CN102417775A - 一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，由如下组分组成：水：17-23％；分散剂：0.01-1％；润湿剂：0.01-0.2％；消泡剂：0.3-0.5％；防腐杀菌剂：0.4-0.7％；成膜助剂：1-1.5％；防冻剂：1-1.5％；金红石型钛白粉：0.01-5％；云母粉：2.5-5％；沉淀硫酸钡：5-7.5％；1250目重钙：20-27.5％；底漆乳液：19-26％；pH值调节剂：0.1-2％；硅溶胶：11-19％；硅烷偶联剂：0.05-0.1％；增稠剂：0.3-0.6％；上述百分比均为重量百分比。该底漆的成本低，不易起皮、剥落。

Description

一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆
技术领域
本发明涉及一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆。
背景技术
现在市场普及的水性底漆都是以丙烯酸酯类的乳液为成膜物质的乳胶漆，如苯丙乳液、纯丙乳液或专用抗碱底漆乳液等一种或多种混拼而成。该类底漆涂料已普遍在市场流通，但仍有些不足之处：
1：乳液成本不断上涨，现市场上最便宜的苯丙乳液都需要9元/KG左右的价格，专用抗碱底漆乳液成本都在11元/KG以上的价格，使得现在该类乳胶漆的成本压力极大。
2：乳液的粒径相对较大，很难渗入到多孔基材中，在有些情况下可能导致涂膜附着力变差，极易起皮，剥落。
3：该类乳胶漆的施工对基材的PH值和水份含量要求较高，在PH值较高且水份含量较高的情况下，极易发生泛碱的事故，遭成漆膜发花、发白等弊病。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆。
解决上述技术问题的技术方案是：一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，由如下组分组成：
Figure BDA0000110105440000021
上述百分比均为重量百分比。
本发明的有益效果是：首先，硅溶胶是硅酸的多分子聚合物的胶体溶液，外观呈乳白色，分子式为H2SiO3(SiO2.H2O)，是以SiO2为基本单位在水中的分散体。硅溶胶所形成的胶团颗粒细微，粒径范围在5-40nm，与一般乳液粒径为0.1-10um的乳液相比，其颗粒要小得多。硅溶胶颗粒细微，粒径纳米级，对颜填料具有很好的黏结力和包裹力，细微颗粒能够通过毛细管作用渗入基层内部，并能与基材中水泥类的Ca(OH)2发生化学反应生成具有黏结性能的CaSiO3凝胶，增强漆膜与基层的附着力以及对基层的封闭性，消除或减缓可能出现的盐析和泛碱现象。硅溶胶还具有快干、成膜后硬度高，价格便宜，成本低的特点。当我们在丙烯酸酯类乳液做的乳胶漆中加入一定量的硅溶胶时，即当硅溶胶与丙烯酸酯类乳液物理混拼后得到的无机-有机复合型涂料。比起常规的丙烯酸酯类乳液做的乳胶漆相比成本降低同时，在底漆方面，复合涂料会有着更好渗透性，抗碱性，抗盐析性和附着力。
再者，添加一定量的硅烷偶联剂，主要用10％氢氧化钾溶液调节PH值9.5-10后，能开发出一种贮存稳定性超好的复合型底漆。助剂中，硅烷偶联剂在丙烯酸酯类乳液和硅溶胶中间起“搭桥”的作用，一端与无机材料表面的硅醇基团反应生成其价键，另一端与丙烯酸酯类乳液生成共价，从而使两种性质相差很大的两种材料“偶联”起来，形成一个稳定的体系。
与现有的单一只用丙烯酸酯类乳液为主要成膜物的常规底漆相比较，添加了一定量的硅溶胶，并加入硅烷偶联剂和PH值调节剂后，能组成稳定性好的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆。在成本相等基础上，附着力、耐水性、遮盖力、抗盐析性都得到了提高，对混凝土建筑内外墙有着更好的保护和装饰效果；性能相同的基础上，成本将减少8-10％，将更加具有成本优势。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
在本发明中，硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆由水、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐杀菌剂、成膜助剂、防冻剂、金红石型钛白粉、云母粉、沉淀硫酸钡、1250目重钙、底漆乳液、PH值调节剂、硅溶胶、硅烷偶联剂和增稠剂组成。其中，分散剂选自汽巴精化中国有限公司的GA-40、日本诺普科助剂有限公司Dispersant 5027、德谦(上海)化学有限公司DisponerW-519、深圳海川化工科技有限公司HYDROPALAT 759、深圳海川化工科技有限公司HYDROPALAT 3204中的至少一种。润湿剂选自深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT 188A、深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT 306、德国科宁公司Hyonic PE-100中的任一种。