一種水性機噴真石漆及其製備方法與流程
2023-05-02 06:34:26 2
本發明涉及真石漆領域，具體公開了一種水性機噴真石漆及其製備方法。
背景技術：
真石漆，裝飾效果酷似大理石，花崗石，也稱液態石多彩塗料。專用於建築外牆質感效果面漆，在時下裝飾外牆領域真石漆可謂炙手可熱，其仿石效果逼真，成本相對於大理石，花崗石造價優勢明顯。而且真石漆採用天然彩砂做為原料，耐候性好，硬度高，不變色。已成為外牆裝飾的主流產品。
在現今國內真石漆市場，工程現場施工佔據整個真石漆的絕對主力，而隨著真石漆工程的大面積施工、很多現場施工真石漆的弊端也日益凸顯出來。jg/t24-2000制定的行業標準門檻較低，市場較為混亂。施工噴塗易飛砂損耗嚴重，其損耗高時約佔單位面積施工量的約三分之一。而且由於施工人員施工手法不一，其裝飾效果直接影響了真石漆以後的發展。而水性外牆機噴真石漆一體板的使用可以很好的解決這些問題。
目前市場上水性外牆機噴真石漆普及率不高，且自動噴塗設備質量也不一；如何設計出能適應不同自動噴塗設備的真石漆配方顯得尤為重要。由於真石漆原料單一，其可供選擇的品種也不多。基於以上一些原因，水性外牆機噴真石漆與普通外牆真石漆相比配方設計要求更高，它既要保證原有真石漆在乾燥時間、硬度、耐候性、初期耐水白性、保色性等方面的特性又要能滿足不同自動噴塗機器設備的噴塗施工要求(如何即保證走板速度，又滿足真石漆本身具備足夠的霧化效果，才能保證噴塗出的一體板面效果及顏色的一致性)。因真石漆體系中含有70-80％左右的彩砂，彩砂比重約為1.7-2之間。傳統真石漆配方需要大量的高分子量的羥乙基纖維素用來保證彩砂在體系的防沉。這種真石漆體系自身特點導致了水性真石漆霧化效果較差，穩定性低。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的缺陷，提供一種水性機噴真石漆及其製備方法，該機噴真石漆可應用於面漆，可回收可重複噴塗，霧化效果好，穩定性優良。
為了實現以上目的及其他目的，本發明是通過包括以下技術方案實現的：一種水性機噴真石漆，其特徵在於，包括以下原料組分，各組分的重量百分比為：
優選地，所述機噴真石漆包括以下原料組分，各組分的重量百分比為：
更優選地，所述機噴真石漆由以下重量百分比的原料組分組成：
優選地，所述機噴真石漆還包括矽酸鎂鋁粉，所述矽酸鎂鋁粉與所述水性丙烯酸樹脂的重量比為(0.1-7)：(10-20)。矽酸鎂鋁粉起到流變助劑的作用，分散、破泡、稀釋，使真石漆具有高度的流動性，並具備良好的表面溼潤性。
優選地，所述水性丙烯酸樹脂為水性聚氨酯改性水性丙烯酸樹脂，所述水性丙烯酸樹脂的固含量為44-52％。
更優選地，所述水性丙烯酸樹脂生產廠家為巴德富，所述水性丙烯酸樹脂的固含量為48-50％，分子量範圍為30000-50000，黏度不大於80mpa/s，而且具有極佳的耐候性，初期耐水白及施工寬容度高的優點。
優選地，所述聚丙烯醯胺水溶液的質量分數為0.1-0.7％，所述聚丙烯醯胺水溶液中聚丙烯醯胺的分子量為200萬-300萬。
更優選地，所述聚丙烯醯胺水溶液由分析純的聚丙烯醯胺與去離子水混合均勻配製而成，在配製過程中，去離子水的溫度優選為30-45℃。
優選地，所述水性增稠流變劑為低鹼疏水鹼溶脹類增稠流變劑。
更優選地，所述水性增稠流變劑的型號為美國陶氏公司dr-77。
優選地，所述消泡劑選自有機矽、礦物油和聚醚類改性消泡劑中任意一種或多種。
更優選地，礦物油改性消泡劑的型號為df-877或df-840；聚醚類改性消泡劑型號為l-61、bx-106107108或ds-2001。
優選地，所述水性助溶劑為醇酯溶劑。本發明添加水性助溶劑為增加水性丙烯酸樹脂的施工霧化性和低溫成膜性能。
更優選地，所述水性助溶劑選自丙二醇、丙三醇、丙二醇甲醚醋酸酯和2,2,4-三甲基-1,3戊二醇單異丁酸酯中的任意一種或多種。
更優選地，所述水性助溶劑由tex和丙二醇按照重量比(0.5-1.5)：(0.5-1.5)混合而成。tex是伊士曼公司的一種酯醇成膜助劑，具有揮發慢的特點，添加tex能夠增加真石漆的低溫成膜性、展色性和儲存穩定性。
優選地，所述羥乙基纖維素為疏水改性締合型羥乙基纖維素。羥乙基纖維素對防止塗層開裂、提高保水性、提高生產的穩定性和施工的合宜性、增加強度、增強對表面的附著力等有良好的效果。羥乙基纖維素的保水能力強於其他纖維素。且其流動性能及保護膠體性能要遠優於其他纖維素。
更優選地，所述羥乙基纖維素選自科萊恩hs30000羥乙基纖維素或hs100000羥乙基纖維素。
優選地，所述ph調節助劑為鹼性調節劑，優選用胺類ph調節助劑。
更優選地，所述ph調節助劑的型號為amp-95或hx-6130。
優選地，所述彩砂選自河北生產的天然彩石砂。
