一种抗风裂耐冲击真石漆的生产方法与流程

1.本发明属于化工生产技术领域，尤其是一种抗风裂耐冲击真石漆的生产方法。


背景技术：

2.真石漆是一种装饰效果酷似大理石、花岗岩的涂料。主要采用各种颜色的天然石粉配制而成，应用于建筑外墙的仿石材效果，因此又称液态石。涂层抗水性良好，稳定著色，不发白，无色差。但目前，真石漆涂层在大风、低压的西北地区或高原地区，在大风天气，都会开裂，涂层变得疏松，而时间一长，裂缝逐渐变大，导致真石漆寿命大大缩短。风裂是中网状裂缝的“诱发”部位。常常一处诱发，满盘皆输。实际上一般普通的真石漆在平原盆地乃至山地都可以得到很好的应用效果，风裂缺陷并不明显。但一到频繁大风的西北地区或高原地区，就开裂频繁，性能显得捉襟见肘，反而变成了鸡肋式的外观墙饰材料。归根结底是，目前市场上的产品并不具有良好的抗风裂耐冲击能力，也并没有相关的技术和生产工艺。而一般的真石漆，因为应力集中造成的撕裂形式的风裂，还未得到妥善解决。随著人们对内外墙涂料装饰性要求的提高，天然真石漆以其独特的外观及性能越来越受到大家的喜爱，不少高档住宅、庭院甚至高楼大厦都提出涂饰与天然花岗岩、大理石等天然石材外观十分相近的真石漆，在性能方面要求具有较强的硬度、防水、耐老化等。中国专利cn206873814u公开了一种防破裂真石漆的漆块，通过结构实现防破裂，漆料定位层和第一玻璃纤维网实现漆面层与基材层之间的连接可靠，第二玻璃纤维网、漆料定位层和背面漆层之间的一体成型实现背面漆层的连接可靠性，但结构、工艺复杂，成本较高，适用性不强。本领域技术人员，亟待开发一种抗风裂耐冲击真石漆的生产方法。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明旨在提供一种抗风裂耐冲击真石漆的生产方法。
4.本发明通过以下技术方案实现：一种抗风裂耐冲击真石漆的生产方法，包括以下步骤：以步骤一、彩砂的表面处理：将彩砂送入转鼓式混合机，加入交联剂，处理完成后卸料；进一步的，所述步骤一的分散剂由双
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[γ
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(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、双
‑
[γ
‑
（三乙氧基硅）丙基]
‑
二硫化物重量比为2∶1的混合物，步骤一转鼓式混合机的转速为15~20r/min，强制搅拌桨的转速在800~950r/min，交联剂占彩砂的重量比例为2~3%。
[0005]
si
‑
69、si
‑
75，也叫：a
‑
1289、z
‑
6940等等名称，其具有硅烷活性末端和活性硫，可以在表面处理彩砂的同时，具有可以起到交联作用的活性硫。
[0006]
步骤二、共混漆浆的制备：在捏合机中加入氯丁胶乳，投入聚氨酯丙烯酸酯乳液，均匀混合；共混兼有氯丁胶乳和聚氨酯的双重优点，即防水、抗渗、耐老化、无毒、抗基层变形能力强等，其为冷作业施工，操作方便。溶度参数相近，阻尼效应缓冲冲击，提高抗风裂能
力；步骤三、漆浆混合：将共混漆浆、丙二醇苯醚、促进剂、消泡剂、分散剂和处理后的彩砂转鼓式混合机混合均匀，得抗风裂耐冲击真石漆。
[0007]
论语
·
魏灵公记载了“工欲善其事，必先利其器。”本发明从中获得启示，关键性的在表面处理以及漆料混合都采用v型转鼓式混合机，通过这种靠混合室的转动来完成混合作用，从而避免重力沉降，通过v型转鼓式混合机可以大幅度提高混合效果，混合室的内壁上一般加设了曲线型挡板，以使混合室转动时引导物料自混合室的一端走向另一端，增加了物料相互接触的机会。
[0008]
进一步的，所述步骤三的彩砂为10~20目雪花白砂20∶20~40目大理石40∶20~40目石英砂80∶40~80目镜铁矿5∶80~120目地板黄2的重量比例通过转鼓式混合机均匀混合即得，其中转鼓式混合机的转速为15~20r/min，强制搅拌桨的转速在800~950r/min。
[0009]