消泡剂选自英国布莱克本化学Dispelair CF550、英国布莱克本化学Dispelair CF247、德国科宁公司的FoamStar A10、德国科宁公司的FoamStar A34中的至少一种。防腐杀菌剂选自英国索尔化学公司HF、科莱恩化工NipacideCI-15HS、科莱恩化工Nipacide DFX-1、美国罗门哈斯公司Kathon LXE、美国罗门哈斯公司Rocima 361中的至少一种。成膜助剂选自乙二醇、丙二醇、一缩乙二醇乙醚中的任一种。防冻剂选自亚硝酸钠、碳酸盐、氯化钙中的任一种。金红石钛白粉选自澳洲科美琪公司CR-828、澳洲科美琪公司CR-826、美国杜邦化工R-706、山东东佳钛白粉237中的任一种。底漆乳液选自美国罗门哈斯公司DC-420、美国罗门哈斯公司AS2010、顺德巴德富实业有限公司RS305、顺德巴德富实业有限公司RS306、顺德巴德富实业有限公司RS64、上海保立佳化工有限公司531、上海保立佳化工有限公司643中的至少一种。PH值调节剂选自陶氏化学的AMP-95、浓度28％的氨水、浓度10％氢氧化钾中的任一种。硅溶胶选自江阴国联化工有限公司CH83-1、佛山南海中发AJN830、AJN1430、广东惠和硅制品S-1430的任一种。硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、KH550、KH560中的任一种。增稠剂选自美国陶氏化学的ER30M、美国亚跨龙250HBR纤维素、美国罗门哈斯公司的ACRYSOL RM-8W、ACRYSOL 2020NPR、深圳明科技有限公司PU40W中的至少一种。
实施例1
取水200kg，在300-500转/分钟下，称取2.5kg增稠剂加入，优选美国罗门哈斯公司的ACRYSOL 2020NPR，均匀搅拌5分钟后，缓慢加入1kgPH值调节剂，优选浓度10％氢氧化钾；逐渐提高转速至500-700转/分钟，进行3-5分钟分散，在分散过程中，投入6kg分散剂，优选德谦(上海)化学有限公司DisponerW-519；1kg润湿剂，优选德国科宁公司的HyonicPE-100；1kg消泡剂，优选德国科宁公司的FoamStarA10；2.5kg防腐杀菌剂，优选美国罗门哈斯公司的Kathon LXE；13kg防冻剂，优选氯化钙；12.5kg成膜助剂，优选一缩乙二醇乙醚；逐渐提高转速至1000-1300转/分钟进行分散，并投入35kg金红石型钛白粉，优选美国杜邦化工的R-706；42kg云母粉；68kg沉淀硫酸钡；220kg的1250目重钙，然后，将转速提高到1800-2000转/分钟，高速分散细度小于45微米；接着将转速转为1000-1500转/分钟，投入240kg第七乳液，优选顺德巴德富实业有限公司的RS305；1kg的消泡剂，优选德国科宁公司的FoamStarA34；3kg防腐杀菌剂，优选美国罗门哈斯公司的Rocima 361；2kg增稠剂，优选深圳明科技有限公司的PU40W；2kg消泡剂，优选德国科宁公司的FoamStar A34；用1kgPH值调节剂调节PH值，此处的PH值调节剂优选浓度10％氢氧化钾，分散5分钟；投入144.6kg硅溶胶，优选广东惠和硅制品的S-1430；0.9kg硅烷偶联剂，优选甲基三甲氧基硅烷；1kgPH调节剂，优选浓度28％氨水；分散5-10分钟；质检取样检测，合格后过滤包装。
实施例2
取水170kg，在300-500转/分钟下，称取3kg选自美国亚跨龙的250HBR纤维素(加入，均匀搅拌5分钟后，缓慢加入0.5kg浓度10％氢氧化钾；逐渐提高转速至500-700转/分钟，进行3-5分钟分散，在分散过程中，投入10kg选自汽巴精化中国有限公司的GA-40、2kg选自深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT 188A、2kg选自英国布莱尔克本化学的Dispelair CF550、5kg选自英国索尔化学公司HF、15kg的亚硝酸钠、15kg的乙二醇；逐渐提高转速至1000-1300转/分钟进行分散，并投入50kg选自澳洲科美琪公司的CR-828、50kg云母粉、75kg沉淀硫酸钡、275kg的1250目重钙，然后，将转速提高到1800-2000转/分钟，高速分散细度小于45微米；接着将转速转为1000-1500转/分钟，投入208kg选自美国罗门哈斯公司的DC-420、2kg选自德国科宁公司的FoamStarA10、2kg选自英国索尔化学公司HF、3kg选自美国陶氏化学的ER30M、1kg选自德国科宁公司的FoamStar A34，用0.3kg浓度10％氢氧化钾调节PH值，分散5分钟；投入110kg选自江阴国联化工有限公司的CH83-1、1kg甲基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂)、0.2kg浓度28％氨水，分散5-10分钟；质检取样检测，合格后过滤包装。
