一種包含水性染色彩砂的砂壁狀涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種包含水性染色彩砂的砂壁狀涂料及其制備方法。目前的一種以水玻璃和樹脂乳液復(fù)合的染色劑染石英砂而得水性染色彩砂的方法，由于該方法過于復(fù)雜，在用縮合磷酸鋁固化時(shí)操作不可控，從而帶來最終產(chǎn)品不夠穩(wěn)定，同時(shí)亦不環(huán)保。本發(fā)明的砂壁狀涂料，其包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分：基礎(chǔ)漿料260?320份，水性染色彩砂680?740份；所述的水性染色彩砂包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分：碎石石料1000份，水性復(fù)合染色劑120份；其中，所述的碎石石料為石英砂。本發(fā)明的水性染色彩砂，縮短了砂壁狀涂料的生產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種包含水性染色彩砂的砂壁狀涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及建筑涂料領(lǐng)域，具體地說是一種包含水性染色彩砂的砂壁狀涂料及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 砂壁狀建筑涂料主要由天然彩砂和丙烯酸乳液制成，是一種裝飾效果酷似大理 石、花崗巖的涂料，應(yīng)用于建筑外墻的仿石材效果，也稱仿石漆。用其裝修后的建筑物，具有 天然真實(shí)的自然色澤，給人以高雅、和諧、莊重之美感，適合于各類建筑物的室內(nèi)外裝修。特 別是在曲面建筑物上裝飾，生動(dòng)逼真，有一種回歸自然的效果。砂壁狀建筑涂料具有防火、 防水、耐酸堿、耐污染、無毒、無味、粘接力強(qiáng)、永不褪色等特點(diǎn)，能有效地阻止外界惡劣環(huán)境 對(duì)建筑物侵蝕，延長建筑物的壽命，所以在市場(chǎng)上得于大量的推廣和應(yīng)用。砂壁狀建筑涂料 的主要性能取決于丙烯酸乳液的性能和彩砂的穩(wěn)定性，彩砂的性能決定了砂壁狀涂料的性 能，彩砂顏色的穩(wěn)定決定了砂壁狀涂料生產(chǎn)調(diào)色的時(shí)間，影響砂壁狀涂料的生產(chǎn)效率。
[0003] 彩砂由于有著鮮艷的顏色、穩(wěn)定的性能等優(yōu)點(diǎn)大量用于仿石漆中。彩砂的顏色穩(wěn) 定與否決定了砂壁狀涂料的生產(chǎn)效率。彩砂作為仿石漆主要材料，一般分為天然彩砂和人 工彩砂兩種。自2000年來，隨著砂壁狀建筑涂料的興起，天然彩砂的資源日益枯竭，彩砂的 顏色參差不齊，給生產(chǎn)調(diào)色帶來很大的困難，調(diào)色時(shí)間長，功效低。而2012年開始，作為天然 彩砂的主要產(chǎn)地河北等北方地區(qū)受霧霾的影響，國家強(qiáng)制關(guān)閉了大多數(shù)彩砂資源的開采， 造成了涂料行業(yè)彩砂供貨緊張。彩砂資源的匱乏無疑是對(duì)仿石漆發(fā)展的最大障礙。所以，國 內(nèi)砂壁狀涂料生產(chǎn)廠家將目光投向人工彩砂。
[0004] 人工彩砂采用自然界資源廣泛的石英砂、方解石等原料，通過不同的技術(shù)手段，在 砂子表面著色成膜，使透明的石英砂具備不同的顏色，從而制成顏色穩(wěn)定、色彩豐富的砂壁 狀涂料。
[0005] 目前人工染色彩砂主要有：一、染色砂，專利申請(qǐng)?zhí)朇N2015102155641公布了使用 丙烯酸聚氨酯作為成膜粘結(jié)劑，添加色漿著色，包裹石英砂，最后烘干而得。這種方式比較 簡(jiǎn)單，速度快，但耐水、耐化學(xué)性能和附著力等綜合性能差。同時(shí)，由于成膜劑只是在石英砂 表面包裹著色，無法滲入砂子里層，在使用過程中很容易在攪拌時(shí)因相互摩擦而脫色。而 且，由于著色劑用的是油性樹脂，在水性砂壁狀涂料中的相容性存在很大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。二、 燒結(jié)彩砂，專利申請(qǐng)?zhí)朇N2014104129789公布了一種以石英砂為原料，加入耐高溫?zé)o機(jī)顏料 和低溫陶瓷釉料作為粘結(jié)劑，經(jīng)過500-1100°C的高溫?zé)Y(jié)而得，由攪拌、預(yù)熱、煅燒和冷卻 四個(gè)階段組成，所得彩砂性能穩(wěn)定，但耗能較高，而且所用著色劑為無機(jī)陶瓷粘結(jié)劑，包裹 在石英砂表層形成薄而脆的膜。顏色受煅燒問題的影響較大，穩(wěn)定性較差。