CN102993852A - 一种新型纳米自清洁氟碳外墙涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型纳米自清洁氟碳外墙涂料，包括以下组分：去离子水 220～280份；分散剂731A 8～10份；润湿剂X-405 6～8份；中和剂AMP-95 3～4份；防腐剂LEX 3～4份；水性含氟乳液 500份；钛白粉R706 160～200份；乙醇 20～25份；纳米TiO2 30～40份；纳米Zn0 20～30份；羟乙基纤维素 20～25份；丙二醇 25～40份；消泡剂NXZ 6～8份；丙烯酸类缔合型增稠剂TT935 1份；流平剂RM-20202～4份。涂料中加入有光催化效果的纳米材料后，在紫外光照射下，表面变得亲水，同时还有微粉化作用，能有效地清除和降解涂膜表面附着的亲水、亲油物质，获得了良好的自清洁效果。

Description

一种新型纳米自清洁氟碳外墙涂料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种外墙用涂料，特别涉及一种新型纳米自清洁氟碳外墙涂料及其制备方法。
背景技术
    外墙涂料色彩丰富，饰面灵活多样，能表达丰富多彩的建筑风格，施工简便，维护更新容易，自重轻,安全可靠，正在成为我国外墙饰面材料的主导，同时也是国家极力倡导推广的外墙饰面材料。我国目前正处于城镇化建设高峰期，高品质外墙涂料有广阔的需求空间和发展潜力。住宅产业化和建筑节能的实施也对外墙涂料的推广应用起到巨大的推动作用。
    涂层耐沾污能力不足是外墙涂料普遍存在的共性问题，也是制约我国外墙涂料推广应用的突出技术难题。外墙饰面被污染，大大影响了建筑的美观性和耐久性。人们一直期望开发不易附着污染或者使附着污染物能借助于雨水、风力等外界自然条件被去除的自清洁涂料。目前，在改善外墙涂料自清洁性方面，主要有微粉化技术、荷叶效应、气球陶瓷理论、自分层技术及光催化效应等理论与技术。
    氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料的统称，它是在氟树脂基础上经过改性、加工而成的一种新型涂层材料，其主要特点是树脂中含有大量的F-C键, 其键能为485 kJ/mol- 1，在所有化学键中堪称第一。在受热、光(包括紫外线)的作用下, F-C键难以断裂，因此显示出超长的耐候性及耐化学介质腐蚀，故其稳定性是所有树脂涂料中最好的。这就基本决定了它具有比一般其它类型涂层材料更为优异的使用性能, 因此在行业内有“涂料王”之称。
    水性合成树脂乳液外墙涂料具有施工方便、造价相对较低、翻新容易、色彩鲜艳及安全、环保等特点，已经成为我国建筑涂料的主导产品。但是，普通外墙乳胶漆的耐水、耐候性、耐沾污性尚不足，特别是受雨水、污水影响较大。因此高档次的水性外墙涂料的研制开发受到了同行的关注，室温交联水性氟碳树脂漆的研制开发已成为当前建筑涂料研究的热点之一。
    目前常用的PVDF和FEVE 氟碳涂料的长期装饰性还存在着问题。表现为涂膜在一些场合下装饰效果在短期内变差，失去原来鲜艳的色彩，变黑变灰，或形成各种条状的黑色、黄色斑痕，严重影响装饰效果。因此，改善氟碳涂料涂膜的耐沾污性是氟碳涂料发展中的一个重要研究课题。
发明内容
    本发明的目的是提供一种将纳米材料的自催化特性和氟碳涂料的优异性能有机结合在一起的，具有良好自清洁效果的涂料及其制备方法。
    为了实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：一种新型纳米自清洁氟碳外墙涂料，包括以下组分：去离子水  220～280份；分散剂731A  8～10份；润湿剂X-405  6～8份；中和剂AMP-95  3～4份；防腐剂LEX  3～4份；水性含氟乳液  500份；钛白粉R706  160～200份；乙醇  20～25份；纳米TiO2  30～40份；纳米Zn0  20～30份；羟乙基纤维素  20～25份；丙二醇  25～40份；消泡剂NXZ  6～8份；丙烯酸类缔合型增稠剂TT935  1份；流平剂RM-2020 2～4份。
根据以上配方制备制备本发明新型纳米自清洁氟碳外墙涂料的方法，包括以下步骤：
（1）    将纳米TiO2和纳米Zn0加入去离子水中，在磨砂机上以1500r/min的速度连续搅拌6h成均相；
（2）    在纳米混合溶液中加入分散剂、润湿剂、中和剂、防腐剂、水性含氟乳液、钛白粉、乙醇、羟乙基纤维素、丙二醇、消泡剂、丙烯酸类缔合型增稠剂、流平剂后继续以2000r/min的速度高速分散5h，超声分散2h，即得。
纳米材料因其具有粒径小、比表面积大、粒子微孔多以及吸附能力强等特性， 对提高涂料的悬浮稳定性及涂层与基材之间的结合力等方面有明显作用，可显著提高涂膜的致密性、表面平整度和耐洗刷性；降低涂抹表面的表面能。纳米TiO2具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能，在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景。纳米ZnO 的粒径介于1～100nm，又称为超微细ZnO。由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米ZnO 产生了其本体块状物料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。
