一种水性哑光罩面清漆及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性哑光罩面清漆及其制备方法和应用。


背景技术：

2.建筑涂料的工艺要求为一底两面，而传统的乳胶涂料面漆耐污性、防涂鸦性和抗刮伤性都较差。即使耐沾污的分数通过了标准的分值，但漆膜表面仍然会残留污迹印痕，耐污性差。目前的内墙乳胶涂料，相比传统建筑涂料，其耐污性能确实有一定提升，但针对一些污迹，短时间可能可以马上擦干净，但超过两小时后，几乎难已擦干净，还是会留下非常明显的痕迹，耐污的程度有限。此外，建筑涂料形成的涂层致密性一般，硬度较低，长时间沾水擦拭后，涂层易长霉、破损、起泡甚至脱落。
3.cn106883700a涉及水性涂料技术领域，尤其是哑光漆技术领域，其具体公开了一种哑光罩面清漆，包括如下质量份数的组分：水性丙烯酸哑光乳液50
‑
60份，去离子水30
‑
46份，基材润湿剂0.05
‑
0.1份，消泡剂0.1
‑
0.2份，丙二醇1
‑
2份，成膜助剂1
‑
2份，增稠剂0.2
‑
0.4份。其公开的哑光罩面清漆具有光泽好和分散性好的优点，不易形成分层和沉淀，储存稳定，避免了使用哑粉易发霉和发白的问题，但是其耐污力差。
4.cn106032449a公开了一种哑光罩面清漆及其制备工艺，属于仿石涂料领域。其公开的哑光罩面清漆的原料按照重量百分比包括：去离子水25
‑
40％，分散剂0
‑
0.2％，润湿剂0.05
‑
0.1％，消光物质2.5
‑
6％，消泡剂0.1
‑
0.2％，乳液50
‑
65％，成膜助剂2
‑
5％，杀菌剂0.1
‑
0.3％，防污剂1
‑
6％，增稠剂0.2
‑
0.5％。其公开的制备工艺，包括以下步骤：在混料桶中按照配方依次加入原料得到混合料；再将所述混合料抽真空除气泡后，加入增稠剂，得到所述哑光罩面清漆。其公开的哑光罩面清漆不但可以轻松带走污染物，而且还可以避免雨痕问题的发生，达到亲水自清洁效果。其公开的防污剂为硅氧烷类及其衍生物，所述消光物质为以中空的二氧化硅为载体，其表面包裹聚烯烃类物质，加入硅氧烷类及其衍生物对耐污性是有一定的提高，但加入二氧化硅为载体类的消光物质，对耐污性有一定的负面影响，在同一配方体系中同时加入这两种物质，成品漆膜的耐污性一般。
5.cn105778692b公开了一种哑光罩光清面漆及其制备方法，其公开的哑光罩光清面漆包括如下重量百分比计原料：核壳结构丙烯酸类共聚物乳液25
‑
65％、增稠剂0.05
‑
6％、流变助剂0.1
‑
5％、分散剂0.1
‑
0.6％、润湿剂0.1
‑
0.6％、成膜助剂1.5
‑
2％、蜡乳液0.5
‑
5％、消泡剂0.1
‑
0.5％、功能助剂1.5
‑
7.0％、水20
‑
65％。其公开的哑光罩光清面漆，在不加入消光剂的情况下仍具有良好的哑光效果，同时体系的储存稳定性良好，漆膜的透明性及耐水白性好，综合性能优越。其公开的哑光罩光清面漆虽然加入了蜡乳液增强体系疏水性，提升耐污性，但配方中起决定性作用的物质是含量较高的乳液，而核壳结构丙烯酸类共聚物乳液其耐污性性能未能达到优异级别，因此其公开的产品，只停留在哑光性能的罩面清漆，不具备较好的耐污性能。
6.cn 109207041 a公开了一种水性双组分防涂鸦涂料。虽然双组分水性涂料相比于
单组分水性涂料具有更好的耐性，其耐污效果更好，但由于双组分涂料存在施工难度大，开放期短，具有一定毒性等缺点，限制了其大规模应用，并且在众多的耐污涂料专利中，都仅能实现亮光效果，即60
°
角光泽均在70
°
以上，并没有解决实际家居应用哑光耐污的问题。
7.因此，开发一款致密性好、硬度高、耐洗刷、环保、防水、耐污性能优异的水性涂料至关重要。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性哑光罩面清漆及其制备方法和应用，所述水性哑光罩面清漆形成的漆膜在光泽、防涂鸦、耐污、抗刮伤、低温成膜和气味方面均具有良好的性能。
9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
