仿大理石装饰材料及其设备制作方法与相关技术

本技术涉及一种仿大理石装饰材料及其制备方法，该装饰材料包括保护胶50~60重量份和基础漆100~120重量份，还包括增硬乳液，增硬乳液包括如下重量份的组分：硅丙乳液30~35份、硅酸钾溶胶20~25份、季铵烷基醚化淀粉5~10份、羟丙基甲基纤维素10~15份、陶土3~7份和阳离子分散剂1~3份；本申请以硅丙乳液、硅酸钾溶胶为混合主体，添加季铵烷基醚化淀粉和陶土，二者产生协同作用，可提高增硬乳液的粘附性，当有大量砂石存在时，可使增硬乳液附着在砂石表面，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿大理石装饰材料的硬度。

权利要求书

1.一种仿大理石装饰材料，包括保护胶 50~60重量份和基础漆100~120重量份，其特征在于：还包括增硬乳液，所述增硬乳液包括如下重量份的组分：硅丙乳液 30~35份、硅酸钾溶胶 20~25份、季铵烷基醚化淀粉 5~10份、羟丙基甲基纤维素 10~15份、陶土 3~7份和阳离子分散剂 1~3份。

2.根据权利要求1所述的一种仿大理石装饰材料，其特征在于：所述硅丙乳液的粘度为1500~2000mpa·s。

3.根据权利要求1所述的一种仿大理石装饰材料，其特征在于，所述硅酸钾溶胶的制备方法包括如下步骤：

将40~50重量份的无机硅溶胶放入反应器中，调节温度为65~75℃；

在搅拌条件下，加入10~15重量份的氢氧化钾和20~25重量份的去离子水，混合反应

30~40min；

加入5~10重量份的多羟基笼型倍半硅氧烷，升高温度至75~80℃，搅拌6~8h，得硅酸钾溶胶。

4.根据权利要求3所述的一种仿大理石装饰材料，其特征在于：所述多羟基笼型倍半硅氧烷优选为八羟基笼型倍半硅氧烷或者十六羟基笼型倍半硅氧烷。

5.根据权利要求1所述的一种仿大理石装饰材料，其特征在于：所述季铵烷基醚化淀粉的取代度为0.08~0.3。

6.根据权利要求1所述的一种仿大理石装饰材料，其特征在于：所述陶土需要预处理，向陶土中加入0.5~2份羟基硅油，搅拌30~40min备用。

7.如权利要求1~6任意一项所述的一种仿大理石装饰材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备增硬乳液：a）向硅丙乳液中添加硅酸钾溶胶，温度控制在45~55℃，保持搅拌至混合均匀，得混合主体；b）向混合主体内加入季铵烷基醚化淀粉、陶土和阳离子分散剂，搅拌均匀；c）加入羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀得增硬乳液；

（2）将保护胶与基础漆混合，进行搅拌20~30min；

（3）按照重量比为2~3:1加入增硬乳液和水，搅拌均匀，得仿大理石装饰材料。

8.根据权利要求7所述的一种仿大理石装饰材料，其特征在于：所述步骤（1）中增硬乳液置于球磨机中球磨，球磨后增硬乳液粘度为2500~4000 mpa·s。

技术说明书

一种仿大理石装饰材料及其制备方法

技术领域

本技术涉及饰面装饰材料的技术领域，尤其是涉及一种仿大理石装饰材料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，建筑外墙采用高级装饰材料的越来越多；仿大理石装饰材料是其中一种，将其喷涂在建筑外墙上，可以起到很好的仿大理石装饰效果，还具有优异的抗龟裂性能、良好的柔韧性，使其能有效地遮盖墙面上的细小裂纹，保持涂层牢固和光滑；超强的自洁功能可使建筑装饰墙面常久如新，超强的耐候性不论在普通环境还是在耐酸雨侵蚀环境，都具有较强的适应力和抵抗力，使用寿命较长，并且施工周期短，工艺简单，相比于天然大理石，成本较低，因此，仿大理石装饰材料备受瞩目。

目前，申请公布号为CN104387981A的中国专利公开了一种仿大理石涂料的制备方法及其在施工上的应用，分别制备保护胶与基础漆，然后将两者按比例混合均匀，调成各种类似糙面大理石的颜色，得到本技术的仿大理石涂料，仿真度高，可以减少对石材资源的浪费，且施工方便。