優選地，所述彩砂由40-80目彩砂與80-120目彩砂按照重量比(2.5-3.2)：(0.8-1.2)混合而成。本發明中機噴真石漆以40-80目為主要目數，來支撐塗層的厚度及噴塗流暢性。
另一方面，本發明還公開一種製備如上述所述水性機噴真石漆的方法，其包括以下步驟：
1)採用以下a方式或b方式進行：
a、在400-600r/min攪拌條件下，按照重量百分比依次將所述去離子水、所述羥乙基纖維素和所述水性消泡劑投入攪拌缸中，提高攪拌速度至600-800r/min，攪拌均勻，再加入所述ph調節劑，將攪拌速度升至800-1200r/min，攪拌均勻；
b、在400-600r/min攪拌條件下，按照重量百分比依次將所述去離子水、所述羥乙基纖維素、所述流變助劑矽酸鎂鋁粉和所述水性消泡劑投入攪拌缸中，提高攪拌速度至600-800r/min，攪拌均勻，再加入所述ph調節劑，將攪拌速度升至800-1200r/min，攪拌均勻；
2)將攪拌速度降至400-600r/min，按照重量百分比依次加入所述聚丙烯醯胺水溶液、所述水性助溶劑和所述水性丙烯酸樹脂，然後將攪拌速度升至800-1200r/min，攪拌均勻；
3)將攪拌速度降至400-600r/min，按照重量百分比依次加入所述水性增稠流變劑和所述彩砂，攪拌均勻，得到水性機噴真石漆。
綜上所述，本發明提供一種水性機噴真石漆及其製備方法，本發明的有益效果：
本發明獲得的水性外牆機噴真石漆適合全自動噴漆機及半自動螺杆泵噴漆機，機噴施工霧化效果性和表面質感性好，顏色和走板速度可根據塗層要求厚度進行調整，在噴塗面漆12小時後浸入水中144h無異常，漆膜初期耐水白性能好，符合安全、環保、節能要求且有利於人身健康，噴塗效率高，成本低，適合工業化生產。
具體實施方式
下面結合實施例進一步闡述本發明。應理解，實施例僅用於說明本發明，而非限制本發明的範圍。
本發明配方設計顏料體積濃度(pvc)約在60-80％左右。由於彩砂含量高，形狀不規則，在一定粒徑分布的條件下，乾燥後的真石漆一般高於臨界顏料體積濃度(cpvc)之上。真石漆很難形成完整緻密的特殊網狀結構體系。因此如何充分使用配方中的水性丙烯酸乳液及流變助劑(如纖維素、矽酸鎂鋁粉，聚丙烯醯胺(pam))對機噴真石漆施工及均勻成膜及初期耐水白顯得尤為重要。對真石漆體系而言乳液選擇關係到產品的耐候性及初期耐水白等關鍵性能。而流變助劑的選擇應用對真石漆的施工起到關鍵作用。
水性聚氨酯改性水性丙烯酸乳液，具有優異的滲透性和耐候性，成膜清透高光澤。用水性聚氨酯改性水性丙烯酸樹脂製備的水性外牆機噴真石漆綜合性能好，強度高，耐候性佳，易施工，抗衝擊性能好，初期耐水白性能好，能完全適應全自動及半自動機噴噴漆機。
本發明纖維素的種類和用量根據改性丙烯酸乳液的用量及彩砂用量而定。由於此款真石漆主要採用機噴施工。要求纖維素既要保證產品儲存又要考慮機噴施工的流暢性。纖維素的加入量為0.1～2％，優選地，纖維素的加入量為0.1～0.5％，進一步優選地，纖維素的加入量為0.1～0.2％。並且需在攪拌的情況下緩慢加入纖維素。本發明選用的纖維素是羥乙基纖維素中任意一種，型號為科萊恩hs30000。
矽酸鎂鋁具有獨特的三維空間鏈式結構及特殊的針、棒狀晶體結構，因而有不同尋常的膠體和吸附性能。以其優異的增稠性、懸浮性、膠體搖融性能被廣泛應用於塗料行業。在真石漆中主要起到防沉增稠劑的作用。矽酸鎂鋁的加入量為0.1-7％，進一步優選地，矽酸鎂鋁的加入量為3-5％；
pam主要起到降低液體之間的磨擦阻力、增稠的作用，添加pam水溶液使得真石漆具有噴塗爽槍、易施工以及溼面的優點。pam用量需要嚴格控制。質量分數為0.1-0.7％的pam水溶液的重量加入量為1-5％，進一步優選地，聚丙烯醯胺為分子量300萬的分析純，重量分數為0.2％的pam水溶液的重量加入量為1-2％。
下面結合具體的實施例對本發明的技術方案進行說明。
表1中為實施例1～7中各原料組分的配比，表中各原料組分的含量為重量份。
表1實施例1～7中各原料組分的重量配比
表1中，水性助溶劑由tex和丙二醇按照重量比1:1混合而成；彩砂由40-80目河北彩砂與80-120目的河北彩砂按照重量比3：1混合而成。
實施例1
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將13.95kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.15kg羥乙基纖維素(hs30000)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌6min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌7min；