实际上，本发明所使用的彩砂是天然复配彩砂，是由不同级配粒径混合而成的。不同粒径大小级配合理的真石漆砂，可以相互补充避免喷涂或涂装时的空隙避免应力集中。但在实际应用中并未取得良好的应用效果。因为以往在涂料制备中，人们广泛的使用高速混合机进行混合，但不同粒径大小的真石漆砂会因重力大小发生沉降，反而造成了级配预想目标相悖的效果，形成了更多因粒径分布不均造成的空隙，抗风裂耐冲击能力因此反而大幅下降，而适得其反。
[0010]
进一步的，所述步骤二氯丁胶乳占聚氨丙烯酸酯乳液的重量比例为15~20%，捏合机主轴转速为20~25r/min，副轴为10~15r/min、蒸汽压力0.4~0.45mpa，捏合时间5~10分钟。
[0011]
v型混合机是由两个圆筒成v字形焊接起来的容器组成，容器的形状相对于轴是非对称的。由于回转运动，粉粒体在倾斜圆筒中，连续地反复交替、分割、合并。物料随机地从一区传递到另一区，同时砂粒子间产生滑移，进行空间多次叠加，砂粒子不断分布在新产生的表面上，这样反复进行剪切、扩散运动，从而真正达到均匀的混合，而不是仅通过旋转，造成重力沉降造成级配粒径分布不均。
[0012]
进一步的，所述步骤三的分散剂由硬脂酸锌、三乙醇胺重量比为2∶1的混合物。
[0013]
分散剂、硬脂酸锌、三乙醇胺还可以作为胶乳用活性剂，能直接加入胶乳中，可以中和陶土的酸性，增加制品的气密性和耐撕裂性，并且有分散剂的作用。
[0014]
进一步的，其中所述步骤三的消泡剂为有机硅消泡剂tego 825、有机硅消泡剂tego 8030的其中一种。
[0015]
进一步的，所述步骤三的促进剂为乙烯硫脲、n,n'
‑
二乙基硫脲、异丙元酸钠、三甲基硫脲、乙醛氨（1
‑
氨基乙醇）中的一种或多种。
[0016]
进一步的，所述步骤三按重量份数计，共混漆浆150~250、丙二醇苯醚5~15、促进剂3~5、消泡剂1~3、分散剂7~9、处理后的彩砂1000~1100。
[0017]
聚氨酯乳液为将反应釜、搅拌器和加热锅组装好，在反应釜中加入正丁醇并升温至95℃，然后将0.2~0.5phr的过氧化苯甲酰溶解于甲基丙烯酸甲酯34~41phr、丙烯酸羟乙酯15~24phr、丙烯酸5~10phr、丙烯酸丁酯12~14phr和十二硫醇0.5~2phr的混合液，并滴加到烧瓶中，滴加时间2~4h，控温95℃，滴加完毕并保温0.5~1h降温至60℃以下，滴加热减压脱除部分溶剂，滴加异佛尔酮二异氰酸酯15~12份，搅拌均匀后静置20~30min，加三乙胺，调节ph值至7.5~8.0，加水稀释至20~25%的固含量，即得聚氨酯丙烯酸酯乳液。
[0018]
进一步的，所述步骤二氯丁胶乳为ph值为11~12，固含量为48%~50%，胶乳粒径为50~190 mm的阳离子氯丁胶乳，所述聚氨酯丙烯酸酯乳液的固含量为20~25%。
[0019]
混合漆浆具有良好的气密性、抗水性、粘接性及耐候性、耐化学性和等性能，一定程度上，避免风空气的渗入。
[0020]
本发明耐冲击互穿网络防腐涂料的制备方法，其技术关键之一是利用了氯丁胶乳和聚氨酯丙烯酸酯乳液，氯丁组分与聚氨酯溶度参数相近，极性相似，可以相互匹配相互促进，由于彩砂通过交联剂表面改性，降低其表界面能，且交联剂又可以促进氯丁胶乳交联与聚氨酯丙烯酸酯乳液形成统一的交联网络结构，进而使涂料具有更高的冲击强度和抗风裂良好的综合性能。
[0021]
本发明的有益效果是：本发明使用氯丁胶乳与聚氨酯丙烯酸酯乳液共混，通过交联剂对彩砂表面处理，其中氯丁橡胶颗粒起应力集中点的作用，氯丁弹性相的存在使受应力材料产生这些变形过程，能显著地提高断裂时的能量吸收，可增加交联的玻璃状聚合物以剪切机理屈服，能阻止真石漆在长时间大风吹击的疲劳破坏开裂，并能抑制微小裂纹的扩展延伸，其次，本发明才采用尺寸次第有序的堆积比例的彩砂，而且在v型转鼓式混合机中混合，达到事半功倍的效果，可以形成致密的尺寸堆积，尽量避免彩砂之间形成孔隙，进而避免应力集中，从而具有较好的抗风裂耐冲击性能。尤其是在尺寸次第堆砌的基础之上，添加镜铁矿其效果在基础之上增加，极有可能源自于镜铁矿的片层结构，在沙砾间形成“格栅”，通过界面区使填料与基体树脂结合成一个整体，并通过它传递应力，有完整的粘接面，能均匀地传递应力，通过表面处理使交联剂表面处理的彩砂界面，在聚氨酯丙烯酸酯与氯丁胶有机相协作下阻止裂纹扩展和减缓应力集中的作用，即起到松弛作用，进而表现出耐冲击耐大风吹、抗风裂的效果，同时镜铁矿的片层结构、以及氯丁胶乳与聚氨酯丙烯酸酯乳液共混以及彩砂的表面处理提高了真实漆面的致密性，减弱了风进入漆面。