三、水性染色彩 砂，專利申請(qǐng)?zhí)朇N2015103950049公布了一種以水玻璃和樹脂乳液復(fù)合的染色劑，由該染色 劑染石英砂而得染色彩砂的方法，但由于該方法過于復(fù)雜，在用縮合磷酸鋁固化時(shí)操作不 可控，從而帶來最終產(chǎn)品不夠穩(wěn)定，同時(shí)亦不環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種耐磨性能好、 親水性強(qiáng)、與水性樹脂相容性好、顏色均勻穩(wěn)定、耐候性好，可根據(jù)顏色需要進(jìn)行生產(chǎn)的砂 壁狀涂料，其采用的水性染色彩砂解決了耐磨性差，與砂壁狀涂料中的成膜劑相容性好，僅 需常溫后低溫干燥就能滿足性能要求。用其制得的砂壁狀涂料更具親水性，與該人工彩砂 具有更強(qiáng)的相容性、更強(qiáng)仿石材效果和更高的耐候性耐沾污性，同時(shí)染色彩砂顏色更加穩(wěn) 定，可以縮短生產(chǎn)調(diào)色時(shí)間，提高功效。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種包含水性染色彩砂的砂 壁狀涂料，其包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分：
[0008] 基礎(chǔ)漿料 260-320份，
[0009] 水性染色彩砂 680-740份；
[0010] 所述的水性染色彩砂包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分：
[0011] 碎石石料 1000份，
[0012] 水性復(fù)合染色劑 120份；
[0013] 其中，所述的碎石石料為石英砂，水性復(fù)合染色劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分： 硅溶膠 450-550份， VAE 乳液 220-280 份， 水性色漿 30-50份，
[0014] pH 調(diào)節(jié)劑 0.5-1 份， 鈦白漿 5-10份， 石圭焼偶聯(lián)劑 8-15份， 軟水 180-260份。
[0015] 本發(fā)明采用的水性染色彩砂耐磨性能好，親水性強(qiáng)，與水性樹脂相容性好，顏色均 勻穩(wěn)定，耐候性好，可根據(jù)顏色需要進(jìn)行生產(chǎn)。該水性染色彩砂解決了耐磨性差的問題，與 砂壁狀涂料中的成膜劑相容性好，僅需常溫或低溫干燥就能滿足性能要求，用其制得的砂 壁狀涂料更具親水性，同時(shí)染色彩砂顏色更加穩(wěn)定，可以縮短生產(chǎn)調(diào)色時(shí)間，提高功效。
[0016] 進(jìn)一步，所述的硅溶膠優(yōu)選為模數(shù)3.0、Si02含量在25-30 %的中性硅溶膠，pH調(diào)節(jié) 劑優(yōu)選為AMP95，硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選為KH550。
[0017] 進(jìn)一步，所述的基礎(chǔ)漿料包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分： 軟水 7:3-88. 5份， 殺菌防霉劑 1-2汾，
[0018] 纖維素 2-3份， 丙二醇 10-20份， 纖莫助劑 8-11份，
[0019] _ 調(diào)節(jié)劑 0.5-1 份， 硅丙乳液 150-210份。
[0020]基礎(chǔ)漿料的制備方法為：將配方量的軟水加入反應(yīng)釜中，在700-900轉(zhuǎn)/分鐘的速 度下投入纖維素，分散10-15分鐘；
[0021]在700-900轉(zhuǎn)/分鐘的速度下依次加入殺菌防霉劑、丙二醇、成膜助劑、pH調(diào)節(jié)劑， 分散10-15分鐘，在400-500轉(zhuǎn)/分鐘下加入硅丙乳液，攪拌均勻制得基礎(chǔ)漿料。
[0022]進(jìn)一步，所述的纖維素優(yōu)選為羥乙基纖維素。
[0023]進(jìn)一步，所述的成膜助劑優(yōu)選為十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一種或 幾種。
[0024] 進(jìn)一步，所述的pH調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為AMP95。
[0025] 進(jìn)一步，所述的硅丙乳液優(yōu)選為996AD，所述的殺菌防霉劑優(yōu)選為WL-3。
[0026] 進(jìn)一步，所述碎石石料的粒徑為10-20目、20-40目、40-80目、80-120目中的一種或 多種。