10.第一方面，本发明提供一种水性哑光罩面清漆，按照水性哑光罩面清漆各组分的总重量份数为100份计，所述水性哑光罩面清漆按照重量份数包括如下组分：硅丙树脂65
‑
70份，聚硅氧烷0.3
‑
0.5份，蜡分散体2
‑
5份，助剂0.1
‑
26份和水至100份。
11.本发明所述水性哑光罩面清漆通过将硅丙树脂和聚硅氧烷在特定比例下协同作用，提升漆料形成漆膜的综合性能，尤其是耐污性，具体地，硅丙树脂自身具有优异的自消光性、耐水白性和耐污性，漆料流平过程中，聚硅氧烷配合硅丙树脂的粒子分布排序，使其具有极小的表面张力，提高其与硅丙树脂的相容性提，不容易导致涂层缩孔，保证形成漆膜的爽滑性、耐刮性和耐污性。在光泽控制上，除了选用自消光的硅丙树脂，加入蜡分散体，使60
°
角的光泽进一步降低，增加漆膜的疏水性，进一步提高耐污性。而当硅丙树脂在漆料中的重量份数在65
‑
70份范围内与0.3
‑
0.5份的聚硅氧烷配合时，所形成的漆膜的综合性能最佳，因此，本发明水性哑光罩面清漆涂覆后达到常规内墙涂料的标准下，还能兼顾优异的哑光性、耐污性、抗刮伤性和防水性能。
12.所述硅丙树脂的重量份数为65
‑
70份，例如65.5份、66份、66.5份、67份、67.5份、68份、68.5份、69份、69.5份等。
13.所述聚硅氧烷的重量份数为0.3
‑
0.5份，例如0.32份、0.34份、0.36份、0.38份、0.4份、0.42份、0.44份、0.46份、0.48份等。
14.所述蜡分散体的重量份数为2
‑
5份，例如2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份等。
15.所述助剂的重量份数为0.1
‑
26份，例如0.3份、0.8份、1份、2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份等。
16.优选地，所述硅丙树脂的粒径小于或等于0.1μm，例如0.09μm、0.08μm、0.07μm、0.06μm、0.05μm、0.04μm、0.03μm、0.02μm等。
17.硅丙树脂的颗粒粒径在较小范围内，使自消光的硅丙树脂外观透明度高，从微观上分析，乳液成膜形成纳米级别凹凸不平的表面，对光的散射能力增强，反射减弱，从而使漆膜达到自哑光的效果；宏观上分析，因为表面形成的粗糙程度只限于纳米级别的，因此涂膜表面在触摸手感方面仍表现出光滑平整的状态。
18.同时，极细的粒径可有利于乳液对下漆膜的渗透，使其附着力和封闭性得以良好的提升，耐污效果优异。
19.优选地，所述聚硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷和/或聚醚
‑
聚二甲基硅氧烷的共聚
物。
20.优选地，所述助剂包括消泡剂、成膜助剂、防冻剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：消泡剂和成膜助剂的组合，成膜助剂、防冻剂和增稠剂的组合，消泡剂、成膜助剂、防冻剂和增稠剂的组合等，优选消泡剂、成膜助剂、防冻剂和增稠剂的组合。
21.优选地，所述消泡剂包括矿物油类消泡剂和/或有机硅类消泡剂。
22.优选地，所述成膜助剂包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、十二碳醇酯、己二醇丁醚醋酸酯或3
‑
乙氧基丙酸乙酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：乙二醇丁醚和丙二醇甲醚的组合，丙二醇乙醚、丙二醇丁醚和二丙二醇单甲醚的组合，丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、十二碳醇酯和己二醇丁醚醋酸酯的组合，二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、十二碳醇酯、己二醇丁醚醋酸酯和3
‑
乙氧基丙酸乙酯的组合等。
