CN105062249A - 一种水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料，各组分的质量百分含量如下：弹性氟碳建筑乳液40～60％，水10-20％，助溶剂2-4％，分散剂0.5-1.0％，多功能助剂0.2-0.4％，消泡剂0.2-0.5％，防腐剂0.1-0.2％，防霉防藻剂0.2-0.6％，耐酸颜料15-23％，耐酸填料5-18％，成膜助剂1-1.5％，流变助剂0.3-0.8％，增稠剂0.5-1.0％。本发明的涂料不仅绿色环保，更重要的是具有良好的柔韧性、耐擦洗、断裂伸长率、拉伸强度等。

Description

一种水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体地说是一种用于建筑外墙表面保护和装饰的水性弹性涂料及其制备方法。

背景技术

建筑物外墙多以水泥砂浆抹面为基层，抹灰砂浆在硬化时，由于体积减缩而产生的硬化裂缝；温度变化时，由于热涨冷缩而产生的温度裂缝；晴雨天干湿变化时，由于湿涨干缩而产生的干缩裂缝；冬天雨水在墙体冻融时，由于水结冰体积膨胀而产生的冻融裂缝；地基沉降时产生结构裂缝等，导致外墙表面保护装饰涂层开裂，雨水和空气随裂缝渗漏进入墙体，加深对建筑物的破坏，如钢筋锈蚀和混凝土碳化等危害建筑物。由于弹性涂料在一定温度范围内保持较高的弹性、韧性和伸长率，涂布在外墙基层表面形成弹性保护层，当基层墙体产生裂纹时涂层不会断裂，具有较好的防裂抗渗漏性，因此近年来弹性涂料得到大力发展。但由于目前国内主要采用燃煤发电，空气中二氧化硫含量高，各地区酸雨频发，空气污染严重，造成弹性涂层表面沾污和酸蚀破坏严重，使弹性涂层的装饰性和耐久性大大下降。到目前为止，在弹性涂料开发方面主要着重于解决弹性涂料的耐沾污性，而对弹性涂料的耐酸雨和耐老化方面很少涉及。

专利CN101402816A公开了一种用于建筑外墙表面保护和装饰的水性弹性涂料，各组分的质量百分含量如下：水10-20％，助溶剂2-4％，分散剂0.5-1.0％，多功能助剂0.2-0.4％，消泡剂0.2-0.5％，防腐剂0.1-0.2％，防霉防藻剂0.2-0.6％，耐酸颜料15-23％，耐酸填料5-18％，氟碳乳液10-15％，丙烯酸弹性乳液30-40％，成膜助剂1-1.5％，流变助剂0.3-0.8％，增稠剂0.5-1.0％。其所述的建筑外墙表面保护和装饰的水性弹性涂料虽然具备良好的耐久性、耐酸雨性和耐沾污性，但是其柔韧性较差，拉伸强度不足，墙体涂饰后涂层容易开裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种氟碳改性的水性弹性涂料及其制备方法，所述氟碳改性的水性弹性涂料具有良好的柔韧性，拉伸强度高，不易开裂的特点。

为此，本发明采用如下的技术方案：

一种水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料，各组分的质量百分含量如下：弹性氟碳建筑乳液40～60％，水10-20％，助溶剂2-4％，分散剂0.5-1.0％，多功能助剂0.2-0.4％，消泡剂0.2-0.5％，防腐剂0.1-0.2％，防霉防藻剂0.2-0.6％，耐酸颜料15-23％，耐酸填料5-18％，氟碳乳液10-15％，丙烯酸弹性乳液30-40％，成膜助剂1-1.5％，流变助剂0.3-0.8％，增稠剂0.5-1.0％。

其中，各组分的质量百分含量可为：弹性氟碳建筑乳液可为40％、45％、50％、55％或60％等；水可为10％、12％、14％、16％或20％；助溶剂可为2％、2.5％、3％、3.5％或4％等；分散剂可为0.5％、0.6％、0.8％或1.0％等；多功能呢助剂可为0.2％、0.3％或0.4％等；消泡剂可为0.2％、0.3％、0.4％或0.6％；防腐剂可为0.1％、0.13％、0.15％、0.17％或0.2％等；防霉防藻剂可为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％或0.6％等；耐酸颜料可为15％、17％、20％或23％等；耐酸填料可为5％、7％、10％、13％或18％等；成膜助剂可为1％、1.2％、1.4％或1.5％等；流变助剂可为0.3％、0.5％、0.6％或0.8％等；增稠剂可为0.5％、0.6％、0.8％或1.0％等。

