CN101948650A - 一种耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有耐酸雨特性的弹性抗污外墙墙面漆，本发明外墙墙面漆的重量百分比组成为：水10～20；丙烯酸铵盐分散剂0.5～0.8；金红石型钛白粉20～26；硅藻土2～3；超细硫酸钡8～15；绢云母粉1～2；自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液40～50；不透明遮盖聚合物3～5；抗冻剂1～2；成膜助剂1～2；防霉抗藻剂0.5～0.8；有机硅防水剂1～3；聚氨酯缔合型增稠剂0.5～1.5。该漆耐酸雨性能、抗污性能特好，弹性性能优异，防霉抗伤，贮存稳定性好，漆膜可重涂。

Description

一种耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说是涉及一种耐酸雨型弹性抗污外墙墙面漆。

背景技术

墙面漆即面漆，即人们常说的乳胶漆，是用于墙面的主要饰材之一。传统的墙面漆多为水性乳胶漆，以水作为分散介质。墙面漆按建筑涂料用途不同，可以分为外墙墙面漆和内墙墙面漆。

外墙墙面漆，一般是由水、颜料、填料、成膜助剂、润湿剂、分散剂、增稠剂、防冻剂等配制而成的组合物，由于其组成成分的不同而具有不同的功能和用途。弹性外墙墙面漆是目前广泛应用于外墙保温工程的一种外墙墙面漆，由于此类墙面漆具有良好的弹性，可以遮盖墙体的微细裂缝，因而可以对建筑物的外墙起装饰和防护作用。但是，由于现有的弹性乳液如苯丙乳液等，其漆膜较软，虽具有较好的弹性，但玻璃化温度较低，粘性较大，其耐污染性能较普通外墙墙面漆差，并易产生霉变。弹性外墙墙面漆的弹性与抗污能力之间的矛盾一直是本领域内的一大难题。

并且近年来，由于环境污染日趋严重，我国一些地区已经成为酸雨多发区，大多数酸雨中的酸性物质主要是硫酸(可占65％～70％)，其次是硝酸(可占25％～30％)。酸雨不仅对人类自身健康和植物有危害，还能与弹性外墙墙面漆中的碳酸钙、高岭土、滑石粉等填料物质发生化学反应，从而破坏弹性外墙墙面漆漆膜的结构，进一步降低其抗污能力，并使其性能降低，变色，失光，脱落，粉化，甚至产生“白霜”或“黑壳”效应，从而使外墙墙面漆失去装饰和保护功能，严重影响建筑物的装饰和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中弹性外墙墙面漆的抗污力较差、特别不能耐酸雨的不足，提供一种耐酸雨型弹性抗污外墙墙面漆。本发明的另一目的在于提供该耐酸雨型弹性抗污外墙墙面漆的一种制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，它是由以下重量比例的组分组成的：

水10-20，金红石钛白粉20-26，硅藻土2-3，超细硫酸钡8-15，绢云母粉1-2，弹性丙烯酸聚合物乳液40-50，不透明遮盖聚合物3-5，分散剂0.5-0.8，抗冻剂1-2，成膜助剂1-2，防霉抗藻剂0.5-0.8，防水剂1-3，聚氨酯缔合型增稠剂0.5-1.5；

其中，所述硅藻土的粒度为700-1000目，优选800目；

所述超细硫酸钡的粒度为1250-2100目，优选2000目；

所述绢云母粉的粒度为800-1250目，优选800目；

所述弹性丙烯酸聚合物乳液为自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液，可以为日出化工有限公司生产的TRC、巴斯夫(中国)有限公司生产的138等；

所述不透明遮盖聚合物为中空聚合物乳胶粒子，可以为丙烯酸酯-苯乙烯中空聚合物乳胶粒子、苯乙烯(St)-丙烯酸丁酯(BA)-甲基丙烯酸(MA)中空聚合物乳胶粒子等；

所述分散剂是丙烯酸铵盐类分散剂，可以为2-甲基-2-丙烯酸铵盐、丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物铵盐、聚丙烯酸铵盐等；