[0027] 上述砂壁狀涂料的制備方法，其步驟如下：將基礎(chǔ)漿料加入反應(yīng)釜中，開動(dòng)攪拌， 在100-200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下投入水性染色彩砂，控制投入速度，在10-30分鐘投完，防 止染色彩砂結(jié)塊，加完后繼續(xù)攪拌20-30分鐘得到砂壁狀涂料；
[0028] 所述水性染色彩砂的制備方法為：
[0029] A?將10-20目、20-40目、40-80目和80-120目的石英砂按的比例投入攪拌 器中，在80-120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下噴入水性復(fù)合染色劑，噴完后攪拌5-10分鐘；
[0030] B.將步驟A得到的混合料倒入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)，控制溫度在50-100°C烘干；
[0031] C.將步驟B得到的烘干料按10-20目、20-40目、40-80目、80目以上篩分分級(jí)得不同 粒徑的水性染色彩砂。
[0032]進(jìn)一步，水性復(fù)合染色劑的制備方法為：
[0033] 1)VAE乳液pH調(diào)節(jié)步驟:將VAE乳液加入軟水中，在400-500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速條件下 攪拌5-10分鐘；然后再在400-500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下緩慢滴加pH調(diào)節(jié)劑，用廣泛pH試紙測(cè) 試混合液pH值為8.5-9.5時(shí)止；
[0034] 2)添加硅溶膠步驟:在500-600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下向步驟1)得到的溶液中緩慢加 入硅溶膠、水性色漿和鈦白漿攪拌10-15分鐘；
[0035] 3)添加硅烷偶聯(lián)劑步驟:在800-1000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下向步驟2)得到的溶液中 緩慢加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌15-20分鐘，制得水性復(fù)合染色劑。
[0036]本發(fā)明具有的有益效果如下：水性染色彩砂，解決了天然彩砂資源匱乏和顏色不 穩(wěn)定的問題，從而豐富了砂壁狀涂料的色彩，同時(shí)縮短了砂壁狀涂料的生產(chǎn)時(shí)間，提高了生 產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本;砂壁狀涂料，具有良好的親水性，耐沾污性優(yōu)異，耐水性、耐候性 優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] 一種水性染色彩砂，原料配方水性復(fù)合染色劑:石英砂為120:1000(質(zhì)量比）。
[0040] 所述水性染色彩砂的制備步驟為：
[0041] A?將10-20目，20-40目，40-80目，80-120目的石英砂按的比例投入攪拌器 中，在100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下噴入配方量的水性復(fù)合染色劑，噴完后攪拌10分鐘。
[0042] B.將上述攪拌均勻的混合料倒入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)，控制溫度在80 °C下烘干20分鐘。 [0043] C.將烘干料按10-20目，20-40目，40-80目，80目以上篩分分級(jí)得不同粒徑的水性 染色彩砂。
[0044] 水性復(fù)合染色劑的原料配方為(質(zhì)量份數(shù)）：
[0045] 硅溶膠 500 VAE乳液 230 水性色漿 50 _調(diào)節(jié)劑 1
[0046] 鈦白漿 5 硅焼偶聯(lián)劑 12 軟水 252
[0047]復(fù)合染色劑的制備步驟為：
[0048] 1)VAE乳液pH調(diào)節(jié)步驟，將計(jì)量的VAE乳液(230KG)加入(252KG)水中，在400轉(zhuǎn)/分 鐘的轉(zhuǎn)速條件下攪拌5分鐘;在400轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下緩慢滴加pH調(diào)節(jié)劑（1KG)，用廣泛pH 試紙測(cè)試混合液pH值為9.0;
[0049] 2)添加硅溶膠步驟，在500-轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下向上述溶液中緩慢加入(500KG)硅 溶膠、色漿(50KG)和鈦白漿(5KG)攪拌15分鐘；
