一種乳膠涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種乳膠涂料，包括以下重量份的組分：水24—38；六偏磷酸鈉0.27—0.36；肥皂0.03—0.04；磷酸三丁酯1—2.3；滑石粉7—11；碳酸鈣8—11；鈦白粉和粒徑范圍為85—135nm的白炭黑12—16；羧甲基纖維素鈉0.15—0.25；成膜助劑3.5—5；苯丙乳液28—30；所述粒徑范圍為85—135nm的白炭黑的重量份為鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉和粒徑范圍為85—135nm的白炭黑總重量份的18%—28%；所述成膜助劑為乙二醇、1,2丙二醇和F-974成膜助劑的混合物，其中1,2丙二醇的重量份為2.5—3.5。本發(fā)明還提供所述乳膠涂料的制備方法，包括各種助劑的分散、混合等步驟。本發(fā)明乳膠涂料使用粒徑范圍為85—135nm的白炭黑對苯丙乳液涂料進行改進，能夠得到同時具備低光澤度和高強度乳膠涂料。
【專利說明】一種乳膠涂料及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種乳膠涂料及其制備方法，特別涉及一種具有低光澤度和高硬度的乳膠涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國市場對具有高雅、清新裝飾效果的無毒無味環(huán)保型建筑涂料的需求量越來越大，并且隨著人們生活水平的不斷提高和審美觀念的不斷變化，導致消費者更加傾向于具有柔和外觀的低光澤度涂料，并且對涂料的硬度也提出了更高的要求。
[0003]現(xiàn)階段我國在中低端涂裝市場上低光澤度涂料和高硬度涂料的發(fā)展還不完善，無機硅材料具有特殊的物理化學性質(zhì)，而利用無機硅對苯丙涂料進行改性以降低乳膠涂料的光澤度并增加其強度的研究還未有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有低光澤度和高硬度的乳膠涂料。
`[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種乳膠涂料，包含以下重量份的組分:
[0006]
水24—38
六偏磷酸鈉0.27—0.36
肥皂0.03—0.04
磷酸三丁酯I一2.3
滑石粉7—11
碳酸鈣8—11
鈦白粉和粒徑范圍為85—135nm的白炭黑12 —16
羧甲基纖維素鈉0.15—0 %
成膜助劑3.5—5
苯丙乳液28—30
[0007]所述粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑的重量份為鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉和粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑總重量份的18% — 28% ;所述成膜助劑為乙二醇、1，2丙二醇和F-974成膜助劑的混合物，其中1，2丙二醇的重量份為2.5—3.5。
[0008]所述水優(yōu)選去離子水。
[0009]所述粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑為沉淀法白炭黑。
[0010]所述鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉和粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑為顏填料。[0011]所述1，2丙二醇和乙二醇作為成膜助劑使用的同時還可以作為防凍劑，起到防凍效果。
[0012]所述六偏磷酸鈉和肥皂為分散劑，肥皂預先配制成水溶液使用。
[0013]所述羧甲基纖維素鈉為纖維素類增稠劑，可以調(diào)節(jié)乳液的粘稠度和流動性。
[0014]所述磷酸三丁酯為消泡劑。
[0015]本發(fā)明乳膠涂料使用粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑對苯丙乳液涂料進行改進，利用粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑粒徑分布均勻、低密度和高孔隙率的特點降低乳膠涂料的光澤度，在微觀結(jié)構(gòu)上看粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑是許多粒子堆積形成的海綿狀多孔性顆粒，而光澤度的降低是顆粒效應，粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑能夠均勻的分布在涂層表面，使局部的顏料體積濃度(PVC)值增大，由于其具有高孔隙率，在涂層表面產(chǎn)生微觀粗糙度，涂層表面就會發(fā)生漫反射，從而降低光澤度。當粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑的重量份為顏填料總重量份的18% — 28%時，本發(fā)明乳膠涂料成型后的涂層光澤度趨于穩(wěn)定，基本屬于無光涂料，再進一步增加粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑的含量，其光澤度并沒有改變。 [0016]對于白炭黑微粒來說，因其粒徑很小，比表面積大，表面層內(nèi)原子所占比例大，故可以與聚合物充分地吸附、鍵合，增強了粒子與基體的界面粘合，有利于應力傳遞，因而可承擔一定的載荷，從而進一步交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了成膜致密程度，最終增強涂層的硬度。當粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑的重量份為顏填料總重量份的18% — 28%時，本發(fā)明乳膠涂料成型后的涂層硬度達到最佳，而當粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑含量進一步增加時，由于其含量的增加，導致涂膜在干燥的過程中發(fā)生了沉降，使涂膜分布不均，硬度反而下降明顯。
[0017]因此本發(fā)明選取粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑的重量份為顏填料總重量份的18% — 28%，這樣能夠得到同時具備低光澤度和高硬度乳膠涂料。
[0018]本發(fā)明還提供一種所述乳膠涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0019](I)將羧甲基纖維素鈉、六偏磷酸鈉和肥皂分別配制成水溶液，備用；
[0020](2)將配制溶液后剩余的水、六偏磷酸鈉水溶液、肥皂水溶液和占總使用量55%—65%的磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為400—500r/min的攪拌條件下攪拌15—20分鐘，得混合液；
