CN101250376A - 一种有机硅树脂外墙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适合我国建筑物外墙装饰的有机硅树脂外墙涂料，该涂料包括占涂料重量35－45％的颜填料、25－35％的成膜物质、8－12％的添加剂和20－25％的水，其中成膜物质由有机硅树脂乳液和丙烯酸聚合物乳液组成，它们之间的重量百分比为有机硅树脂乳液40－45，丙烯酸聚合物乳液55－60，涂料中还添加有占涂料重量0.08－0.12％的甲基硅酸钾水溶液。本发明的有机硅树脂外墙涂料适合我国的气候特点和环境因素，在保持耐候性、透气性和低吸水率的基础上，具有很好的耐污性，特别适合我国建筑物外墙的装饰保护。本发明还提供了上述涂料的制备方法，该方法可使有机硅树脂乳液更加均匀地分散于颜填料中，更好地提高涂膜的耐水性。

Description

一种有机硅树脂外墙涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其涉及一种用于对建筑物的外墙起装饰保护作用的外墙涂料，更具体是涉及一种含有机硅树脂的外墙涂料。本发明还涉及上述外墙涂料的置备方法。

背景技术

混凝土结构的建筑，由于具有多孔性的表面结构及其易吸收水份的特性使其容易遭受外部环境侵蚀而损坏。随着建筑行业的发展，采用涂料对建筑物的外墙进行装饰保护，越来越得到人们的认同。我国最常用的建筑涂料可分为油性涂料和水性涂料两大系列，由于油性涂料含有有机溶剂挥发物和重金属等有害成分，已逐渐被淘汰，而水性涂料因其具有环保性而得到广泛的应用。水性涂料主要由成膜物质、颜填料、添加剂和水组成。成膜物质对涂料的性能有决定性的影响，传统的水性外墙涂料，一般采用苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液(硅含量低于1％)作为成膜物质，由于这些成膜物质是使涂料在建筑物表面形成封闭膜，这种封闭膜虽然可以抵挡外界灰尘、水分的渗透，但也使水蒸气的透过率大大降低，因而这种外墙涂料在使用期间由于透气性差易出现鼓泡、变色、泛碱、开裂、霉变、有雨筋等现象，严重影响涂层的美观。为了对建筑物提供长效的保护，近年来国内外都相继对如何提高涂料的各项性能展开了研究，其中德国瓦克化学公司研制开发的硅树脂乳胶漆以其具有高耐侯性、低吸水性和高透气性而得到广泛的认可。该硅树脂乳胶漆是采用硅树脂乳液和聚合物乳液作为成膜物质，利用硅树脂自身的结构特点，也即主链由硅和氧原子组成，而Si-O键比C-C键稳定，且Si-O键能不在紫外线光子能量范围，所以该硅树脂乳胶漆具有很好的耐侯性和抗紫外线破坏的能力；另外，在硅树脂中，每四个氧原子就有一个被有机基团取代，有机基团决定着硅树脂的憎水性能，使水只能停留在建筑物的表面，不会被涂层吸收，而硅树脂象石英一样由硅和氧组成高分子三维网状结构，该结构使涂层形成多孔的表面，从而使涂层下面的湿气可以无阻碍地排出，使得涂层具有极高的透气性，很好地保护了建筑物的外观。但德国瓦克公司的硅树脂乳胶漆，为了提高其透气性，采用了加大颜填料用量的办法，但颜填料用量大，涂膜层的孔隙率就多，这样势必造成耐沾污性差(耐污性＞15％)，特别是使用到我国建筑物，该缺点尤为突出，这是因为我国空气质量普遍较差，尤其是粉尘及悬浮颗粒污染严重。如何在保证外墙涂料具有高耐侯性、低吸水性和高透气性的同时，提高硅树脂涂料的耐沾污性，使其更加适合我国建筑物外墙的装饰，是本行业急待解决的一个问题。

发明的内容

本发明的目的是提供一种适合我国建筑物外墙装饰的有机硅树脂外墙涂料，该涂料具有很好的耐污性、耐侯性、透气性和低吸水率。

本发明的另一个目的是提供一种上述有机硅树脂外墙涂料的制备方法。

为实现以上目的，本发明的外墙涂料包括成颜填料、膜物质、添加剂和水，其特征在于：所述颜填料、成膜物质、添加剂和水在涂料中的重量百分比为颜填料35-45、成膜物质25-35、添加剂8-12、水20-25；其中成膜物质包括有机硅树脂乳液和丙烯酸聚合物乳液，它们之间的重量百分比为有机硅树脂乳液40-45，丙烯酸聚合物乳液55-60；所述涂料中还添加有甲基硅酸钾水溶液，该甲基硅酸钾水溶液在涂料中的重量百分比为0.08-0.12。