优选地，所述弹性氟碳建筑乳液按质量百分比计包括以下组分：去离子水35～40％，偏二氟乙烯20～25％，三氟氯乙烯10～15％，甲基丙烯酸羟乙酯10～15％，甲基丙烯酸甲酯5～8％，N-羟甲基丙烯酰胺0.8～1％，乙二醇单烯丙基醚1～1.5％，乙烯基丙基醚为5～8％，异丙基乙烯基醚4～4.5％，十二烷基硫酸钠0.8～1％，壬基酚聚氧乙烯醚1～1.5％，过硫酸胺0.2～0.5％，亚硫酸氢钠0.5～1％。

优选地，所述弹性氟碳建筑乳液的制备方法包括：

(1)按配方计量将1/2的去离子水，1/2的甲基丙烯酸羟乙酯，1/2的甲基丙烯酸甲酯，1/2的N-羟甲基丙烯酰胺，1/2的乙二醇单烯丙基醚，1/2的乙烯基丙基醚，1/2的异丙基乙烯基醚，1/2的十二烷基硫酸钠，1/2的壬基酚聚氧乙烯醚加入乳化容器中，以700～900r/min的转速搅拌25～30min，得到乳液；

(2)将步骤(1)乳化后的乳液倒入反应釜中，在1000～2700r/min的搅拌速度下，分别加入剩余的1/2的去离子水及全部的过硫酸铵和亚硫酸氢钠，在反应釜中通入氮气，搅拌均匀后，升温至65-75℃，再分别加入剩余的1/2的甲基丙烯酸羟乙酯，1/2的甲基丙烯酸甲酯，1/2的N-羟甲基丙烯酰胺，1/2的乙二醇单烯丙基醚，1/2的乙烯基丙基醚，1/2的异丙基乙烯基醚，1/2的十二烷基硫酸钠，1/2的壬基酚聚氧乙烯醚搅拌50-60min至pH为7～8；

(3)然后按配方计量分别再加入全部的偏二氟乙烯和三氟氯乙烯，在温度升到90～110℃，反应釜压力为0.7～1.0MPa下搅拌，保温反应10～152h后降温减压，即得到弹性氟碳建筑乳液。

其中，本发明所述的颜料选用金红石型钛白粉，也可适当加入一些彩色颜料，如进口色浆(可选用科莱恩和希必思等公司生产的高品质水性色浆)，填料是一种低着色力的体质颜料，主要起到涂装性能的调整、涂膜性能的改变和进一步降低配方成本的作用，填料选用沉淀硫酸钡、超细石英粉、长石粉等；辅助成膜物质不能单独成膜，只是在涂料形成涂膜过程中起到辅助的作用，如成膜助剂、助溶剂、分散剂、多功能助剂、消泡剂、防腐剂、防霉防藻剂、流变助剂和增稠剂等各种助剂，它们在涂料中的用量虽小，但对涂料的储存、施工及涂膜的外观、耐水性和耐洗刷性均有明显影响。本发明中所添加的分散剂为聚羧酸铵盐，能有效地分散无机颜填料，并吸附在颜、填料表面，对亲水的颜、填料进行表面疏水改性，同时与乳液之间有良好的相容性，能有效地提高弹性涂料的抗水性；成膜助剂主要为醇酯-12、苯甲醇和乙二醇丁醚等，助溶剂为丙二醇、乙二醇等，多功能助剂选用市售的AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇，含5％水)及其类似产品，消泡剂主要选用矿物油类、有机硅改性矿物油类；防腐剂选用卡松防腐剂和1，2-苯并异噻唑啉-3-酮(简称BIT防腐剂)，防霉防藻剂选用美国罗门哈斯产品R-2000，流变助剂为疏水改性聚氨酯流变改性剂，增稠剂为疏水改性碱溶性增稠剂。