但是，现有的仿大理石装饰材料通常在施工三天后用指甲仍可抠动，原因是选择的乳液不恰当，在制备多彩仿石涂料时，采用与制备普通乳胶漆相同的乳胶，成膜时由于大量砂石的存在而导致涂层不够致密，造成仿大理石装饰材料的硬度较低。

技术内容

本技术的目的是提供一种仿大理石装饰材料及其制备方法，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿大理石装饰材料的硬度。

本技术的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种仿大理石装饰材料，包括保护胶50～60重量份和基础漆100～120重量份，还包括增硬乳

液，所述增硬乳液包括如下重量份的组分：硅丙乳液30～35份、硅酸钾溶胶20～25份、季铵烷基醚化淀粉5～10份、羟丙基甲基纤维素10～15份、陶土3～7份和阳离子分散剂1～3份。

通过采用上述技术方案，硅丙乳液是丙烯酸酯类和有机硅单体接枝共聚合而成的水性乳液，成膜有较高的光泽性，较佳的耐盐雾性、耐碱性、防腐性、极强的附着力、耐水性好、耐候优异等特点，可用于金属材料的防腐材料、金属漆、防水涂料、各种涂料的面漆和高档外墙漆等；硅酸钾溶胶具有优异的粘度，可辅助硅丙乳液提高其成膜性，另外硅酸钾溶胶与硅丙乳液发生了氢键缔合，可显著提高成膜时的硬度；季铵烷基醚化淀粉在本申请的装饰材料内起到离子桥作用，相比于普通淀粉，具有较好的流动性、分散性、溶解性、糊液透明度、糊液粘度稳定性以及更低的糊化温度；羟丙基甲基纤维素为白色颗粒状粉末，溶于水，水溶液具有表面活性，透明性高等特性，而且还具有增稠能力，优良的成模性、分散性和粘结性；陶土含有大量的矿物成分，如水云母、高岭石、蒙脱石、石英及长石等，这些成分混合在一起使得陶土具有粘土类似的性质，陶土呈浅灰色、黄色、紫色，吸水性、吸附性适中，干燥性和烧结性良好，另外，陶土还具有良好的抗冻融性、良好的抗光污染性能；本申请以硅丙乳液、硅酸钾溶胶为混合主体，添加季铵烷基醚化淀粉和陶土，二者产生协同作用，可提高增硬乳液的粘附性，当有大量砂石存在时，可使增硬乳液附着在砂石表面，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿大理石装饰材料的硬度。

本技术进一步设置为：所述硅丙乳液的粘度为1500～2000mpa·s。

通过采用上述技术方案，限定硅丙乳液的粘度为1500～2000mpa·s，若硅丙乳液的粘度小于1500mpa·s，则硅丙乳液的粘度太稀，当成膜时，无法将大量砂石粘结，若硅丙乳液的粘度大于2000mpa·s，则硅丙乳液的流动性变差，不利于与硅酸钾溶胶以及其他填料均匀混合，提高了加工难度以及后续的喷涂难度，综合装饰材料产品性能与加工难度来看，选取粘度为1500～2000mpa·s之间为宜。

本技术进一步设置为，所述硅酸钾溶胶的制备方法包括如下步骤：

将40～50重量份的无机硅溶胶放入反应器中，调节温度为65～75℃；

在搅拌条件下，加入10～15重量份的氢氧化钾和20～25重量份的去离子水，混合反应30～

40min；加入5～10重量份的多羟基笼型倍半硅氧烷，升高温度至75～80℃，搅拌6～8h，得硅酸钾溶胶。

通过采用上述技术方案，首先将无机硅溶胶进行溶解，然后向无机硅溶胶中添加氢氧化钾与去离子水，形成硅酸钾溶液，再添加多羟基笼型倍半硅氧烷，在75～80℃下搅拌6～8h，得硅酸钾溶胶，该硅酸钾溶胶内含有大量的羟基，具有较高的反应活性，当与硅丙乳液共混时，易发生氢键缔合作用，从而有利于提高该硅丙乳液成膜时的硬度。

