一种染砂用染色树脂制造技术

本发明专利技术提供一种染砂用染色树脂，其原料包括：水20～30wt％、水性膨润土0.5～2wt％、滑石粉10～25wt％、水性树脂30～40wt％、钛白粉A 1～15wt％、钛白粉B 5～20wt％和功能性助剂1.5～10wt％；其中，钛白粉A为锐钛矿型钛白粉，钛白粉B为金红石型钛白粉。本发明专利技术通过采用锐钛矿型钛白粉与金红石型钛白粉复配，使折射率低的物质与折射率高的物质在漆膜中相互交替存在，提高漆膜对入射光的散射作用，使染色树脂在宽泛的可见‑近红外光波长范围内呈现较高的光反射率，此外，锐钛矿型钛白粉的使用能够有效地提高染色树脂的施工性以及颜色稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种染砂用染色树脂
本专利技术属于化工涂料领域，具体地，涉及一种染砂用染色树脂及应用其的染砂和仿石漆。
技术介绍
太阳时时刻刻向地球辐射着巨大的能量，任何物质都具有反射或吸收一定波长太阳光的性能。入射在涂膜上的太阳辐射能被吸收、投射或反射，其吸收率、透射率和反射率之和为1。通常情况下，涂膜是不透明的，其透射率近似为0，因此只有提高涂层的反射率，才可以使涂层表面吸收较少的能量。太阳能绝大部分处于可见光和近红外区，按波长可分为三个部分，即在0.2～0.4μm的紫外线区占太阳能量的5％，在0.4～0.72μm的可见光区占太阳能量的45％，在0.72～2.5μm的近红外区占太阳能量的50％。可见，太阳能量主要集中在波长在0.4～2.5μm的可见光和红外光区。在该波长范围内，反射率越高，隔热效果越好。仿石漆是一种装饰效果酷似大理石或花岗石的涂料，主要由高分子聚合物、彩砂及相关助剂制成，干结固化后坚硬如石，看起来像天然真石一样。仿石漆装修后的建筑物，具有天然真实的自然色泽，给人以高雅、和谐、庄重之美感，倍受人们的青睐，成为了高档别墅、写字楼、医院等建筑物外墙装饰的首选产品。用于仿石漆的彩砂主要分为天然彩砂与人工彩砂。天然彩砂主要是用天然矿石进行粉碎并筛分而成，其存在资源有限、颜色种类固定、颜色不齐全且成本高的缺点，此外，基于天然彩砂本身的结构，其对可见光以及红外光区都是以吸收为主，几乎不能起到反射隔热的效果。人工彩砂是用染料和/或颜料将白砂或需要着色的砂子进行着色，其颜色更加齐全可调。通常，在人工彩砂的制作过程中需要使用树脂对经染色砂进行颜色固化处理。目前的染砂工艺主要采用油性树脂进行颜色固化。但是，由于油性树脂主要由有机成分组成，在染砂过程以及后续的使用过程中使用油性树脂不仅有害于操作人员的健康，更存在污染环境的不足。此外，现有技术中报道的水性染砂，一般也存在着对可见光以及红外光区的反射效率不足，反射隔热效果不佳的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种染砂用染色树脂及应用其的染砂和仿石漆，以提高水性彩砂对可见光和红外光的反射率，使仿石漆具备良好的的反射隔热功效。根据本专利技术的一个方面，提供一种染砂用染色树脂，其原料包括：水20～30wt％、水性膨润土0.5～2wt％、滑石粉10～25wt％、水性树脂30～40wt％、钛白粉A1～15wt％、钛白粉B5～20wt％和功能性助剂1.5～10wt％；其中，钛白粉A为锐钛矿型钛白粉，钛白粉B为金红石型钛白粉。金红石型钛白粉折射系数高，对400～2500nm范围的可见-近红外光具有良好的反射率。一般来说，锐钛矿型钛白的折射系数低于金红石型钛白的折射系数，但是，锐钛矿型钛白粉的锐钛矿型钛白粉具有光散射力强、着色力高、遮盖力大、白度好等优点，此外，其对可见光能够产生良好的反射。本专利技术通过采用锐钛矿型钛白粉与金红石型钛白粉复配，使折射率低的物质与折射率高的物质在漆膜中相互交替存在，提高漆膜对入射光的散射作用，使染色树脂在宽泛的可见-近红外光波长范围内呈现较高的光反射率，此外，锐钛矿型钛白粉的使用能够有效地提高染色树脂的施工性以及颜色稳定性。优选地，滑石粉为广东恒美纳米材料有限公司的滑石粉。该产品能够有效地提高染色树脂的粘结性及其所形成的漆膜的硬度和耐磨性。优选地，水性膨润土为海明斯公司的RT-1。优选地，钛白粉A的D50＝400～500nm，钛白粉B的D50＝700～1000nm。粒子对光的反射率与离子的晶型和粒径相关，D50＝400～500nm的锐钛矿型钛白粉对可见光具有良好的反射率，而D50＝700～1000nm的金红石型钛白粉对可见-近红外光具有良好的反射率，将两者混合复配，两者都能够对一定波长范围内的入射光起到明显的反射作用。除此之外，利用小粒径的钛白粉A和大粒径的钛白粉B相互掺杂，可以抑制钛白粉B发生微粒自发吸附团聚，增加染色树脂中的反射表面，从而优化染色树脂的反射隔热效果。优选地，钛白粉B为亨斯迈公司的Altiris550。上述产品具有良好的近红外以及可见光反射性能。优选地，水性树脂为有机硅改性的环氧树脂。经过有机硅改性的环氧树脂具有较低的表面能，能够与砂粒表面紧密结合，从而使得染色树脂的使用十分便捷，可应用性强。优选地，水性树脂的制备工艺如下：S1.在氮气气氛下，利用有机锡催化醚化氨基树脂、植物油和多羟烷基脂肪族羧酸在芳烃溶剂中交联聚合，生成预聚体；S2.在二丁基二月桂酸酯的催化下，使预聚体与羟基封端的聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、乙烯基三乙氧基硅烷发生交联聚合反应，制得水性树脂。通过上述方式所制得的水性树脂具有优良的机械性能和热稳定性，便于施工，能够在彩砂表面形成强韧的保护膜，能够将颜料很好地储存在砂粒表面，避免出现渗色的情况。优选地，功能性助剂包括润湿分散剂、消泡剂、增韧剂、防腐剂和流变增稠剂；在原料中，润湿分散剂占0.1～1wt％，消泡剂占0.2～1wt％，增韧剂占1～5wt％，防腐剂占0.1～0.5wt％，流变增稠剂占0.5～2wt％。优选地，在其原料中，水性膨润土占比0.8～1.2wt％，滑石粉占比15～20wt％，水性树脂占比35～40wt％，钛白粉A占比5～10wt％，钛白粉B占比5～10wt％，润湿分散剂占比0.2～0.5wt％，消泡剂占比0.1～0.5wt％，增韧剂占比1～2wt％，防腐剂占比0.1～0.2wt％，流变增稠剂占比0.5～1wt％。优选地，润湿分散剂为阴离子表面活性剂。水性树脂的成膜性能与润湿分散剂的种类息息相关，以上述润湿分散剂与本专利技术的水性树脂复配使用，能够稳定浆料的粘度，促进水性树脂在砂粒表面形成强韧的保护膜。更优选地，润湿分散剂为圣诺普科公司的SN-5040铵盐分散剂。优选地，增韧剂为福彩新材料公司的SP5545。上述增韧剂能够提高染色树脂的柔韧性能，使其能够在砂粒表面形成密致柔韧的漆膜以包裹砂粒，从而提高彩砂的色牢度。优选地，防腐剂为霍夫曼公司的BCD-1。优选地，流变增稠剂为非离子缔合型改性聚氨酯增稠剂。优选地，流变增稠剂为罗门哈斯公司的RM-8W。优选地，染砂用染色树脂按照如下工艺制备：步骤1，将水、水性膨润土、润湿分散剂和消泡剂投入分散缸中，在600～800rpm的转速下混合至均匀；步骤2，边搅拌步骤1所得浆料边向其中依次投入钛白粉A、钛白粉B、滑石粉，在1200～1500rpm的转速下分散至粉料分散均匀；步骤3，依次向步骤2所得浆料中投入增韧剂、水性树脂、防腐剂、流变增稠剂，在1200～1500rpm的转速下分散至均匀，即制得染砂用染色树脂。根据本专利技术的另一个方面，提供一种高性能水性反射隔热染砂，其原料包括：如上染砂用染色树脂2～10wt％、色浆0.3～0.5wt％、雪花白90～98wt％和杂化交联剂0.2～0.3wt％。优选地，在其原料中，染砂用染色树脂占比2～3wt％，色浆占比0.3～0.5wt％，雪花白占比97～98wt％，杂化交联剂占比0.2～0.3wt％。优选地，色浆包括洋红色颜料、酚青蓝色颜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种染砂用染色树脂，其特征在于，其原料包括：水20～30wt％、水性膨润土0.5～2wt％、滑石粉10～25wt％、水性树脂30～40wt％、钛白粉A 1～15wt％、钛白粉B 5～20wt％和功能性助剂1.5～10wt％；其中，所述钛白粉A为锐钛矿型钛白粉，所述钛白粉B为金红石型钛白粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种染砂用染色树脂，其特征在于，其原料包括：水20～30wt％、水性膨润土0.5～2wt％、滑石粉10～25wt％、水性树脂30～40wt％、钛白粉A1～15wt％、钛白粉B5～20wt％和功能性助剂1.5～10wt％；其中，所述钛白粉A为锐钛矿型钛白粉，所述钛白粉B为金红石型钛白粉。


