一种多功能外墙多彩涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种多功能外墙多彩涂料及其制备方法。


背景技术：

2.应用在建筑外墙中的多彩仿石涂料主要有水包水和水包砂等产品，外观效果不仅能与传统的花岗岩石等装饰材料相媲美，在重量上还比花岗岩石更加轻便，减少了作为外墙装饰材料对于高空坠落的安全隐患，同时也可以减少对于花岗岩石等石材资源的开发和消耗，因此受到了极大欢迎。
3.然而常用于户外尤其是外墙涂料，涂料不单单起到装饰作用，还可以有效降低建筑物的温度，减少能耗。但是多彩仿石涂料用于外墙例如水包砂，由于含有大量砂，彩点比重过高，不利于长期稳定储存(保质期一般在6个月左右)，存储时间过长彩点就会发生沉降积聚在在底部，互相挤压，导致涂料不能继续使用，此外其作为外墙涂料的隔热效果差以及在经历暴晒或霜冻，特别在昼夜温差大的地区，涂覆上述涂料的墙体会出现微小裂纹难以适应温度变化。
4.针对上述彩点沉积问题，传统技术中尝试添加大量的触流变助剂如膨润土，对于涂料产品仿沉降有一定效果，但同时又会使涂料产品遇水发白严重；也有尝试减少涂料中砂石的用量，但是仿沉降效果不明显，还削弱了整体图层仿石质感效果；还有尝试向涂料原料添加中空玻璃珠，但中空玻璃珠机械稳定性差，常常因生产搅拌环节把玻璃珠打碎，且加入中空玻璃珠最终涂料产品的防沉降效果也没有较大提升。
5.针对上述隔热效果差的问题，传统技术采用热反射技术来解决上述隔热效果差的问题，但热反射技术对于涂层的耐污性能非常严格，如果涂层表面积聚灰尘，那么热反射技术效果将会大大削弱。
6.针对上述温差较大问题，传统技术向涂料搭配一定的弹性乳液使其具有一定的弹性和柔韧性去适应温度的变化，但添加弹性乳液会导致水包砂涂料体系的稳定性变差。


技术实现要素：

7.基于此，有必要提供一种能够提高柔韧性、稳定性以及隔热效果的多功能外墙多彩涂料及其制备方法和应用。
8.本发明提供了一种涂料，以重量份数计，包括50～65份的含砂基础漆、15～25份的连续相乳液以及15～25份的含保护胶a的水溶液；
9.所述含砂基础漆，以重量份数计，包括基础漆80～95份和砂石35～45份，其中，所述基础漆，以重量份数计，包括膨胀微球3～6份、纤维素0.8～1.3份、杀菌剂a 0.1～0.2份、防霉剂0.1～0.2份、防冻剂0.1～1份、钛白粉0.1～1份、高岭土8～20份、乳液a 20～25份、成膜助剂a 1～2份、增稠剂a 0.1～0.5份、含保护胶b的水溶液8～12份以及水35～50份，所述基础漆的ph值为8～9.5；
10.所述连续相乳液包括杀菌剂b 0.2～1份、消泡剂0.1～0.2份、成膜助剂b 0.8～2
份、乳液b 50～65份、增稠剂b 0.1～0.5份以及水20～40份，所述连续相乳液的ph为8.5～9.5；
11.所述含保护胶a的水溶液中保护胶a的质量分数为1％～10％。
12.在其中一个实施例中，所述膨胀微球的密度为36kg/m3～40kg/m3。
13.在其中一个实施例中，所述膨胀微球的粒径为20μm～55μm。
14.在其中一个实施例中，含保护胶b的水溶液中保护胶b的质量分数为8％～12％。
15.在其中一个实施例中，所述保护胶a和所述保护胶b为硅酸镁锂。
16.在其中一个实施例中，所述乳液a和乳液b各自独立地选自纯丙乳液和硅丙乳液中的至少一种。
17.在其中一个实施例中，所述纤维素为羟乙基纤维素醚。
18.本发明还提供了一种涂料的制备方法，包括如下步骤：
19.s1、按照如上述的涂料的原料配方备料；
20.s2、分别制备所述含砂基础漆、所述连续相乳液以及所述含保护胶a的水溶液；
