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水包水多彩仿石涂料是近几年新兴的涂料产品，解决了传统乳胶漆颜色单一缺乏装饰性、天然石材色差难以控制、价格昂贵、自重大有脱落隐患、某些深色大理石含有放射性物质会对人体造成辐射伤害、水包油多彩仿石涂料产品含有大量苯类稀释剂污染环境等问题， 在建筑外立面和室内装潢领域得到了广泛的应用。目前市场上水包水多彩仿石涂料普遍使用乳胶漆作为配套底色， 成膜后平整度较高， 或只有轻微凹凸感，缺乏立体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须以质感涂料， 真石漆或拉毛涂料作为配套中层， 但增加了施工质感中层涂料的工序使得施工工艺变得复杂，提高了施工成本。砂壁状水包水多彩涂料经一次喷涂即可得到含有多种色彩的仿毛面花岗岩效果的涂层，是大理石、花岗岩等装饰性石材理想的替代品。同时具备多彩涂料色彩丰富、仿真度高以及砂壁状涂料的质感效果。
1 试验部分
1.1 主要原材料
1.2 主要试验仪器
SFJ-400 分散机，STM-IV 斯托默黏度计， 电子天秤，水性多彩涂料专用喷枪，烘箱，多彩涂料造粒机。
1.3 涂料的制备
1.3.1 保护胶溶液的制备
（1）保护胶溶液配方
（2）制备工艺
开动搅拌机，在800 r/min 的转速下将保护胶粉体加到去离子水中，分散30 min 左右至保护胶粉体完全溶解并呈无色透明状即可。
1.3.2 基础漆的制备
(1)基础漆配方
如表2 所示。
（2）制备工艺
开动搅拌机， 在500 r/min 的转速下将保护胶粉、纤维素、润湿剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂、防霉剂加入到去离子水中，搅拌至均匀状态，再加入煅烧高岭土以1 500 r/min 的转速高速分散30 min，在500 r/min 的转速下加入遮盖聚合物、弹性丙烯酸乳液、羟基丙烯酸树脂、成膜助剂、丙二醇分散10 min 即可。最后使用增稠剂调整黏度至100~105 KU 备用。
1.3.3 色漆的制备
（1）色漆配方
（2）制备工艺
开动搅拌机，在500 r/min 的转速下将白色的基础漆调整到所需的颜色后添加石英砂和漂珠的混合骨料。
1.3.4 造粒基础漆的制备
(1)造粒基础漆配方
（2）制备工艺
开动搅拌机，在500 r/min 的转速下将保护胶溶液加入到色漆中， 然后再加入水性异氰酸酯固化剂搅拌均匀后备用。
1.3.5 多彩色粒的制备
（1）多彩色粒配方
（2）制备工艺
开动搅拌机，在50 r/min 的转速下将造粒基础漆加入到保护胶溶液中缓慢搅拌形成大块的色粒后再使用多彩涂料造粒机进行造粒得到所需粒径的多彩色粒。
1.3.6 砂壁状水包水多彩涂料的制备
（1）砂壁状水包水多彩涂料配方
（2）制备工艺
将造粒完成的多彩色粒加入到乳液中缓慢搅匀，然后缓慢加入作为骨料的石英砂搅拌均匀， 接着依次加入成膜助剂，丙二醇，防霉剂，杀菌剂等助剂，最后使用增稠剂调节黏度即得到成品。
生产工艺流程如图1 所示。
2 结果与讨论
2.1.保护胶体的影响
目前水包水多彩涂料普遍使用类似硅酸镁锂的保护胶进行色粒包裹造粒， 其作用机理为利用胶体的极性物质与基础漆色粒表面的异性粒子相互吸引， 胶体被吸附并包裹在基础漆色粒的表面， 胶体中的极性成分与基础漆粒子表面的乳液反应， 在基础漆粒子表面形成厚度约30~50 μm 的半胶化状态的硬质层， 阻止内部的基础漆与保护胶体进一步胶化， 从而形成一个稳定的胶囊状保护体系， 使得色粒与保护胶体溶液之间不会相互渗透，该胶化反应一般需要2~3 h，反应结束后便可形成一个个稳定的颗粒。
2.2 骨料对色粒的影响
石英砂的体积质量一般在2.5 g/cm3， 将其加入基料中会导致基料体积质量过高， 造成色粒出现沉淀现象， 故可以选用体积质量在0.3~0.5 g/cm3 的低密度大粒径的漂珠作为骨料与石英砂或彩砂混合使用来降低基料体积质量，并进一步利用体积质量约为1 g/cm3 的遮盖聚合物替代体积质量为4.1 g/cm3 的钛白粉来提供遮盖力， 从而使得色粒的体积质量与乳液和保护胶溶液的混合物的体积质量基本一致， 故色粒成型后的颗粒可以独立稳定地悬浮在乳液和保护胶溶液的混合物中，不会由于体积质量过高而出现沉底现象。与漂珠类似的骨料有闭孔珍珠岩、空心玻璃微珠等，同样可以起到降低体积质量、提高漆膜质感效果的作用。
2.3 固化剂的影响
普通保护胶现成的半胶化状态的胶囊层对于大粒径的骨料无法有效包裹， 故可以在基料中加入水性异氰酸酯固化剂和羟基丙烯酸树脂进行交联反应，形成比半胶化状态的胶囊层强度更大的立体网状结构,将大粒径的骨料固定在多彩色粒内。但只是使用羟基丙烯酸树脂加水性异氰酸酯固化剂无法在色粒表面形成半胶化的胶囊层来阻止色浆渗出，故需保护胶、羟基丙烯酸树脂和水性异氰酸酯固化剂协同作用， 同时将色粒中的色浆和骨料进行有效包裹。可以选用低黏度的内乳化亲水改性HDI 聚异氰酸酯固化剂以提高涂料的耐候性。
2.4 羟基丙烯酸树脂的影响
树脂羟基含量越低与固化剂反应过快， 通过造粒机时色漆黏度过高会造成色粒破碎， 故选用高羟树脂添加到基料中这样的色粒在造粒过程中始终保持较低黏度，保证了色粒的柔韧性，在造粒完成4~5 h 后，树脂与固化剂充分反应从而大幅提高色粒强度。
3 性能测试
性能指标按照HG/T 4343—2012《水性多彩建筑涂料》及JG/T 24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》标准进行测试。测试结果列于表9，样板表观状态如图2 所示。
砂壁状水包水多彩涂料性能测试结果
4 结语
(1)添加漂珠等低密度大粒径的填料后可以大幅降低基础漆的体积质量，有助于使基础漆悬浮于连续相乳液中，避免由于在基础漆中添加石英砂或天然彩砂后体积质量过高导致的色粒沉淀现象。
(2)普通水包水多彩涂料形成的包裹色粒的薄膜无法有效包覆添加粗颗粒骨料的基础漆， 在基础漆中混拼一定量的羟基丙烯酸树脂， 并在调色完成后添加相应用量的水性异氰酸酯固化剂可以显著提高色粒的强度和稳定性。
通过在分散相基料和连续相乳液中添加石英砂和漂珠等骨料可以制备出表面有明显凹凸效果的漆膜。当漆膜干燥后不同色彩色粒中的大粒径质感骨料和连续相中的骨料突出墙面，形成不平整的粗糙表面，与传统砂壁状质感涂料搭配水包水多彩效果基本一致。故只需砂壁状水包水多彩涂料与平面乳胶漆配套使用就可以模仿出大理石的荔枝面效果，从而省去了施工质感中层的工序。
