一种水性多彩建筑涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种水性多彩建筑涂料及其制备方法。


背景技术：

2.目前水性多彩涂料已经在建筑领域得到了广泛的应用，但是在实际应用中还存在很多的问题，例如大的色点及纹理不清晰的石材仿真效果差，很大的粒子稳定性差，储存时间相对较短，易出现渗色、后增稠、粒子粘连及色点沉淀等问题，尤其是产品的抗粘连性能不佳。
3.纳米纤维素（ncf）作为一种高分子材料，具有较大的长径比和比表面积、高亲水性、较好的增稠性、优异的分散稳定性、高杨氏模量、高强度以及良好的生物相容性等特征，在水性涂料尤其外墙建筑涂料领域具有很大的应用潜力。已有关于纳米纤维素在造纸涂料中的研究报道，但未见有在外墙建筑涂料中的专利文献。这主要是ncf由于自身含有大量羟基，分子间和分子内存在较强的氢键作用，极易发生团聚现象，且团聚后的ncf很难用物理方法实现再分散。当ncf被加入到水性涂料中，会极大影响涂料的分散稳定性以及流变性能。因而，对ncf进行化学或物理改性以改善其表面物化特性，成为实现功能化应用的关键技术。
4.本发明采用了一种将改性的纳米纤维素添加到涂料中制备出一种储存稳定性好、抗粘连性能佳的水性多彩建筑涂料，且产品涂层8～10年内漆膜不起泡、不脱落，赋予涂料良好的耐候性、耐温变性。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种水性多彩建筑涂料及其制备方法。本发明的水性多彩建筑涂料能够有效提高水性涂料的热贮存稳定性，加入改性后的纳米纤维素的水性涂料呈现出较好的假塑性，具有较好的施工性能。且能够提高颜料在涂料体系的润湿分散性能，在建筑外墙涂料领域具有潜在的应用前景。
6.一种水性多彩建筑涂料，其原料组分按重量份包括：丙烯酸酯类乳液20~30份，聚电解质改性纳米纤维素复合物2~4份，正硅酸乙酯1~2份，湿润剂0.5~1份，消泡剂1~2份，重质碳酸钙10~13份，无机颜料1~2份，片状硅酸盐0.2~0.3份，水30~35份。
7.优选的，所述的水性多彩建筑涂料的原料按重量份由下述组分组成：丙烯酸酯类乳液20~30份，聚电解质改性纳米纤维素复合物2~4份，正硅酸乙酯1~2份，湿润剂0.5~1份，消泡剂1~2份，重质碳酸钙10~13份，无机颜料1~2份，片状硅酸盐0.2~0.3份，水30~35份。
8.其中，所述的丙烯酸酯类乳液较佳的为苯丙乳液。
9.其中，所述的聚电解质改性纳米纤维素复合物较佳的通过下述步骤制得：将聚（丙烯胺盐酸盐）与木聚糖的混合物吸附于纳米纤维素表面得到聚电解质改性纳米纤维素复合物；更佳的通过下述步骤制得：在氯化钠水溶液中，加入聚（丙烯胺盐酸盐）与木聚糖的混合物，搅拌均匀，再加入纳米纤维素，搅拌即可。
10.其中，所述的木聚糖较佳的为4-o-甲基-d-葡萄糖醛酸-d-木聚糖。所述的聚（丙烯胺盐酸盐）与所述的木聚糖的质量比较佳的为1:1~1.2:1。
11.其中，所述的木聚糖较佳的以溶液的形式加入，更佳的以木聚糖与联苯溶液的形式加入。
12.其中，所述的湿润剂可为本领域常规使用的湿润剂，较佳的为surfynol 104e湿润剂。
13.其中，所述的消泡剂可为本领域常规使用的消泡剂，较佳的为sn-5040消泡剂。
14.其中，本发明采用了片状硅酸盐有利于涂料的彩点稳定，并提升多彩建筑涂料的粘度稳定性。本发明优选采用德国毕克化学的laponite s482。
15.其中，所述的无机颜料可为本领域常规使用的各种耐候性无机颜料，所述的无机颜料较佳地为金红石钛白、氧化铁黄和氧化铁红中的一种或多种。更佳地为杜邦r-706钛白粉、林润多彩漆专用耐酸色浆lr-361氧化铁红色浆、lr-362氧化铁黑色浆、lr-363氧化铁黄色浆。
16.本发明还提供了上述水性多彩弹性建筑涂料的制备方法，其包括下述步骤：（1）将聚电解质改性纳米纤维素复合物添加到水、丙烯酸酯类乳液中，添加湿润剂后分散均匀，再加入正硅酸乙酯，搅拌均匀；（2）再加入消泡剂、重质碳酸钙、无机颜料和片状硅酸盐，搅拌均匀即可。
