一种建筑外墙真石漆及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及化工涂料的技术领域，更具体地说，它涉及一种建筑外墙真石漆及其制备方法。


背景技术：

[0002]
近年来，由于真石漆装饰效果酷似大理石、花岗岩等效果，采用真石漆装修后的建筑物，具有天然真实的自然光泽，给人以高雅、庄重、和谐之美感，因而，真石漆在建筑外墙的装饰用途上大受欢迎。
[0003]
相关技术中，真石漆主要是以树脂乳液为成膜物质，以砂粒为骨料，配合各类助剂制成的具有装饰效果的涂料。随着使用时间的增加，以及涂覆在建筑外墙的真石漆长期受到太阳的照射和风雨的侵蚀的情况下，会对真石漆的粘结强度造成损害，从而导致真石漆表面容易出现掉砂的现象。由于真石漆原本表面微观结构就呈现凹凸不平以及漆膜不致密的状态，又加上掉砂的情况，这样导致灰尘等固体微粒极易在表面堆积，从而造成沾污的问题。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种建筑外墙真石漆，其具有耐沾污优点。
[0005]
本发明的第二个目的在于提供一种建筑外墙真石漆的制备方法，其能制得具有耐沾污优点的真石漆。
[0006]
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种建筑外墙真石漆，其主要由以下重量份的组分制成：丙烯酸乳液18-35份；骨质颜料65-80份；纤维素0.5-2份；乙二醇0.5-3份；水12-20份；二氧化钛5-10份；粘结促进剂15-30份；成膜助剂2-8份；流平剂0.3-1份；抗氧化剂0.5-1份；其中，粘结促进剂为陶瓷微粒改性复合聚氨酯。
[0007]
通过采用上述技术方案，针对真石漆由于在长期使用下容易掉砂而导致真石漆表面堆积灰尘而造成易沾污的问题，本申请从掉砂的源头上以及掉砂后积灰尘的处理上进行解决。从掉砂的源头上，本申请在真石漆的配方中添加了粘结促进剂，利用了粘结促进剂其
中的聚氨酯具有良好的胶黏性、稳定性以及保水性，能提高乳液与骨料之间粘结强度，还能减缓真石漆快速失水干燥的现象，进而能使得真石漆整体柔韧性好，不易出现干裂掉砂的现象。而陶瓷微粒在硬度、断裂韧度以及低温延展性方面均具有优异的表现，从而能提高真石漆整体的强度、韧性以及抗疲劳性能。同时发现将陶瓷微粒改性复合聚氨酯作为粘结促进剂，能提高真石漆表面的光滑度，减少真石漆表面的凹凸结构和孔隙，增强了真石漆表面掉砂的难度，提高了真石漆的耐沾污性能。
[0008]
从掉砂后积灰尘的处理上，本申请在真石漆的配方中添加了二氧化钛，二氧化钛在太阳光的作用下，可以将吸附于真石漆表面的灰尘和脏污物质进行分解氧化，从而使得真石漆具有自清洁的性能，进而在真石漆表面积上灰尘或脏污物质后能够实现自清洁功能，保证了真石漆的耐沾污性能。
[0009]
进一步地，所述粘结促进剂包括以下制备步骤：步骤一：将5-10份陶瓷微粒浸溶于1-2份异丙醇中和0.1-0.8份聚乙烯吡咯烷酮，在1500～ 3000r/min的转速下，球磨分散1～2h后，静置过滤，得到预处理陶瓷微粒；步骤二：在8-25份聚氨酯中加入3-8份硅烷偶联剂，边搅拌边缓慢滴加0.5份醋酸溶液，向其中加入步骤一制得的预处理陶瓷微粒，继续搅拌3～5小时，即得到粘结促进剂。
[0010]
通过采用上述技术方案，在陶瓷微粒与聚氨酯进行复合前，先对陶瓷微粒进行湿润，能够提高陶瓷微粒在聚氨酯中的复合分散程度。
[0011]
进一步地，步骤二中，将步骤一制得的预处理陶瓷微粒平均分成3-6份，将每份预处理陶瓷微粒依次间隔半小时加入。
[0012]