上述甲基硅酸钾水溶液是以1份重量甲基硅酸钾与3-3.5份重量水配制而成。

为增加涂膜的致密性和耐水性，上述颜填料由经包膜处理的金红石型钛白粉，片状云母粉和重钙组成，它们之间的重量百分比为金红石型钛白粉50-60、片状云母粉10-15、重钙30-40。

上述添加剂包括分散剂、湿润剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂、助溶剂和防腐剂。

为了改善水性涂料的施工性能，起到抗结块作用，上述添加剂还包括有硅树脂改性的聚硅氧烷乳液，硅树脂改性的聚硅氧烷乳液在涂料中的重量百分比1.5-2.5。

为了降低涂料的吸水量，使涂层具有明显的荷叶效果，上述添加剂还包括膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物，膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物在涂料中的重量百分比3.5.5-4.5。

本发明的有机硅树脂外墙涂料，通过加大有机硅树脂乳液的含量，使涂膜层孔隙率减少，增加涂膜层密实度，从而提高其耐沾污性，而通过加入少量甲基硅酸钾水溶液，利用甲基硅酸钾与空气中的二氧化碳反应形成具有很强憎水性能的聚甲基硅酸，一方面可降低涂膜层的吸水率，避免因颜填料含量减少而造成透气性差的现象出现，另一方面可使涂膜表面具备微观的疏水结构，类似荷叶表面的微突，降低污染物与涂膜的接触面积，进一步增加涂膜表面的疏水性，使雨水容易冲刷，灰尘容易被洗净；另外，甲基硅酸钾水溶液具有强碱性，能够调整涂料体系的PH值，避免因使用氨水作为PH值调节剂而使涂料产生刺激性气味。本发明的有机硅树脂外墙涂料结合我国的气候特点和环境因素，采用更加本土化的配方，在保持耐侯性、透气性和低吸水率的基础上，具有很好的耐污性，特别适合我国建筑物外墙的装饰保护。

本发明还提供了一种上述有机硅树脂外墙涂料的制备方法，该方法包括：

(1)按一定比例称取水、添加剂、颜填料、甲基硅酸钾水溶液、有机硅树脂乳液和丙烯酸聚合物乳液；

(2)在低速搅拌下，将水、甲基硅酸钾水溶液和部分添加剂加入到分散罐中；

(3)逐步提高搅拌速度，将颜填料和有机硅树脂乳液加入，在转速为1500-1600转下高速分散12-18分钟；

(4)检测到颗粒的细度小于40微米时，降低转速至900-1000转，加入余下添加剂和丙烯酸聚合物乳液，低速搅拌10-15分钟；

(5)检测合格后用150目筛网振动筛过滤、包装。

上述制备方法中，步骤2加入的添加剂为分散剂、湿润剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂和助溶剂，步骤4加入的添加剂为防腐剂。

上述制备方法中，步骤3还加入硅树脂改性的聚硅氧烷乳液。

上述制备方法中，步骤3还加入膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物。

本发明的涂料制备方法，利用硅树脂乳液在高速搅拌下不破乳的特性，将有机硅树脂乳液和颜填料一起在转速为1500-1600转下高速搅拌混合，使有机硅树脂乳液能更加均匀地分散于颜填料中，更好地提高涂膜的耐水性，同时也可减少有机硅树脂乳液的用量。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1

1、有机硅树脂外墙涂料配方：

原料名称                                        用量KG

水                                              220

分散剂/润湿剂                                   7

增稠剂                                          11

甲基硅酸钾水溶液                                1

消泡剂                                          2

成膜助剂                                        6

助溶剂                                          7

金红石型钛白粉                                  210

重钙                                            140

片状云母粉                                      40

纯有机硅树脂乳液(德国瓦克公司SILRES BS43N)      130

硅树脂改性的聚硅氧烷乳液                        40

防腐剂                                          6

丙烯酸聚合物乳液                                180

总量                                      1000

2、制备方法

按上述配方及用量称取各种原料，将分散罐搅拌器的转速调至800-900转，将水、分散剂、润湿剂、赠稠剂、甲基硅酸钾水溶液、消泡剂、成膜助剂和助溶剂一并加入到分散罐中，逐步提高搅拌速度，将金红石型钛白粉、重钙、云母粉、纯有机硅树脂乳液和硅树脂改性的聚硅氧烷乳液加入到分散罐中，在转速为1500转下高速分散15分钟，用刮板细度计检测其细度小于40微米时，降低转速至900转，加入防腐剂和丙烯酸聚合物乳液，低速搅拌10-15分钟，测试涂料的细度、PH值和粘度，合格后用150目筛网振动筛过滤、包装得到产品1。