21.s3、将所述含砂基础漆加入所述含保护胶a的水溶液中，造粒后加入所述连续相乳液，搅拌均匀。
22.在其中一个实施例中，在步骤s2中含砂基础漆的制备方法，包括如下步骤：混合水、所述纤维素、所述杀菌剂a、所述防霉剂、所述防冻剂、所述钛白粉和所述高岭土，调节ph值至8～9.5后，进行第一次搅拌，再加入所述乳液a、所述膨胀微球、所述成膜助剂a、所述增稠剂a和所述含保护胶b的水溶液，进行第二次搅拌，搅拌完成放置10小时～14小时后，加入所述砂石。
23.本发明还提供一种涂料在制备建筑墙壁装饰中的应用。
24.通过在涂料体系中加入膨胀微球，膨胀微球在涂料体系中实现均匀分散，可以降低涂料中含砂彩点的密度，使彩点在保护胶以及连续相中具有良好的稳定性。此外膨胀微球的加入也会使涂层变的蓬松，提高涂层隔热保温效果。进一步地，该膨胀微球与普通非弹性乳液也有很好的相容性，相互作用增强，既能提高涂料的柔韧性还能提高其附着力。
具体实施方式
25.本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
27.本发明中的词语“优选地”、更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。
此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
28.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.本发明提供了一种涂料，以重量份数计，包括50～65份的含砂基础漆、15～25份的连续相乳液以及15～25份的含保护胶a的水溶液，含保护胶a的水溶液中保护胶a的质量分数为1％～10％。
31.优选地，上述涂料以重量份数计，包括55～65份的含砂基础漆、18～22份的连续相乳液以及18～22份的含保护胶a的水溶液，含保护胶a的水溶液中保护胶a的质量分数为3％～8％。
32.含砂基础漆，以重量份数计，包括基础漆80～95份和砂石35～45份，其中，基础漆，以重量份数计，包括膨胀微球3～6份、纤维素0.8～1.3份、杀菌剂a 0.1～0.2份、防霉剂0.1～0.2份、防冻剂0.1～1份、钛白粉0.1～1份、高岭土8～20份、乳液a 20～25份、成膜助剂a 1～2份、增稠剂a 0.1～0.5份、含保护胶b的水溶液8～12份以及水35～50份，所述基础漆的ph值为8～9.5。
33.优选地，上述含砂基础漆，以重量份数计，包括基础漆85～95份和砂石38～42份，其中，基础漆，以重量份数计，包括膨胀微球3～6份、纤维素1～1.3份、杀菌剂a 0.1～0.2份、防霉剂0.1～0.2份、防冻剂0.4～1份、钛白粉0.3～0.8份、高岭土8～18份、乳液a 20～25份、成膜助剂a 1～1.5份、增稠剂a 0.1～0.3份、含保护胶b的水溶液8～10份以及水35～45份，所述基础漆的ph值为8.5～9.5。
34.优选的，上述含保护胶b的水溶液中保护胶b的质量分数为8％～12％。
35.具体地，利用ph调节剂a调节基础漆的ph值为8～9.5，进一步地，以重量份数计，ph调节剂a 0.1～0.2份。
36.连续相乳液包括杀菌剂b 0.2～1份、消泡剂0.1～0.2份、成膜助剂b 0.8～2份、乳液b 50～65份、增稠剂b 0.1～0.5份以及水20～40份，所述连续相乳液的ph为8.5～9.5。
37.优选地，上述连续相乳液包括杀菌剂b 0.2～0.8份、消泡剂0.1～0.2份、成膜助剂b 0.8～1.5份、乳液b 50～60份、增稠剂b 0.1～0.3份以及水30～35份，所述连续相乳液的ph为8.5～9.5。
