CN102732079A - 一种外墙涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种建筑用外墙涂料,所述外墙涂料包括乳液基料、颜料、填料、溶剂、成膜助剂和辅料,还包括水玻璃和粘度稳定剂。本发明所述外墙涂料具有较好的耐候性和防霉藻性,而且贮存稳定,性能优异,与基材的相容性好。另外,本发明还公开一种所述外墙涂料的制备方法,所述制备方法操作简单,方便实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于外墙的涂料及其制备方法,尤其是一种耐候性和防霉藻性较好的外墙涂料及其制备方法。
背景技术
我国建筑外墙使用的涂料主要为乳胶漆,其成膜物质为聚合物乳液。用于外墙的乳液有苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、氟碳乳液等,无论是苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液还是氟碳乳液,制成乳胶漆上墙后,经过五至十年的户外老化,其性能均有明显下降,主要表现为涂层掉粉、甚至脱落。另一方面,由于成膜物质为具有一定亲水性的有机聚合物,在一定的温度、湿度环境下会有霉藻滋生。
导致涂层自然老化后掉粉、脱落的原因主要是聚合物链的断裂。苯丙乳液、纯丙乳液成膜主键为C-C键和C-O键,键能较低,在户外长期紫外光照射的情况下,C-C键和C-O键容易发生断裂,即聚合物链的断裂。漆膜的成膜物质受紫外光作用而不成膜,便出现了涂层掉粉、脱落等现象。由于乳胶漆的成膜物质为乳液,因而在合适的温度、湿度条件下,乳液聚合物为霉菌和藻类的生长提供了营养,所以普通的乳胶漆更容易长霉长藻。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题而提供一种不容易掉粉、脱落、长霉长藻,耐候性和防霉藻性较好的外墙涂料;同时,本发明还提供了所属外墙涂料的制备方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种外墙涂料,包括乳液基料、颜料、填料、溶剂、成膜助剂和辅料,所述外墙涂料还包括水玻璃和粘度稳定剂。
本发明所述外墙涂料包含的水玻璃,指硅酸钾或硅酸钠的水溶液,以硅酸钾水溶液为例,所述硅酸钾在墙面上的固化反应可以以下化学方程式表示:
1、硅酸钾与钙反应
K2SiO3+Ca(OH)2+CO2---->CaSiO3+K2CO3+H2O
K2SiO3+Ca2+---->CaSiO3+2K+
2、碳酸反应
K2SiO3+H2O+CO2---->K2CO3+H2SiO3
3、硅化反应
所述硅酸钠在墙面上的固化反应与硅酸钾类似。
水玻璃由于特殊的含硅结构,成膜后具有优异的耐候性,保护与装饰效果持久,漆膜光滑,耐污染性能特别优异,防霉抗藻性能优异,漆膜致密,防水性能及耐水洗刷性能优异,遮盖力强,无需底漆,施工简单方便,与混凝土、水泥、天然石材、石灰、石膏、砖墙等基材的附着力优异,具有很强的抗酸雨功能。
水玻璃成膜后具有高耐候性和防霉藻性等特点,但由于水玻璃pH较高(pH约为14),和涂料中的乳液、颜料、填料和辅料等均可能存在相容性的问题,粘度稳定剂的加入,使得本发明所得外墙涂料贮存稳定、性能优异。
作为本发明所述外墙涂料的优选实施方式,所述辅料包括分散剂、消泡剂、增稠剂、润湿剂、防霉防腐剂。在所述外墙涂料中加入这些辅料,与所述乳液、水玻璃、粘度稳定剂等相配合,提高所述外墙涂料的性能及贮存稳定性。
作为本发明所述外墙涂料的优选实施方式,所述外墙涂料包括以下重量份数的组分:乳液基料10~30份、填料15~30份、分散剂0.1~2份、水玻璃10~30份、颜料10~30份、消泡剂0.1~2份、增稠剂0.1~2份、润湿剂0.1~2份、防霉防腐剂0.1~1份、粘度稳定剂1~5份、成膜助剂0.1~10份、溶剂10~40份。发明人经过多种原材料的筛选及含量的对比,意外发现,当本发明所述外墙涂料中含有以上重量份的组分时,所得产品的耐候性、防霉藻性、贮存稳定性等更加优异。
作为本发明所述外墙涂料的优选实施方式,所述外墙涂料包括以下重量份数的组分:乳液基料15~25份、填料20~30份、分散剂0.1~0.8份、水玻璃15~25份、颜料10~20份、消泡剂0.1~1份、增稠剂1~2份、润湿剂0.5~1份、防霉防腐剂0.1~0.5份、粘度稳定剂1~3份、成膜助剂1~5份、溶剂10~25份。当本发明所述外墙涂料中含有以上重量份的组分时,所得产品的耐候性、防霉藻性、贮存稳定性等特别优异。
作为本发明所述外墙涂料的优选实施方式,所述乳液基料为丙烯酸酯乳液,所述填料为云母粉、碳酸钙或硫酸钡,所述分散剂为聚磷酸盐或聚丙烯酸钠盐所述水玻璃为硅酸钾或硅酸钠的水溶液,所述颜料为金红石型钛白,所述消泡剂为耐碱型矿物油型消泡剂,所述增稠剂为羟乙基纤维素、膨润土或黄原胶,所述润湿剂为非离子型润湿剂,所述防霉防腐剂为环保型防霉防腐剂,所述粘度稳定剂为亲水的烷基或烷氧基化胺混合物水溶液,所述成膜助剂为200#溶剂油、COASOL或十二酯醇,所述溶剂为水。采用上述原料时,所得产品的性能更加优异。