所述抗冻剂是丙二醇；

所述成膜助剂是丙二醇苯醚或十二醇酯，优选丙二醇苯醚；

所述防霉抗藻剂为咪唑衍生物、芳基脲衍生物或正辛基异噻唑啉酮中的一种或几种；

所述防水剂是有机硅类防水剂。

上述耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆中各组分的重量配比优选范围是：

水12-15，金红石钛白粉22-23，硅藻土2-3，超细硫酸钡9-12，绢云母粉1-2，弹性丙烯酸聚合物乳液40-45，不透明遮盖聚合物3-4，分散剂0.5-0.8，抗冻剂1-2，成膜助剂1-2，防霉抗藻剂0.5-0.8，防水剂2-3，聚氨酯缔合型增稠剂0.5-1。

上述耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆中各组分最优选的重量配比为：

水12，金红石钛白粉22，硅藻土2，超细硫酸钡9，绢云母粉1，弹性丙烯酸聚合物乳液42，不透明遮盖聚合物4，分散剂0.5，抗冻剂2，成膜助剂2，防霉抗藻剂0.5，防水剂2，聚氨酯缔合型增稠剂1。

本发明的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆的制备方法如下：

将分散剂搅拌下加入水中，搅拌均匀后加入金红石型钛白粉、超细硫酸钡、硅藻土和绢云母粉，在转速1200～1500转/分，温度低于50℃下搅拌30-50分钟，然后在转速50～150转/分、温度20℃-40℃的条件下加入弹性丙烯酸聚合物乳液、不透明遮盖聚合物、抗冻剂、成膜助剂、防霉抗藻剂、防水剂和聚氨酯缔合型增稠剂，继续搅拌30分钟后，得到成品。

酸雨是指pH值小于5.6的酸性降雨，酸雨中的酸性物质主要是硫酸和硝酸，能与现有外墙墙面漆中的碳酸钙、高岭土、滑石粉等组分发生化学反应，加上现有弹性外墙墙面漆漆膜较软，在酸雨的侵蚀下，其漆膜结构容易遭到破坏，从而使外墙漆失去装饰和保护功能。针对酸雨的这些特性，发明人经反复试验，研发出一种具有耐酸雨性能、抗污力强的弹性外墙墙面漆。

本发明提供的外墙漆中，选用自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液作为主要成膜物质，自交联型弹性丙烯酸乳液如日出化工有限公司生产的TRC、巴斯夫(中国)有限公司生产的138等，是由丙烯酸酯类、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯及官能单体加特种乳化剂聚合而成，具有自交联功能，粘性小，并能使漆膜更为紧密，抗污性好，受气温或外界影响小。

采用具有较强抗腐蚀性能的硅藻土、超细硫酸钡、绢云母粉、金红石钛白粉作为填料，能有效提高外墙漆的抗酸雨侵蚀的性能：硅藻土、金红石钛白粉可提高遮盖力、大幅降低漆膜侧面光泽，1250～2100目的超细硫酸钡，有助于增强漆膜的紧密性，从而有助于提高外墙漆的抗污性和抗渗透性，并且硫酸钡耐酸耐碱耐腐蚀，有利于提高外墙漆的耐酸雨性；绢云母粉的主要成份为二氧化硅、二氧化铝、氧化铝、氧化镁，其结构为片状，可以提高外墙漆的防腐蚀和抗渗透功能，同时也可降低其侧面光泽，粒度为800～1250目可达到最佳效果，如果太细，其片状结构就会受到破坏，会降低其抗渗透功能。

采用中空聚合物乳胶粒子作为不透明遮盖物，由于中空聚合物乳胶粒子内部空气/聚合物界面间折射率的不同，光通过时会发生散射，从而使这种聚合物具有良好的光遮盖性；同时，中空聚合物具有密度低、比表面积大、稳定性好、具有表面渗透能力，可增大钛白粉的空间占有率，提高钛白粉的分散性，能增强外墙漆漆膜的致密性，使漆膜的抗污性能得到较大的提高。

丙烯酸铵盐分散剂具有润湿分散作用，使分散开的粉体粒子不能再聚集，分散率高，稳定性好，可降低粉体粘度。

优选丙二醇作为抗冻剂，气味较小，环保性好。

采用丙二醇苯醚作为成膜助剂，添加量更小，更经济。

有机硅类防水剂如德国瓦克化学公司生产的45、16、1306型，优选1306型，是以甲基硅醇钠(钾)和氟硅醇钠(钾)为基材，在水和二氧化碳作用下生成的甲基网状树脂膜(防水膜)，是一种分子量较小的水溶性聚合物。采用该类防水剂可使漆膜表面更憎水，酸雨等腐蚀性的物质就很难侵蚀到漆膜内部，从而起到保护作用。