本技术进一步设置为：所述多羟基笼型倍半硅氧烷优选为八羟基笼型倍半硅氧烷或者十六羟基笼型倍半硅氧烷。

通过采用上述技术方案，笼型倍半硅氧烷是一类含有无机-有机混合结构的物质，包含多面体的硅-氧纳米结构骨架，分子呈笼型，分子中含有有机取代基，可保证与有机乳液的相容性良好，选取带有八羟基或者十六羟基的笼型倍半硅氧烷，具有整齐的对称结构，降低笼型倍半硅氧烷的极性，有利于笼型倍半硅氧烷均匀分散在硅酸钾溶液中，进而产生增稠作用，形成硅酸钾溶胶。

本技术进一步设置为：所述季铵烷基醚化淀粉的取代度为0.08～0.3。

通过采用上述技术方案，选用季铵烷基醚化淀粉，目的是利用该淀粉的阳离子正电性，季铵烷基醚化淀粉的阳离子替换度越高，同样用量的季铵烷基醚化淀粉就可以吸附中和更多的负电物质，但是取代度越高生产越困难，相应的成本越高，因此要寻求最佳比例的平衡点，在本申请中季铵烷基醚化淀粉的取代度选取0.08～0.3之间为宜。

本技术进一步设置为：所述陶土需要预处理，向陶土中加入0.5～2份羟基硅油，搅拌30～40min备用。

通过采用上述技术方案，进行成型前，陶土需要做预处理，由于装饰材料中含有硅丙乳液、硅酸钾溶胶，向陶土中加入羟基硅油，有助于在陶土表面做硅基化处理，从而提高陶土在装饰材料中的相容性。

本技术的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：

如上述的一种仿大理石装饰材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备增硬乳液：a)向硅丙乳液中添加硅酸钾溶胶，温度控制在45～55℃，保持搅拌至混合均匀，得混合主体；b)向混合主体内加入季铵烷基醚化淀粉、陶土和阳离子分散剂，搅拌均匀；c)加入羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀得增硬乳液；

(2)将保护胶与基础漆混合，进行搅拌20～30min；

(3)按照重量比为2～3:1加入增硬乳液和水，搅拌均匀，得仿大理石装饰材料。

通过采用上述技术方案，向保护胶、基础漆中添加增硬乳液，该增硬乳液具有优异的粘附性，当有大量砂石存在时，可附着在砂石表面，提高所喷涂涂层的成膜致密性，进而提高该装饰材料的硬度；增硬乳液与水的比例以重量比为2～3:1为宜，防止对增硬乳液进行稀释，从而使得增硬乳液保持合适的粘稠度。

本技术进一步设置为：所述步骤(1)中增硬乳液置于球磨机中球磨，球磨后增硬乳液粘度为2500～4000mpa·s。

通过采用上述技术方案，增硬乳液制备完成后，在使用前，再次对增硬乳液进行球磨研细，有助于提高增硬乳液的比表面积，进一步提高增硬乳液的粘稠度。

综上所述，本技术的有益技术效果为：

1.硬度高：本申请以硅丙乳液、硅酸钾溶胶为混合主体，添加季铵烷基醚化淀粉和陶土，二者产生协同作用，可提高增硬乳液的粘附性，当有大量砂石存在时，可使增硬乳液附着在砂石表面，有助于提高成膜时涂层的致密性，从而提高仿大理石装饰材料的硬度；

