CN105400352A - 高耐候水性墙体涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液30～38份，PEVE乳液18～24份，CPVC？8～10份，颜料4～6份，填料10～16份，水15～21份，润湿剂0.2～0.4份，分散剂0.2～0.5份，成膜助剂2～2.5份，增稠剂0.1～0.6份，防霉剂0.1～0.3份，乙二醇0.5～0.6份，掺铝氧化锌9～14份。本发明还提供了该高耐候水性墙体涂料的制备方法。本发明提供的高耐候水性墙体涂料具有很好的耐臭氧老化性和红外反射性能，可达到很好的耐候效果。

Description

高耐候水性墙体涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种墙体涂料，特别是涉及高耐候水性墙体涂料及其制备方法。
背景技术：
墙体涂料是指用于建筑墙体起装饰和保护，使建筑墙体美观整洁，同时也能够起到保护建筑墙体，延长其使用寿命的作用的涂料。墙体涂料按建筑墙体分类包括内墙涂料和外墙涂料两大部分。内墙涂料侧重装饰和环保，而外墙涂料则侧重防护和耐久。墙体涂料除了本身的装饰和保护作用外，也在向丰富多彩、时尚、健康环保趋势发展。人们希望装饰效果流光溢彩、美轮美奂，高贵典雅、浪漫、温馨；也更希望材料本身无污染、健康环保，个性而又富有立体感。
墙体涂料作为主要的建筑涂料随着房地产产业的飞速发展，需求量不断增加。同时，随着现代高层建筑的兴起，对建筑涂料的耐候性要求越来越高，高耐候性涂料的研制成为当今世界尤其是发达国家涂料研究的活跃领域。高层建筑外墙的保洁和维护比一般低层建筑具有更大的难度，因此，新的要求是建筑的外观装饰与建筑本身要达到一体性，也就是说建筑的外装饰也需按百年大计来要求，这对建筑涂料提出了非常高的要求，高层建筑用涂料必须具备高抗粘污性和高耐候性(要求5～10年以上，至少与建筑物大修期相当)。
公开号为CN104387878A、公开日为2015.03.04、申请人为合肥不老传奇保健科技有限公司的中国专利申请公开了“一种外墙用防紫外线抗老化水性涂料及其制备方法”，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：纯丙乳液28-30、水性聚氨酯树脂9-11、花岗岩粉3-5、沉淀碳酸钡4-6、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.8-1、二氧化硅4-6、纸粘土3-5、乙烯焦油2-3、分散剂NNO1-1.5、改性圆粒砂浆6-8、水25-30；该发明采用特殊配方，将砂壁漆与抗紫外线涂料相结合，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮具有紫外吸收的效果，添加改性圆粒砂浆，分散效果好，硬度高，耐磨性好；该发明涂膜质感美观，质轻分散好，附着性好，不会增加建筑物的压力，美观大方，可以满足不同的装饰需求。该涂料主要通过紫外吸收剂来提高涂料的耐候性，然而建筑涂料的耐候性能取决于多方面的因素，耐紫外老化性只是其中一方面，使用环境中的臭氧和太阳光中的红外辐射对涂料产生的老化作用同样不能忽视，该涂料在耐臭氧老化和红外反射方面表面并不理想，因此整体耐候效果不佳。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供高耐候水性墙体涂料，其具有很好的耐臭氧老化性和红外反射性能，可达到很好的耐候效果。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液30～38份，PEVE乳液18～24份，CPVC8～10份，颜料4～6份，填料10～16份，水15～21份，润湿剂0.2～0.4份，分散剂0.2～0.5份，成膜助剂2～2.5份，增稠剂0.1～0.6份，防霉剂0.1～0.3份，乙二醇0.5～0.6份，掺铝氧化锌9～14份。
优选地，本发明所述颜料为纳米钛白粉。
优选地，本发明所述填料为云母粉或硅微粉。
优选地，本发明所述水为去离子水。
优选地，本发明所述润湿剂为非离子烷基乙烯基醚。
优选地，本发明所述分散剂为三聚磷酸钠。
优选地，本发明所述成膜助剂为十二碳醇酯。
优选地，本发明所述增稠剂为海藻酸盐。
优选地，本发明所述防霉剂为异噻唑啉酮衍生物。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述高耐候水性墙体涂料的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
高耐候水性墙体涂料的制备方法，其步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将润湿剂、分散剂、防霉剂、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将颜料、填料、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将增稠剂加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)纯丙乳液、FEVE乳液在各种乳液中属于耐候性能较好的两种乳液，所以本发明以该两种乳液作为涂料基体乳液；CPVC由聚氯乙烯PVC经过氯化改性制得，具有极佳的耐臭氧老化性，其耐臭氧等级在诸多材料中属于最优之一，因此本发明将其与纯丙乳液、FEVE乳液进行了乳液聚合，使其能与涂料基体乳液形成较好的结合，在墙体涂料中能均匀地分散，从而有效提高墙体涂料的耐臭氧老化性。