咪唑衍生物、芳基脲衍生物、正辛基异噻唑啉酮或它们的混合物，如德国舒美有限公司生产的DF19、朗盛化学有限公司生产的A14-D及美国特洛伊化公司生产的710S等，优选美国特洛伊化公司生产的710S；具有良好的防霉抗藻性能，有助于提高外墙漆的抗污能力。

700-1000目的硅藻土，除了提高遮盖力，大幅降低漆膜侧面光泽外，与中空聚合物乳胶粒子、片状结构的绢云母粉相配合，还能使漆膜表面形成一定的粗糙度和一些孔穴结构，在立面的情况下使雨滴更易滑落，孔穴中空气的存在和有机硅疏水助剂的搭配也阻止了雨水进一步对漆膜深处的渗透，从而有助于提高漆膜的抗渗透性和耐酸性，经检验，选用本发明提供的配比，使得外墙漆颜基比在30-35％的范围内，可以达到最佳效果，当硅藻土、中空聚合物乳胶粒子的使用量过多，孔穴结构反而会影响到漆膜的抗污性和漆膜的致密性；绢云母粉的结构为片状，可以提高外墙漆的防腐蚀和抗渗透功能，同时也可降低其侧面光泽，粒度为800～1250目可达到最佳效果，与硅藻土之间的搭配更有助于孔穴结构的形成，有利于雨滴的滑落。

本发明采用自交联型弹性乳液作为成膜剂，采用耐水性能优异的聚羧酸铵盐作为分散剂，采用各型耐酸雨的粉料作为填料，采用了硅藻土、绢云母粉、中空聚合物乳胶粒子的配合使用，使漆膜表面形成了一定的孔穴结构，采用有机硅作为抗水剂，采用缔合型聚氨酯作为增稠剂，采用丙二醇作为防冻剂，采用丙二醇苯醚作为成膜助剂，采用咪唑衍生物、芳基脲衍生物或正辛基异噻唑啉酮或其混合物作为防霉抗藻剂，在上述各组成成分及配比的整体配合下，本发明的耐酸雨弹性抗污外墙漆漆膜的弹性和抗污性能达到最佳平衡，漆膜表面具有一定的孔穴结构和粗糙度，使酸雨很难对漆膜进行侵蚀和腐蚀，从而达到理想的耐酸雨性能，硅藻土的应用还降低了漆膜的侧面光泽，更有利于施工和更易被市场所接受。

按照本发明提供的制备方法中的加料顺序加料，可保证各组分的性能发挥最佳的配合作用。经检测，本发明提供的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆的漆膜可耐1％硫酸溶液喷淋10个循环(间隔24小时喷淋一次)以上，漆膜附着力良好，漆膜不粉化，不脱落；优异的抗沾污性能，漆面易洗刷干净；优异的耐候保色性能。相比较同类普通弹性外墙产品，2个循环就已出现漆膜粉化，变色等弊病。颜基比(PVC)为30-35％，在比例下漆膜的弹性、抗污性能的最佳平衡，拉伸率＞500％，高于国家标准要求的常温拉伸率＞200％；耐沾污性＜10％)，好于国家标准要求的耐沾污性＜30％；漆膜具有较强的防水功能，其透水率＜0.3ml(按JG/T 210测试)；漆膜具有耐霉菌性能，达到GB/T 1741漆膜耐霉菌性测定法0级标准；性能方面同时符合JG/T172弹性建筑涂料和GB/T9755合成树脂乳液外墙涂料优等品的要求，环保方面也符合GB 24408建筑用外墙涂料有害物质限量的强制要求。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

本实施例的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，是由以下重量的组分组成的：单位(克)：

水150，金红石钛白粉220，粒度为800目的硅藻土20，粒度为2000目的超细硫酸钡130，粒度为850目的绢云母粉10，自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液400，不透明遮盖聚合物30，铵盐分散剂5，丙二醇抗冻剂10，丙二醇苯醚成膜助剂10，防霉抗藻剂5，有机硅类防水剂10，聚氨酯缔合型增稠剂5。

