[發明專利]含氟水性丙烯酸酯樹脂外墻涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310340532.5
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103382344A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 閆福安;唐金勇
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C09D133/12
• 分類號: C09D133/12;C09D133/08;C09D7/12;C09D5/16;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/22;C08F220/32;C08F220/06;C08F220/56;C08F230/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種含氟水性丙烯酸酯樹脂外墻涂料及其制備方法。

背景技術

隨著人們環保意識的增強，水性涂料得到了迅速發展。與傳統溶劑型涂料相比水性涂料具有價格較低、使用安全、節省資源和能源、減少環境污染和無公害等優點。目前國內外使用的外墻乳膠漆大多數是以丙烯酸樹脂為主要成膜物質，其存在熱粘冷脆、耐洗刷性、耐腐蝕性、耐污性、自潔性差等缺點。專利號CN?101338099A公布了一種外墻涂料其雖然具有較好的早期抗水性和耐腐蝕性，但是由于其使用的是普通的丙烯酸乳液，所以存在熱粘冷脆和易沾污的缺點。

鑒于市場的需求，人們開發出了具有超長耐候性、耐污性和耐酸性、耐堿性的氟碳涂料，對于氟碳涂料其投資大、原材料貴、成本高且生產工藝相對比較復雜，這對氟碳涂料的市場推廣十分不利。專利號CN?101845261A發明了一種外墻用自潔水性氟碳涂料具有自潔性和耐沾污性能，能使外墻表面保持長久如新的狀態。

由于是使用氟碳乳液所以成本較高。通過在丙烯酸酯聚合物中引入含氟基團得到聚丙烯酸氟帶烷烴酯，由于氟的電負性大，C—F鍵十分穩定，含氟側鏈可對主鏈和內部分子屏蔽保護，使丙烯酸酯不僅保持了其原有特性，還可有效地提高其穩定性、耐候性、抗污性和耐油性耐水性，降低生產成本。專利號CN?101348595A?發明了一種氟硅改性自交聯丙烯酸酯乳液及其制備方法使用的是核殼聚合工藝該工藝操作復雜，其含氟類單體是聚合在外殼上，由于氟單體與其他丙烯酸類單體共聚性差，這會導致含氟乳液轉化率低，含氟乳液在成膜過程中由于氟元素的低表面能性會自動向界面富集，無需刻意將其設計聚合在膠粒外殼上，且其在配制成外墻涂料時未有詳細說明。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種含氟水性丙烯酸酯樹脂外墻涂料及其制備方法，所制備的含氟外墻涂料有較好的耐酸堿性、耐洗刷和耐沾污性，克服了含氟乳液與常規助劑配伍性差涂料表面易出現針孔、氣泡等問題。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

含氟水性丙烯酸酯樹脂外墻涂料的制備方法，它包括以下步驟：

(1)?含氟水性丙烯酸酯樹脂乳液的合成：

（a）備料：稱取混合單體、反應型乳化劑、去離子水和引發劑，反應型乳化劑為混合單體總質量的1%-5%，引發劑為混合單體總質量的0.2%-0.6%；去離子水用量為混合單體總質量的150%-300%，去離子水分為A、B、C三部分；反應型乳化劑分為a、b兩部分，a占反應型乳化劑總質量50%-90%，余量為b；引發劑分為Ⅰ、Ⅱ兩部分，Ⅰ占引發劑總質量15%-30%，余量為Ⅱ，引發劑Ⅱ溶解于去離子水C中；

（b）將去離子水A和反應型乳化劑a在混合攪拌均勻，然后在攪拌條件下加入混合單體，得到單體預乳化液，單體預乳化液分為α、β兩部分，α占單體預乳化液總質量的6%-14%，余量為β，備用；

向反應容器中加入去離子水B、反應型乳化劑b，并加入pH緩沖劑NaHCO₃?，保持反應體系的PH為6-8，攪拌升溫至83-87℃，然后加入單體預乳化液α和引發劑Ⅰ；待乳液變藍且無明顯單體回流后，開始勻速滴加單體預乳化液β和引發劑Ⅱ，引發劑Ⅱ溶解于去離子水C中，控制滴加時間為3-4小時；滴加完畢后保溫一小時；升溫至90-93℃進行后消除，反應30分鐘；最后冷卻至室溫，用氨水中和至pH值為7.5-8.5，然后過濾，出料得到含氟水性丙烯酸酯樹脂乳液；

(2)涂料的制備

按質量百分比計稱料，所述各組分的質量比為去離子水：丙二醇：分散劑：潤濕劑：流平劑：消泡劑：2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP-95）：鈦白粉：硫酸鋇：含氟水性丙烯酸酯樹脂乳液：成膜助劑：增稠劑=10%~17%：1%~3%：0.1%~1%：0.1%~1%：0.1%~1%：0.1%~4%：0.18%~0.5%：14%~30%：3%~20%：45%~61%：1%~6%：0.4%~4%，其中消泡劑分兩次加入，每次加入總量的二分之一；

在攪拌下按順序將去離子水、丙二醇、潤濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑（第一次加入消泡劑，總量的二分之一）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)、鈦白粉、硫酸鋇充分混合均勻后進行2000r/min~3000r/min高速分散20~30分鐘，分散至細度小于40μm，然后在攪拌下加入含氟丙烯酸乳液、成膜助劑、余量的消泡劑（第二次加入消泡劑）、增稠劑混合均勻后過濾出料，即可得到含氟水性丙烯酸酯樹脂外墻涂料。