2)掺铝氧化锌是一种透明导电氧化物，其具有很好的红外反射性能，不过其表面能较高，在涂料体系中容易团聚，因而本发明通过聚丙烯酸钠对其进行表面改性处理，聚丙烯酸钠的亲水基吸附于掺铝氧化锌的表面，并形成单包覆结构，大大降低了掺铝氧化锌的表面能和表面张力，大幅度削弱了其颗粒的聚集倾向，使其能均匀分散于涂料体系中，从而大大提高墙体涂料的红外反射性能。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液32份，PEVE乳液20份，CPVC8份，纳米钛白粉6份，云母粉12份，去离子水17份，非离子烷基乙烯基醚0.2份，三聚磷酸钠0.4份，十二碳醇酯2份，海藻酸盐0.2份，异噻唑啉酮衍生物0.3份，乙二醇0.5份，掺铝氧化锌9份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将去离子水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将非离子烷基乙烯基醚、三聚磷酸钠、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将纳米钛白粉、云母粉、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将海藻酸盐加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
实施例2
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液30份，PEVE乳液24份，CPVC9.5份，纳米钛白粉4.5份，硅微粉14份，去离子水20份，非离子烷基乙烯基醚0.3份，三聚磷酸钠0.3份，十二碳醇酯2.2份，海藻酸盐0.4份，异噻唑啉酮衍生物0.2份，乙二醇0.6份，掺铝氧化锌11份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将去离子水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将非离子烷基乙烯基醚、三聚磷酸钠、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将纳米钛白粉、硅微粉、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将海藻酸盐加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
实施例3
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液35份，PEVE乳液22份，CPVC10份，纳米钛白粉4份，硅微粉11份，去离子水16份，非离子烷基乙烯基醚0.4份，三聚磷酸钠0.5份，十二碳醇酯2.4份，海藻酸盐0.6份，异噻唑啉酮衍生物0.1份，乙二醇0.5份，掺铝氧化锌13份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将去离子水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将非离子烷基乙烯基醚、三聚磷酸钠、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将纳米钛白粉、硅微粉、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将海藻酸盐加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
实施例4
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液38份，PEVE乳液18份，CPVC8.8份，纳米钛白粉5份，硅微粉15份，去离子水18份，非离子烷基乙烯基醚0.4份，三聚磷酸钠0.2份，十二碳醇酯2.1份，海藻酸盐0.1份，异噻唑啉酮衍生物0.1份，乙二醇0.6份，掺铝氧化锌14份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将去离子水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将非离子烷基乙烯基醚、三聚磷酸钠、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将纳米钛白粉、硅微粉、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将海藻酸盐加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
实施例5
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液36份，PEVE乳液21份，CPVC9份，纳米钛白粉5.5份，云母粉10份，去离子水21份，非离子烷基乙烯基醚0.3份，三聚磷酸钠0.4份，十二碳醇酯2.3份，海藻酸盐0.3份，异噻唑啉酮衍生物0.2份，乙二醇0.6份，掺铝氧化锌12份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将去离子水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将非离子烷基乙烯基醚、三聚磷酸钠、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将纳米钛白粉、云母粉、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将海藻酸盐加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