一种如上所述外墙涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加溶剂、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入部分消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
本发明所述外墙涂料,由于水玻璃及粘度稳定剂的加入,显著提高了产品的耐候性和防霉藻性,且具有较好的贮存稳定性。所得产品的pH为14左右,比普通乳胶漆的pH(一般为8-10)高,水玻璃与混凝土、水泥、天然石材、石灰、石膏、砖墙等基材成份相近,相容性好,可直接应用于以上基材上。本发明所述外墙涂料的制备方法,操作简单,方便实现,而且采用本发明所述方法制备的产品,均匀度及相容性等较好,具有较强的贮存稳定性。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
按照重量比分别称取以下各组分:乳液基料:丙烯酸酯乳液10份、填料:云母粉30份、分散剂:聚磷酸盐0.1份、水玻璃:硅酸钾的水溶液30份、颜料:金红石型钛白10份、消泡剂:饱和脂肪酸0.1份、增稠剂:羟乙基纤维素0.2份、润湿剂:聚乙二醇脂肪族醚0.1份、防霉防腐剂:异噻唑琳酮衍生物0.5份、粘度稳定剂:异十三烷氧基丙基氧化胺5份、成膜助剂:十二酯醇2份、水10份;然后按照以下步骤操作:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加水、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入10%消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的90%消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
实施例2
按照重量比分别称取以下各组分:乳液基料:苯丙乳液30份、填料:碳酸钙15份、分散剂:聚丙烯酸钠盐2份、水玻璃:硅酸钠的水溶液10份、颜料:金红石型钛白20份、消泡剂:脂肪酸酯2份、增稠剂:膨润土1份、润湿剂:改性芳烃基聚醚类0.5份、防霉防腐剂:苯并咪唑衍生物0.2份、粘度稳定剂:异十三烷氧基丙基氧化胺1份、成膜助剂:十二酯醇1份、水20份;然后按照以下步骤操作:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加水、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入25%消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的75%消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
实施例3
按照重量比分别称取以下各组分:乳液基料:硅丙乳液20份、填料:硫酸钡15份、分散剂:聚磷酸盐1.2份、水玻璃:硅酸钾的水溶液20份、颜料:金红石型钛白25份、消泡剂:饱和脂肪酸1份、增稠剂:黄原胶0.5份、润湿剂:聚乙二醇脂肪族醚0.2份、防霉防腐剂:哌三嗪衍生物0.5份、粘度稳定剂:异十三烷氧基丙基氧化胺4份、成膜助剂:200#溶剂油3份、水30份;然后按照以下步骤操作:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加水、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入40%消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的60%消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
实施例4
按照重量比分别称取以下各组分:乳液基料:丙烯酸酯乳液15份、填料:硫酸钡30份、分散剂:聚磷酸盐0.7份、水玻璃:硅酸钾的水溶液15份、颜料:金红石型钛白20份、消泡剂:脂肪酸酯1份、增稠剂:羟乙基纤维素0.15份、润湿剂:改性芳烃基聚醚类0.5份、防霉防腐剂:异噻唑琳酮衍生物0.1份、粘度稳定剂:异十二烷氧基丙基氧化胺2份、成膜助剂:COASOL 0.8份、水18份;然后按照以下步骤操作:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加水、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入50%消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的50%消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
实施例5
