专利名称：环保型水性仿石涂料及其原料，制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种环保型水性涂料及其使用的原料，以及该原料及该涂料的制备方法和该涂料的应用。
背景技术：
我国外墙涂料存在产品色彩单一，缺少变化，无法满足市场多样化、人文化、创意化以及个性化的需求，同时天然石材或真石漆用于外墙装饰对建筑物承重载荷提出了较高的要求，如何制造一种环保性水性外墙防石创意涂料使其既能满足外墙涂料的人文化、创意化、个性化的需求，又不增加建筑物的承重载荷是本领域技术人员一直以来所要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的普通外墙涂料色彩单一、变化少、 难以满足用户的高端需求，而使用天然石材或真石漆又对于墙体具有较高要求，并且存在施工难度大、成本高等缺陷，从而提供了一种环保型水性外墙涂料及其制备方法，该涂料实现了三维的仿石效果，能够赋予外墙更多的变化和美感，同时由于不会加重墙体的承重负担，因此具有更多的应用场所，使用时可采用普通外墙的施工方法，操作简便不需要特殊设备。本发明提供了一种单色半成品，其原料配方包含单色水性色浆以及B组份，其中所述的B组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液56. 0% 78. 0% ；颜填料 5. 0 ；35. 0% ；润湿分散剂0. 2% 2. 2% ；中和剂0 0. 5% ；消泡剂0. 0. 5% ；防腐剂0 0. 5% ；增稠剂0. 3. 0% ；成膜助剂1. 0% 5. 0% ；防冻剂1. 0% 4. 0%以及水0 25. 0% ；所述百分比皆为相对于所述B组份总质量的百分比；其中所述单色水性色浆与所述B组份的质量比为2 100 40 100;所述颜填料的耐候性达到5级，耐光性达到7级；所述润湿分散剂为聚羧酸胺盐润湿分散剂和/或聚丙烯酸胺盐润湿分散剂；所述的消泡剂为有机硅消泡剂；所述单色半成品的pH为8 9. 3。其中，所述单色水性色浆可选用本领域中各种常规使用的单色水性色浆，较佳地为水性氧化铁黄色浆、水性氧化铁红色浆或碳黑色浆。所述单色水性色浆的细度较佳地为 25 μ m以下，在23士2°C时的粘度范围较佳地为70 120KU。B组份中，所述水性弹性丙烯酸乳液为本领域水性涂料中可使用的各种水性弹性丙烯酸乳液，此类乳液具有优异的常温和低温弹性，持久柔韧性和回复性，零度以下仍具有良好的机械性能，较佳地为国民淀粉化学公司的水性弹性丙烯酸乳液4700、美国罗门哈斯公司的水性弹性丙烯酸乳液2438M和上海保立佳化工有限公司的水性弹性丙烯酸乳液 BLJ-963M中的一种或多种。B组份中，所述颜填料可选用涂料领域中常规使用的各种耐候性达到5级且耐光性达到7级的颜填料。颜填料的种类及颜色可随需要根据本领域常规方法进行选择，较佳
4地为陶瓷颜填料、碳黑或酞菁蓝。其中，所述陶瓷颜填料为由陶瓷材料制成的颜填料，较佳地为金红石型钛白粉、氧化铬绿或钴蓝。所述的金红石型钛白粉较佳地为DUPONT R706、R960 或 R828 等。B组份中，所述润湿分散剂为分散性能佳、耐水性优良的聚羧酸胺盐润湿分散剂和 /或聚丙烯酸胺盐润湿分散剂，较佳地为陶氏化学公司的润湿分散剂CF-10和/或润湿分散剂 X-405。B组份中，所述中和剂可选用涂料领域中常规使用的各种中和剂，用于将单色半成品的PH调整在8 9. 3的范围内，较佳地为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，如陶氏化学公司生产的 AMP-95。B组份中，所述消泡剂可选用涂料领域中常规使用的有机硅消泡剂，较佳地为日本诺普科助剂有限公司出售的消泡剂SN-154、深圳市海润化工有限公司的消泡剂245和深圳市海润化工有限公司的消泡剂M6中的一种或多种。B组份中，所述防腐剂可选用涂料领域中常规使用的各种防腐剂，如新加坡涂装技术公司(PCTS)的防腐剂P113。B组份中，所述增稠剂较佳地为缔合型聚氨酯类增稠剂，如增稠剂R278。B组份中，所述成膜助剂可选用涂料领域中常规使用的各种成膜助剂，较佳地为伊士曼化工公司(EASTMAN)的 iTexanol。B组份中，所述防冻剂可选用涂料领域中常规使用的防冻剂，较佳地为丙二醇和/