23.优选地，所述防冻剂包括乙二醇、丙二醇或乙二醇单丁醚中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：乙二醇和丙二醇的组合，丙二醇和乙二醇单丁醚的组合，乙二醇、丙二醇和乙二醇单丁醚的组合等。
24.优选地，所述增稠剂包括非离子型缔合增稠剂。
25.优选地，所述非离子型缔合增稠剂包括乙氧基聚氨酯水溶性聚合物。
26.优选地，所述消泡剂的重量份数为0.1
‑
1份，例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
27.优选地，所述成膜助剂的重量份数为3
‑
6份，例如3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份等。
28.优选地，所述防冻剂的重量份数为0.1
‑
1份，例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
29.优选地，所述增稠剂的重量份数为0.1
‑
0.5份，例如0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份等。
30.作为优选的技术方案，所述水性哑光罩面清漆按照重量份数包括如下组分：
31.[0032][0033]
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的水性哑光罩面清漆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0034]
将硅丙树脂，聚硅氧烷，蜡分散体，助剂和水按照重量份数混合，得到所述水性哑光罩面清漆。
[0035]
优选地，所述制备方法包括如下步骤：
[0036]
(1)将硅丙树脂和消泡剂混合，得到第一混合液；
[0037]
(2)将成膜助剂、防冻剂和水混合，得到第二混合液；
[0038]
(3)将第一混合液和第二混合液混合后，再依次与聚硅氧烷、增稠剂和蜡分散体混合，得到所述水性哑光罩面清漆。
[0039]
优选地，步骤(1)、(2)和(3)中所述混合的转速各自独立地为300
‑
1000rpm，例如400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm等。
[0040]
优选地，所述混合的时间各自独立地为3
‑
8min，例如4min、5min、6min、7min等。
[0041]
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的水性哑光罩面清漆在建筑中的应用。
[0042]
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0043]
本发明所述水性哑光罩面清漆在成膜助剂添加量较少和无需加入消光粉的前提下，低温(5℃)成膜性能优异，漆料成膜兼具优异的哑光性、防涂鸦性、耐污性和抗刮伤性，且气味较轻，保证了低温成膜效果，施工方便。本发明所述水性哑光罩面清漆形成的漆膜的60
°
光泽在8
°
以下，防涂鸦性在7分以上，抗刮伤性在7份以上，低温成膜无异常，漆膜不缩孔，气味在8分以上。
具体实施方式
[0044]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0045]
各实施方式中水性哑光罩面清漆的原料的规格及生产厂家的信息见表1。
[0046]
表1
[0047][0048][0049]
实施例1
[0050]
本实施例提供一种水性哑光罩面清漆，按照水性哑光罩面清漆各组分的总重量份数为100份计，所述水性哑光罩面清漆按照重量份数包括如下组分：硅丙树脂65份，聚硅氧烷0.3份(聚二甲基硅氧烷)，蜡分散体2份，消泡剂0.1份(byk
‑
093)，成膜助剂3份(丙二醇乙醚)，防冻剂0.1份(乙二醇)，增稠剂0.1份(乙氧基聚氨酯水溶性聚合物)和水至100份。
[0051]
上述水性哑光罩面清漆的制备方法包括如下步骤：
[0052]
(1)将硅丙树脂和消泡剂在500rpm下混合5min，得到第一混合液；
[0053]
(2)将成膜助剂、防冻剂和水混合3min，得到第二混合液；