2.向硅酸钾溶液中加入多羟基笼型倍半硅氧烷，制成硅酸钾溶胶，具有较高的反应活性，当与硅丙乳液共混时，易发生氢键缔合作用，有利于提高硅丙乳液成膜时的硬度；

3.季铵烷基醚化淀粉和陶土复配时，粘性较强，加入阳离子分散剂，可以达到较优异的分散效果；

4.所制备的增硬乳液粘度保持在2500～4000mpa·s之间，有助于增硬乳液与保护胶、基础漆的混溶，从而保证该装饰材料成膜时的致密性；

5.施工方便，具有快干性，而且成膜硬度高。

具体实施方式

以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。

无机硅溶胶选用山东辛化硅胶有限公司生产的JA-25型硅溶胶。

硅丙乳液选用巴斯夫生产的硅丙乳液，粘度为1500～2000mpa·s。

季铵烷基醚化淀粉采用河南工业大学发表的《小麦季铵烷基醚淀粉的制备与性质研究》中提到的方法制备。

陶土采用河北灵寿县巨石矿产品加工厂生产的胶粘材料用陶土，货号为js-tt。

阳离子分散剂选用河南正远化工有限公司生产的聚丙烯酰胺阳离子分散剂，分子量为1200万。

保护胶采用申请公布号为CN104387981A的中国专利公开了一种仿大理石涂料的制备方法中实施例2记载的保护胶，具体制备过程：在分散缸中加入水900份，调节转速为350r/min，加入保护胶粉，分散0.8h，再加入防腐剂0.5份，搅拌均匀得保护胶；其中，保护胶粉选用广州胜欣化工科技有限公司生产的型号为C512的保护胶粉，防腐剂选用防腐剂M30。

基础漆采用申请公布号为CN104387981A的中国专利公开了一种仿大理石涂料的制备方法中

实施例2记载的基础漆，具体制备过程：在分散缸中加入水100份，调节转速为250r/min，依次加入乙二醇10份，消泡剂3份，分散剂4.5份，润湿剂1.2份，氨水1份，高岭土45份，重钙粉45份，钛白粉30份，纤维素1.2份，调节转速为500r/min，分散40min；加入乳液200份，成膜助剂11份，纤维素5份，水330份，分散30min；加入保护胶160份，分散70min；再加入防腐剂2.5份、防霉剂2.5份，搅拌均匀，得基础漆；其中，分散剂选用十二烷基磺酸钠，消泡剂选用巴斯夫生产的NXZ，润湿剂选用BF-05，乳液选用固含量为48％的硅丙乳液，成膜助剂选用伊士曼的十二碳酯醇。

原料制备例一：

一种硅酸钾溶胶，采用如下方法制备：

(1)将40重量份的无机硅溶胶放入反应器中，调节温度为65℃；

(2)在搅拌条件下，加入10重量份的氢氧化钾和20重量份的去离子水，混合反应30min；

(3)加入5重量份的八羟基笼型倍半硅氧烷，升高温度至75℃，搅拌6h，得硅酸钾溶胶。

原料制备例二：

一种硅酸钾溶胶，采用如下方法制备：

(1)将45重量份的无机硅溶胶放入反应器中，调节温度为70℃；

(2)在搅拌条件下，加入13重量份的氢氧化钾和23重量份的去离子水，混合反应35min；

(3)加入8重量份的八羟基笼型倍半硅氧烷，升高温度至78℃，搅拌7h，得硅酸钾溶胶。

原料制备例三：

一种硅酸钾溶胶，采用如下方法制备：

(1)将50重量份的无机硅溶胶放入反应器中，调节温度为70℃；

(2)在搅拌条件下，加入15重量份的氢氧化钾和25重量份的去离子水，混合反应40min；

(3)加入10重量份的十六羟基笼型倍半硅氧烷，升高温度至75℃，搅拌6h，得硅酸钾溶胶。原料制备例四：

一种硅酸钾溶胶，采用如下方法制备：

(1)将50重量份的无机硅溶胶放入反应器中，调节温度为75℃；

(2)在搅拌条件下，加入15重量份的氢氧化钾和25重量份的去离子水，混合反应40min；

(3)加入10重量份的十六羟基笼型倍半硅氧烷，升高温度至80℃，搅拌8h，得硅酸钾溶胶。实施例一：

一种仿大理石装饰材料，采用如下方法制备：

(1)配料：按照重量份，称量保护胶50份、基础漆100份、硅丙乳液30份、原料制备例一制备的硅酸钾溶胶20份、季铵烷基醚化淀粉5份、羟丙基甲基纤维素10份、陶土3份和阳离子分散剂1份；

(2)制备增硬乳液：a)向硅丙乳液中添加硅酸钾溶胶，温度控制在45℃，保持搅拌至混合均匀，得混合主体；b)向混合主体内加入季铵烷基醚化淀粉、陶土和阳离子分散剂，搅拌均匀；c)加入羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀得增硬乳液；