所述自交联型弹性丙烯酸乳液为巴斯夫(中国)有限公司生产的138型自交联型弹性丙烯酸乳液；

所述不透明遮盖聚合物为罗门哈斯中国公司生产的优创E(丙烯酸酯-苯乙烯中空聚合物乳胶粒子)；

所述铵盐分散剂为汽巴精化中国有限公司的GA-40(聚丙烯酸铵盐)；

所述防霉抗藻剂为美国特洛伊化公司生产的710S(咪唑衍生物、芳基脲衍生物及正辛基异噻唑啉酮的混合物)；

所述有机硅类防水剂为德国瓦克化学公司生产的1306。

本实施例的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆的制备方法为：

将5克铵盐分散剂搅拌下加入150克水中，搅拌均匀后再加入金红石型钛白粉220克、硅藻土20克、硫酸钡130克、绢云母粉10克，在转速1500rpm、温度30-50℃下高速分散40分钟，然后在转速150rpm、温度20℃-40℃下加入自交联型弹性丙烯酸树脂400克和聚氨酯缔合型增稠剂5克，再加入10克丙二醇苯醚成膜助剂、10克有机硅防水剂、5克防霉抗藻剂和不透明遮盖聚合物30克、抗冻剂丙二醇10克，继续搅拌30分钟，得到成品。理化检验结果见表1，2，3，4，5，6。

实施例2

本实施例的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，是由以下重量的组分组成的：单位(克)：

水160，金红石钛白粉230，粒度为800目的硅藻土20，粒度为2000目的超细硫酸钡100，粒度为850目的绢云母粉20，自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液400，不透明遮盖聚合物30，铵盐分散剂5，丙二醇抗冻剂20，丙二醇苯醚成膜助剂10，防霉抗藻剂5，有机硅类防水剂10，聚氨酯缔合型增稠剂10。

所述自交联型弹性丙烯酸乳液为巴斯夫(中国)有限公司生产的138型自交联型弹性丙烯酸乳液；

所述不透明遮盖聚合物为罗门哈斯中国公司生产的优创E(丙烯酸酯-苯乙烯中空聚合物乳胶粒子)；

所述铵盐分散剂为汽巴精化中国有限公司的GA-40(聚丙烯酸铵盐)；

所述防霉抗藻剂为德国舒美有限公司生产的DF19；

所述有机硅类防水剂为德国瓦克化学公司生产的1306。

本实施例的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆的制备方法为：将水160克，铵盐分散剂5克搅拌下加入，搅拌均匀后再加入金红石型钛白粉230克，硅藻土20克，硫酸钡100克，绢云母粉20克，在转速1500rpm温度30-50℃下高速分散40分钟，然后在转速150rpm、温度20℃-40℃下加入自交联型弹性丙烯酸树脂400克、不透明遮盖聚合物30克和聚氨酯缔合型增稠剂10克，再加入10克丙二醇苯醚成膜助剂、10克有机硅防水剂、5克防霉抗藻剂、抗冻剂20克等后继续搅拌30分钟，得到成品。理化检验结果见表表1，2，3，4，5，6。

实施例3

本实施例的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，是由以下重量的组分组成的：单位(克)：

水200，金红石钛白粉260，粒度为800目的硅藻土30，粒度为2000目的超细硫酸钡150，粒度为850目的绢云母粉20，自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液500，不透明遮盖聚合物50，铵盐分散剂8，丙二醇抗冻剂20，丙二醇苯醚成膜助剂20，防霉抗藻剂8，有机硅类防水剂20，聚氨酯缔合型增稠剂5。

所述自交联型弹性丙烯酸乳液为巴斯夫(中国)有限公司生产的138型自交联型弹性丙烯酸乳液；

所述不透明遮盖聚合物为罗门哈斯中国公司生产的优创E(丙烯酸酯-苯乙烯中空聚合物乳胶粒子)；

所述铵盐分散剂为汽巴精化中国有限公司的GA-40(聚丙烯酸铵盐)；

所述防霉抗藻剂为美国特洛伊化公司生产的710S(咪唑衍生物、芳基脲衍生物及正辛基异噻唑啉酮的混合物)；如德国舒美有限公司生产的DF19、朗盛化学有限公司生产的A14-D及等，优选美国特洛伊化公司生产的710S；