38.具体地，利用ph调节剂b调节连续相乳液的ph值为8～9.5，进一步地，以重量份数计，ph调节剂b 0.1～0.2份。
39.膨胀微球为热塑性空心聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的液态烷烃气体组成。
40.在一个具体示例中，膨胀微球的密度为36kg/m3～40kg/m3。
41.可以理解地，上述膨胀微球的密度可以但不限于是36kg/m3、37kg/m3、38kg/m3、39kg/m3或40kg/m3。
42.进一步地，膨胀微球的粒径为20μm～55μm。
43.可以理解地，上述膨胀微球的粒径可以但不限于是20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或55μm。
44.在一个具体示例中，所述砂石目数为80～100，优选地砂石目数为90。
45.在一个具体示例中，保护胶a和保护胶b为硅酸镁锂。
46.在一个具体示例中，乳液a和乳液b各自独立地选自纯丙乳液和硅丙乳液中的至少一种。
47.在一个具体示例中，杀菌剂a和杀菌剂b为异噻唑啉酮。
48.在一个具体示例中，纤维素为羟乙基纤维素醚。
49.在一个具体示例中，成膜助剂a和成膜助剂b为醇酯十二。
50.在一个具体示例中，增稠剂a和增稠剂b为碱溶性乳液型增稠剂。
51.在一个具体示例中，消泡剂为聚醚酯。
52.在一个具体示例中，防霉剂为苯并异噻唑啉酮。
53.在一个具体示例中，防冻剂为二元醇，优选地防冻剂为丙二醇。
54.在一个具体示例中，ph调节剂a和ph调节剂b为氨甲基丙醇。
55.通过在涂料体系中加入膨胀微球，膨胀微球在涂料体系中实现均匀分散，可以降低涂料中含砂石彩点的密度，使彩点在保护胶以及连续相中稳定性良好，彩点能均匀地分散在体系中，不易被挤压，能长时间存储，且在运输过程中稳定性提高；添加该微球后，防沉降流变助剂用量也可以大幅减少或不添加，可以减低因流变助剂的添加而带来的遇水发白问题。
56.此外膨胀微球的加入也会使涂层变的蓬松，提高涂层隔热保温效果，因此相同质量下本发明的涂料比传统的水包砂多彩仿石涂层更厚，从而达到隔热保温效果。本发明中所指的隔热效果，并不是指传统的利用特殊颜料填料制作对太阳能量有一定反射的涂层，而是指通过物理阻隔而达到的隔热效果。
57.进一步地，该膨胀微球与普通非弹性乳液也有很好的相容性，相互作用增强，既能提高涂料的柔韧性还能提高其附着力。
58.本发明还提供一种涂料的制备方法，包括如下步骤：
59.步骤s1、按照如上述的涂料的原料配方备料；
60.步骤s2、分别制备含砂基础漆、连续相乳液以及含保护胶a的水溶液；
61.步骤s3、将含砂基础漆加入含保护胶a的水溶液中，造粒后加入连续相乳液，搅拌均匀。
62.具体地，含砂基础漆的制备方法，包括如下步骤：反应釜中加入水后，搅拌过程中缓慢加入纤维素，再按顺序依次加入杀菌剂a、防霉剂、防冻剂、钛白粉、高岭土和ph调节剂a，调节ph值至8～9.5后，第一搅拌的转速800r/m～1200r/m高速第一次搅拌15～25分钟后，再降低转速进行第二次搅拌，转速为400r/m～800r/m，再加入乳液a、膨胀微球、成膜助剂a、增稠剂a和含保护胶b的水溶液，第二次搅拌时间15分钟～25分钟，放置10小时～14小时待
其完全稳定后，加入砂石。
63.优选地，含砂基础漆的制备方法，包括如下步骤：反应釜中加入水后，搅拌过程中按缓慢加入纤维素，再按顺序依次加入杀菌剂a、防霉剂、防冻剂、钛白粉、高岭土和ph调节剂a，调节ph值至9后，转速超过1000r/m高速搅拌20分钟后，再降低转速为600r/m，再加入乳液a、膨胀微球、成膜助剂a、增稠剂a和含保护胶b的水溶液，搅拌20分钟，放置12小时待其完全稳定后，加入砂石。