通过采用上述技术方案，将预处理陶瓷微粒平均分成3-6份间隔加入到聚氨酯中，能使得陶瓷微粒能更加均匀地分散在体系中，且提高陶瓷微粒的表面能够与聚氨酯得到充分的接触，进而进一步提高陶瓷微粒在聚氨酯中的复合分散程度。
[0013]
进一步地，步骤二中，搅拌速率为500-800r/min。
[0014]
通过采用上述技术方案，在步骤二中将搅拌速率调整为500-800r/min，能保证聚氨酯和陶瓷微粒能得到充分搅拌的同时，也不致于搅拌速率过快而影响聚氨酯与陶瓷微粒间的接触效果。
[0015]
进一步地，所述骨质颜料包括20-30份高纯硅砂、40-50份烧结型彩砂以及5-10份天然黏土。
[0016]
通过采用上述技术方案，高纯硅砂具有较高的强度以及耐磨性能，烧结型彩砂具有一定的耐酸碱性、耐水性以及抗冻性，而天然黏土具有一定的吸附性能，将天然黏土与高纯硅砂和烧结型彩砂共同混合，能降低高纯硅砂和烧结型彩砂的松散程度，进一步提高真石漆的粘结强度。
[0017]
进一步地，其主要由以下重量份的组分制成：丙烯酸乳液20-25份；骨质颜料70-75份；纤维素1-1.5份；乙二醇1.5-2份；水15-18份；二氧化钛5-8份；
粘结促进剂20-25份。
[0018]
通过采用上述技术方案，经实验发现，采用上述的用量配比，所制得的真石漆具有较佳的粘结强度，将其暴露在外面的环境下，不易出现掉砂的情况。
[0019]
进一步地，成膜助剂为苯甲醇、十二碳醇酯、乙二醇丁醚以及丙二醇苯醚的一种。
[0020]
通过采用上述技术方案，采用苯甲醇、十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚的任意一种作为成膜助剂均可改善真石漆的稳定性以及耐候性。
[0021]
进一步地，抗氧化剂为4-甲基邻苯二酚、没食子酸丙酯、丁基羟基茴香醚以及二丁基羟基甲苯中的任意一种。
[0022]
通过采用上述技术方案，4-甲基邻苯二酚、没食子酸丙酯、丁基羟基茴香醚以及二丁基羟基甲苯均能阻止紫外线透过漆膜，并能抗紫外线辐射对漆膜的破坏，增强真石漆的化学稳定性和耐候性，以改善真石漆因氧化老化而出现掉砂的问题。
[0023]
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种建筑外墙真石漆的制备方法，包括以下步骤：步骤一：在400-700r/min转速下，加入水、纤维素以及乙二醇，搅拌10-30min，得到混合物 a；步骤二：向混合物a中加入丙烯酸乳液、二氧化钛、成膜助剂、流平剂以及抗氧化剂，将粘结促进剂分为a份粘结促进剂和b份粘结促进剂，加入a份粘结促进剂，搅拌混合均匀，得到基础浆料；步骤三：将基础浆料、骨质颜料以及b份粘结促进剂混合均匀，得到真石漆。
[0024]
通过采用上述技术方案，首先制备得到真石漆的基础浆料，再将基础浆料和骨质颜料混合得到真石漆，其中将粘结促进剂分开两份分步添加，能够在制备基础浆料的时候，用以提高基础浆料的粘结强度，后续将基础浆料与骨质颜料进行混合时，进一步提高基础浆料与骨质颜料间的粘结强度。
[0025]
进一步地，粘结促进剂按质量份比为2:1分成a份粘结促进剂和b份粘结促进剂。
[0026]
通过采用上述技术方案，在制备基础浆料的步骤中所添加的粘结促进剂是基础浆料与骨质颜料混合的步骤中的两倍，能制备得到粘结强度较强的真石漆。
[0027]
进一步地，步骤二的搅拌速率为700-750r/min。
[0028]
通过采用上述技术方案，在步骤二中将搅拌速率调整为700-750r/min，能保证各物料间得到充分搅拌的同时，也不致于搅拌速率过快而破坏各物料之间的物理作用。
[0029]