或乙二醇。在本发明一较佳的实施方式中，所述B组份包括下述质量百分比的成分所述水性弹性丙烯酸乳液56. 0% 78. 0% ；所述颜填料5. 0 31. 0% ；所述润湿分散剂0. 2% 2. 2% ；所述中和剂0. 2 0. 5% ；所述消泡剂0. 2% 0. 5% ；所述防腐剂0. 1 0. 5% ；所述增稠剂1. 0% 3. 0% ；所述成膜助剂1. 0% 4. 0% ；所述防冻剂1. 0% 2. 5%以及所述水4. 0 12. 0% ；所述单色水性色浆与所述B组份的质量比为5 100 40 100。本发明还提供了所述单色半成品的制备方法，其包括下述步骤按所述单色半成品的原料配方将所述单色水性色浆与所述B组份混合，在5 35°C以及相对湿度70%以下的室内环境下密闭放置12 36小时，得半固态状的单色半成品。其中，B组份可采用本领域常规方法将各成分混合即可，本发明中优选由下述方法制得将所述润湿分散剂、所述中和剂、占所述消泡剂质量30 50%的消泡剂、占所述防腐剂质量30 50%的防腐剂、所述颜填料和占所述水质量30 50%的水均勻混合，研磨至 40 μ m以下，在300 500rpm的搅拌转速下加入剩余的消泡剂、剩余的防腐剂、所述水性弹性丙烯酸乳液、所述成膜助剂、所述防冻剂、所述增稠剂以及剩余的水，即可。本发明人还提供了一种色块半成品的制备方法，其包括下述步骤(1)将所述单色半成品均勻平铺在C组份表面上，所述单色半成品与C组份的质量比为1 0.2 1 0.98;(2)密闭放置于5 ;35°C并且相对湿度彡70%的室内环境下5min 他，分块切割得色块；(3)重复步骤⑵直至色块尺寸为长15 150mm、宽 5 40mm、高5 30mm，密闭放置于5 并且相对湿度彡70%的室内环境下5min 8h，得色块半成品；其中所述的C组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液 80. 0%~ 92. 0% ；润湿分散剂0% 2. 2% ；凝固剂5. 0 24. 2% ；消泡剂0. 0. 5% ；防腐剂0 0.5%;增稠剂0. 3.0%;成膜助剂1.2% 6.0%;防冻剂1.0% 4.0% 以及水0 15.5% ；其中所述的水性弹性丙烯酸乳液、润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂以及防冻剂的种类皆同前述。其中，C组份在5 35°C时粘度彡135KU，流动性差，能够使所述单色半成品平铺在其表面上而不会沉到C组份中。其中，所述的切割较佳地使用15cm宽的批刀。所述切割的形状可根据需要进行确定，较佳地为方形。C组份中，所述凝固剂可选用本领域常规使用的凝固剂，只要其能够使C组份在 5 35°C的环境下在5min 他内能够形成浆状物即可，较佳地为浙江丰宏粘土化工有限公司的SM-HV无机凝胶和/或硅酸锂。在本发明一较佳的实施方式中，所述C组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液80. 0 % 92. 0 % ；润湿分散剂0 % 2. 2 % ；凝固剂5. 0 6. 5 % ；消泡剂 0. 0. 5% ；防腐剂0 0.5% ；增稠剂0. 0. 5% ；成膜助剂1.2% 5.0% ；防冻剂1.0% 2.0%以及水0 5.0%;所述单色半成品与所述C组份的质量比为1 0.5 1 0.8。C组份可采用本领域常规方法将各成分混合即可，本发明中优选由下述方法制得 将所述水性弹性丙烯酸乳液与水混合，在300 500rpm的搅拌下加入所述润湿分散剂、所述消泡剂、所述防腐剂、所述增稠剂、所述成膜助剂、所述防冻剂以及所述凝固剂，加完后搅拌10分钟以上即可。本发明还提供了由上述色块半成品的制备方法制得的色块半成品。本发明还提供了一种复合色块的制备方法，其包括下述步骤(1)将两种以上不同的所述色块半成品进行复合配色以30rpm的速度将两种以上所述色块半成品搅拌均勻；(2)密闭放置于5 35°C并且相对湿度彡70%的室内环境下8h 36h。本发明还提供了由上述复合色块的制备方法制得的复合色块。本发明还提供了一种环保型水性涂料，其配方包括所述复合色块以及A组份， 所述A组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液85. 