[0022]
相比现有技术本发明具有如下优点：本发明公开的真石漆的装饰效果好，具有真石的质感是采用天然石质彩砂，耐候性好，保证真石漆的耐候效果，无需复杂的结构形式，按照一般通用真石漆施工，具有良好的抗风裂性耐冲击性能，并且物理化学性能满足耐水，耐酸，附着力好，涂膜坚硬耐冲击的要求，在既满足真石漆表面的粗糙质感和使用性能的同时，具有良好的抗风裂耐冲击性能，适用于大风、低压、风沙的地理环境使用，产品寿命长。
具体实施方式
[0023]
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
[0024]
实施例1首先、彩砂的表面处理：将彩砂送入转鼓式混合机，加入交联剂，处理完成后卸料，所述步骤一的分散剂由双
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[γ
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(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、双
‑
[γ
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（三乙氧基硅）丙基]
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二硫化物重量比为2∶1的混合物，转鼓式混合机的转速为20r/min，强制搅拌桨的转速在950r/min，交联剂占彩砂的重量比例为3%，彩砂为10~20目雪花白砂20∶20~40目大理石40∶20~40目石英砂80∶40~80目镜铁矿5∶80~120目地板黄2的重量比例通过转鼓式混合机均匀混合即得；其次、共混漆浆的制备：在捏合机中加入氯丁胶乳，投入聚氨酯丙烯酸酯乳液，均
匀混合，氯丁胶乳占聚氨丙烯酸酯乳液的重量比例为20%，捏合机主轴转速为25r/min，副轴为15r/min、蒸汽压力0.45mpa，捏合时间10分钟；最后、漆浆混合：将共混漆浆、丙二醇苯醚、促进剂、消泡剂、分散剂和处理后的彩砂转鼓式混合机混合均匀，转鼓式混合机的转速为20r/min，强制搅拌桨的转速在950r/min,得抗风裂耐冲击真石漆，按重量份数计，共共混漆浆250、丙二醇苯醚15、促进剂乙烯硫脲、5、促进剂5、消泡剂3、分散剂9、处理后的彩砂1100，分散剂由硬脂酸锌、三乙醇胺重量比为2∶1的混合物，消泡剂为有机硅消泡剂tego 825氯丁胶乳为长寿crl50lk阳离子氯丁胶乳其ph值为11，固含量为48%，胶乳粒径为50~190 mm，所述聚氨酯丙烯酸酯乳液的固含量为20%。聚氨酯乳液为将反应釜、搅拌器和加热锅组装好，在反应釜中加入正丁醇并升温至95℃，然后将0.5phr的过氧化苯甲酰溶解于甲基丙烯酸甲酯41phr、丙烯酸羟乙酯24phr、丙烯酸10phr、丙烯酸丁酯14phr和十二硫醇2phr的混合液，并滴加到烧瓶中，滴加时间4h，控温95℃，滴加完毕并保温1h降温至60℃以下，滴加热减压脱除部分溶剂，滴加异佛尔酮二异氰酸酯12份，搅拌均匀后静置30min，加三乙胺，调节ph值至8.0，加水稀释至20%的固含量，加入水重量0.04%的xh
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5008h，即得聚氨酯丙烯酸酯乳液。雪花白砂宿松廖河、硅谷石英砂凤阳大庙、地板黄湖北铁山、轩郎大理石砂安庆破凉、芜湖繁昌镜铁矿。
[0025]
产品性能：容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态、施工性喷涂无困难、涂料冻融循环储存稳定性3次试验后，无结块、凝聚及组成物的变化、涂料热储存稳定性1月试验后，无结块、霉变、凝聚及组成物的变化、初期干燥抗风裂性于燥时间（表干），3h无裂纹；耐水性96h涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化耐碱性96h涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，颜色轻微变化；耐冲击性涂层无裂纹、剥落及明显变形；粘结强度标准状态0.74mpa、浸水后0.58mpa；耐人工老化性500h涂层无起鼓、开裂、剥落，粉化0级，变色＜1级。
