一種高耐擦洗干粉涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種干粉涂料，特別是涉及一種環(huán)保且高耐擦洗的干粉涂料及其制備 方法，屬于建筑涂料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，人們對(duì)降低涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOC)的呼聲越來越高。涂料正朝著"三高一低"的方向發(fā)展，即高固體分、高耐候、高性能、 低污染。傳統(tǒng)的水性建筑涂料中的各種助劑是其VOC的主要來源，同時(shí)涂料中的水占涂料 總重的一半以上，涂料在運(yùn)輸?shù)倪^程中需要用到大量的鐵罐或塑料罐。如果能將乳液制備 成可再分散的乳膠粉，并與顏填料混合制成干粉涂料，以塑料袋包裝，在施工現(xiàn)場(chǎng)將干粉涂 料與水混合并攪拌即可使用。這樣不僅減少了 VOC的排放，而且使得涂料更易于包裝和運(yùn) 輸，減少運(yùn)輸成本。由于粉末狀的涂料在儲(chǔ)存中受環(huán)境影響更小，涂料中不需添加抗凍劑和 抗霉變劑，不僅減少涂料中VOC且延長(zhǎng)了儲(chǔ)存周期。
[0003] 干粉涂料中的核心成膜物質(zhì)為可再分散乳膠粉，其特性直接關(guān)系到干粉涂料的性 能。為了使干粉涂料在低溫下較好的成膜而不產(chǎn)生開裂，通?？稍俜稚⑷槟z粉的玻璃化溫 度通常須低于5°C，而膠粉的低玻璃化溫度也直接導(dǎo)致了所配制的干粉涂料的耐擦洗性能 較差。低溫成膜和耐擦洗之間的矛盾一直都是聚合物可再分散乳膠粉的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種運(yùn)輸和使用方便，同時(shí)滿足環(huán) 保和高性能要求的高耐擦洗環(huán)保型干粉涂料。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種高耐擦洗環(huán)保型干粉涂料的制備方法。
[0006] 在不影響涂料低溫成膜性能的前提下，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)干粉涂料相比于乳膠漆 耐擦洗較差的問題，使得干粉涂料同時(shí)滿足了環(huán)保和高性能的要求。并且干粉涂料的運(yùn)輸 和使用都非常方便，可以使用袋裝、桶裝等多種包裝運(yùn)輸形式。施工前加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯蛇M(jìn) 行刷涂、輥涂、噴涂等多種方式施工，形成的漆膜具有良好的耐擦洗、耐水性、耐候性、流平 性、抗污性等特性。
[0007] 本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種高耐擦洗干粉涂料，以重量百分比計(jì)，其原料配方組成包括：
[0009]
[0010] 所述的分散劑為偏磷酸鈉、多聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀和焦磷酸四鉀中的一種或多 種；
[0011] 所述的粉末狀的硅烷偶聯(lián)添加劑通過如下方法制備：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將10份硅烷 偶聯(lián)劑溶于40~60份第二溶劑中，再加入30~50份質(zhì)量的負(fù)載物和10~30份質(zhì)量的 負(fù)載增強(qiáng)劑溶液，將所得混合液分散后烘干或者噴霧干燥，研磨，過篩，得到粉末狀的硅烷 偶聯(lián)劑添加劑；
[0012] 所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ -氨丙基三乙氧基硅烷、γ - (2,3 -環(huán)氧丙氧）丙基三甲 氧基硅烷、3 -縮水甘油醚基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ -(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基 硅烷、乙條基二甲氧基硅烷、γ _疏丙基二甲氧基硅烷中的一種或多種；所述的負(fù)載物為欽 白粉、重鈣、高嶺土或云母粉；所述的負(fù)載增強(qiáng)劑溶液中負(fù)載增強(qiáng)劑為0. 5~3份，所述的負(fù) 載物增強(qiáng)劑為聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和聚丙烯酰胺中的一種或多種。
[0013] 高耐擦洗為7天耐擦洗次數(shù)檢測(cè)值超過2000次。
[0014] 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述的負(fù)載增強(qiáng)劑溶液通過如下方法制備：以 質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將1份的負(fù)載增強(qiáng)劑溶于9~19份的第一溶劑中，所述的第一溶劑為水、乙 醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇和乙酸丁酯中的一種或多種。
[0015] 優(yōu)選地，所述過篩的篩孔為60~140目。
[0016] 優(yōu)選地，所述的纖維素醚為甲基纖維素、羥甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維 素、羥丙基纖維素、芐基纖維素中的一種或多種。
[0017] 優(yōu)選地，所述的第二溶劑為水、丙酮、甲醇和乙醇中的一種或多種混合。
[0018] 優(yōu)選地，所述噴霧干燥的工藝參數(shù)為：進(jìn)口溫度120~180 °C，霧化器轉(zhuǎn)速為 16000 ~20000r/min，進(jìn)料速率為 2 ~5kg/h。