实施例3
取水230kg，在300-500转/分钟下，称取2kg选自美国罗门哈斯公司的ACRYSLO RM-8W加入，均匀搅拌5分钟后，缓慢加入8kg选自陶氏化学的AMP-95；逐渐提高转速至500-700转/分钟，进行3-5分钟分散，在分散过程中，投入0.1kg选自日本诺普科助剂有限公司Dispersant 5027、0.1kg选自深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT 306、1kg选自英国布莱尔克本化学的Dispelair CF247、2kg选自科莱恩化工NipacideCI-15HS、10kg的碳酸盐、10kg的丙二醇；逐渐提高转速至1000-1300转/分钟进行分散，并投入0.1kg选自澳洲科美琪公司的CR-826、25kg云母粉、50kg沉淀硫酸钡、200kg的1250目重钙，然后，将转速提高到1800-2000转/分钟，高速分散细度小于45微米；接着将转速转为1000-1500转/分钟，投入260kg选自美国罗门哈斯公司的AS2010、1kg选自德国科宁公司的FoamStar A34、2kg选自科莱恩化工NipacideDFX-1、1kg选自美国罗门哈斯公司的ACRYSOL RM-8W、1kg选自英国布莱克本化学Dispelair，用6kg浓度10％氢氧化钾调节PH值，分散5分钟；投入184.2kg选自佛山南海中发的AJN830、0.5kgKH550、6kg选自陶氏化学的AMP-95，分散5-10分钟；质检取样检测，合格后过滤包装。
实施例4
取水190kg，在300-500转/分钟下，称取1kg选自美国罗门哈斯公司的ACRYSOL 2020NPR加入，均匀搅拌5分钟后，缓慢加入7kg浓度10％氢氧化钾；逐渐提高转速至500-700转/分钟，进行3-5分钟分散，在分散过程中，投入5kg选自德谦(上海)化学有限公司DisponerW-519、0.7kg选自德国科宁公司的HyonicPE-100、2kg选自德国科宁公司的FoamStar A10、3kg选自美国罗门哈斯公司的Kathon LXE(、13kg的氯化钙、12kg的一缩乙二醇乙醚；逐渐提高转速至1000-1300转/分钟进行分散，并投入32.6kg选自美国杜邦化工的R-706、45kg云母粉、70kg沉淀硫酸钡、223kg的1250目重钙，然后，将转速提高到1800-2000转/分钟，高速分散细度小于45微米；接着将转速转为1000-1500转/分钟，投入190kg选自顺德巴德富实业有限公司的RS305、1kg选自德国科宁公司的FoamStar A34、3kg选自美国罗门哈斯公司的Rocima 361、2kg选自深圳明科技有限公司的PU40W、1kg选自德国科宁公司的FoamStar A34，用5kg浓度10％氢氧化钾调节PH值，分散5分钟；投入190kg选自广东惠和硅制品的S-1430、10.7kgKH560、3kg浓度28％氨水，分散5-10分钟；质检取样检测，合格后过滤包装。
实施例5
取水210kg，在300-500转/分钟下，称取2kg选自美国罗门哈斯公司的ACRYSOL RM-8W加入，均匀搅拌5分钟后，缓慢加入5kg浓度10％氢氧化钾；逐渐提高转速至500-700转/分钟，进行3-5分钟分散，在分散过程中，投入0.8kg选自深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT 3204、1.5kg选自德深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT306、2kg选自英国布莱尔克本化学的DispelairCF550、3kg选自美国罗门哈斯公司的Rocima361、14kg的氯化钙、14kg的一缩乙二醇乙醚；逐渐提高转速至1000-1300转/分钟进行分散，并投入23kg选自山东东佳钛白粉、30kg云母粉、74kg沉淀硫酸钡、269kg的1250目重钙，然后，将转速提高到1800-2000转/分钟，高速分散细度小于45微米；接着将转速转为1000-1500转/分钟，投入213.1kg选自上海保立佳化工有限公司的531、1kg选自德国科宁公司的FoamStar A34、2kg选自美国罗门哈斯公司的Rocima361、2kg选自深圳明科技有限公司的PU40W、2kg选自德国科宁公司的FoamStar A34，用3kg浓度10％氢氧化钾调节PH值，分散5分钟；投入123kg选自佛山南海中发的AJN1430、0.6kgKH560、5kg浓度28％氨水，分散5-10分钟；质检取样检测，合格后过滤包装。
本发明的具体性能如表1：
表1
Figure BDA0000110105440000081
Figure BDA0000110105440000091
本发明与常规的丙烯酸酯类乳液做成的底漆的特殊性能对比：
 项目   常规底漆   复合底漆
 材料成本   5.54元/KG   5.48元/KG
 遮盖力   0.75   0.82