[0054]
(3)将第一混合液和第二混合液混合后，再依次与聚硅氧烷、增稠剂和蜡分散体混合，搅拌5min，得到所述水性哑光罩面清漆。
[0055]
实施例2
[0056]
本实施例提供一种水性哑光罩面清漆，按照水性哑光罩面清漆各组分的总重量份数为100份计，所述水性哑光罩面清漆按照重量份数包括如下组分：硅丙树脂65份，聚硅氧烷0.3份(聚醚
‑
聚二甲基硅氧烷共聚物)，蜡分散体5份，消泡剂0.5份(byk
‑
a550)，成膜助剂6份(三丙二醇正丁醚)，防冻剂1份(丙二醇)，增稠剂0.5份(乙氧基聚氨酯水溶性聚合物)和水至100份。
[0057]
上述水性哑光罩面清漆的制备方法包括如下步骤：
[0058]
(1)将硅丙树脂和消泡剂在500rpm下混合5min，得到第一混合液；
[0059]
(2)将成膜助剂、防冻剂和水混合3min，得到第二混合液；
[0060]
(3)将第一混合液和第二混合液混合后，再依次与聚硅氧烷、增稠剂和蜡分散体混合，搅拌5min，得到所述水性哑光罩面清漆。
[0061]
实施例3
[0062]
本实施例提供一种水性哑光罩面清漆，按照水性哑光罩面清漆各组分的总重量份数为100份计，所述水性哑光罩面清漆按照重量份数包括如下组分：硅丙树脂70份，聚硅氧烷0.5份(质量比为1:1的聚二甲基硅氧烷和聚醚
‑
聚二甲基硅氧烷共聚物)，蜡分散体2份，消泡剂0.5份(tego
‑
810)，成膜助剂4份(己二醇丁醚醋酸酯)，防冻剂0.5份(乙二醇单丁醚)，增稠剂0.3(乙氧基聚氨酯水溶性聚合物)份和水至100份。
[0063]
上述水性哑光罩面清漆的制备方法包括如下步骤：
[0064]
(1)将硅丙树脂和消泡剂在500rpm下混合5min，得到第一混合液；
[0065]
(2)将成膜助剂、防冻剂和水混合3min，得到第二混合液；
[0066]
(3)将第一混合液和第二混合液混合后，再依次与聚硅氧烷、增稠剂和蜡分散体混合，搅拌5min，得到所述水性哑光罩面清漆。
[0067]
实施例4
[0068]
本实施例提供一种水性哑光罩面清漆，按照水性哑光罩面清漆各组分的总重量份数为100份计，所述水性哑光罩面清漆按照重量份数包括如下组分：硅丙树脂68份，聚硅氧烷0.5份(聚醚
‑
聚二甲基硅氧烷的共聚物)，蜡分散体3份，消泡剂0.5份(质量比为1:1的tego
‑
810和byk
‑
a550)，成膜助剂4份(三丙二醇正丁醚)，防冻剂0.5份(乙二醇单丁醚)，增稠剂0.1份(乙氧基聚氨酯水溶性聚合物)和水至100份。
[0069]
上述水性哑光罩面清漆的制备方法包括如下步骤：
[0070]
(1)将硅丙树脂和消泡剂在1000rpm下混合5min，得到第一混合液；
[0071]
(2)将成膜助剂、防冻剂和水混合3min，得到第二混合液；
[0072]
(3)将第一混合液和第二混合液混合后，再依次与聚硅氧烷、增稠剂和蜡分散体混合，搅拌8min，得到所述水性哑光罩面清漆。
[0073]
实施例5
[0074]
本实施例与实施例3的区别在于硅丙树脂的重量份数为65份，调节水的重量份数使所有组分合计100份，其余均与实施例3相同。
[0075]
实施例6
[0076]
本实施例与实施例3的区别在于聚硅氧烷的重量份数为0.3份，调节水的重量份数使所有组分合计100份，其余均与实施例3相同。
[0077]
对比例1
[0078]
本对比例与实施例3的区别在于将硅丙树脂替换为等质量的苯乙烯丙烯酸乳液，其余均与实施例3相同。
[0079]
对比例2
[0080]
本对比例与实施例3的区别在于将硅丙树脂替换为等质量的核壳结构丙烯酸共聚物乳液，其余均与实施例3相同。
[0081]
对比例3
[0082]
本对比例与实施例3的区别在于将聚二甲基硅氧烷替换为等质量的聚乙烯蜡，其余均与实施例3相同。
[0083]
对比例4
[0084]
本对比例与实施例3的区别在于将聚醚
‑
聚二甲基硅氧烷共聚物替换为等质量的丙烯酸酯共聚物，其余均与实施例3相同。
[0085]
对比例5
[0086]