[0026]
实施例2第一、表面处理彩砂：将彩砂送入转鼓式混合机，加入交联剂，处理完成后卸料，所述步骤一的分散剂由双
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[γ
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(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、双
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[γ
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（三乙氧基硅）丙基]
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二硫化物重量比为2∶1的混合物，步骤一转鼓式混合机的转速为15r/min，强制搅拌桨的转速在800r/min，交联剂占彩砂的重量比例为2%，彩砂为10~20目雪花白砂20∶20~40目大理石40∶20~40目石英砂80∶40~80目镜铁矿5∶80~120目地板黄2的重量比例通过转鼓式混合机均匀混合即得，其中转鼓式混合机的转速为15r/min，强制搅拌桨的转速在800r/min；第二、制备共混漆浆：在捏合机中加入氯丁胶乳，投入聚氨酯丙烯酸酯乳液，均匀混合，氯丁胶乳占聚氨丙烯酸酯乳液的重量比例为15%，捏合机主轴转速为20r/min，副轴为10r/min、蒸汽压力0.4mpa，捏合时间5分钟；第三、漆浆混合：将共混漆浆、丙二醇苯醚、促进剂、消泡剂、分散剂和处理后的彩砂转鼓式混合机混合均匀，得抗风裂耐冲击真石漆，按重量份数计，共混漆浆150、丙二醇苯醚5、促进剂n,n'
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二乙基硫脲、异丙元酸钠、三甲基硫脲、乙醛氨（1
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氨基乙醇）中的重量计四均等分的混合物3、消泡剂1、分散剂7、处理后的彩砂1000，分散剂由硬脂酸锌、三乙醇胺重量比为2∶1的混合物，消泡剂为有有机硅消泡剂tego 8030，氯丁胶乳为大同crl50阳离子氯丁胶乳其ph值为12，固含量为50%，胶乳粒径为50~190 mm，所述聚氨酯丙烯酸酯乳液的固含量为25%。
[0027]
聚氨酯乳液为将反应釜、搅拌器和加热锅组装好，在反应釜中加入正丁醇并升温
至95℃，然后将0.2phr的过氧化苯甲酰溶解于甲基丙烯酸甲酯34phr、丙烯酸羟乙酯15phr、丙烯酸5phr、丙烯酸丁酯12phr和十二硫醇0.5phr的混合液，并滴加到烧瓶中，滴加时间2，控温95℃，滴加完毕并保温0.5h降温至60℃以下，滴加热减压脱除部分溶剂，滴加异佛尔酮二异氰酸酯12份，搅拌均匀后静置20min，加三乙胺，调节ph值至8.0，加水稀释至25%的固含量，再加入水重量0.02%的xh
‑
5008h，即得聚氨酯丙烯酸酯乳液。雪花白砂宿松廖河、硅谷石英砂凤阳大庙、地板黄湖北铁山、轩郎大理石砂安庆破凉、芜湖繁昌镜铁矿。
[0028]
产品性能：容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态、施工性喷涂无困难、涂料冻融循环储存稳定性3次试验后，无结块、凝聚及组成物的变化、涂料热储存稳定性1月试验后，无结块、霉变、凝聚及组成物的变化、初期干燥抗风裂性于燥时间（表干），3h无裂纹；耐水性96h涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化；耐碱性96h涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，颜色轻微变化；耐冲击性涂层无裂纹、剥落及明显变形；粘结强度：标准状态0.71mpa、浸水后0.53mpa；耐人工老化性500h涂层无起鼓、开裂、剥落，粉化0级，变色＜1级。