 附着力   小于2级   小于1级
 耐水性   144H软化、起泡   144H无异常
 抗泛碱性   48H无异常   48H无异常
 抗盐析性   72H无异常   72H无异常
 抗盐析性(延长24H)   96H不合格   96H无异常
在本发明中，首先，硅溶胶是硅酸的多分子聚合物的胶体溶液，外观呈乳白色，分子式为H2SiO3(SiO2.H2O)，是以SiO2为基本单位在水中的分散体。硅溶胶所形成的胶团颗粒细微，粒径范围在5-40nm，与一般乳液粒径为0.1-10um的乳液相比，其颗粒要小得多。硅溶胶颗粒细微，粒径纳米级，对颜填料具有很好的黏结力和包裹力，细微颗粒能够通过毛细管作用渗入基层内部，并能与基材中水泥类的Ca(OH)2发生化学反应生成具有黏结性能的CaSiO3凝胶，增强漆膜与基层的附着力以及对基层的封闭性，消除或减缓可能出现的盐析和泛碱现象。硅溶胶还具有快干、成膜后硬度高，价格便宜，成本低的特点。当我们在丙烯酸酯类乳液做的乳胶漆中加入一定量的硅溶胶时，即当硅溶胶与丙烯酸酯类乳液物理混拼后得到的无机-有机复合型涂料。比起常规的丙烯酸酯类乳液做的乳胶漆相比成本降低同时，在底漆方面，复合涂料会有着更好渗透性，抗碱性，抗盐析性和附着力。
再者，添加一定量的硅烷偶联剂，主要用10％氢氧化钾溶液调节PH值9.5-10后，能开发出一种贮存稳定性超好的复合型底漆。助剂中，硅烷偶联剂在丙烯酸酯类乳液和硅溶胶中间起“搭桥”的作用，一端与无机材料表面的硅醇基团反应生成其价键，另一端与丙烯酸酯类乳液生成共价，从而使两种性质相差很大的两种材料“偶联”起来，形成一个稳定的体系。

Claims (10)

1.一种硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：由如下组分组成：
Figure FDA0000110105430000011
上述百分比均为重量百分比。
2.根据权利要求1所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：各组分的重量百分比为：
Figure FDA0000110105430000021
3.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述的分散剂选自汽巴精化中国有限公司的GA-40、日本诺普科助剂有限公司Dispersant 5027、德谦(上海)化学有限公司DisponerW-519、深圳海川化工科技有限公司HYDROPALAT 759、HYDROPALAT 3204中的至少一种；所述润湿剂选自深圳海川化工科技有限公司的HYDROPALAT 188A、HYDROPALAT 306、德国科宁公司HyonicPE-100中的任一种；所述消泡剂选自英国布莱克本化学Dispelair CF550、Dispelair CF247、德国科宁公司的FoamStarA10、FoamStarA34中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述防腐杀菌剂选自英国索尔化学公司HF、科莱恩化工NipacideCI-15HS、Nipacide DFX-1、美国罗门哈斯公司Kathon LXE、Rocima 361中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述金红石钛白粉选自澳洲科美琪公司CR-828、CR-826、美国杜邦化工R-706、山东东佳钛白粉237中的任一种。
6.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述的底漆乳液选自美国罗门哈斯公司DC-420、AS2010、顺德巴德富实业有限公司RS305、RS306、RS64、上海保立佳化工有限公司531、643中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述PH值调节剂选自陶氏化学的AMP-95、浓度28％的氨水、浓度10％氢氧化钾中的任一种。
8.根据权利要求1或2所述的硅溶胶——丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述的硅溶胶选自江阴国联化工有限公司CH83-1、佛山南海中发AJN830、AJN1430、广东惠和硅制品S-1430的任一种。
9.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自甲基三甲氧基硅烷、KH550、KH560中的任一种。
10.根据权利要求1或2所述的硅溶胶-丙烯酸酯类乳液复合型底漆，其特征在于：所述增稠剂选自美国陶氏化学的ER30M、美国亚跨龙250HBR纤维素、美国罗门哈斯公司的ACRYSOL RM-8W、ACRYSOL 2020NPR、深圳明科技有限公司PU40W中的至少一种。
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