本发明属于多彩水性漆，具体涉及一种自交联多彩漆及其制备方法。
背景技术：
1、随着人们对环境与健康意识的日益增强，传统的有机溶剂型涂料因污染严重、能耗高等缺点而逐渐被新型水性涂料所取代。以丙烯酸树脂为基本原料制备的水性涂料，由于其明显的环境保护优越性及众多优良的使用性能而受到越来越多的关注。其中，多彩水包砂涂料的仿石效果佳，在墙体涂装领域颇受青睐。
2、但是现有的多彩水包砂涂料所形成的涂膜的耐水性以及机械强度都存在明显缺陷，特别在受潮或遇水后，会出现漆膜变软和发白现象，长期的耐久性也会受到影响，出现粉化分离等问题。
技术实现思路
1、针对以上技术问题，本发明提供一种自交联多彩漆及其制备方法和应用。本发明提供的自交联多彩漆能够在室温下发生自交联反应，所成漆膜具有良好的耐水、耐污性及机械强度。
2、为达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
3、本发明第一方面提供了一种自交联多彩漆，包括含砂彩点基础漆、造粒液和连续相；三者质量比为(54～66):(18～22):(18～22)；
4、所述含砂彩点基础漆包括按质量份数计的如下原料：含有乙酰乙酸基的多彩基础漆乳液9～12份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料2.5～4份；羟乙基纤维素0.4～0.8份；成膜助剂0.4～0.7份；ph调节剂0.03～0.05份；分散剂0.04～0.08份；消泡剂0.2～0.3份；保护胶溶液2.5～4.5份；石英砂20～30份；水10～22份；
5、所述造粒液包括按质量份数计的如下原料：保护胶溶液9-12.5份，防沉剂0.06-0.1份，水7-11份；
6、所述连续相包括按质量份数计的如下原料：含有乙酰乙酸基的连续相乳液12-15份，成膜助剂0.5-0.8份，ph调节剂0.05-0.1份，消泡剂0.05-0.1份，增稠剂0.15-0.3份，水3-6.5份。
7、本发明的自交联多彩漆中，含砂彩点基础漆中采用含有乙酰乙酸基的丙烯酸乳液作为主要成膜物质，其中乙酰乙酸基的典型结构是乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(aaem)，含有乙酰乙酸基的丙烯酸乳液是在乳液制备过程中引入aaem而得，详细结构式如图1所示。
8、乙酰乙酸基上的亚甲基活泼氢和乙酰羰基能够与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料中的胺(或联氨)脱水形成交联反应，其反应机理如图2所示。
9、基于上述机理，含砂彩点基础漆中含有乙酰乙酸基的丙烯酸乳液与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料在成膜过程中会发生交联反应，同时连续相中含有乙酰乙酸基的连续相乳液会与基础漆中的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料同步发生交联反应，使得基础漆彩点与连续相形成化学交联网状结构，不仅提高了基础彩点的致密程度，同时提高了该自交联多彩漆膜整体的致密程度，从而显著增强该自交联多彩漆的漆膜强度，并解决了多彩彩点与连续漆膜的连接强度，提高了漆膜的耐水性、耐久性和耐沾污能力。该交联反应的详细反应过程如图3所示。
10、同时，保护胶水合形成的卡屋结构(如图4所示)保证彩点的稳定性，结合羟乙基纤维素与保护胶发生交联的反应(如图5所示)，即可形成如图6所示的含砂彩粒。
11、通过上述机理，本发明提供的自交联多彩漆实现了水包砂多彩漆成膜过程中多彩彩点以及连续相室温自交联，提升了多彩涂膜的交联密度和机械强度，解决了传统水包砂多彩漆涂膜机械强度差、耐水性差、耐沾污效果差、涂膜致密程度不高等问题，并解决了多彩水包砂涂膜初期耐水性差、耐久性差等问题。
12、结合第一方面，所述含砂彩点基础漆还包括按质量份数计的如下原料中的至少一种：防冻液0.3-0.6份，杀菌剂0.15-0.3份。
13、结合第一方面，所述造粒液还包括按质量份数计的杀菌剂0.1-0.15份。
14、结合第一方面，所述连续相还包括按质量份数计的如下原料中的至少一种：防冻液0.3-0.6份，杀菌剂0.1-0.2份。
15、优选地，上述防冻液可选自乙二醇或丙二醇，杀菌剂可选自cmit、bit或mit类或三者复配类杀菌剂。
16、结合第一方面，所述含砂彩点基础漆、造粒液和连续相的质量比优选为60:20:20。
17、结合第一方面，所述含有乙酰乙酸基的多彩基础漆乳液为经过乙酰乙酸基改性的纯丙乳液或硅丙乳液。
18、结合第一方面，所述含有乙酰乙酸基的连续相乳液为经过乙酰乙酸基改性的纯丙乳液或硅丙乳液。
19、结合第一方面，所述羟乙基纤维素的型号为250hbr、250hhbr或10k。
20、结合第一方面，所述成膜助剂为醇酯十二。
21、结合第一方面，所述分散剂为羧酸钠盐分散剂，如sn-5040，或羧酸铵盐分散剂，如sn-5027。
22、结合第一方面，所述消泡剂为有机硅或矿物油类消泡剂，优选矿物油类通用消泡剂nxz。
23、结合第一方面，所述保护胶溶液为8％-10％wt的硅酸锂镁水溶液。
24、结合第一方面，所述防沉剂为黄原胶。
25、结合第一方面，所述ph调节剂为碳酸氢钠。
26、结合第一方面，所述增稠剂为碱溶胀型丙烯酸类增稠剂，优选tt615、tt935或两者复配。
27、优选地，所述含有乙酰乙酸基的多彩基础漆乳液包括按质量份数计的如下原料：去离子水95～110份、乳化剂1.5～2.0份、碳酸氢钠缓冲剂0.3-0.35份、单体混合液139～183份和引发剂0.21～0.24份；其中所述单体混合液包括按质量份数计的如下原料：乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(aaem)12～18份、甲基丙烯酸甲酯(mma)28～35份、丙烯酸丁酯(ba)38～45份、乳化剂1.5～2.0份和水65～80份。
