[發(fā)明專利]一種防污納米外墻涂料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310674049.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN103614042A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐起;巫朝劍;童張法;蘇濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D133/04
• 分類號(hào): C09D133/04;C09D5/16;C09D7/12
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水性外墻涂料領(lǐng)域，具體由一種硅溶膠/丙烯酸酯納米核殼復(fù)合乳液作為主要成膜物質(zhì)，配制而成的一種防污納米外墻涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

硅溶膠又稱硅酸水玻璃，是一種以水為分散相的無機(jī)高分子聚偏硅酸膠體溶液，膠體粒子多以球狀單個(gè)或多個(gè)聚結(jié)，微粒直徑一般在5-30nm，多應(yīng)用于精密鑄件工業(yè)中。由于硅溶膠失水后膠粒間通過羥基脫水縮合形成剛性的微孔骨架結(jié)構(gòu)，也可單獨(dú)作為無機(jī)涂料的成膜物質(zhì)，涂膜具有致密、堅(jiān)硬、耐酸堿、耐熱、耐老化性好、無毒等優(yōu)點(diǎn)，但也存在很多缺陷，如涂膜呈剛性、柔性差、光澤不高，容易出現(xiàn)裂縫、粉化等，限制了其應(yīng)用。

目前，內(nèi)外墻涂料多以水性有機(jī)聚合物乳液（苯丙、純丙、硅丙、叔丙、氟碳等）作為主要成膜物質(zhì)，有機(jī)聚合物乳液具有成膜性好、耐水性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在高溫回黏、耐污性差、硬度低、紫外老化性差等不足，各國(guó)研究者正致力于其改性研究。在涂料配制中使用硅溶膠與有機(jī)聚合物乳液拼混，可大幅度提高涂層硬度和滲透性，增強(qiáng)耐酸堿性、耐老化性、耐洗刷性、抗污性，克服傳統(tǒng)聚合物乳液高溫抗回粘性等，引起了人們的廣泛關(guān)注和爭(zhēng)相研究。專利號(hào)CN101381541B公開了“一種納米有機(jī)硅外墻漆”，該乳液是將硅丙、苯丙、硅溶膠三者拼混，配合適當(dāng)水、顏填料及助劑配制而成，涂料中硅溶膠重量百分含量為5-15％，涂膜具有抗污性好、疏水、耐堿性好、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)。專利號(hào)CN102268208A公開了“一種納米硅溶膠改性外墻乳膠漆及其制備方法”，該乳膠漆主要原料是由聚合物乳液與納米硅溶膠拼混而成，所得外墻乳膠漆綠色環(huán)保、附著力強(qiáng)，具有較好的耐沖刷性、耐粘污性和耐候性。

由于硅溶膠中納米二氧化硅粒子表面存在大量羥基及結(jié)合水，因而涂料中親水的無機(jī)組分的增多必然導(dǎo)致涂膜耐水性急劇下降，涂膜在浸水后出現(xiàn)泛白、起泡等不良現(xiàn)象。加入疏水劑或使用高疏水性聚合物乳液可減緩該缺陷，但硅溶膠的添加量也不宜過高，添加量一般只能達(dá)到5-15％，對(duì)性能的改進(jìn)及成本的減低有一定的限度。并且由于硅溶膠中SiO₂顆粒表面存在大量羥基，靜置時(shí)羥基形成氫鍵作用，體系形成立體三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，體系粘度急劇上升，因而該類涂料在儲(chǔ)存過程中容易出現(xiàn)自動(dòng)增稠、返粗、絮凝、甚至報(bào)廢等不良現(xiàn)象。另外，由于硅溶膠與聚合物乳液性能差異較大，在儲(chǔ)存及成膜過程中均容易出現(xiàn)聚并或相分離，極大影響了其性能的發(fā)揮。

本發(fā)明提供的一種納米核殼復(fù)合乳液，為自制的高硅含量硅溶膠/丙烯酸酯納米核殼復(fù)合乳液，以SiO₂計(jì)，硅含量占乳液總固體份重量百分比的40-50％，復(fù)合乳膠粒粒徑為60-80nm。該乳液綜合性能優(yōu)異，且成本極低，是一種新型水性涂料的成膜物質(zhì)，在國(guó)內(nèi)專利中，尚未見有采用該乳液研制成外墻涂料的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的提供一種防污納米外墻涂料及其制備方法，通過對(duì)配方的研究及工藝的優(yōu)化配制出穩(wěn)定性好、成本低、性能優(yōu)越的外墻涂料。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

1.一種防污納米外墻涂料，其特征在于，由以下組分按重量百分?jǐn)?shù)組成：10～20％純水；15～30％金紅石型鈦白粉；0～15％硅灰石粉；0～5％煅燒高嶺土；30～60％納米核殼復(fù)合乳液；1～5％成膜助劑-醇酯-12；0.5～2％防凍劑-丙二醇；2.2～5.8％小劑量助劑，其包括：0.1～0.2％潤(rùn)濕劑、0.2～1％分散劑、0.1～0.5％消泡劑、0.1～0.3％多功能助劑、1～2％紫外吸收劑、0.5～1％光穩(wěn)定劑、0.1～0.3％防霉劑、0.1～0.2％殺菌劑和0.1～0.5％增稠劑，增稠劑為疏水改性堿溶脹締合型、丙稀酸類堿增稠締和型、聚氨酯類締合型中的一種或兩種；

所述納米核殼復(fù)合乳液為一種自制的高硅含量硅溶膠/丙烯酸酯納米核殼復(fù)合乳液，以SiO₂計(jì)，硅含量占乳液總固體份重量百分比的40～50％，復(fù)合乳膠粒粒徑為60～80nm。

2.如權(quán)利要求1所述一種防污納米外墻涂料的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟：

步驟1：漿料配制

在分散釜中依次加入配方量的純水、潤(rùn)濕劑、分散劑、防凍劑、多功能助劑、消泡劑，于300～500rpm低速下攪拌分散均勻；加入顏填料，調(diào)速至1000～1800rpm，高速攪拌30min左右，細(xì)度<60μm。

步驟2：預(yù)混物配制，將成膜助劑、紫外吸收劑、光穩(wěn)定劑預(yù)先混合均勻成預(yù)混物。

步驟3：調(diào)漆