实施例6
高耐候水性墙体涂料，按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液34份，PEVE乳液23份，CPVC8.5份，纳米钛白粉4.8份，云母粉16份，去离子水15份，非离子烷基乙烯基醚0.2份，三聚磷酸钠0.3份，十二碳醇酯2.5份，海藻酸盐0.5份，异噻唑啉酮衍生物0.3份，乙二醇0.5份，掺铝氧化锌10份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将去离子水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将非离子烷基乙烯基醚、三聚磷酸钠、异噻唑啉酮衍生物、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将纳米钛白粉、云母粉、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将海藻酸盐加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
将实施例1-6以及对比例的耐臭氧老化性和红外反射性能分别进行测试，耐臭氧老化性参考GB/T7762-2003对各涂料制成的涂膜测试，测试条件为臭氧质量分数为2×10-6，温度为40℃，时间为96小时；红外反射性能分别从太阳光反射比和半球发射率两方面进行测试，太阳光反射比参考HG/T4341-2012，半球发射率参考HG/T4341-2012，测试结果如下表显示，其中对比例为公开号为CN104387878A的专利：
可以看出，本发明实施例1-6经过耐臭氧老化测试后的涂膜表面情况明显好于对比例，太阳光反射比和半球发射率均显著高于对比例，因此耐臭氧老化性和红外发射性能自清洁性能均很好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.高耐候水性墙体涂料，其特征在于：按重量份数计，由以下组份制成：纯丙乳液30～38份，PEVE乳液18～24份，CPVC8～10份，颜料4～6份，填料10～16份，水15～21份，润湿剂0.2～0.4份，分散剂0.2～0.5份，成膜助剂2～2.5份，增稠剂0.1～0.6份，防霉剂0.1～0.3份，乙二醇0.5～0.6份，掺铝氧化锌9～14份。
2.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述颜料为纳米钛白粉。
3.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述填料为云母粉或硅微粉。
4.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述水为去离子水。
5.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述润湿剂为非离子烷基乙烯基醚。
6.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述分散剂为三聚磷酸钠。
7.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述成膜助剂为十二碳醇酯。
8.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述增稠剂为海藻酸盐。
9.根据权利要求1所述的高耐候水性墙体涂料，其特征在于：所述防霉剂为异噻唑啉酮衍生物。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的高耐候水性墙体涂料的制备方法，其特征在于：
(1)将掺铝氧化锌置于烘箱中，110℃下烘干2小时，将聚丙烯酸钠溶于水中，加热至90℃搅拌均匀得到改性溶液，将烘干后的掺铝氧化锌加入改性溶液中，用醋酸调节ph值为4.5，90℃下恒温反应2小时，将产物抽滤后用蒸馏水反复洗涤得到滤饼，将滤饼置于烘箱中110℃下烘干2小时，研磨后得到改性掺铝氧化锌备用；
(2)按配方量将纯丙乳液、PEVE乳液、CPVC在搅拌状态下加入四氢呋喃中，加入水后继续搅拌2小时得到乳液，然后在1小时内将过硫酸铵滴加入混合乳液中，滴加完毕后加热至45℃，聚合反应10小时，静置冷却至室温，得到混合乳液；
(3)按重量份数称取各组份，将水加入分散缸，开启搅拌，调节转速至400rpm，将润湿剂、分散剂、防霉剂、乙二醇加入分散缸，搅拌20分钟，调节转速至4000rpm，将颜料、填料、步骤(1)得到的改性掺铝氧化锌加入分散缸，搅拌1小时至检测刮板细度为40-45μm，调节转速至800rpm，将步骤(2)得到的混合乳液、成膜助剂加入分散缸，搅拌30分钟，将增稠剂加入分散缸，调节粘度至80-85KU，过滤包装后得到高耐候水性墙体涂料。
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