[0050] 3)添加偶聯(lián)劑步驟，在800轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下緩慢加入（12KG)硅烷偶聯(lián)劑，攪拌 15分鐘，制得水性復(fù)合染色劑。
[0051 ]本發(fā)明制得的水性染色彩砂檢測(cè)性能如下：

[0053] 實(shí)施例2
[0054]砂壁狀建筑涂料的原料配方如下（質(zhì)量份數(shù)）： 基礎(chǔ)楽料 260: 水性染色彩砂（《-_: ) 240
[0055] 水性染色彩砂（80-120目）奶0 性染色彩砂（20-40目）50
[0056] 所述砂壁狀建筑涂料的制備步驟為：
[0057]把(260KG)基礎(chǔ)漿料加入反應(yīng)釜中，開動(dòng)攪拌，在100轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下投入各 水性染色彩砂(740KG)，控制投入速度，在30分鐘投完，防止染色彩砂結(jié)塊，加完后繼續(xù)攪拌 30分鐘得到砂壁狀涂料。
[0058] 其中基礎(chǔ)漿料原料配方： 軟水 88.5 殺菌防霉劑（WL-30) 1 打維索（nBR2500) 2
[0059] 丙二:醇 10 成膜助劑（TEMNAL) 8: pH調(diào)節(jié)劑（AMP95) Q.5 硅丙乳液(996AD) 150
[0060] 基礎(chǔ)漿料的制備步驟為：
[0061 ] A.將88.5KG軟水加入反應(yīng)釜中，在700轉(zhuǎn)/分鐘的速度下投入纖維素HBR250(2KG)， 分散15分鐘。
[0062] B.在700轉(zhuǎn)/分鐘的速度下依次加入殺菌防霉劑(WL-3)，丙二醇，成膜助劑，pH調(diào)節(jié) 劑，分散10分鐘，在500轉(zhuǎn)/分鐘下加入硅丙乳液(996AD)攪拌均勻制得基礎(chǔ)漿料。
[0063]本發(fā)明制得的砂壁狀建筑涂料檢測(cè)性能如下：

[0066] 實(shí)施例3
[0067] 砂壁狀建筑涂料的配方原料如下(質(zhì)量份數(shù)）： 基礎(chǔ)衆(zhòng)料 320 水性染色纖（40-80目）230
[0068] 水性染色彩砂（pmo H) 4〇〇 水性染色彩砂（20-40目）50
[0069] 所述砂壁狀建筑涂料的制備步驟如下：
[0070] 把(320KG)基礎(chǔ)漿料加入反應(yīng)釜中，開動(dòng)攪拌在100轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下投入各 水性染色彩砂(680KG)，控制投入速度，在30分鐘投完，防止染色彩砂結(jié)塊。加完后繼續(xù)攪拌 30分鐘得到砂壁狀涂料。
[0071 ]其中基礎(chǔ)漿料原料配方： 軟水 73 殺菌防霉劑（WL-3) 2
[0072] 纖維素(HBR250) 3 丙二醇 20: 成膜助劑（TEXMAL) 11 pH 調(diào)節(jié)劑（AMP95) 1
[0073] 硅丙乳液（996AD ) 210
[0074] 基礎(chǔ)漿料的制備步驟為：
[0075] A.將73KG軟水加入反應(yīng)釜中，在700轉(zhuǎn)/分鐘的速度下投入纖維素HBR250(3KG)，分 散15分鐘。
[0076] B.在700轉(zhuǎn)/分鐘的速度下依次加入殺菌防霉劑(WL-3)，丙二醇，成膜助劑，pH調(diào)節(jié) 劑，分散10分鐘，在500轉(zhuǎn)/分鐘下加入硅丙乳液(996AD)攪拌均勻制得基礎(chǔ)漿料。
[0077]本發(fā)明制得的砂壁狀建筑涂料檢測(cè)性能如下：
[0079]上述【具體實(shí)施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的 精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包含水性染色彩砂的砂壁狀涂料，其包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分： 基礎(chǔ)漿料 260-320份， 水性染色彩砂 680-740份； 所述的水性染色彩砂包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分： 碎石石料 1000份， 水性復(fù)合染色劑 120份； 其中，所述的碎石石料為石英砂，水性復(fù)合染色劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料組分： 硅溶 1? 