(3)将保护胶与基础漆混合，进行搅拌20min；

(4)按照重量比为2:1加入增硬乳液和水，搅拌均匀，得仿大理石装饰材料。

实施例二：

一种仿大理石装饰材料，与实施例一的不同之处在于硅酸钾溶胶采用原料制备例二制备。实施例三：

一种仿大理石装饰材料，与实施例一的不同之处在于硅酸钾溶胶采用原料制备例三制备。实施例四：

一种仿大理石装饰材料，与实施例一的不同之处在于硅酸钾溶胶采用原料制备例四制备。实施例五：

一种仿大理石装饰材料，采用如下方法制备：

(1)配料：按照重量份，称量保护胶55份、基础漆110份、硅丙乳液32份、原料制备例三的硅酸钾溶胶23份、季铵烷基醚化淀粉7份、羟丙基甲基纤维素12份、陶土5份和阳离子分散剂2份；

(2)制备增硬乳液：a)向硅丙乳液中添加硅酸钾溶胶，温度控制在45～55℃，保持搅拌至混合均匀，得混合主体；b)向混合主体内加入季铵烷基醚化淀粉、陶土和阳离子分散剂，搅拌均匀；c)加入羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀得增硬乳液；

(3)将保护胶与基础漆混合，进行搅拌25min；

(4)按照重量比为2:1加入增硬乳液和水，搅拌均匀，得仿大理石装饰材料。

实施例六：

一种仿大理石装饰材料，采用如下方法制备：

(1)配料：按照重量份，称量保护胶60份、基础漆120份、硅丙乳液35份、原料制备例三的硅酸钾溶胶25份、季铵烷基醚化淀粉10份、羟丙基甲基纤维素15份、陶土7份和阳离子分散剂3份；

(2)制备增硬乳液：a)向硅丙乳液中添加硅酸钾溶胶，温度控制在55℃，保持搅拌至混合均匀，得混合主体；b)向混合主体内加入季铵烷基醚化淀粉、陶土和阳离子分散剂，搅拌均匀；c)加入羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀得增硬乳液；

(3)将保护胶与基础漆混合，进行搅拌30min；

(4)按照重量比为3:1加入增硬乳液和水，搅拌均匀，得仿大理石装饰材料。

实施例七：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于，将步骤(1)中的陶土进行预处理，向陶土中加入0.5～2份羟基硅油，搅拌30～40min备用。

实施例八：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于，将步骤(2)制备的增硬乳液置于球磨机中球磨，球磨后增硬乳液粘度为2500～4000mpa·s备用。

对比例一：以申请公布号为CN104387981A的中国专利公开了一种仿大理石涂料的实施例2作为对比例一。

对比例二：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于缺少硅酸钾溶胶。

对比例三：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于缺少硅丙乳液。

对比例四：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于缺少季铵烷基醚化淀粉。

对比例五：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于缺少陶土。

对比例六：

一种仿大理石装饰材料，与实施例五的区别之处在于缺少季铵烷基醚化淀粉和陶土。

检测手段：

(1)涂膜外观：用刷子在试板表面刷涂试样，涂布量湿膜厚度约为120μm，使试板的长边竖成约85°放置，24h后观察涂膜，若无针孔和流挂，涂膜均匀，可判断为涂膜外观“正常”。

(2)涂层硬度：准备一个尺寸为50×100cm的铁片，先用细砂纸打磨，然后用酒精或者丙酮擦洗铁片表面，将待测装饰材料均匀喷涂在铁片上，厚度为3mm，施工6h、12h、24h、48h、36h后，利用指甲观察是否抠的动，若抠不动用铅笔硬度计记录硬度。

通过上表可知，采用本申请实施例的装饰材料，以硅丙乳液与硅酸钾溶胶作为混合主体，季铵烷基醚化淀粉和陶土形成复配作用，进行喷涂施工形成装饰涂层，具有较高的硬度，当施工6h后，利用指甲抠不动，测试硬度为H级以上，相比于对比例一的普通外墙漆，具有更快的固化速度，固化后硬度较大；通过各实施例与对比例二、对比例三可知，以硅丙乳液、硅

酸钾溶胶作为混合主体，具有优异的成膜致密性，有助于提高装饰材料成膜后的硬度；经各实施例与对比例四～对比例六可知，季铵烷基醚化淀粉和陶土产生复配作用，可显著提高该装饰材料成膜时的硬度。

本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。