以上所述水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在700～900r/min的转速搅拌的条件下，按配方计量分别将水、超细金红石TiO2、超细滑石粉加入容器中，搅拌20～25min；

(2)在1000～2700r/min转速搅拌的条件下，按配方设计量将弹性氟碳建筑乳液加入容器中，继续搅拌30～35min，然后分别将助溶剂、多功能助剂、耐酸颜料、耐酸填料、成膜助剂和流变助剂加入容器中，再搅拌35～40min均匀；

(3)再分别加入多功能增稠剂、分散剂、消泡剂、防腐剂和防霉防藻剂，搅拌40～50min，即得到水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料。

有现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的涂料不仅绿色环保，更重要的是具有良好的柔韧性、耐擦洗、断裂伸长率、拉伸强度等。

2、本发明的涂料制备工艺简单，操作方便，制备效率高，生产成本低，市场竞争力强。

具体实施方式

实施例1～3是制备弹性氟碳建筑乳液，其各组分含量按质量百分比计列于表1中：

表1：弹性氟碳建筑乳液各组分含量表

实施例1～3的弹性氟碳建筑乳液的制备方法如下：

按配方计量将1/2的去离子水，1/2的甲基丙烯酸羟乙酯，1/2的甲基丙烯酸甲酯，1/2的N-羟甲基丙烯酰胺，1/2的乙二醇单烯丙基醚，1/2的乙烯基丙基醚，1/2的异丙基乙烯基醚，1/2的十二烷基硫酸钠，1/2的壬基酚聚氧乙烯醚加入乳化容器中，以700～900r/min的转速搅拌25～30min，得到乳液；

(2)将步骤(1)乳化后的乳液倒入反应釜中，在1000～2700r/min的搅拌速度下，分别加入剩余的1/2的去离子水及全部的过硫酸铵和亚硫酸氢钠，在反应釜中通入氮气，搅拌均匀后，升温至65-75℃，再分别加入剩余的1/2的甲基丙烯酸羟乙酯，1/2的甲基丙烯酸甲酯，1/2的N-羟甲基丙烯酰胺，1/2的乙二醇单烯丙基醚，1/2的乙烯基丙基醚，1/2的异丙基乙烯基醚，1/2的十二烷基硫酸钠，1/2的壬基酚聚氧乙烯醚搅拌50-60min至pH为7～8；

(3)然后按配方计量分别再加入全部的偏二氟乙烯和三氟氯乙烯，在温度升到90～110℃，反应釜压力为0.7～1.0MPa下搅拌，保温反应10～152h后降温减压，即得到弹性氟碳建筑乳液。

实施例4～6是制备水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料，其各组分含量按质量百分比计列于表2中：

表2：水性氟碳改性弹性建筑外墙涂各组分含量表：

实施例4～6水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料的制备方法如下：

(1)在700～900r/min的转速搅拌的条件下，按配方计量分别将水、超细金红石TiO2、超细滑石粉加入容器中，搅拌20～25min；

(2)在1000～2700r/min转速搅拌的条件下，按配方设计量将弹性氟碳建筑乳液加入容器中，继续搅拌30～35min，然后分别将助溶剂、多功能助剂、耐酸颜料、耐酸填料、成膜助剂和流变助剂加入容器中，再搅拌35～40min均匀；

(3)再分别加入多功能增稠剂、分散剂、消泡剂、防腐剂和防霉防藻剂，搅拌40～50min，即得到水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料。

对比例1为CN101402816A中实施例1。

对实施例4～6和对比例1中制备得到的水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料进行性能检测，检测结果如表3所示。