综上所述，本发明具有以下有益效果：第一、本发明的真石漆配方中添加了粘结促进剂，利用了粘结促进剂其中的聚氨酯来减缓真石漆快速失水干燥的现象，利用陶瓷微粒来提高真石漆整体的强度、韧性以及抗疲劳性能，同时将陶瓷微粒改性复合聚氨酯作为粘结促进剂，能提高真石漆表面的光滑度，减少真石漆表面的凹凸结构和孔隙，增强了真石漆表面掉砂的难度，提高了真石漆的耐沾污性能；第二、本申请在真石漆的配方中添加了二氧化钛，二氧化钛在太阳光的作用下，将吸附于真石漆表面的灰尘和脏污物质进行分解氧化，从而使得真石漆具有自清洁的性能，进而在真石漆表面积上灰尘或脏污物质后能够实现自清洁功能，保证了真石漆的耐沾污性能；第三、将粘结促进剂分开两份分步添加，能够在制备基础浆料的时候，用以提高基础浆
料的粘结强度，后续将基础浆料与骨质颜料进行混合时，进一步提高基础浆料与骨质颜料间的粘结强度。
具体实施方式
[0030]
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0031]
原料来源(可选择以下材料，但不限于此)：分散剂选购自陶氏化学(上海)有限公司的陶氏h-30a分散剂；陶瓷微粒选购自河南博格耐火材料有限公司，目数范围为400-525目；聚乙烯吡咯烷酮选购自上海凯茵化工有限公司；聚氨酯选购自广州亨缌克新材料有限公司；硅烷偶联剂选购自广州环茂化工有限公司的a-172偶联剂；纤维素选购自上海凯茵化工有限公司的羟乙基纤维素；丙烯酸乳液选购自广州市旷轩化工有限公司；流平剂选购自上海凯茵化工有限公司的迪高流平剂flow 425；抗氧化剂选购自上海麦克林生化科技有限公司的没食子酸丙酯。
[0032]
原料和/或中间体的制备例制备例1粘结促进剂由以下步骤制得：步骤一：将10份陶瓷微粒浸溶于2份异丙醇中和0.8份聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min的转速下，球磨分散2h后，静置过滤，得到预处理陶瓷微粒。
[0033]
步骤二：在15份聚氨酯中加入8份硅烷偶联剂，边搅拌边缓慢滴加0.5份醋酸溶液，将步骤一制得的预处理陶瓷微粒平均分成4份，将每份预处理陶瓷微粒依次间隔半小时加入其中，继续在500r/min的搅拌速率下搅拌3小时，即得到粘结促进剂。
[0034]
制备例2粘结促进剂由以下步骤制得：步骤一：将5份陶瓷微粒浸溶于1.5份异丙醇中和0.1份聚乙烯吡咯烷酮，在2000r/min的转速下，球磨分散1h后，静置过滤，得到预处理陶瓷微粒。
[0035]
步骤二：在8份聚氨酯中加入3份硅烷偶联剂，边搅拌边缓慢滴加0.5份醋酸溶液，将步骤一制得的预处理陶瓷微粒平均分成3份，将每份预处理陶瓷微粒依次间隔半小时加入其中，继续在800r/min的搅拌速率下搅拌5小时，即得到粘结促进剂。
[0036]
制备例3粘结促进剂由以下步骤制得：步骤一：将8份陶瓷微粒浸溶于1份异丙醇中和0.5份聚乙烯吡咯烷酮，在3000r/min的转速下，球磨分散1.5h后，静置过滤，得到预处理陶瓷微粒。
[0037]
步骤二：在25份聚氨酯中加入5份硅烷偶联剂，边搅拌边缓慢滴加0.5份醋酸溶液，将步骤一制得的预处理陶瓷微粒平均分成6份，将每份预处理陶瓷微粒依次间隔半小时加入其中，继续在700r/min的搅拌速率下搅拌6小时，即得到粘结促进剂。
[0038]
制备例4粘结促进剂由以下步骤制得：
步骤一：将10份陶瓷微粒浸溶于2份异丙醇中和0.8份聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min的转速下，球磨分散2h后，静置过滤，得到预处理陶瓷微粒。
[0039]