0% 95. 0% ；消泡剂 0. 0. 5% ；防腐剂0 3.0% ；增稠剂0. 5.0% ；成膜助剂1.2% 8.0% ；防冻剂1. 0% 3. 0% ；软化剂1. 0 21. 0%以及水0 20. 0% ;A组份与所述复合色块的质量比为5 100 65 100;其中所述水性弹性丙烯酸乳液、所述消泡剂、所述防腐剂、所述增稠剂、所述成膜助剂以及所述防冻剂的种类皆同前述。A组份中，所述软化剂可选用本领域各种常规使用的软化剂，较佳地为有机膨润士、硅酸镁和硅酸铝中的一种或多种。在本发明一较佳的实施方式中，所述环保型水性涂料中所述A组份与所述复合色块的质量比为30 100 65 100;所述A组份包括下述质量百分比的成分所述水性弹性丙烯酸乳液85. 0% 95. 0% ；所述消泡剂0. 0. 4% ；所述防腐剂0 2. 0% ；所述增稠剂0. 3% 2. 0% ；所述成膜助剂1. 0% 3. 5% ；所述防冻剂1. 0% 1. 8% ；所述软化剂1 3%以及所述水0 5%。其中，A组份可采用本领域常规方法将各成分混合即可，本发明中优选由下述方法制得将所述水性弹性丙烯酸乳液与水混合，在300 500rpm的搅拌下加入所述消泡剂、所述防腐剂、所述增稠剂、所述成膜助剂、所述防冻剂以及所述软化剂，加完后搅拌10分钟以
上即可。本发明还提供了一种环保型水性涂料的制备方法，其包括下述步骤按所述环保型水性外墙涂料的配方将所述A组份与所述复合色块混合，在300 500rpm的转速下搅拌均勻后密闭放置于5 35°C并且相对湿度彡70%的室内环境下2 8小时。本发明还提供了所述环保型水性涂料作为仿石型外墙涂料的应用。本发明中所述室温为本领域的常规定义，一般指5 35°C。本发明中，所述的水较佳地为去离子水。本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。本发明的原料和试剂皆市售可得。本发明的积极进步效果在于本发明提供了多种仿石型水性涂料的原料，通过这些原料与A组份的配合能够制备出具有仿石效果的环保型水性涂料。这种涂料即具有优良的环保性，又能够具有仿石的效果，可以满足市场多样化、人文化、创意化、个性化的需求，解决涂料色彩单一的问题，同时不增加建筑物承重载荷。
图1为天然大理石的表面照片。图2为用本发明实施例1的涂料涂布后的效果照片。
具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制，实施例中的原料均为常规市售产品，其中下述实施例中除另有说明的以外，所述百分比皆为质量百分比，所述比例皆为质量比。水性弹性丙烯酸乳液国民淀粉化学公司的4700，美国罗门哈斯公司的M38M，上海保立佳化工有限公司的BLJ-963M。软化剂葫芦岛北方精细化工有限公司销售的涂料用软化剂。凝固剂浙江丰宏粘土化工有限公司的SM-HV。下述实施例中进行分块切割所用的刀具为15cm宽的批刀。下述实施例中除另有说明的以外，所述百分比皆为质量百分比，所述比例皆为质量比。下述实施例中A组份的制备方法皆为根据A组份的配方将水性弹性丙烯酸乳液加入去离子水中，在500rpm的搅拌下分别加入消泡剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂以及软化剂，待加完后再搅拌10分钟。下述实施例中B组份的制备方法皆为根据B组份的配方将润湿分散剂、中和剂、 消泡剂的50wt%、防腐剂的50wt%、颜填料加入去离子水的50wt%中，分散均勻后用砂磨机研磨至彡401 μ m，在500rpm的搅拌下加入剩余消泡剂、剩余防腐剂、水性弹性丙烯酸乳
7液、成膜助剂、防冻剂、增稠剂以及剩余去离子水。下述实施例中C组份的制备方法皆为根据C组份的配方将水性弹性丙烯酸乳液加入去离子水，在500rpm的搅拌下分别加入润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂以及凝固剂，待完全加完后，再搅拌10分钟即可。实施例1A组份的配方为
权利要求