表3：实施例4～6和对比例1所制涂料性能测试结果表

综上所述，从实施例4～6和对比例1的测试结果可以看出本发明的涂料不仅绿色环保，更重要的是具有良好的柔韧性、耐擦洗、断裂伸长率、拉伸强度等。同时本发明的涂料制备工艺简单，操作方便，制备效率高，生产成本低，市场竞争力强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料，其特征在于，各组分的质量百分含量如下：弹性氟碳建筑乳液40～60％，水10-20％，助溶剂2-4％，分散剂0.5-1.0％，多功能助剂0.2-0.4％，消泡剂0.2-0.5％，防腐剂0.1-0.2％，防霉防藻剂0.2-0.6％，耐酸颜料15-23％，耐酸填料5-18％，成膜助剂1-1.5％，流变助剂0.3-0.8％，增稠剂0.5-1.0％。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述弹性氟碳建筑乳液按质量百分比计包括以下组分：去离子水35～40％，偏二氟乙烯20～25％，三氟氯乙烯10～15％，甲基丙烯酸羟乙酯10～15％，甲基丙烯酸甲酯5～8％，N-羟甲基丙烯酰胺0.8～1％，乙二醇单烯丙基醚1～1.5％，乙烯基丙基醚为5～8％，异丙基乙烯基醚4～4.5％，十二烷基硫酸钠0.8～1％，壬基酚聚氧乙烯醚1～1.5％，过硫酸胺0.2～0.5％，亚硫酸氢钠0.5～1％。

3.根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于，所述弹性氟碳建筑乳液的制备方法包括：

(1)按配方计量将1/2的去离子水，1/2的甲基丙烯酸羟乙酯，1/2的甲基丙烯酸甲酯，1/2的N-羟甲基丙烯酰胺，1/2的乙二醇单烯丙基醚，1/2的乙烯基丙基醚，1/2的异丙基乙烯基醚，1/2的十二烷基硫酸钠，1/2的壬基酚聚氧乙烯醚加入乳化容器中，以700～900r/min的转速搅拌25～30min，得到乳液；

(2)将步骤(1)乳化后的乳液倒入反应釜中，在1000～2700r/min的搅拌速度下，分别加入剩余的1/2的去离子水及全部的过硫酸铵和亚硫酸氢钠，在反应釜中通入氮气，搅拌均匀后，升温至65-75℃，再分别加入剩余的1/2的甲基丙烯酸羟乙酯，1/2的甲基丙烯酸甲酯，1/2的N-羟甲基丙烯酰胺，1/2的乙二醇单烯丙基醚，1/2的乙烯基丙基醚，1/2的异丙基乙烯基醚，1/2的十二烷基硫酸钠，1/2的壬基酚聚氧乙烯醚搅拌50-60min至pH为7～8；

(3)然后按配方计量分别再加入全部的偏二氟乙烯和三氟氯乙烯，在温度升到90～110℃，反应釜压力为0.7～1.0MPa下搅拌，保温反应10～152h后降温减压，即得到弹性氟碳建筑乳液。

4.根据权利要求1-3任一项所述的涂料，其特征在于所述的助溶剂选用丙二醇或乙二醇。

5.根据权利要求1-4任一项所述的涂料，其特征在于所述的分散剂选用聚羧酸铵盐。

6.根据权利要求1-5任一项所述的涂料，其特征在于所述的消泡剂选用矿物油类或有机硅改性矿物油类消泡剂。

7.根据权利要求1-6任一项所述的涂料，其特征在于所述的防腐剂选用卡松防腐剂或1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。

8.根据权利要求1-7任一项所述的涂料，其特征在于所述的耐酸颜料选用金红石型钛白粉。

9.根据权利要求1-8任一项所述的涂料，其特征在于所述的耐酸填料选用沉淀硫酸钡、超细石英粉或长石粉；

优选地，所述成膜助剂选用醇酯-12、苯甲醇或乙二醇丁醚；

优选地，所述的流变助剂为疏水改性聚氨酯流变改性剂；

优选地，所述的增稠剂为疏水改性碱溶性增稠剂。

10.一种如权利要求1-8任一项所述的涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在700～900r/min的转速搅拌的条件下，按配方计量分别将水、超细金红石TiO2、超细滑石粉加入容器中，搅拌20～25min；

(2)在1000～2700r/min转速搅拌的条件下，按配方设计量将弹性氟碳建筑乳液加入容器中，继续搅拌30～35min，然后分别将助溶剂、多功能助剂、耐酸颜料、耐酸填料、成膜助剂和流变助剂加入容器中，再搅拌35～40min均匀；

(3)再分别加入多功能增稠剂、分散剂、消泡剂、防腐剂和防霉防藻剂，搅拌40～50min，即得到水性氟碳改性弹性建筑外墙涂料。