450-550 份， V7\E 乳液 220-280 份， 水性色漿 30-50份， pll調(diào)節(jié)劑 0. 5-1份， 鈦白漿 5-10份， 石圭燒偶聯(lián)劑 8-15份， 軟水 180-260份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述的硅溶膠為模數(shù)3.0、Si02含量 在25-30 %的中性硅溶膠，pH調(diào)節(jié)劑為AMP95，硅烷偶聯(lián)劑為KH550。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述的基礎(chǔ)漿料包括以下質(zhì)量 份數(shù)的原料組分： 軟水 73-88.5 #, 殺菌防霉劑 1-2份， 纖維素 2-3份， 丙二醇 10-20份， 成膜助劑 8-11份， pH調(diào)節(jié)劑 0. 5-1份， 硅丙乳液 150-210份。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述的纖維素為羥乙基纖維素。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述的成膜助劑為十二碳醇酯、乙 二醇丁醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述的pH調(diào)節(jié)劑為AMP95。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述的硅丙乳液為996AD，所述的殺 菌防霉劑為WL-3。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的砂壁狀涂料，其特征在于，所述碎石石料的粒徑為10-20 目、20-40目、40-80目、80-120目中的一種或多種。9. 權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述砂壁狀涂料的制備方法，其步驟如下:將基礎(chǔ)漿料加入反應(yīng) 釜中，開動(dòng)攪拌，在100-200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下投入水性染色彩砂，控制投入速度，在10-30分鐘投完，防止染色彩砂結(jié)塊，加完后繼續(xù)攪拌20-30分鐘得到砂壁狀涂料； 所述水性染色彩砂的制備方法為： A. 將10-20目、20-40目、40-80目和80-120目的石英砂按1:1:1:1的比例投入攪拌器中， 在80-120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下噴入水性復(fù)合染色劑，噴完后攪拌5-10分鐘； B. 將步驟A得到的混合料倒入回轉(zhuǎn)烘干機(jī)，控制溫度在50-100°C烘干； C. 將步驟B得到的烘干料按10-20目、20-40目、40-80目、80目以上篩分分級(jí)得不同粒徑 的水性染色彩砂。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，水性復(fù)合染色劑的制備方法為： 1. VAE乳液pH調(diào)節(jié)步驟:將VAE乳液加入軟水中，在400-500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速條件下攪拌 5-10分鐘;然后再在400-500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下緩慢滴加 pH調(diào)節(jié)劑，用廣泛pH試紙測(cè)試混 合液pH值為8.5-9.5時(shí)止； 2) 添加硅溶膠步驟:在500-600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下向步驟1)得到的溶液中緩慢加入硅 溶膠、水性色漿和鈦白漿攪拌10-15分鐘； 3) 添加硅烷偶聯(lián)劑步驟:在800-1000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下向步驟2)得到的溶液中緩慢 加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌15-20分鐘，制得水性復(fù)合染色劑。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK105820692SQ201610365107
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】廖同輝, 吳勇, 鄧必肯, 羅小林
【申請(qǐng)人】浙江傳化涂料有限公司