按照重量比分别称取以下各组分:乳液基料:苯丙乳液25份、填料:硫酸钡20份、分散剂:聚磷酸盐0.8份、水玻璃:硅酸钠的水溶液25份、颜料:金红石型钛白25份、消泡剂:饱和脂肪酸0.1份、增稠剂:膨润土0.7份、润湿剂:聚乙二醇脂肪族醚1份、防霉防腐剂:苯并咪唑酯0.5份、粘度稳定剂:异十三烷氧基丙基胺3份、成膜助剂:COASOL 1份、水25份;然后按照以下步骤操作:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加水、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入65%消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的35%消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
实施例6
按照重量比分别称取以下各组分:乳液基料:丙烯酸酯乳液18份、填料:碳酸钙22份、分散剂:聚丙烯酸钠盐0.5份、水玻璃:硅酸钾的水溶液22份、颜料:金红石型钛白15份、消泡剂:饱和脂肪酸0.5份、增稠剂:黄原胶0.8份、润湿剂:聚乙二醇脂肪族醚0.8份、防霉防腐剂:哌三嗪衍生物0.2份、粘度稳定剂:异十三烷氧基丙基氧化胺2份、成膜助剂:200#溶剂油2份、水20份;然后按照以下步骤操作:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加水、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入80%消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的20%消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
实施例7本发明所述外墙涂料的贮存稳定性试验
本发明所述外墙涂料属于水玻璃型无机涂料,将本发明所述外墙涂料作为发明组,现有常用的水玻璃外墙涂料作为对照组,将发明组和对照组进行贮存稳定性试验,所得结果见表1。
表1发明组与对照组的贮存稳定性对比
检测项目 | 对照组 | 发明组 |
初始黏度/Ku | 90 | 78 |
常温贮存1天黏度/Ku | >140 | 78.3 |
常温贮存2天黏度/Ku | >140胶化 | 79.2 |
常温贮存4天黏度/Ku | >140胶化 | 81.4 |
常温贮存10天黏度/Ku | >140胶化 | 83.9 |
常温贮存30天黏度/Ku | >140胶化 | 97.1 |
55℃贮存1天黏度/Ku | >140胶化 | 80 |
55℃贮存3天黏度/Ku | >140胶化 | 87.4 |
55℃贮存7天黏度/Ku | >140胶化 | 95.1 |
55℃贮存14天黏度/Ku | >140胶化 | 98.3 |
55℃贮存28天黏度/Ku | >140胶化 | 104.6 |
由表1可看出,发明组的贮存稳定性明显好于对照组。由此说明,本发明所述外墙涂料,由于水玻璃及粘度稳定剂的加入,显著提高了产品的贮存稳定性。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种外墙涂料,包括乳液基料、颜料、填料、溶剂、成膜助剂和辅料,其特征在于,所述外墙涂料还包括水玻璃和粘度稳定剂。
2.如权利要求1所述的外墙涂料,其特征在于,所述辅料包括分散剂、消泡剂、增稠剂、润湿剂、防霉防腐剂。
3.如权利要求2所述的外墙涂料,其特征在于,包括以下重量份数的组分乳液基料10~30份、填料15~30份、分散剂0.1~2份、水玻璃10~30份、颜料10~30份、消泡剂0.1~2份、增稠剂0.1~2份、润湿剂0.1~2份、防霉防腐剂0.1~1份、粘度稳定剂1~5份、成膜助剂0.1~10份、溶剂10~40份。
4.如权利要求3所述的外墙涂料,其特征在于,包括以下重量份数的组分乳液基料15~25份、填料20~30份、分散剂0.1~0.8份、水玻璃15~25份、颜料10~20份、消泡剂0.1~1份、增稠剂1~2份、润湿剂0.5~1份、防霉防腐剂0.1~0.5份、粘度稳定剂1~3份、成膜助剂1~5份、溶剂10~25份。
5.如权利要求2或3或4所述的外墙涂料,其特征在于,所述乳液基料为丙烯酸酯乳液,所述填料为云母粉、碳酸钙或硫酸钡,所述分散剂为聚磷酸盐或聚丙烯酸钠盐,所述水玻璃为硅酸钾或硅酸钠的水溶液,所述颜料为金红石型钛白,所述消泡剂为耐碱型矿物油型消泡剂,所述增稠剂为羟乙基纤维素、膨润土或黄原胶,所述润湿剂为非离子型润湿剂,所述防霉防腐剂为环保型防霉防腐剂,所述粘度稳定剂为亲水的烷基或烷氧基化胺混合物水溶液,所述成膜助剂为200#溶剂油、COASOL或十二酯醇,所述溶剂为水。
6.一种如权利要求2所述外墙涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在200rpm-500rpm转速搅拌下加溶剂、增稠剂,搅拌3min;
(2)调转速到600rpm-900rpm,加入部分消泡剂、分散剂,搅拌2min;
(3)调转速到1100rpm-1400rpm,加入颜料、填料,搅拌30min;
(4)调转速到600rpm-900rpm,加入成膜助剂、防霉防腐剂,搅拌3min;
(5)加入乳液基料、水玻璃,搅拌3min;
(6)加入粘度稳定剂、润湿剂,搅拌3min;
(7)加入剩余的消泡剂,搅拌10min,搅拌均匀后即得成品。
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