min并搅拌2～3min；
S11：在分散缸中加入去离子水4.17～8.88份，保持转速1050～1100r/min并搅拌2～3min，即得所述水性建筑涂料。
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