一种水包水型多彩涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种涂料领域，具体地说，是一种具有防水性能的水包水型多彩涂料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，室内装饰热潮悄然兴起，人们对涂料的装饰效果要求 越来越高。多彩涂料以其大胆的构思打破了传统单一色彩、平面涂层的装饰效果，开创了多 彩、立体感的装饰面，倍受消费者青睐。目前，我国的墙体多彩涂料大多采用水包油型的多 彩涂料，由于使用了大量的有机溶剂，使用时有机溶剂的排放量大，生产成本高而且在施工 过程中需要多次喷涂导致施工速度慢，遭到了市场的排斥。
[0003] 水包水型多彩涂料为全水性体系，在成膜过程中仅有水的挥发，无毒、无味，对人 体及环境不造成任何危害。水包水多彩花纹涂料采用乳化与抗溶技术，将彩料制作与其在 连续相中的分散两步操作并为一步，从而产生类似水包油多彩涂料的条状花纹，提高了产 品的技术性能和装饰效果，并且它比水包油型在生产和使用过程中更安全和环保，简化了 生产设备，降低了产品成本。水包水涂料实质上是一种水性涂料，是在水性乳胶漆中加入可 凝胶化的水溶性涂料分散而成，通过两相带有相反的电荷，两组分混合时即在粒子的接触 表面生凝胶化。水包水型多彩漆能逼真还原大理石、花岗岩的装修效果，特别适用于各类建 筑物的室内外装饰，是高档石材的经济替代品，其不仅可以避免使用有机溶剂还具有生产 成本低的优势。
[0004] 在专利申请号为CN101429368A的发明中公开一种水包水型多彩涂料，其生产方法 为先制备5%浓度的保护胶溶液，然后再制备白色基础漆，再按设计要求加入色浆进行调 色，最后进行彩漆造粒。该涂料制备时需要采用色浆进行调色，工艺不够简易。在专利申请 号为CN201410005877.X的发明中公开了一种高耐候仿花岗岩水包水多彩涂料的制备方法， 采用水性高分子合成乳液作为基料，各种水溶性物质作为助剂，该涂料在成品漆制备中还 公开了使用拒水助剂及防水乳液，然而两者的添加只为了防止成膜后的多彩涂料不易渗 色，并未考虑成膜后多彩涂料的防水性、防污染性及易清洗性。因而如何制备一种多彩涂料 具有不易渗色、稳定性良好的同时兼具防水性能，是相关制造商亟需解决的一个难题。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于提供一种水包水型多彩涂料及其制备方法，其制备方法简 单，不需要有机溶剂，制备的多彩涂料兼具良好的防水性、抗渗色以及自清洁防污染。
[0006] 为达到以上目的，本发明采用的技术方案为:一种水包水型多彩涂料由胶体溶液、 分散相以及连续相组成，胶体溶液由焦糖酸钠和硅酸镁锂粉溶于水中形成，分散相主要由 疏水调节剂、润湿分散剂、消泡剂、成膜剂、丙二醇、纤维素、颜料、胶体溶液、乳液以及水组 成，连续相主要由疏水调节剂、成膜剂、消泡剂、丙二醇、增稠剂、乳液以及水组成，其中，疏 水调节剂为二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物和/或二乙烯基苯与乙烯基离子液体的共 聚物。
[0007]根据本发明的一实施例，所述疏水调节剂选自二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚 物、二乙烯基苯与1-乙烯基离子液体的共聚物中的一种或两种。
[0008] 根据本发明的一实施例，1-乙烯基离子液体为1-乙烯基-3-烷基咪唑阳离子卤素 阴离子离子液体，烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基中的一种，卤素阴离子可以是Cl-、Br-、 I-中的任一种。
[0009] 根据本发明的一实施例，胶体溶液的原料成分组成按重量份计为:2份焦糖酸钠、7 ~8份硅酸镁锂粉、90~100份水;分散相的原料成分组成按重量份计为:250~300份疏水调 节剂、6~10份润湿分散剂、4~9份消泡剂、5~8份成膜剂、10~15份丙二醇、5~10份纤维 素、20~40份颜料、100~150份胶体溶液、200~250乳液以及400~450份水。
[0010] 根据本发明的一实施例，连续相的原料成分组成按重量份计为：150~200份疏水 调节剂、10~14份成膜剂、0.5~1份消泡剂、8~10份丙二醇、3~5份增稠剂、270~300份乳 液以及250~290份水。
[0011] 根据本发明的一实施例，所述润湿分散剂选自聚丙烯酸钠、磷酸三钠、娃酸盐、烷 基酚聚氧乙烯醚、烷基芳基磺酸酯中的一种或多种。
[0012] 根据本发明的一实施例，所述乳液为苯丙乳液和/或硅丙乳液。
[0013] -种水包水型多彩涂料的制备方法，其包括步骤：