本对比例与实施例3的区别在于硅丙树脂的重量份数分别为75份，调节水的重量份数使所有组分合计100份，其余均与实施例3相同。
[0087]
对比例6
[0088]
本对比例与实施例3的区别在于聚硅氧烷的重量份数为0.8份，调节水的重量份数使所有组分合计100份，其余均与实施例3相同。
[0089]
性能测试
[0090]
将实施例1
‑
6和对比例1
‑
6进行如下测试：
[0091]
(1)光泽：在60
°
下进行测试，测试标准使用gb/t9754
‑
2007，施涂前充分搅拌试样，以破坏任何可能的触变性结构，但不能在漆中带人空气泡，经过脱脂处理的玻璃板的一端放上约2ml漆，横铺成一条线，用漆膜涂布器(150
±
2um)以固定的压力，以100mm/s的速度进行刮涂，形成平整的漆膜。在温度为(23
±
2)℃和相对湿度为(50
±
5)％的条件下干燥(或烘干)规定的时间，测试前在同样温度和相对湿度下至少调节16h，而不能曝露在阳光下。
[0092]
(2)防涂鸦性：以水彩笔所有颜色(24色)均能以干布擦拭完全为10分，以湿布不能擦拭为1分，以湿布不完全擦拭完全为5分(8
‑
14种)，其他评分以擦拭完全的颜色越多，得分越高。
[0093]
(3)耐污性：耐污评分以建筑涂料涂层耐沾污性试验方法gb/t9780
‑
2013进行，其中，5种污染物为红茶，食用醋，蓝黑墨水，水溶黑色素和醇溶黑色素，测试标准为：均能以干布擦拭完全为10分，以湿布不能擦拭为1分，以湿布不完全擦拭完全为5分，其他评分以擦拭完全的印痕越浅，得分越高。
[0094]
(4)抗刮伤性：使用gb/t2918耐刮擦性能测试仪，将漆料涂覆在70mm
×
70mm
×
10mm的钢板上，涂层的厚度为5mm，涂层自然风干，测试的条件相同下，进行平行对比，划痕数量小于100为10分，划痕500
‑
600为5分，划痕大于1000为1分，其他分数按照实际情况评分。
[0095]
(5)低温成膜性：将200g试样，底材以及规格为200μm的间隙式湿膜制备器置于(5
±
1)℃的环境中，2h后取出，在30s内用刚取出的湿膜制备器刮涂一道，立即将试板放回(对于具有强制鼓风功能的低温箱，在测试时应在试板表面覆盖金属罩)，24h后取出试板，立即按照gb/t1728
‑
1979中表干乙法的方法检查干燥程度并目视检查涂膜外观，如涂膜已干燥，无开裂、发花和显著锁孔现象，否则评为“5℃成膜无异常”。
[0096]
(6)气味：以开盖无明显气味为10分，有刺激性气味为1分，中间分按实际情况评分，分数越高，味道越清。
[0097]
测试结果汇总于表1中。
[0098]
表1
[0099]
[0100][0101]
注：所有评分项，10分最优，6分合格，1分最差；光泽数值越低，越好。
[0102]
分析表1数据可知，本发明所述水性哑光罩面清漆形成的漆膜的60
°
光泽在8
°
以下，防涂鸦性在7分以上，抗刮伤性在7份以上，低温成膜无异常，漆膜不缩孔，气味在8分以上，本发明所述水性哑光罩面清漆形成的漆膜在光泽、防涂鸦、耐污、抗刮伤、低温成膜和气味方面均具有良好的性能，综合性能优异。
[0103]
分析对比例1
‑
4与实施例3，对比例1
‑
4性能不如实施例3，证明采用硅丙树脂和聚硅氧烷进行复配，二者发挥协同作用形成的漆膜性能更佳，不论是将硅丙树脂进行替换，还是将聚硅氧烷进行替换，所得漆料形成的漆膜的性能均变差。
[0104]
分析对比例5与实施例3和5，对比例5性能不如实施例3和5，证明在本发明的漆料中，硅丙树脂含量过高，低温成膜时开裂，65
‑
70重量份的硅丙树脂与聚硅氧烷的协同效果更好，所得漆料形成的漆膜的性能更佳。
[0105]
分析对比例6与实施例3和6，对比例6性能不如实施例3和6，证明在本发明的漆料中，聚硅氧烷含量过高，漆膜会缩孔，0.3
‑
0.5重量份的聚硅氧烷与硅丙树脂的协同效果更
好，所得漆料形成的漆膜的性能更佳。
[0106]
综上，本发明中，硅丙树脂与聚硅氧烷在特定比例下发挥协同作用所得水性哑光罩面清漆形成的漆膜综合性能优异。
[0107]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。