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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品，解決了傳統乳膠漆顏色單一缺乏裝飾性、天然石材色差難以控制、價格昂貴、自重大有脫落隱患、某些深色大理石含有放射性物質會對人體造成輻射傷害、水包油多彩仿石涂料產品含有大量苯類稀釋劑污染環境等問題， 在建筑外立面和室內裝潢領域得到了廣泛的應用。目前市場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感涂料， 真石漆或拉毛涂料作為配套中層， 但增加了施工質感中層涂料的工序使得施工工藝變得復雜，提高了施工成本。砂壁狀水包水多彩涂料經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。同時具備多彩涂料色彩豐富、仿真度高以及砂壁狀涂料的質感效果。

1.1 主要原材料

       去離子水，纖維素，潤濕劑，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，保護膠粉，漂珠，石英砂。

1.2 主要試驗儀器

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

1.3 涂料的制備

1.3.1 保護膠溶液的制備

（1）保護膠溶液配方

 

（2）制備工藝

       開動攪拌機，在800 r/min 的轉速下將保護膠粉體加到去離子水中，分散30 min 左右至保護膠粉體完全溶解并呈無色透明狀即可。

1.3.2 基礎漆的制備

(1)基礎漆配方

如表2 所示。

 

（2）制備工藝

       開動攪拌機， 在500 r/min 的轉速下將保護膠粉、纖維素、潤濕劑、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，再加入煅燒高嶺土以1 500 r/min 的轉速高速分散30 min，在500 r/min 的轉速下加入遮蓋聚合物、彈性丙烯酸乳液、羥基丙烯酸樹脂、成膜助劑、丙二醇分散10 min 即可。最后使用增稠劑調整黏度至100~105 KU 備用。

1.3.3 色漆的制備

（1）色漆配方

 

（2）制備工藝

       開動攪拌機，在500 r/min 的轉速下將白色的基礎漆調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�；�礎漆的制備

(1)造�；�礎漆配方

 

（2）制備工藝

       開動攪拌機，在500 r/min 的轉速下將保護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

       開動攪拌機，在50 r/min 的轉速下將造�；�礎漆加入到保護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進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，最后使用增稠劑調節黏度即得到成品。

生產工藝流程如圖1 所示。

 

2.1.保護膠體的影響

       目前水包水多彩涂料普遍使用類似硅酸鎂鋰的保護膠進行色粒包裹造粒， 其作用機理為利用膠體的極性物質與基礎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漆色粒的表面， 膠體中的極性成分與基礎漆粒子表面的乳液反應， 在基礎漆粒子表面形成厚度約30~50 μm 的半膠化狀態的硬質層， 阻止內部的基礎漆與保護膠體進一步膠化， 從而形成一個穩定的膠囊狀保護體系， 使得色粒與保護膠體溶液之間不會相互滲透，該膠化反應一般需要2~3 h，反應結束后便可形成一個個穩定的顆粒。

2.2 骨料對色粒的影響

       石英砂的體積質量一般在2.5 g/cm3， 將其加入基料中會導致基料體積質量過高， 造成色粒出現沉淀現象， 故可以選用體積質量在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降低基料體積質量，并進一步利用體積質量約為1 g/cm3 的遮蓋聚合物替代體積質量為4.1 g/cm3 的鈦白粉來提供遮蓋力， 從而使得色粒的體積質量與乳液和保護膠溶液的混合物的體積質量基本一致， 故色粒成型后的顆�？梢元毩⒎�定地懸浮在乳液和保護膠溶液的混合物中，不會由于體積質量過高而出現沉底現象。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量、提高漆膜質感效果的作用。

2.3 固化劑的影響

       普通保護膠現成的半膠化狀態的膠囊層對于大粒徑的骨料無法有效包裹， 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脂進行交聯反應，形成比半膠化狀態的膠囊層強度更大的立體網狀結構,將大粒徑的骨料固定在多彩色粒內。但只是使用羥基丙烯酸樹脂加水性異氰酸酯固化劑無法在色粒表面形成半膠化的膠囊層來阻止色漿滲出，故需保護膠、羥基丙烯酸樹脂和水性異氰酸酯固化劑協同作用， 同時將色粒中的色漿和骨料進行有效包裹�？梢赃x用低黏度的內乳化親水改性HDI 聚異氰酸酯固化劑以提高涂料的耐候性。

 

2.4 羥基丙烯酸樹脂的影響

       樹脂羥基含量越低與固化劑反應過快， 通過造粒機時色漆黏度過高會造成色粒破碎， 故選用高羥樹脂添加到基料中這樣的色粒在造粒過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，樹脂與固化劑充分反應從而大幅提高色粒強度。

 

       性能指標按照HG/T 4343—2012《水性多彩建筑涂料》及JG/T 24—2000《合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料》標準進行測試。測試結果列于表9，樣板表觀狀態如圖2 所示。

砂壁狀水包水多彩涂料性能測試結果

 

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

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

        通過在分散相基料和連續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。當漆膜干燥后不同色彩色粒中的大粒徑質感骨料和連續相中的骨料突出墻面，形成不平整的粗糙表面，與傳統砂壁狀質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，從而省去了施工質感中層的工序。