[0014] S100制备胶体溶液，在搅拌下加入相应质量份的焦磷酸钠溶于于水中，待焦磷酸 钠完全溶解后，加入硅酸镁锂粉溶于其中，形成胶体溶液，其中，搅拌速度设定为800~ 1000r/min，揽摔时间为100 ~150min;
[0015] S200制备分散相的造粒基础漆，搅拌相应质量份的水和乳液的混合液，在搅拌下 加入润湿分散剂、消泡剂、成膜剂、丙二醇、纤维素，搅拌后，调整搅拌速度加入至少一种颜 料，搅拌后，调整搅拌速度加入疏水调节剂和胶体溶液，形成分散相的造粒基础漆；
[0016] S300造粒，加入胶体溶液和造粒基础漆，进行均匀造粒，制得造粒子漆，其中，胶体 溶液和造粒基础漆按照重量份的配比为1: (〇. 5~1.5);以及
[0017] S400制备乳胶成品漆，搅拌相应质量份的水和乳液的混合液，在搅拌下加入成膜 剂、消泡剂、丙二醇、疏水调节剂，搅拌均匀后，加入480~510份造粒子漆搅拌，加入增稠剂 搅拌均匀，制得所述水包水型涂料。
[0018] 根据本发明的一实施例，在所述步骤S300的造粒工艺中，胶体溶液和造粒基础漆 按照重量份的配比为1:1。
[0019] 根据本发明的一实施例，在所述步骤S200中，预设搅拌速度为800r/min，搅拌 30min，第一次调整搅拌速度到lOOOr/min，加入至少两种颜料，搅拌30min，第二次调整搅拌 速度到400r/min，搅拌10min。
[0020] 本发明的有益效果为：
[0021] 1、所述疏水调节剂为二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑或乙烯基离子液体的共聚物，由 于其粗糙的微纳米表面、独特的介孔结构和单一的有机骨架使其具有超疏水的特性，其可 使水包水型涂料的静态水接触角达到90~120°，滑动角< 50°，从而保证涂料的疏水性，使 其不易沾污的同时还易洗涤；
[0022] 2、当疏水调节剂选择的是乙烯基苯与乙烯基离子液体共聚物时，随着离子液体上 咪唑接枝的碳链越长，其疏水性越好，同时亲水性的卤素阴离子可抑制涂料的疏水性，从而 通过改变咪唑上烷基链的长短或选用不同阴离子可以用来调节所述涂料的疏水效果，以满 足不同的疏水需求，使所述涂料达到不同的防水效果；
[0023] 3、当疏水调节剂为二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑时，由于疏水调节剂中咪唑环上3 号位N原子的孤对电子可促进由焦磷酸钠和硅酸镁锂粉形成的保护膜片层表面和边缘之间 的相反电荷的静电相互吸引，使得凝胶体系稳定，不容易受到外界干扰，从而有效地在微观 上阻止颜料颗粒之间的聚集和凝结，达到宏观上彩粒不渗色、不浑浊的效果。
[0024]
【具体实施方式】
[0025] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优 选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0026] -种水包水型多彩涂料由胶体溶液、分散相以及连续相组成，通过胶体溶液使得 分散相加入连续相时，在分散相和胶体溶液的表面产生凝胶化，形成一层保护膜，胶体溶液 由焦糖酸钠和硅酸镁锂粉溶于水中形成，分散相主要由疏水调节剂、润湿分散剂、消泡剂、 成膜剂、丙二醇、纤维素、颜料、胶体溶液、乳液以及水组成，连续相主要由疏水调节剂、成膜 剂、消泡剂、丙二醇、增稠剂、乳液以及水组成，其中，疏水调节剂为二乙烯基苯与1-乙烯基 咪唑的共聚物和/或二乙烯基苯与乙烯基离子液体的共聚物。从而，所述水包水型多彩涂料 不需要有机溶剂，通过疏水调节剂得以增加所述涂料的防水性，使得所述多彩涂料兼具良 好的防水性、抗渗色、稳定性以及自清洁防污染。
[0027] 所述疏水调节剂选自二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物、二乙烯基苯与1-乙稀 基离子液体的共聚物中的一种或两种，其中，1-乙烯基离子液体为1-乙烯基-3-烷基咪唑阳 离子卤素阴离子离子液体，烷基选自甲基、乙基、丙基和丁基中的一种，卤素阴离子可以是 Cl_、Br_、I-中的任一种。
[0028]由于在所述涂料中增加了疏水调节剂，所述疏水调节剂为二乙烯基苯与1-乙烯基 咪挫或乙烯基离子液体的共聚物，由于其粗糙的微纳米表面、独特的介孔结构和单一的有 机骨架使其具有超疏水的特性，其可使水包水型涂料的静态水接触角达到90~120°，滑动 角<50°，从而保证涂料的疏水性，使其不易沾污的同时还易洗涤，当水体流到涂料表面时， 由于涂料疏水，在重力作用下，可将涂料表面的污垢冲掉，达到自清洁防污染的效果。
[0029]当疏水调节剂选择的是乙烯基苯与乙烯基离子液体共聚物时，随着离子液体上咪 唑接枝的碳链越长，其疏水性越好，同时亲水性的卤素阴离子可抑制涂料的疏水性，因此， 通过改变咪唑上烷基链的长短或选用不同阴离子可以用来调节所述涂料的疏水效果，以满 足不同的疏水需求，使所述涂料达到