64.具体地，连续相乳液的制备方法，包括如下步骤：反应釜中依次加入水、杀菌剂b、消泡剂、ph调节剂b、成膜助剂b、乳液b、增稠剂b，调节ph值至8～9.5，转速为400r/m～800r/m搅拌15～25分钟。
65.优选地，连续相乳液的制备方法，包括如下步骤：反应釜中依次加入水、杀菌剂b、消泡剂、ph调节剂b、成膜助剂b、乳液b、增稠剂b，调节ph值至9，转速为600r/m搅拌20分钟。
66.具体地，含保护胶a的水溶液的制备方法，包括如下步骤：将水与保护胶a混合，搅拌30分钟～50分钟。
67.优选地，上述搅拌时间为40分钟。
68.本发明还提供一种涂料的应用，涂料在制备建筑墙壁装饰中的应用。
69.以下提供具体的实施例对本发明的涂料及其制备方法作进一步详细地说明。
70.以下具体实施方式所涉及到的原料，若无特殊说明，均可来源于市售。
71.保护胶a与保护胶b为硅酸镁锂采购自byk公司；型号为s
‑
482。
72.增稠剂a与增稠剂b为碱溶性乳液型增稠剂，采购自罗门哈斯，型号为tt
‑
935。
73.膨胀微球为诺力昂公司的expancel we系列产品，型号为461we 40d36。
74.空心玻璃微珠为中钢集团马鞍山矿院新材料科技有限公司产品，型号为38p5500
75.纤维素为亚什兰产品，型号为250hhbr。
76.乳液a为上海昭和高分子有限公司产品，型号为4765.
77.乳液b为万华化学产品，型号为8087.
78.实施例1
79.本实施例提供一种涂料，以重量份数计，包括含砂基础漆60份、连续相乳液20份以及质量分数为5％的保护胶a组合物20份；该含砂基础漆，以重量份数计，包括如下原料组分基础漆89.2份，90目砂石40份。
80.基础漆，以重量份数计，包括膨胀微球4份、水40份、羟乙基纤维素醚1.2份、异噻唑啉酮0.1份、苯并异噻唑啉酮0.1份、丙二醇0.7份、氨甲基丙醇0.1份、钛白粉0.5份、高岭土10份、纯丙乳液23份、醇酯十二1.2份、碱溶性乳液型增稠剂0.2份，以及质量分数为10％的硅酸镁锂水溶液8份。
81.连续相乳液，以重量份数计，包括水30份、硅丙乳液55份、异噻唑啉酮0.5份、聚醚酯0.1份、氨甲基丙醇0.2份、醇酯十二1份，以及碱溶性乳液型增稠剂0.2份。
82.保护胶a的水溶液是质量分数为5％的硅酸镁锂水溶液。
83.本实施例涂料以及各原料的制备方法如下：
84.含砂基础漆的制备：
85.含砂基础漆的制备方法，包括如下步骤：反应釜中加入水后，搅拌过程中按缓慢加入纤维素，再按顺序依次加入杀菌剂a、防霉剂、防冻剂、钛白粉、高岭土和ph调节剂a，调节
ph值至9后，转速超过1000r/m高速搅拌20分钟后，再降低转速为600r/m，再加入乳液a、膨胀微球、成膜助剂a、增稠剂a和保护胶b，搅拌20分钟。放置12小时待其完全稳定后，加入砂石。
86.连续相乳液的制备：
87.连续相乳液的制备方法，包括如下步骤：反应釜中依次加入水、杀菌剂b、消泡剂、ph调节剂b、成膜助剂b、乳液b、增稠剂b，调节ph值至9，转速为600r/m搅拌20分钟。
88.保护胶a的水溶液的制备：混合水和保护胶a制备质量分数为5％的硅酸镁锂水溶液。
89.涂料制备：
90.按照本实施例配方比例，将含砂基础漆加入保护胶a的水溶液中，造粒后加入连续相乳液，搅拌均匀。
91.实施例2～实施例3
92.与实施例1含砂基础漆的原料中各组分含量不同，其他原料与制备方法和实施例1相同。
93.对比例1
