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0 引言

       水包水多彩仿石涂料是近幾年新興的涂料產(chǎn)品，解決了傳統(tǒng)乳膠漆顏色單一缺乏裝飾性、天然石材色差難以控制、價(jià)格昂貴、自重大有脫落隱患、某些深色大理石含有放射性物質(zhì)會(huì)對(duì)人體造成輻射傷害、水包油多彩仿石涂料產(chǎn)品含有大量苯類稀釋劑污染環(huán)境等問(wèn)題， 在建筑外立面和室內(nèi)裝潢領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上水包水多彩仿石涂料普遍使用乳膠漆作為配套底色， 成膜后平整度較高， 或只有輕微凹凸感，缺乏立體感只能模仿光面大理石效果，如果要模仿大理石毛面效果必須以質(zhì)感涂料， 真石漆或拉毛涂料作為配套中層， 但增加了施工質(zhì)感中層涂料的工序使得施工工藝變得復(fù)雜，提高了施工成本。砂壁狀水包水多彩涂料經(jīng)一次噴涂即可得到含有多種色彩的仿毛面花崗巖效果的涂層，是大理石、花崗巖等裝飾性石材理想的替代品。同時(shí)具備多彩涂料色彩豐富、仿真度高以及砂壁狀涂料的質(zhì)感效果。

1.1 主要原材料

       去離子水，纖維素，潤(rùn)濕劑，分散劑，消泡劑，增稠劑，殺菌劑，防霉劑，丙二醇，成膜助劑，彈性丙烯酸乳液，羥基丙烯酸樹(shù)脂，水性異氰酸酯固化劑，硅丙乳液，遮蓋聚合物，煅燒高嶺土，保護(hù)膠粉，漂珠，石英砂。

1.2 主要試驗(yàn)儀器

SFJ-400 分散機(jī)，STM-IV 斯托默黏度計(jì)， 電子天秤，水性多彩涂料專用噴槍，烘箱，多彩涂料造粒機(jī)。

1.3 涂料的制備

1.3.1 保護(hù)膠溶液的制備

（1）保護(hù)膠溶液配方

 

（2）制備工藝

       開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，在800 r/min 的轉(zhuǎn)速下將保護(hù)膠粉體加到去離子水中，分散30 min 左右至保護(hù)膠粉體完全溶解并呈無(wú)色透明狀即可。

1.3.2 基礎(chǔ)漆的制備

(1)基礎(chǔ)漆配方

如表2 所示。

 

（2）制備工藝

       開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)， 在500 r/min 的轉(zhuǎn)速下將保護(hù)膠粉、纖維素、潤(rùn)濕劑、分散劑、消泡劑、殺菌劑、防霉劑加入到去離子水中，攪拌至均勻狀態(tài)，再加入煅燒高嶺土以1 500 r/min 的轉(zhuǎn)速高速分散30 min，在500 r/min 的轉(zhuǎn)速下加入遮蓋聚合物、彈性丙烯酸乳液、羥基丙烯酸樹(shù)脂、成膜助劑、丙二醇分散10 min 即可。最后使用增稠劑調(diào)整黏度至100~105 KU 備用。

1.3.3 色漆的制備

（1）色漆配方

 

（2）制備工藝

       開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，在500 r/min 的轉(zhuǎn)速下將白色的基礎(chǔ)漆調(diào)整到所需的顏色后添加石英砂和漂珠的混合骨料。

1.3.4 造�；�礎(chǔ)漆的制備

(1)造�；�礎(chǔ)漆配方

 

（2）制備工藝

       開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，在500 r/min 的轉(zhuǎn)速下將保護(hù)膠溶液加入到色漆中， 然后再加入水性異氰酸酯固化劑攪拌均勻后備用。

1.3.5 多彩色粒的制備

（1）多彩色粒配方

 

（2）制備工藝

       開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，在50 r/min 的轉(zhuǎn)速下將造�；�礎(chǔ)漆加入到保護(hù)膠溶液中緩慢攪拌形成大塊的色粒后再使用多彩涂料造粒機(jī)進(jìn)行造粒得到所需粒徑的多彩色粒。

1.3.6 砂壁狀水包水多彩涂料的制備

（1）砂壁狀水包水多彩涂料配方

 

（2）制備工藝

       將造粒完成的多彩色粒加入到乳液中緩慢攪勻，然后緩慢加入作為骨料的石英砂攪拌均勻， 接著依次加入成膜助劑，丙二醇，防霉劑，殺菌劑等助劑，最后使用增稠劑調(diào)節(jié)黏度即得到成品。

生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

 