1.一种单色半成品，其特征在于其原料配方包含单色水性色浆以及B组份，其中所述的B组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液56. 0% 78. 0% ；颜填料 5. 0 ；35. 0% ；润湿分散剂0. 2% 2. 2% ；中和剂0 0. 5% ；消泡剂0. 0. 5% ；防腐剂0 0.5%;增稠剂0. 3.0%;成膜助剂1.0% 5.0%;防冻剂1.0% 4.0%以及水0 25. 0% ；所述百分比皆为相对于所述B组份总质量的百分比；其中所述单色水性色浆与所述B组份的质量比为2 100 40 100 ；所述颜填料的耐候性达到5级，耐光性达到7级；所述润湿分散剂为聚羧酸胺盐润湿分散剂和/或聚丙烯酸胺盐润湿分散剂；所述的消泡剂为有机硅消泡剂；所述单色半成品的pH为8 9. 3。
2.如权利要求1所述的单色半成品，其特征在于所述单色水性色浆为水性氧化铁黄色浆、水性氧化铁红色浆或碳黑色浆；所述单色水性色浆的细度为25 μ m以下，其在 23士2°C时的粘度范围为70 120KU ；所述水性弹性丙烯酸乳液为水性弹性丙烯酸乳液 4700、水性弹性丙烯酸乳液2438M和水性弹性丙烯酸乳液BLJ-963M中的一种或多种；所述颜填料为陶瓷颜填料、碳黑或酞菁蓝，所述陶瓷颜填料较佳地为金红石型钛白粉、氧化铬绿或钴蓝；所述润湿分散剂为润湿分散剂CF-10和/或润湿分散剂X-405 ；所述中和剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述消泡剂为消泡剂SN-154、消泡剂245和消泡剂M6中的一种或多种；所述防腐剂为防腐剂P113 ；所述增稠剂为缔合型聚氨酯类增稠剂，较佳地为增稠剂 R278 ；所述的成膜助剂为成膜助剂Texanol ；所述防冻剂为丙二醇和/或乙二醇；所述水为去离子水。
3.如权利要求1或2所述的单色半成品，其特征在于所述B组份包括下述质量百分比的成分所述水性弹性丙烯酸乳液56. 0 78. 0% ；所述颜填料5. 0 31. 0% ；所述润湿分散剂0. 2 2. 2% ；所述中和剂0. 2 0. 5% ；所述消泡剂0. 2 0. 5% ；所述防腐剂0. 1 0. 5% ；所述增稠剂1. 0 3. 0% ；所述成膜助剂1. 0 4. 0% ；所述防冻剂1. 0 2. 5% ；以及所述水4.0 12.0%;所述单色水性色浆与所述B组份的质量比为5 100 40 100。
4.如权利要求1 3中任一项所述的单色半成品的制备方法，其特征在于其包括下述步骤按所述单色半成品的原料配方将所述单色水性色浆与所述B组份混合，在5 35°C以及相对湿度70%以下的室内环境下密闭放置12 36小时，即得；其中，B组份优选由下述方法制得将所述润湿分散剂、所述中和剂、占所述消泡剂质量30 50%的消泡剂、 占所述防腐剂质量30 50%的防腐剂、所述颜填料和占所述水质量30 50%的水均勻混合，研磨至40 μ m以下，在300 500rpm的搅拌转速下加入剩余的消泡剂、剩余的防腐剂、 所述水性弹性丙烯酸乳液、所述成膜助剂、所述防冻剂、所述增稠剂以及剩余的水，即可。
5.一种色块半成品的制备方法，其特征在于其包括下述步骤(1)将权利要求1 3 中任一项所述的单色半成品均勻平铺在C组份表面上，所述单色半成品与C组份的质量比为1 0.2 1 0.98 ； (2)密闭放置于5 35°C并且相对湿度70%以下的室内环境中 5min 8h，分块切割得色块；(3)重复步骤(2)直至色块尺寸为长15 150mm、宽5 40mm、高5 30mm，密闭放置于5 35 °C并且相对湿度70%以下的室内环境下5min 8h，得色块半成品；其中所述的C组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液 80. 0%~ 92. 0% ；润湿分散剂0% 2. 2% ；凝固剂5. 0 24. 2% ；消泡剂0. 0. 5% ； 防腐剂0 0. 5% ；增稠剂0. 3. 0% ；成膜助剂1. 2% 6. 0% ；防冻剂1. 0% 4. 0% 以及水0 15. 5%。
6.如权利要求5所述的色块半成品的制备方法，其特征在于C组份中，所述水性弹性丙烯酸乳液为水性弹性丙烯酸乳液4700、水性弹性丙烯酸乳液M38M和水性弹性丙烯酸乳液BLJ-963M中的一种或多种；所述润湿分散剂为润湿分散剂CF-10和/或润湿分散剂 X-405 ；所述凝固剂为SM-HV无机凝胶和/或硅酸锂；所述消泡剂为消泡剂SN-154、消泡剂 245和消泡剂M6中的一种或多种；所述防腐剂为防腐剂P113 ；所述增稠剂为缔合型聚氨酯类增稠剂，较佳地为增稠剂R278 ；所述的成膜助剂为成膜助剂Texanol ；所述防冻剂为丙二醇和/或乙二醇；所述水为去离子水；所述的切割使用15cm宽的批刀。