17.其中，步骤（1）中，所述的分散较佳的为剪切分散，所述的剪切分散的转速较佳的为5000~8000rpm。
18.本发明中，如果该水性多彩建筑涂料还包括助剂，则助剂在步骤（2）中加入。
19.本发明采用聚电解质改性纳米纤维素，适当减少纳米纤维素表面裸露出来的羟基，从而减少纤维素之间的团聚，且通过添加正硅酸乙酯，其水解后包覆在纳米纤维素表面，也能适当阻止纳米纤维素之间的团聚作用，从而能够赋予涂料较好的流变性与高分散性，并且纳米纤维素能够以稳定的形式存在于水性涂料体系中，并具有良好的触变性。
20.在本发明优选的实施例中，该水性多彩建筑涂料还包括助剂。
21.容易理解的是，上述助剂可根据涂料的实际应用进行选择，例如，属于无机添加剂类的高岭土填料等；属于改善涂料表面活性方面的助剂有分散剂、乳化剂、破乳剂、发泡剂、抗静电剂等；属于辅助作用的助剂有催干剂、固化剂、偶联剂、阻聚剂、防结皮剂、抗氧剂、防菌剂、防霉剂等；属于功能性助剂如导电涂料需加入的金属粉末、石墨粉、碳纤维等，以及防辐射涂料采用的钛、铝、铬等能吸收和消散γ射线的材料等。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的水性多彩建筑涂料能够有效提高水性涂料的热贮存稳定性，加入改性后的纳米纤维素的水性涂料呈现出较好的假塑性，具有较好的施工性能。且能够提高颜料在涂料体系的润湿分散性能，在建筑外墙涂料领域具有潜在的应用前景。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
24.实施例1该水性多彩建筑涂料的原料配方如下表所示：
其中，丙烯酸酯类乳液为苯丙乳液。
25.所述的聚电解质改性纳米纤维素复合物较佳的通过下述步骤制得：在0.1mol/l氯化钠水溶液中，加入聚（丙烯胺盐酸盐）与木聚糖的混合物（5g，两者的质量比为1:1），搅拌均匀，再加入11g纳米纤维素，搅拌即可。其中，木聚糖为4-o-甲基-d-葡萄糖醛酸-d-木聚糖。
26.其中，湿润剂为surfynol 104e湿润剂，消泡剂为sn-5040消泡剂。无机颜料为金红石钛白。片状硅酸盐采用德国毕克化学的laponite s482。
27.本实施例得到的涂料性能如下表所示：
实施例2该水性多彩建筑涂料的原料配方如下表所示：
其中，丙烯酸酯类乳液为苯丙乳液。
28.所述的聚电解质改性纳米纤维素复合物较佳的通过下述步骤制得：在0.1mol/l氯化钠水溶液中，加入聚（丙烯胺盐酸盐）与木聚糖的混合物（6g，两者的质量比为1:1），搅拌均匀，再加入14g纳米纤维素，搅拌即可。其中，木聚糖为4-o-甲基-d-葡萄糖醛酸-d-木聚糖。
29.其中，湿润剂为surfynol 104e湿润剂，消泡剂为sn-5040消泡剂。无机颜料为氧化铁红。片状硅酸盐采用德国毕克化学的laponite s482。
30.本实施例得到的涂料性能如下表所示：
对比例1本例中涂料的原料配方中不添加纳米纤维素，其他组分配方及参数条件均同实施例1，制得建筑涂料。测试其性能。
31.本对比例中，涂料硬度为h，50℃热存储稳定性为60天后发生分层析水现象；流变特性为30天后黏度增加13.21%。
32.对比例2本例中涂料的原料配方中添加未改性的纳米纤维素，其他组分配方及参数条件均同实施例1，制得建筑涂料。测试其性能。
33.本对比例中，涂料硬度为2h，50℃热存储稳定性为40天后发生分层析水现象；流变特性为30天后黏度增加11.21%。
34.从上述比较可以看出，对比例1和2的涂层不仅不能表现优异的硬度特性，而且其热存储稳定性和流变特性均变差。
35.必须加以强调的是，上述的详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，但该
实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。