[0019] 優(yōu)選地，所述可再分散乳膠粉由丙烯酸或丙烯酸酯單體與甲基丙烯酸單體或甲基 丙烯酸酯單體共聚得到的核殼結(jié)構(gòu)的乳液經(jīng)噴霧干燥制備而成?？稍俜稚⑷槟z粉是干粉涂 料的核心成膜物質(zhì)，其用量直接關(guān)系到涂膜的性能，本發(fā)明確定其用量為5-30%，用量過 低會(huì)使得涂膜的粘結(jié)性能和強(qiáng)度較差，用量過高會(huì)影響涂膜的干燥速度和涂料成本，其最 佳用量為15~30%。
[0020] 本發(fā)明涉及的可再分散乳膠粉可以根據(jù)專利CN 101696277B所述的制備方法制 得：將1~15質(zhì)量份的pH調(diào)節(jié)劑加入65~75質(zhì)量份的丙烯酸酯聚合物乳液中，攪拌均勻， 調(diào)節(jié)pH值至8~9,加入15~20質(zhì)量份的干燥助劑攪拌均勻得到噴霧干燥混合物液；將噴 霧干燥混合液經(jīng)噴霧干燥制備聚丙烯酸酯可再分散乳膠粉，添加2~8質(zhì)量分的抗結(jié)塊劑 混合均勻后經(jīng)過濾得到最后的產(chǎn)品；其中噴霧干燥時(shí)設(shè)置噴霧干燥器的進(jìn)口溫度為125~ 150°C，通過調(diào)節(jié)進(jìn)料速度控制出口溫度為65~80°C，霧化機(jī)轉(zhuǎn)速為21600~24000rpm。
[0021] 所述pH調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度1~10%的氫氧化鈉、氫氧化鉀和/或氫氧化鈣水溶 液；
[0022] 所述的干燥助劑為硅溶膠，其質(zhì)量百分濃度為20~40% ;
[0023] 所述抗結(jié)塊劑為硅酸鋁、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土和/或二氧化硅。
[0024] 所述丙烯酸酯聚合物乳液，由以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分制成：
[0025]
[0026]
[0027] 所述甲基丙烯酸烷基酯為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲 基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯和/或甲基丙烯酸異辛酯中的一種或多 種。
[0028] 所述丙烯酸烷基酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸 戊酯、丙烯酸己酯或丙烯酸異辛酯中的一種或多種。
[0029] 所述羥烷基酯為丙烯酸-2 -羥基乙酯、丙烯酸-3 -羥基丙酯、丙烯酸-2 -羥基 丁酯、丙烯酸-5 -羥基戊酯、丙烯酸-6 -羥基己酯、甲基丙烯酸-2 -羥基乙酯和/或甲基 丙烯酸-3 -羥基丙酯中的一種或多種。
[0030] 所述烷基羧酸為甲基丙烯酸和/或丙烯酸。
[0031] 所述丙烯基酰胺為丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺、N -羥甲 基丙烯酰胺和N -異丙基丙烯酰胺中的一種或多種，其引進(jìn)到聚合物鏈上不僅能提高丙烯 酸酯聚合物乳液的耐離子穩(wěn)定性，同時(shí)能提高乳液與基材的粘結(jié)強(qiáng)度。
[0032] 所述酰肼為對(duì)甲苯磺酰肼、Ν，Ν' -二乙酰肼、順丁烯二酰肼、己二酰肼和/或癸二 酸二酰肼，酰肼能與烷基羧酸反應(yīng)，在提高聚合物的交聯(lián)度和耐水性同時(shí)，還提高聚合物分 子鏈的柔韌性，降低乳液的最低成膜溫度，使得乳液在低溫下能夠成膜。
[0033] 所述引發(fā)劑為過硫酸鹽類引發(fā)劑過硫酸鉀、過硫酸鈉和/或過硫酸銨。
[0034] 所述乳化劑為陰離子乳化劑和非離子乳化劑復(fù)配，陰離子乳化劑是十二烷基二苯 醚磺酸二鈉（DSB)，十二烷基苯磺酸鈉（LAS)和/或十二烷基硫酸鈉（SDS);非離子乳化劑 是吐溫20 (Tween-20)，吐溫80 (Tween-80)，聚氧乙烯仲辛酚醚-10 (0P-10)、和/或壬 基酚聚氧乙烯醚（TX - 10)，其中陰離子乳化劑是為了提高乳液的機(jī)械穩(wěn)定性，而非離子乳 化劑是為了提高乳液的離子穩(wěn)定性，兩者的質(zhì)量比例為1 :1 - 4 :1。
[0035] 所述水為去離子水。
[0036] 所述丙烯酸酯聚合物乳液的制備方法如下：
[0037] a、以質(zhì)量百分比計(jì)，先將10 %~50 %所述甲基丙烯酸烷基酯、50 %~90 %所述丙 烯酸烷基酯、〇~30 %所述羥烷基酯、0~30 %所述烷基羧酸和0~30 %所述丙烯基酰胺混 合制成混合單體I ;再將配方量余下的甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、羥烷基酯、烷基 羧酸和丙烯基酰胺混合制成混合單體II ;控制混合單體I與混合單體II的質(zhì)量比為1. 5~ 3 :1 ;混合單體I所得到聚合物的玻璃化溫度小于混合單體II所得到聚合物的玻璃化溫 度，這樣既可以保證乳液在噴霧干燥過程中不發(fā)生粘連，又能保證乳液在常溫甚至低溫下 成膜且所成膜的硬度高；
[0038] b、制備種子乳液：將占水總質(zhì)量60%~80%的水，占總?cè)榛瘎┵|(zhì)量40%~60%的 乳化劑和占引發(fā)劑質(zhì)量40%~50%的引發(fā)劑加入到反應(yīng)釜中，攪拌分散10~20分鐘，待 溫度升至78~85°C，將5%~15%質(zhì)量的混合單體I在15~30分鐘滴入反應(yīng)釜中，滴加 完畢后保溫15~30分鐘，制得種子乳液；
[0039] c、在1. 5~2小時(shí)內(nèi)，將75 %~85 %混合單體I均勻滴加到步驟b得到的種子 乳液中，滴加完畢后反應(yīng)15~30分鐘；接著將剩余的混合單體I和10%混合單體II均勻 混合成混合單體III，并在50~75分鐘內(nèi)將混合單體III均勻滴加到上述乳液中