实施例2

1、有机硅树脂外墙涂料配方

原料名称                                        用量KG

水                                              210

分散剂/润湿剂                                   7

增稠剂                                          11

甲基硅酸钾水溶液(1∶3水)                        1

消泡剂                                          2

成膜助剂                                        6

助溶剂                                          7

金红石型钛白粉                                  210

重钙                                            140

片状云母粉                                      50

纯有机硅树脂乳液(德国瓦克公司SILRES BS43N)      110

膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物                    40

硅树脂改性的聚硅氧烷乳液                        20

防腐剂                                          6

丙烯酸聚合物乳液                                180

总量                                            1000

2、制备方法

按上述配方及用量称取各种原料，将分散罐搅拌器的转速调至800-900转，将水、分散剂、润湿剂、赠稠剂、甲基硅酸钾水溶液、消泡剂、成膜助剂和助溶剂一并加入到分散罐中，逐步提高搅拌速度，将钛白粉、重钙、云母粉、纯有机硅树脂乳液、膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物和硅氧烷改性有机硅乳液加入到分散罐中，在转速为1500转下高速分散15分钟，用刮板细度计检测其细度小于40微米时，降低转速至900转，加入防腐剂和丙烯酸聚合物乳液，低速搅拌10-15分钟，测试涂料的细度、PH值和粘度，合格后用150目筛网振动筛过滤、包装得到产品2

按GB9755-2001对上述产品1、产品2进行检测，测得的各项指标如下：

吸水率(按欧洲标准测试kg/m2h0.5)		0.07	0.068
				透气阻力(按欧洲标准测试Sd-值m)		0.034	0.035

由上表可以看出，本发明的有机硅树脂外墙涂料，各项指标都符合国家标准，并具有很好的耐污性、耐侯性、透气性和低吸水率。实施例2的涂料加入了膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物，其荷叶效果比实施例1的涂料更加明显。

Claims (10)

1、一种有机硅树脂外墙涂料，包括颜填料、成膜物质、添加剂和水，其特征在于：所述颜填料、成膜物质、添加剂和水在涂料中的重量百分比为颜填料35-45、成膜物质25-35、添加剂8-12、水20-25；其中成膜物质包括有机硅树脂乳液和丙烯酸聚合物乳液，它们之间的重量百分比为有机硅树脂乳液40-45，丙烯酸聚合物乳液55-60；所述涂料中还添加有甲基硅酸钾水溶液，该甲基硅酸钾水溶液在涂料中的重量百分比为0.08-0.12。

2、根据权利要求1所述的有机硅树脂外墙涂料，其特征在于：所述甲基硅酸钾水溶液是以1份重量甲基硅酸钾与3-3.5份重量水配制而成。

3、根据权利要求1或2所述的有机硅树脂外墙涂料，其特征在于：所述颜填料由经包膜处理的金红石型钛白粉、片状云母粉和重钙组成，它们之间的重量百分比为金红石型钛白粉50-60、片状云母粉10-15、重钙30-40。

4、根据权利要求1或2所述的有机硅树脂外墙涂料，其特征在于：所述添加剂包括分散剂、湿润剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂、助溶剂和防腐剂。

5、根据权利要求1或2所述的有机硅树脂外墙涂料，其特征在于：所述添加剂还包括有硅树脂改性的聚硅氧烷乳液，硅树脂改性的聚硅氧烷乳液在涂料中的重量百分比1.5-2.5。

6、根据权利要求1或2所述的有机硅树脂外墙涂料，其特征在于：所述添加剂还包括膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物，膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物在涂料中的重量百分比3.5-4.5。

7、一种权利要求1所述有机硅树脂外墙涂料的制备方法，该方法包括：

(1)按一定比例称取水、添加剂、甲基硅酸钾水溶液、颜填料、有机硅树脂乳液和丙烯酸聚合物乳液；

(2)在低速搅拌下，将水、甲基硅酸钾水溶液和部分添加剂加入到分散罐中；

(3)逐步提高搅拌速度，将颜填料和有机硅树脂乳液加入，在转速为1500-1600转下高速分散12-18分钟；

(4)检测到颗粒细度小于40微米时，降低转速至900-1000转，加入余下添加剂和丙烯酸聚合物乳液，低速搅拌10-15分钟；

(5)检测合格后用150目筛网振动筛过滤、包装。

8、根据权利要求7所述的有机硅树脂外墙涂料制备方法，其特征在于：所述步骤2加入的添加剂为分散剂、湿润剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂和助溶剂，步骤4加入的添加剂为防腐剂。

9、根据权利要求7或8所述的有机硅树脂外墙涂料制备方法，其特征在于：所述步骤3还加有硅树脂改性的聚硅氧烷乳液。

10、根据权利要求9所述的有机硅树脂外墙涂料制备方法，其特征在于：所述步骤3还加有膏状异辛基三乙氧基硅烷混合物。