2)將攪拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分數為0.2％聚丙烯醯胺水溶液，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌15min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流變劑(dr50)和70kg彩砂，攪拌10min，得到水性機噴真石漆。
實施例2
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將14kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.1kg羥乙基纖維素(hs100000)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌6min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌7min；
2)將攪拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分數為0.2％聚丙烯醯胺水溶液，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌20min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流變劑(dr50)、0.1kg的殺菌劑(異噻唑啉酮)和70kg的彩砂，攪拌13min，得到水性機噴真石漆。
實施例3
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將10.95kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.15kg羥乙基纖維素(hs30000)和3kg矽酸鎂鋁粉(att40)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌5min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌8min；
2)將攪拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分數為0.2％聚丙烯醯胺水溶液，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌15min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流變劑(dr50)、0.1kg的殺菌劑(異噻唑啉酮)和70kg的彩砂，攪拌13min，得到水性機噴真石漆。
實施例4
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將11kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.1kg羥乙基纖維素(hs100000)和3kg矽酸鎂鋁粉(att40)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌5min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌7min；
2)將攪拌速度降至400r/min，加入1.5kg重量分數為0.2％聚丙烯醯胺水溶液，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌15min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.15kg水性增稠流變劑(dr50)、0.1kg的殺菌劑(異噻唑啉酮)和70kg的彩砂，攪拌12min，得到水性機噴真石漆。
實施例5
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將5.6kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.15kg羥乙基纖維素(hs30000)和5kg矽酸鎂鋁粉(att40)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌6min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌8min；