28、优选地，所述含有乙酰乙酸基的连续相乳液包括按质量份数计的如下原料：去离子水110～120份、乳化剂1.5～2.0份、碳酸氢钠缓冲剂0.3～0.35份、单体混合液150～180.5份和引发剂0.21～0.24份；其中所述单体混合液包括按质量份数计的如下原料：乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯12～18份、甲基丙烯酸甲酯30～35份、丙烯酸(aa)30～38份、乳化剂1.5～2.0份和水75～85份。
29、优选地，所述乳化剂为质量比3.4～5.2∶1的辛基酚聚氧乙烯醚(op-10)和十二烷基硫酸钠(sds)。
30、优选地，所述引发剂为过硫酸铵(aps)。
31、可选地，所述含有乙酰乙酸基的多彩基础漆乳液和连续相乳液的制备方法可采用以下操作：将0.17～0.18份引发剂溶于16～24份水中，将剩余引发剂溶于8～12份水中；将其余去离子水、乳化剂，碳酸氢钠缓冲剂和1.5～2.5份单体混合液搅拌分散均匀后，用水浴加热升温至57～63℃，再加入0.17～0.18份引发剂(溶于20份水中)，继续升温至67～73℃，缓慢加入预乳化好的单体混合液，保温反应1～1.5h，然后补加剩余引发剂(溶于10份水中)，升温至77～83℃熟化2～2.5h，降温至室温。
32、结合第一方面，所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性钛白粉或煅烧高岭土中的至少一种。
33、优选地，所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料的制备方法为：将钛白粉或煅烧高岭土、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、去离子水、无水乙醇混合，用冰乙酸和氨水调节ph至3～6后，在30～60℃条件下50～60hz超声分散至少50min，经过洗涤、过滤、干燥，即得；所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量为所述钛白粉或煅烧高岭土的2％～6％。其主要反应原理如图7所示。
34、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷在水解改性过程中也会有一定比例的硅烷发生交联反应，其反应机理如图8所示。
35、优选地，调节ph至4～6。
36、优选地，在40～45℃条件下超声分散。
37、优选地，所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量为所述钛白粉或煅烧高岭土的3％～4.5％。
38、第二方面，本发明还提供上述自交联多彩漆的制备方法，具体包括以下操作：将所述含砂彩点基础漆加入到所述造粒液中，造粒，再加入到所述连续相中，混合均匀，得到所述自交联多彩漆。
39、该制备方法简单易行，可用于实际生产。
1.一种自交联多彩漆，其特征在于，包括含砂彩点基础漆、造粒液和连续相；三者质量比为(54～66):(18～22):(18～22)；
2.根据权利要求1所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述含砂彩点基础漆还包括按质量份数计的如下原料中的至少一种：防冻液0.3-0.6份，杀菌剂0.15-0.3份；和/或
3.根据权利要求1所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述含砂彩点基础漆、造粒液和连续相的质量比为60:20:20。
4.根据权利要求1～3任一项所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述含有乙酰乙酸基的多彩基础漆乳液为经过乙酰乙酸基改性的纯丙乳液或硅丙乳液；和/或
5.根据权利要求4所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述含有乙酰乙酸基的多彩基础漆乳液包括按质量份数计的如下原料：去离子水95～110份、乳化剂1.5～2.0份、碳酸氢钠缓冲剂0.3～0.35份、单体混合液146～182.5份和引发剂0.21～0.24份；其中所述单体混合液包括按质量份数计的如下原料：乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯12～18份、甲基丙烯酸甲酯28～35份、丙烯酸丁酯38～45份、乳化剂1.5～2.0份和水65～80份；和/或
6.根据权利要求5所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述乳化剂为质量比3.4～5.2∶1的辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠；和/或
7.根据权利要求1～6任一项所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性钛白粉或煅烧高岭土中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的自交联多彩漆，其特征在于，所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性颜填料的制备方法为：将钛白粉或煅烧高岭土、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、去离子水、无水乙醇混合，用冰乙酸和氨水调节ph至3～6后，在30～60℃条件下50～60hz超声分散至少50min，经过洗涤、过滤、干燥，即得；所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量为所述钛白粉或煅烧高岭土的2％～6％。
9.根据权利要求8所述的自交联多彩漆，其特征在于，调节ph至4～6；和/或
10.权利要求1～9任一项所述的自交联多彩漆的制备方法，其特征在于，具体包括以下操作：将所述含砂彩点基础漆加入到所述造粒液中，造粒，再加入到所述连续相中，混合均匀，得到所述自交联多彩漆。