94.对比例1其他原料与制备方法与实施例1均相同，区别在于含砂基础漆中不添加膨胀微球以及纯丙乳液，加入了水性膨润土以及弹性乳液。
95.对比例2
96.对比例2其他原料与制备方法与实施例1均相同，区别在于含砂基础漆中不添加膨胀微球，加入了水性膨润土。
97.对比例3
98.对比例3其他原料与制备方法与实施例1均相同，区别在于含砂基础漆中不添加膨胀微球，加入了较多纯丙乳液。
99.对比例4
100.对比例4其他原料与制备方法与实施例2均相同，区别在于含砂基础漆中添加空心玻璃微珠为中钢集团马鞍山矿院新材料科技有限公司产品，型号为38p5500，密度0.38g/cm3，粒径40um
101.上述各实施例以及对比例的含砂基础漆原料的成分如表1所示。
102.表1实施例1～3与对比例1～4的含砂基础漆原料的成分表
103.[0104][0105]
性能测试以及结果分析。
[0106]
涂层遇水发白测试：在15cm
×
50cm的玻璃板上用1000μm湿膜制备器分别制出实施例和对比例的涂料漆膜，常温干燥7天后将三分一漆膜浸泡在自来水中，浸泡30min后观察漆膜发白情况。
[0107]
柔韧性测试方法按照gb/t9779
‑
2015中6.21的规定进行。
[0108]
热储存稳定性测试方法为将样品放于1l密封良好的塑料容器中，容器中留有10％空间，密封后放入50℃恒温干燥箱中，14天后取出，在25℃下放置1天后观察容器状态，观察是否有分层、渗色状态。
[0109]
隔热效果测试方法为取1.3kg涂料材料，喷涂在1m2的平板上，喷涂两遍使涂料均匀喷在平板上，待干燥后，用红外灯对已被喷涂平板和空白平板进行均匀照射，达到规定时间后，用红外热像仪分别测量出已被喷涂平板和空白平板的两面平均温度，计算出涂料样品的隔热温差。
[0110]
隔音效果测试方法为取7.8kg的涂料材料，喷涂6块面积为1m2的正方形平板上，喷涂两遍使涂料均匀喷在平板上，待干燥后，将6块正方形平板涂层向内制成一个1m3的正方体(正方上盖可开合)，将相同音量的扩声器悬于正方体正中，盖上上盖后，在正方体四周围
摆上分贝测试仪，记录数据，得出隔音效果评价。实施例1
‑
3和对比例1
‑
4中所得涂料的性能测试结果如表2所示。
[0111]
表2实施例1
‑
3和对比例1
‑
4中所得涂料的性能测试结果
[0112][0113]
实施例1和对比例1的测试结果比较后可知，膨胀微球可以在一定程度上替代弹性乳液在体系中提供的柔韧性；实施例2和对比例2的测试结果比较后可见，即使在高颜料体积浓度(pvc)的情况下，加入膨胀微球依然能让产品有良好的抗开裂性能。实施例3和对比例3的测试结果比较后可见，由于加入了膨胀微球，在使用普通纯丙乳液、pvc不高的情况下，加入50份砂石时，实施例3显示的热稳定性比不加入膨胀微球的对比例3性能要优异，实施例2和对比例4测试结果比较可知，膨胀微球能明显改善多彩的防沉降性，且防沉降性能好于空心玻璃微珠。因添加了膨胀微球，改善了沉降性，不用添加水性膨润土等防沉剂，明显改善产品的耐水白性。
[0114]
实施例1
‑
3使用了膨胀微球后，在柔韧性、热存储稳定性、隔热效果以及隔音效果都比对比例优异，在一定程度上提升了涂料的整体性能，使其成为兼顾多功能且性能优异的多彩涂料。
[0115]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0116]
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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。