所述有机硅类防水剂为德国瓦克化学公司生产的1306。

本实施例的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆的制备方法为：

将水200克，铵盐分散剂8克搅拌下加入，搅拌均匀后再加入金红石型钛白粉260克，硅藻土30克，硫酸钡150克，绢云母粉20克，在转速1500rpm温度30-50℃下高速分散40分钟，然后在转速150rpm，在温度20℃-40℃下加入自交联型弹性丙烯酸树脂500克和聚氨酯缔合型增稠剂5克，再加入20克丙二醇苯醚成膜助剂、20克有机硅抗水剂、8克防霉抗藻剂和不透明遮盖聚合物50克、抗冻剂20克，继续搅拌30分钟，得到成品。理化检验结果见表1，2，3，4，5，6。

表1

表2

表3

表4

项目	JG/T210	实施例1	实施例2	实施例3
					透水率，％	＜0.5	0.2	0.1	0.1

表5

项目	GB/T1741-2001	实施例1	实施例2	实施例3
					耐霉菌性(外墙)	等级0，1，2，3，4，5	0级(最好)	0级(最好)	0级(最好)

表6

Claims (7)

1.一种耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，其特征在于它是由以下重量比例的组分组成的：

水10-20，金红石钛白粉20-26，硅藻土2-3，超细硫酸钡8-15，绢云母粉1-2，弹性丙烯酸聚合物乳液40-50，不透明遮盖聚合物3-5，分散剂0.5-0.8，抗冻剂1-2，成膜助剂1-2，防霉抗藻剂0.5-0.8，防水剂1-3，聚氨酯缔合型增稠剂0.5-1.5；

其中，所述硅藻土的粒度为700-1000目；

所述超细硫酸钡的粒度为1250-2100目；

所述绢云母粉的粒度为800-1250目；

所述弹性丙烯酸聚合物乳液为自交联型弹性丙烯酸聚合物乳液；

所述不透明遮盖聚合物为中空聚合物乳胶粒子；

所述分散剂为丙烯酸铵盐类分散剂；

所述抗冻剂为丙二醇；

所述成膜助剂为丙二醇苯醚或十二醇酯；

所述防霉抗藻剂为咪唑衍生物、芳基脲衍生物或正辛基异噻唑啉酮中的一种或几种；

所述防水剂是有机硅类防水剂。

2.根据权利要求1所述的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，其特征在于：外墙墙面漆中各组分的重量配比为：

水12-15，金红石钛白粉22-23，硅藻土2-3，超细硫酸钡9-12，绢云母粉1-2，弹性丙烯酸聚合物乳液40-45，不透明遮盖聚合物3-4，分散剂0.5-0.8，抗冻剂1-2，成膜助剂1-2，防霉抗藻剂0.5-0.8，防水剂2-3，聚氨酯缔合型增稠剂0.5-1。

3.根据权利要求2所述的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，其特征在于：外墙墙面漆中各组分的重量配比为：

水12，金红石钛白粉22，硅藻土2，超细硫酸钡9，绢云母粉1，弹性丙烯酸聚合物乳液42，不透明遮盖聚合物4，分散剂0.5，抗冻剂2，成膜助剂2，防霉抗藻剂0.5，防水剂2，聚氨酯缔合型增稠剂1。

4.根据权利要求3所述的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，其特征在于：所述硅藻土的粒度为800目。

5.根据权利要求3所述的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，其特征在于：所述超细硫酸钡的粒度为2000目。

6.根据权利要求3所述的耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆，其特征在于：所述绢云母粉的粒度为800目。

7.权利要求1-6任意一项所述耐酸雨弹性抗污外墙墙面漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

将分散剂搅拌下加入水中，搅拌均匀后加入金红石型钛白粉、超细硫酸钡、硅藻土和绢云母粉，在转速1200～1500转/分，温度30-50℃下搅拌30-50分钟，然后在转速50～150转/分、温度20℃-40℃的条件下加入弹性丙烯酸聚合物乳液、不透明遮盖聚合物、抗冻剂、成膜助剂、防霉抗藻剂、防水剂和聚氨酯缔合型增稠剂，继续搅拌30分钟，得到成品。