[0029]
注：参考低温贮存稳定性将主涂料试样装入1l的玻璃容器（高130mm，直径110mm，壁厚为0.23mm）内至110mm高度处，密封后放入
‑
5℃的低温箱内18h，取出后在23℃的条件下放置6h；如此循环操作3次后，打开容器盖，轻轻搅拌内部试样，试样应无结块无疑聚及组成物的变化；热贮存稳定性将主涂料试样装入与本标准低温贮存稳定性相同的容器内，至110mm高度处。密封后放入50℃的恒温箱内，1个月后取出，打开容器盖，轻轻搅拌内部试样，试样应无结块，无霉变、无凝聚及组成物的变化；抗风裂性装置由风机、风洞和试架组成，风洞截面为16m2正方形；用能够获得10m/s以上风速的风机送风，使风速控制为12m/s，风洞内气流速度用热球式或其他风速计测量；干燥时间按gb/t1728
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1979漆膜、腻子膜干燥时间测定法标准中表干乙法的规定进行，每间1h隔测试1次；耐水性按gb/t1733
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1993漆膜耐永性测定法标准中甲法的规定进行，试板浸于gb/t6682
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1992分折实验室用水规格和试验方法标准中规定的三级水中。试验结束后，取出试板，用滤纸轻轻吸干附着板面上的水；在标准环境中放置3h后，观察表面状态。三块试板中应有二块试板无发现起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比，允许颜色轻微变化；耐碱性按gb/t9265
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1988建筑涂料涂层耐碱性的测定的规定进行；试验结束后，取出试板，用水小心清洗板面，用滤纸轻轻吸干附着板面上的水，在标准环境中放置3h后，观察表面状态，三块试板中应有两块试板无发现起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分相比允许颜色轻微变化；耐冲击性依次按产品说明书规定用量的底涂料、主涂料和面涂料涂布于试板表面，在标准环境中养护14d。将试件紧贴于厚度为20mm的标准砂上面，然后把直径50mm，重量为530g的球形砝码从高度300mm处自由落下，在一块试板上选择各相距50mm的三个位置进行；用肉眼观察试板表面，应无裂纹、剥落及明显变形；涂层耐温变性依次按产品说明书规定用量的底涂料、主涂料和面涂料涂布于试板表面，在标准环境中养护14d，按jg/t25
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1999建筑涂料涂层耐冻融循环性能测定法的规定进行，三块试板中至少应有两块试板无发现粉化、开裂、剥落、起鼓及明显变色；标准状态下黏结强度试金属型框置于70mm
×
70mm
×
20mm砂浆块上，将主涂料填满型框（面积40mm
×
40mm），用刮刀平整表面，立即除去型框，即为试板，在标准环境中养护14d；此项试验做5个试板为一组。在养护期第十天将试板置于水平状态，用环氧树脂101黏结剂均匀涂布于试样表面，并在其上面放钢质上夹具，加1kg砝码；除去周围溢出的黏结剂，放置72h，除去砝码养护14d后，在拉力试
验机上，按gb/t9779
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1988复层建筑涂料的方法，沿试件表面垂直方向，5mm/min的拉伸速度测定最大抗拉强度，即黏结强度浸水后黏结强度，同时制作5个试板，养护14d，将试件水平置于水槽底部标准砂gb/t17671
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1999水泥胶砂强度检验方法标准要求上，然后注水到水面距离砂浆块表面5mm处，静置10d后，取出，试件侧面朝下，在50℃恒温箱内干燥24h，再置于标准环境中24h，然后测定浸水后的黏结强度。