7.如权利要求5或6所述的色块半成品的制备方法，其特征在于所述C组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液80. 0% 92. 0% ；润湿分散剂0% 2. 2% ；凝固剂5.0 6. 5% ；消泡剂0. 0. 5% ；防腐剂0 0.5% ；增稠剂0. 0. 5% ；成膜助剂1. 2% 5. 0% ；防冻剂1. 0% 2. 0%以及水0 5. 0% ；所述单色半成品与所述C组份的质量比为1 0.5 1 0.8。
8.由权利要求5 7中任一项所述的制备方法制得的色块半成品。
9.一种复合色块的制备方法，其特征在于其包括下述步骤(1)将两种以上不同的权利要求8所述色块半成品进行复合配色以30rpm的速度将两种以上不同的所述色块半成品搅拌均勻；(2)密闭放置于5 35°C并且相对湿度70%以下的室内环境下他 36h。
10.由权利要求9所述的制备方法制得的复合色块。
11.一种环保型水性涂料，其特征在于其配方包括权利要求10所述的复合色块以及 A组份，所述A组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液85. 0% 95. 0%;消泡剂0. 0. 5% ；防腐剂0 3.0% ；增稠剂0. 5.0% ；成膜助剂1.2% 8.0% ； 防冻剂1. 0% 3. 0% ；软化剂1. 0 21. 0%以及水0 20. 0% ；A组份与所述复合色块的质量比为5 100 65 100。
12.如权利要求11所述的环保型水性涂料，其特征在于A组份中，所述水性弹性丙烯酸乳液为水性弹性丙烯酸乳液4700、水性弹性丙烯酸乳液2438M和水性弹性丙烯酸乳液 BLJ-963M中的一种或多种；所述消泡剂为消泡剂SN-154、消泡剂245和消泡剂246中的一种或多种；所述防腐剂为防腐剂P113 ；所述增稠剂为缔合型聚氨酯类增稠剂，较佳地为增稠剂R278 ；所述的成膜助剂为成膜助剂Texanol ；所述防冻剂为丙二醇和/或乙二醇；所述软化剂为有机膨润士、硅酸镁和硅酸铝中的一种或多种；所述水为去离子水。
13.如权利要求11或12所述的环保型水性涂料，其特征在于所述A组份与所述复合色块的质量比为30 100 65 100;所述A组份包括下述质量百分比的成分所述水性弹性丙烯酸乳液85. 0% 95. 0% ；所述消泡剂0. 0. 4% ；所述防腐剂0 2. 0% ；所述增稠剂0. 3% 2. 0% ；所述成膜助剂1. 0% 3. 5% ；所述防冻剂1. 0% 1. 8% ；所述软化剂1 3%以及所述水0 5%。
14.一种环保型水性涂料的制备方法，其特征在于其包括下述步骤按如权利要求 11 13中任一项所述的环保型水性涂料的配方将所述A组份与所述复合色块混合，在 300 500rpm的转速下搅拌均勻后密闭放置于5 35°C并且相对湿度70%以下的室内环境下2 8小时。
15.权利要求11 13中任一项所述的环保型水性涂料作为仿石型外墙涂料的应用。
全文摘要
本发明提供了一种环保型水性涂料，其配方包括复合色块以及A组份，所述A组份包括下述质量百分比的成分水性弹性丙烯酸乳液85.0％～95.0％；消泡剂0.1％～0.5％；防腐剂0～3.0％；增稠剂0.1％～5.0％；成膜助剂1.2％～8.0％；防冻剂1.0％～3.0％；软化剂1.0～21.0％以及水0～20.0％；A组份与所述复合色块的质量比为5∶100～65∶100。本发明还提供了用于制备复合色块的单色半成品和色块半成品，以及它们的制备方法。本发明通过这些原料与A组份的配合能够制备出具有仿石效果的环保型水性涂料。这种涂料即具有优良的环保性，又能够具有仿石的效果，可以满足市场多样化、人文化、创意化、个性化的需求，解决涂料色彩单一的问题，同时不增加建筑物承重载荷。
文档编号C09D7/14GK102295871SQ20111013364
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者马安荣 申请人:上海三银制漆有限公司