    本发明的有益效果在于：涂料中加入有光催化效果的纳米材料后，在紫外光照射下，表面变得亲水，同时还有微粉化作用，能有效地清除和降解涂膜表面附着的亲水、亲油物质，获得了良好的自清洁效果。
具体实施方式
    下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一：
    去离子水  240份；分散剂731A  8份；润湿剂X-405  6份；中和剂AMP-95  3份；防腐剂LEX  3份；水性含氟乳液  500份；钛白粉R706  180份；乙醇  20份；纳米TiO2  30份；纳米Zn0  20份；羟乙基纤维素  20份；丙二醇  25份；消泡剂NXZ  6份；丙烯酸类缔合型增稠剂TT935  1份；流平剂RM-2020 2份。
实施例二：
    去离子水  220份；分散剂731A  9份；润湿剂X-405  7份；中和剂AMP-95  4份；防腐剂LEX  4份；水性含氟乳液  500份；钛白粉R706  160份；乙醇  22份；纳米TiO2  35份；纳米Zn0  25份；羟乙基纤维素  22份；丙二醇  35份；消泡剂NXZ  7份；丙烯酸类缔合型增稠剂TT935  1份；流平剂RM-2020 3份。
实施例三：
    去离子水  260份；分散剂731A  10份；润湿剂X-405  8份；中和剂AMP-95  3份；防腐剂LEX  3份；水性含氟乳液  500份；钛白粉R706  200份；乙醇  25份；纳米TiO2  40份；纳米Zn0  30份；羟乙基纤维素  25份；丙二醇  40份；消泡剂NXZ  8份；丙烯酸类缔合型增稠剂TT935  1份；流平剂RM-2020 4份。
实施例四：
    去离子水  280份；分散剂731A  8份；润湿剂X-405  6份；中和剂AMP-95  4份；防腐剂LEX  4份；水性含氟乳液  500份；钛白粉R706  200份；乙醇  25份；纳米TiO2  30份；纳米Zn0  30份；羟乙基纤维素  20份；丙二醇  25份；消泡剂NXZ  8份；丙烯酸类缔合型增稠剂TT935  1份；流平剂RM-2020 4份。
根据以上配方制备制备本发明新型纳米自清洁氟碳外墙涂料的方法，包括以下步骤：
（1）将纳米TiO2和纳米Zn0加入去离子水中，在磨砂机上以1500r/min的速度连续搅拌6h成均相；
（2）在纳米混合溶液中加入分散剂、润湿剂、中和剂、防腐剂、水性含氟乳液、钛白粉、乙醇、羟乙基纤维素、丙二醇、消泡剂、丙烯酸类缔合型增稠剂、流平剂后继续以2000r/min的速度高速分散5h，超声分散2h，即得。
 性能检测：
（1）    耐沾污性对比：按照GB/T9755-2001测定了加与不加纳米材料的耐沾污性；
（2）    涂层性能：按照GB/T17748-1999测定了加与不加纳米材料的涂层性能。
测试结果：
    使用本发明新型纳米自清洁氟碳外墙涂料制得的涂层与不加纳米材料性能如表1所示。
表1了加与不加纳米材料的氟碳外墙涂料涂层性能
涂层性能 加纳米材料 不加纳米材料
耐沾污性/% 15 5
硬度（铅笔硬度）/H 3 3
光泽度（目测） 很有光泽 光泽度较低
附着力（划格法） 1级 1级
耐水性（常温水中浸泡2月） 涂层无变化 涂层无变化
耐沸水性（沸水中煮沸8h） 涂层无变化 涂层无变化
耐酸（滴10%盐酸放30天） 涂层无变化 涂层无变化
耐碱（滴10%氢氧化钠放30天） 涂层无变化 涂层无变化
乃洗涮性（一个来回/次） 〉10000次 〉10000次
耐老化性（500h）/光泽保持率 无变化/95% 无变化/95%
    由表1可以看出，添加了纳米材料的氟碳外墙涂料涂层不仅其他性能没有降低，耐沾污性能有大幅的提高，有望在外墙涂料领域获得良好的应用。
    除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种新型纳米自清洁氟碳外墙涂料，其特征在于包括以下组分：
去离子水  220～280份；
分散剂731A  8～10份；
润湿剂X-405  6～8份；
中和剂AMP-95  3～4份；
防腐剂LEX  3～4份；
水性含氟乳液  500份；
钛白粉R706  160～200份；
乙醇  20～25份；
纳米TiO2  30～40份；
纳米Zn0  20～30份；
羟乙基纤维素  20～25份；
丙二醇  25～40份；
消泡剂NXZ  6～8份；
丙烯酸类缔合型增稠剂TT935  1份
流平剂RM-2020 2～4份。
2.根据权利要求1所述的新型纳米自清洁氟碳外墙涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2和纳米Zn0加入去离子水中，在磨砂机上以1500r/min的速度连续搅拌6h成均相；
(2)在纳米混合溶液中加入分散剂、润湿剂、中和剂、防腐剂、水性含氟乳液、钛白粉、乙醇、羟乙基纤维素、丙二醇、消泡剂、丙烯酸类缔合型增稠剂、流平剂后继续以2000r/min的速度高速分散5h，超声分散2h，即得。
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