[0021](3)將滑石粉、碳酸鈣、鈦白粉和粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將上述混合物緩慢地加入到步驟(2)所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1400— 1500r/min的條件下攪拌30分鐘以上，至固、液兩相混合均勻形成均一相為止得均相液；
[0022](4)在步驟(3)所得的均相液中加入羧甲基纖維素鈉水溶液、乙二醇、1，2丙二醇、F-974成膜助劑、剩余的磷酸三丁酯和苯丙乳液，攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
[0023]優(yōu)選的，步驟(1)中羧甲基纖維素鈉配制成質(zhì)量分數(shù)為2% — 5%的水溶液，六偏磷酸鈉配制成質(zhì)量分數(shù)為10%的水溶液。
[0024]本發(fā)明乳膠涂料的成品要求
[0025]外觀:乳白色稠厚流體，帶弱藍光；
[0026]固體質(zhì)量分數(shù)(體積固含量):40%—45% ；
[0027]干燥時間:25°C表干2h，實干24h，達到各項指標檢測標準要3—5天。[0028]本發(fā)明乳膠涂料同時具備低光澤度和高硬度的優(yōu)良特性，并且本發(fā)明所用原料價格適中、易于取材，且本發(fā)明乳膠涂料的制備方法具有工藝簡單、經(jīng)濟適用、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0029]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0030]本部分對本發(fā)明實驗中所使用到的材料以及試驗方法進行一般性的描述。雖然為實現(xiàn)本發(fā)明目的所使用的許多材料和操作方法是本領域公知的，但是本發(fā)明在此作盡可能詳細描述。本領域技術(shù)人員清楚，在下文中，如果未特別說明，本發(fā)明所用材料、設備和操作方法是本領域公知的。
[0031]實施例1
[0032]乳膠涂料及其制備方法
[0033]( I)配制質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液,質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和質(zhì)量分數(shù)為5%羧甲基纖維素鈉水溶液，備用；
[0034](2)將22.7g水、3.1g質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液、1.75g質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和Ig磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為400r/min的攪拌條件下攪拌20分鐘，得混合液；
[0035](3)將9g滑石粉、IOg碳酸鈣、6.41g鈦白粉和7.59g粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將上述混合物緩慢地加入到步驟(2)所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1400r/min的條件下攪拌30分鐘,至固、液兩相混合均勻形成均一相得均相液；
[0036](4)在步驟(3)得到的均相液中加入4g質(zhì)量分數(shù)為5%羧甲基纖維素鈉水溶液、
0.4g乙二醇、3.5gl, 2丙二醇、0.8gF-974成膜助劑、0.8g磷酸三丁酯和29g苯丙乳液，在轉(zhuǎn)速為500r/min的攪拌條件下攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
[0037]實施例2
[0038]乳膠涂料及其制備方法
[0039]( I)配制質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液,質(zhì)量分數(shù)為1%的肥皂水溶液和質(zhì)量分數(shù)為4%羧甲基纖維素鈉水溶液，備用；
[0040](2)將12.45g水、3.4g質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液、3g質(zhì)量分數(shù)為1%的肥皂水溶液和1.3g磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為500r/min的攪拌條件下攪拌15分鐘，得混合液；
[0041](3)將Ilg滑石粉、8g碳酸鈣、8.2g鈦白粉和6.8g粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將上述混合物緩慢地加入到步驟(2)所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1500r/min的條件下攪拌45分鐘,至固、液兩相混合均勻形成均一相得均相液；
[0042](4)在步驟(3)得到的均相液中加入5.75g質(zhì)量分數(shù)為4%羧甲基纖維素鈉水溶液、0.7g乙二醇、2.7gl, 2丙二醇、0.6g F-974成膜助劑、0.7g磷酸三丁酯和29g苯丙乳液，在轉(zhuǎn)速為400r/min的攪拌條件下攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
[0043]實施例3
[0044]乳膠涂料及其制備方法
[0045]( I)配制質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液,質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和質(zhì)量分數(shù)為2%羧甲基纖維素鈉水溶液，備用；
[0046](2)將12.1g水、3.6g質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液、1.9g質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和1.4g磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為400r/min的攪拌條件下攪拌18分鐘，得混合液；
[0047](3)將IOg滑石粉、Ilg碳酸鈣、5.64g鈦白粉和10.36g粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將上述混合物緩慢地加入到步驟(2 )所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1400r/min的條件下攪拌50分鐘,至固、液兩相混合均勻形成均一相得均相液；