2)將攪拌速度降至400r/min，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌20min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.1kg的殺菌劑(異噻唑啉酮)和75kg的彩砂，攪拌12min，得到水性機噴真石漆。
實施例6
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將5.6kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.15kg羥乙基纖維素(hs100000)和5kg矽酸鎂鋁粉(att40)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌6min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌8min；
2)將攪拌速度降至400r/min，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌20min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.1kg的殺菌劑(異噻唑啉酮)和75kg的彩砂，攪拌12min，得到水性機噴真石漆。
實施例7
一種機噴真石漆的製備方法，包括以下步驟：
1)在400r/min攪拌條件下，將10.45kg去離子水投入攪拌缸中，緩慢加入0.3kg羥乙基纖維素(hs30000)，再加入0.05kg水性消泡劑(nxz)，提高攪拌速度至700r/min，攪拌5min，再加入0.1kgph調節劑(amp-95)，攪拌速度升至1000r/min，攪拌8min；
2)將攪拌速度降至400r/min，然後加入1.5kg水性助溶劑，再加入12.5kg水性丙烯酸樹脂(巴德富rs-706)，然後將攪拌速度升至1000r/min，攪拌12min；
3)將攪拌速度降至400r/min，依次加入0.1kg的殺菌劑(異噻唑啉酮)和75kg的彩砂，攪拌12min，得到水性機噴真石漆。
檢測結果
將實施例1至7獲得水性機噴真石漆採用全自動噴漆機或半自動螺杆泵噴漆機進行噴塗，然後根據jg/t24-2000《合成樹脂乳液砂壁狀建築塗料》對水性機噴真石漆的性能進行檢測，檢測結果如表2所示。
表2實施例1至4獲得的水性機噴真石漆的性能測試結果
表3實施例5至7獲得的水性機噴真石漆的性能測試結果
從表2和表3中實施例1至7獲得機噴真石漆的性能測試結果可以看出，實施例1至7獲得機噴真石漆ph在8-9之間，均符合檢測標準。罐內塗料攪拌均勻後無大的區別。從耐水性檢測結果來看，實施例7耐水性最差，其次是實施例4幹後顏色稍有變化。其他實施方案塗層幹透後顏色基本無變化。同時也說明纖維素具有較強的吸水性，它的使用是影響真石漆耐水性的關鍵因素。實施例7乾燥較其他實施方案乾燥較慢，這其中纖維素的保水性是主要原因。
表2和表3中施工性能是本發明的關鍵，也是影響水性機噴真石漆的關鍵。從機噴走板連續性，霧化效果及機噴表面效果來看，實施例3綜合得分最高，其他實施方案均出現不同程度的斷槍現象。這也是影響機噴表面效果及走板速度的關鍵因素。實施例3的初期耐水白及高低溫色差兩項綜合得分也最高。也就是說從施工性能的綜合得分及客戶使用情況來看，本發明是完全符合在全自動及半自動噴漆機上的實施方案。
綜上所述，本發明製備的水性機噴真石漆克服了機器噴塗霧化差，噴塗斷槍等不足，且噴塗散料可回收重複利用。室內施工又避免了陰雨天氣帶來的負面影響。大大提高了水性機噴真石漆的效率，節省人工噴塗成本。噴塗霧化好，一體板面效果均勻，且安全、環保、節能，原料成本低廉易得，非常適合大規模工業化生產。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非對本發明任何形式上和實質上的限制，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明方法的前提下，還將可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本發明的保護範圍。凡熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，當可利用以上所揭示的技術內容而做出的些許更動、修飾與演變的等同變化，均為本發明的等效實施例；同時，凡依據本發明的實質技術對上述實施例所作的任何等同變化的更動、修飾與演變，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。