步骤二：在15份聚氨酯中加入8份硅烷偶联剂，边搅拌边缓慢滴加0.5份醋酸溶液，将步骤一制得的预处理陶瓷微粒一次性加入其中，继续在500r/min的搅拌速率下搅拌3小时，即得到粘结促进剂。实施例
[0040]
实施例1一种建筑外墙真石漆，由以下步骤制得：步骤一：在400r/min转速下，加入水、纤维素以及乙二醇，搅拌30min，得到混合物a。
[0041]
步骤二：向混合物a中加入丙烯酸乳液、二氧化钛、成膜助剂、流平剂以及抗氧化剂，将粘结促进剂按质量份比为1:1分为a份粘结促进剂和b份粘结促进剂，加入a份粘结促进剂，在750r/min下，搅拌混合均匀，得到基础浆料。
[0042]
步骤三：将基础浆料、骨质颜料以及b份粘结促进剂混合均匀，得到真石漆。其中，各组分的用量如表1所示。
[0043]
表1实施例1-实施例7的各组分用量实施例2-5一种建筑外墙真石漆，与实施例1的区别在于，各组分的用量不同，各组分的用量如表1
所示。
[0044]
实施例6一种建筑外墙真石漆，由以下步骤制得：步骤一：在700r/min转速下，加入水、纤维素以及乙二醇，搅拌10min，得到混合物a。
[0045]
步骤二：向混合物a中加入丙烯酸乳液、二氧化钛、成膜助剂、流平剂以及抗氧化剂，将粘结促进剂按质量份比为2:1分为a份粘结促进剂和b份粘结促进剂，加入a份粘结促进剂，在720r/min下，搅拌混合均匀，得到基础浆料。
[0046]
步骤三：将基础浆料、骨质颜料以及b份粘结促进剂混合均匀，得到真石漆。
[0047]
实施例7一种建筑外墙真石漆，由以下步骤制得：步骤一：在600r/min转速下，加入水、纤维素以及乙二醇，搅拌20min，得到混合物a。
[0048]
步骤二：向混合物a中加入丙烯酸乳液、二氧化钛、成膜助剂、流平剂以及抗氧化剂，将粘结促进剂按质量份比为2:1分为a份粘结促进剂和b份粘结促进剂，加入a份粘结促进剂，在700r/min下，搅拌混合均匀，得到基础浆料。
[0049]
步骤三：将基础浆料、骨质颜料以及b份粘结促进剂混合均匀，得到真石漆。
[0050]
对比例对比例1一种建筑外墙真石漆，与实施例6的区别在于，采用骨质颜料替代二氧化钛，具体是：骨质颜料中的高纯硅砂由20份改为25份，烧结型彩砂由40份改为42份，天然黏土由5份改为 8份。
[0051]
对比例2一种建筑外墙真石漆，与实施例6的区别在于，采用丙烯酸乳液替代粘结促进剂。
[0052]
对比例3一种建筑外墙真石漆，与实施例6的区别在于，粘结促进剂直接采用聚氨酯。
[0053]
性能检测试验耐沾污检验：根据jg/t 24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》制备试板，将每个实施例和对比例制备得到的真石漆分别涂在对应的试板上。污染源选用粉煤灰，其颗粒级配180～ 200目占20％，200～250目占30％，250～325目占50％。反射系数：25～30％，烧失量：2～ 5％。用天平分别称取100g粉煤灰、100g水，放入宽口容器中搅拌均匀，配制成1：1粉煤灰水。将涂有样品的试板面朝下，在1：1粉煤灰水中水平静置5s后取出，在标准环境中自然干燥2h后，按照gb/t 9780—2013中的试验装置及试验方法进行冲洗试验，经5次循环后进行评定，评定等级见表2。
[0054]
表2耐沾污性评定等级耐沾污性等级/级污染程度观感色差灰卡等级/级0无污染无可察觉的色差51很轻微有刚可察觉的色差42轻微有较明显的色差33中等有很明显的色差24严重有严重的色差1
粘结强度检验：根据jg/t 24-2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》对各实施例和对比例进行粘结强度的测试。