2.1.保護(hù)膠體的影響

       目前水包水多彩涂料普遍使用類似硅酸鎂鋰的保護(hù)膠進(jìn)行色粒包裹造粒， 其作用機(jī)理為利用膠體的極性物質(zhì)與基礎(chǔ)漆色粒表面的異性粒子相互吸引， 膠體被吸附并包裹在基礎(chǔ)漆色粒的表面， 膠體中的極性成分與基礎(chǔ)漆粒子表面的乳液反應(yīng)， 在基礎(chǔ)漆粒子表面形成厚度約30~50 μm 的半膠化狀態(tài)的硬質(zhì)層， 阻止內(nèi)部的基礎(chǔ)漆與保護(hù)膠體進(jìn)一步膠化， 從而形成一個(gè)穩(wěn)定的膠囊狀保護(hù)體系， 使得色粒與保護(hù)膠體溶液之間不會(huì)相互滲透，該膠化反應(yīng)一般需要2~3 h，反應(yīng)結(jié)束后便可形成一個(gè)個(gè)穩(wěn)定的顆粒。

2.2 骨料對(duì)色粒的影響

       石英砂的體積質(zhì)量一般在2.5 g/cm3， 將其加入基料中會(huì)導(dǎo)致基料體積質(zhì)量過(guò)高， 造成色粒出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象， 故可以選用體積質(zhì)量在0.3~0.5 g/cm3 的低密度大粒徑的漂珠作為骨料與石英砂或彩砂混合使用來(lái)降低基料體積質(zhì)量，并進(jìn)一步利用體積質(zhì)量約為1 g/cm3 的遮蓋聚合物替代體積質(zhì)量為4.1 g/cm3 的鈦白粉來(lái)提供遮蓋力， 從而使得色粒的體積質(zhì)量與乳液和保護(hù)膠溶液的混合物的體積質(zhì)量基本一致， 故色粒成型后的顆�？梢元�(dú)立穩(wěn)定地懸浮在乳液和保護(hù)膠溶液的混合物中，不會(huì)由于體積質(zhì)量過(guò)高而出現(xiàn)沉底現(xiàn)象。與漂珠類似的骨料有閉孔珍珠巖、空心玻璃微珠等，同樣可以起到降低體積質(zhì)量、提高漆膜質(zhì)感效果的作用。

2.3 固化劑的影響

       普通保護(hù)膠現(xiàn)成的半膠化狀態(tài)的膠囊層對(duì)于大粒徑的骨料無(wú)法有效包裹， 故可以在基料中加入水性異氰酸酯固化劑和羥基丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，形成比半膠化狀態(tài)的膠囊層強(qiáng)度更大的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將大粒徑的骨料固定在多彩色粒內(nèi)。但只是使用羥基丙烯酸樹(shù)脂加水性異氰酸酯固化劑無(wú)法在色粒表面形成半膠化的膠囊層來(lái)阻止色漿滲出，故需保護(hù)膠、羥基丙烯酸樹(shù)脂和水性異氰酸酯固化劑協(xié)同作用， 同時(shí)將色粒中的色漿和骨料進(jìn)行有效包裹�？梢赃x用低黏度的內(nèi)乳化親水改性HDI 聚異氰酸酯固化劑以提高涂料的耐候性。

 

2.4 羥基丙烯酸樹(shù)脂的影響

       樹(shù)脂羥基含量越低與固化劑反應(yīng)過(guò)快， 通過(guò)造粒機(jī)時(shí)色漆黏度過(guò)高會(huì)造成色粒破碎， 故選用高羥樹(shù)脂添加到基料中這樣的色粒在造粒過(guò)程中始終保持較低黏度，保證了色粒的柔韌性，在造粒完成4~5 h 后，樹(shù)脂與固化劑充分反應(yīng)從而大幅提高色粒強(qiáng)度。

 

       性能指標(biāo)按照HG/T 4343—2012《水性多彩建筑涂料》及JG/T 24—2000《合成樹(shù)脂乳液砂壁狀建筑涂料》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果列于表9，樣板表觀狀態(tài)如圖2 所示。

砂壁狀水包水多彩涂料性能測(cè)試結(jié)果

 

       (1)添加漂珠等低密度大粒徑的填料后可以大幅降低基礎(chǔ)漆的體積質(zhì)量，有助于使基礎(chǔ)漆懸浮于連續(xù)相乳液中，避免由于在基礎(chǔ)漆中添加石英砂或天然彩砂后體積質(zhì)量過(guò)高導(dǎo)致的色粒沉淀現(xiàn)象。

       (2)普通水包水多彩涂料形成的包裹色粒的薄膜無(wú)法有效包覆添加粗顆粒骨料的基礎(chǔ)漆， 在基礎(chǔ)漆中混拼一定量的羥基丙烯酸樹(shù)脂， 并在調(diào)色完成后添加相應(yīng)用量的水性異氰酸酯固化劑可以顯著提高色粒的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

        通過(guò)在分散相基料和連續(xù)相乳液中添加石英砂和漂珠等骨料可以制備出表面有明顯凹凸效果的漆膜。當(dāng)漆膜干燥后不同色彩色粒中的大粒徑質(zhì)感骨料和連續(xù)相中的骨料突出墻面，形成不平整的粗糙表面，與傳統(tǒng)砂壁狀質(zhì)感涂料搭配水包水多彩效果基本一致。故只需砂壁狀水包水多彩涂料與平面乳膠漆配套使用就可以模仿出大理石的荔枝面效果，從而省去了施工質(zhì)感中層的工序。