[0048](4)在步驟(3)得到的均相液中加入IOg質(zhì)量分數(shù)為2%羧甲基纖維素鈉水溶液、
0.8g乙二醇、3gl，2丙二醇、0.7g F-974成膜助劑、0.9g磷酸三丁酯和30g苯丙乳液，在轉(zhuǎn)速為450r/min的攪拌條件下攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
[0049]實施例4
[0050]乳膠涂料及其制備方法
[0051 ] (I)配制質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液,質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和質(zhì)量分數(shù)為3%羧甲基纖維素鈉水溶液，備用；
[0052](2)將25.98g水、3g質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液、1.5g質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和0.Sg磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為500r/min的攪拌條件下攪拌16分鐘，得混合液；
[0053](3)將7g滑石粉、9g碳酸鈣、6.96g鈦白粉和5.04g粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將 上述混合物緩慢地加入到步驟(2)所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1500r/min的條件下攪拌55分鐘,至固、液兩相混合均勻形成均一相得均相液；
[0054](4)在步驟(3)得到的均相液中加入5g質(zhì)量分數(shù)為3%羧甲基纖維素鈉水溶液、
0.6g乙二醇、2.5gl, 2丙二醇、0.5g F-974成膜助劑、0.5g磷酸三丁酯和28g苯丙乳液，在轉(zhuǎn)速為600r/min的攪拌條件下攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
[0055]實施例5
[0056]乳膠涂料及其制備方法
[0057](I)配制質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液,質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和質(zhì)量分數(shù)為5%羧甲基纖維素鈉水溶液，備用；
[0058](2)將28.86g水、2.7g質(zhì)量分數(shù)為10%的六偏磷酸鈉水溶液、2g質(zhì)量分數(shù)為2%的肥皂水溶液和0.6g磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為500r/min的攪拌條件下攪拌20分鐘，得混合液；
[0059](3)將8g滑石粉、IOg碳酸鈣、5.25g鈦白粉和?.75g粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將上述混合物緩慢地加入到步驟(2)所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1400r/min的條件下攪拌40分鐘,至固、液兩相混合均勻形成均一相得均相液；
[0060](4)在步驟(3)得到的均相液中加入5g質(zhì)量分數(shù)為5%羧甲基纖維素鈉水溶液、
0.3g乙二醇、3.2gl, 2丙二醇、1.5g F-974成膜助劑、0.4g磷酸三丁酯和30g苯丙乳液，在轉(zhuǎn)速為500r/min的攪拌條件下攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
[0061]實施例6
[0062]本發(fā)明乳膠涂料與不加粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑的傳統(tǒng)苯丙乳膠涂料的光澤度和硬度測定[0063]本發(fā)明使用由天津市中亞材料實驗機廠生產(chǎn)的KGZ-1A型便攜式光澤度儀按照GB9152-88標準對涂板進行檢測，檢測結(jié)果如表1，本發(fā)明使用上海榮計達實驗儀器有限公司生產(chǎn)的QHQ-A型鉛筆硬度計，按照GB6379-86對涂料樣板進行硬度檢測，檢測結(jié)果如表1。
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種乳膠涂料，包括以下重量份的組分: 水24—38六偏憐酸納0.27一0.36肥皂0.03—0.04磷酸三丁酯I一2.3 滑石粉7—11 碳酸鈣8— 11 欽白粉和粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑 12—16羧甲基纖維素鈉0.15一0.25成膜助劑3.5—5苯丙乳液28—30 所述粒徑范圍為85—135nm的白炭黑的重量份為鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉和粒徑范圍為85— 135nm的白炭黑總重量份的18% — 28% ;所述成膜助劑為乙二醇、1，2丙二醇和F-974成膜助劑的混合物，其中1，2丙二醇的重量份為2.5—3.5。
2.如權(quán)利要求1所述的乳膠涂料的制備方法，包括以下步驟: (1)將羧甲基纖維素鈉、六 偏磷酸鈉和肥皂分別配制成水溶液，備用； (2)將配制溶液后剩余的水、六偏磷酸鈉水溶液、肥皂水溶液和占總使用量55%— 65%的磷酸三丁酯置于反應釜中，在轉(zhuǎn)速為400— 500r/min的攪拌條件下攪拌15 — 20分鐘，得混合液； (3)將滑石粉、碳酸鈣、鈦白粉和粒徑范圍為85—135nm的白炭黑混合均勻得混合物，將上述混合物緩慢地加入到步驟(2)所得的混合液中，在轉(zhuǎn)速為1400— 1500r/min的條件下攪拌30分鐘以上，至固、液兩相混合均勻形成均一相為止得均相液； (4)在步驟(3)所得的均相液中加入羧甲基纖維素鈉水溶液、乙二醇、1，2丙二醇、F-974成膜助劑、剩余的磷酸三丁酯和苯丙乳液，攪拌至均勻即得所述乳膠涂料。
3.如權(quán)利要求2所述的乳膠涂料的制備方法，其特征在于:步驟(1)中羧甲基纖維素鈉配制成質(zhì)量分數(shù)為2% — 5%的水溶液，六偏磷酸鈉配制成質(zhì)量分數(shù)為10%的水溶液。
【文檔編號】C09D125/14GK103865339SQ201410131858
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月29日
【發(fā)明者】張雪梅, 宋長春, 汪徐春, 程年壽, 陳橋, 徐冬青 申請人:安徽科技學院