[0055]
耐人工老化性检验：根据gb/t 1865—2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》规定进行。辐射光源选用使用日光滤光器的氙灯，波长在300～400nm 之间，平均辐照度为60w/m2，人工观察外观评定，等级越小，耐人工老化性越好。等级为0 时，漆层无开裂和掉砂；等级为1时，漆层无开裂，轻微掉砂；等级为2时，漆层稍有开裂和少量掉砂，等级为3时，漆层有少量裂纹和少量掉砂，等级为4时，漆层有多处裂纹和大量掉砂；等级为5时，漆层有大量裂纹和严重掉砂。
[0056]
表3各实施例和各对比例的检测结果项目粘结强度/mpa耐人工老化性耐沾污性实施例14.811实施例24.822实施例34.900实施例44.832实施例54.222实施例65.120实施例75.020对比例14.952对比例22.744对比例33.544根据表3中实施例6和对比例2的检测结果，发现添加了粘结促进剂后，所制得的真石漆的粘结强度从2.7增加至5.1，呈大幅度上升，耐人工老化性从4等级提升至2等级，即漆层从原来会出现多处裂纹和大量掉砂的情况改善至漆层稍有开裂和少量掉砂的情况，耐沾污性从4等级提升至0等级，即从严重污染程度提升至很无污染程度，表明真石漆的配方中添加粘结促进剂能提高粘结强度，改善真石漆中砂粒容易掉落的情况，进而能改善真石漆表面堆积灰尘而造成易沾污的问题。
[0057]
根据表3中实施例6和对比例1的检测结果，发现添加了二氧化钛后，所制得的真石漆的在耐人工老化性上大幅度提高，可这能是由于二氧化钛在太阳光的作用下，可以将吸附于真石漆表面的灰尘和脏污物质进行分解氧化，提高了真石漆的耐沾污性能。
[0058]
根据表3中实施例6和对比例3的检测结果，发现直接采用聚氨酯作为粘结促进剂，其对于真石漆的粘结强度的提高没有明显的作用，再结合对比例3和对比例2来看，添加了聚氨酯和完全没有添加聚氨酯相比，前者所制得的真石漆的粘结强度比后者高，这可能是由于聚氨酯具有良好的胶黏性、稳定性以及保水性，能提高乳液与骨料之间粘结强度。表明了采用陶瓷微粒改性复合聚氨酯对于增强粘结强度具有协同作用。
[0059]
根据表3中实施例1-4的检测结果，可以看出实施例4的耐人工老化性最差，其次是实施例2，实施例3最优，实施例4是采用一次性在聚氨酯中添加陶瓷微粒，而实施例2、实施例1和实施例3均采用平分为多份添加，且平分份数越多，其效果越佳，这可能是这样能使得陶瓷微粒能更加均匀地分散在体系中，且提高陶瓷微粒的表面能够与聚氨酯得到充分的接触，进而进一步提高陶瓷微粒在聚氨酯中的复合分散程度，因而使得陶瓷微粒与聚氨酯的
协同复配效果更佳。
[0060]
根据表3中实施例3和实施例5的检测结果，可以看出实施例5所制得真石漆在粘结强度和耐人工老化性方面均有所下降，这可能是实施例5中的骨质颜料中未使用天然黏土，而天然黏土具有一定的吸附性能，将天然黏土与高纯硅砂和烧结型彩砂共同混合，能降低高纯硅砂和烧结型彩砂的松散程度，进一步提高真石漆的粘结强度，从而能提高真石漆的耐沾污性。
[0061]
根据表3中实施例2、实施例6和实施例7的检测结果，发现实施例6和实施例7所制得的真石漆的粘结强度均稍优于实施例2的，导致实施例6和实施例7所制得的真石漆整体的耐沾污性上表现较优，这表明将粘结促进剂按质量份比为2:1先后添加至步骤二和步骤三中，能制备得到粘结强度较强的真石漆。
[0062]
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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