2.如权利要求1所述染砂用染色树脂，其特征在于：所述钛白粉A的D50＝400～500nm，所述钛白粉B的D50＝700～1000nm。


3.如权利要求2所述染砂用染色树脂，其特征在于：所述水性树脂为有机硅改性的环氧树脂。


4.如权利要求3所述染砂用染色树脂，其特征在于，所述水性树脂的制备工艺如下：
S1.在氮气气氛下，利用有机锡催化醚化氨基树脂、植物油和多羟烷基脂肪族羧酸在芳烃溶剂中交联聚合，生成预聚体；
S2.在二丁基二月桂酸酯的催化下，使所述预聚体与羟基封端的聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、乙烯基三乙氧基硅烷发生交联聚合反应，制得所述水性树脂。


5.如权利要求1所述染砂用染色树脂，其特征在于：
所述功能性助剂包括润湿分散剂、消泡剂、增韧剂、防腐剂和流变增稠剂；
在所述原料中，所述润湿分散剂占0.1～1wt％，所述消泡剂占0.2～1wt％，所述增韧剂占1～5wt％，所述防腐剂占0.1～0.5wt％，所述流变增稠剂占0.5～2wt％。

【专利技术属性】
技术研发人员：黎应棋，周伟建，周靖洋，符传杰，宋献军，谢寅峰，李灿辉，许金河，谢仲洪，张旭，
申请(专利权)人：广东美涂士建材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44