CN105505086A - 一种耐酸雨防尘罩面涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种外墙耐酸雨防尘罩面涂料及其制备方法，具体涉及改性硅树脂外墙耐酸雨防尘罩面涂料及其制备方法。与传统罩面产品相比，本发明的罩面涂料的初期耐水性、持久耐水性、耐碱性、耐酸雨性、附着力均有较大程度提高。按照标准要求测试，尤其是在酸雨情况下，本产品无鼓泡、无失光等现象发生。且与传统罩面产品，如丙烯酸罩面、聚氨酯罩面等相比，本发明的罩面涂料的防尘性、耐候性优异，在任何气候下，光鲜如新，无污染，免清洁。

Description

一种耐酸雨防尘罩面涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种外墙耐酸雨防尘罩面涂料及其制备方法，具体涉及改性硅树脂外墙耐酸雨防尘罩面涂料及其制备方法。
背景技术
目前现有技术中，外墙罩面涂料按照成分可分为丙烯酸罩面涂料、聚氨酯罩面涂料、有机硅罩面涂料等，由于这些涂料相对于传统的外墙乳胶漆来说，产品的致密度、硬度均有提高，所以在耐水、耐碱、耐候性等性能方面都有不同程度的改进，主要体现在真石漆、质感漆、多彩涂料、这些罩面后使用年限增加。但是由于目前大气污染比较严重，部分地区出现酸雨的气候，在酸雨比较频繁的地区，涂料的耐酸雨性能仍不能达到标准的要求，原因是罩面涂料本身没有从根本上改善耐酸雨及防尘的性能。
目前罩面涂料之所以不能达到预期的对底层涂料的保护目的，首先是大气污染逐渐加剧，特别是以煤作为主要能源的地区，空气中粉尘、酸性物质的含量日益增多；另外主要是罩面涂料本身对酸雨及粉尘的亲和性比较高，雨水及灰尘与罩面涂料表面接触，灰尘吸附于表面，使涂料失去本身应有的光泽；酸雨对涂料表面产生腐蚀作用，进而对底层涂料加以破坏导致脱落。为了保持美观，很可能几年就要重新涂刷一次涂料，而目前建筑物都比较高大，从而造成成本的增加，以及整体能源和资源的浪费。
如何通过材料的改性而使涂料具有耐酸雨侵蚀，耐粉尘粘污的功能是近年来涂料企业感兴趣的课题。通过结合仿生学，参考荷叶的自清洁原理等，以及根据不同结构的化学官能团提供不同性能的原理，人们已通过改变建筑外墙涂料的成膜物质结构，从而提高涂料的耐粉尘粘污性能及耐酸雨侵蚀性能。
发明内容
本发明的目的在于解决外墙罩面涂层受粉尘粘污后涂膜变脏及受酸雨侵蚀后漆膜鼓泡，以及经长时间后导致漆膜粉化脱落的问题。本发明以独有的用有机硅氧烷改性的高分子聚合物(分子量范围为8---10万)为成膜物质，相比于普通的罩面乳液，本发明的涂料乳液因大量有机硅氧烷功能单体的加入赋予涂膜极为优异的耐沾污性能，同时由于乳液粒子内部的疏水性，保障了其优异的耐水性能和较低的吸水率，进而阻止了酸雨对内层涂料的侵蚀。同时本发明的涂料乳液还具备极佳的耐候性和配漆适应性，与二氧化硅配套使用达到优良的消光性能，适合用于真石漆、质感、水包水多彩涂料等外墙工程漆罩面。
根据本发明的一个方面，其提供了一种耐酸雨防尘罩面涂料，以重量份计，该涂料包含如下组分：
组分 含量(重量份)
去离子水 32-50
聚氨酯增稠剂 0.4-0.61 -->
pH调节剂 0.11-0.16
分散剂 0.045-0.065
消泡剂 0.095-0.145
二氧化硅 0.48-0.72
聚酰胺悬浮剂 1.6-2.4
成膜助剂 2-3
防冻剂 1.6-2.4
改性硅树脂 40-60
杀菌剂 0.08-0.12
防霉剂 0.4-0.6。
优选地，所述涂料包含如下组分：
更优选地，所述涂料包含如下组分：
组分 含量(重量份)
去离子水 38.5-44.5
聚氨酯增稠剂 0.47-0.53
pH调节剂 0.13-0.14
分散剂 0.052-0.058
消泡剂 0.115-0.125
二氧化硅 0.57-0.63
聚酰胺悬浮剂 1.9-2.1
成膜助剂 2.4-2.62 -->
防冻剂 1.9-2.1
改性硅树脂 47-53
杀菌剂 0.095-0.105
防霉剂 0.47-0.53。
优选地，所述耐酸雨防尘罩面涂料由以上组分组成。
即，所述去离子水的含量为32-50重量份，更优选为36-46重量份，更优选为38.5-44.5重量份；
所述聚氨酯增稠剂为与改性硅树脂具有较高缔合效率，并具有一定流平作用的工业产品，如市售的广州清风化工代理的BYK公司的OPTIFLOL150，陶氏化学的ACRYSOLRM-8W等；所述聚氨酯增塑剂的含量为0.4-0.6重量份，更优选为0.45-0.55重量份；更优选为0.47-0.53重量份；
所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，如选用安格斯化学的产品AMP-95；所述pH调节剂的含量为0.11-0.16重量份，优选为0.12-0.15重量份；更优选为0.13-0.14重量份；
所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂，优选是耐水白效果好的分散剂，迪高TEGODISPERS760W，海润HydrodisperA160；所述分散剂的含量为0.045-0.065重量份，更优选为0.048-0.062重量份；更优选为0.052-0.058重量份；
所述消泡剂为能在水相中分散的矿物油，如巴斯夫的ST2410AC，布莱克本DISPELAIRCF246等；所述消泡剂的含量为0.095-0.145重量份；更优选为0.105-0.135重量份；更优选为0.115-0.125重量份；
所述二氧化硅的粒径优选为5-10μm(nm)，更优选为6-8μm；所述二氧化硅的含量为0.48-0.72重量份，更优选为0.54-0.66重量份；更优选为0.57-0.63重量份；
所述聚酰胺悬浮剂为聚酰胺流变助剂，可以与树脂形成立体网状结构，如帝司巴隆的AQ-600、AQH-800，等；所述悬浮剂的含量为1.6-2.4重量份，更优选为1.8-2.2重量份；更优选为1.9-2.1重量份；
所述的成膜助剂为十二醇酯(2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯)，所述成膜助剂的含量为2-3重量份，优选为2.25-2.75重量份；更优选为2.4-2.6重量份；
所述的防冻剂为工业乙二醇或者丙二醇；所述防冻剂的含量为1.6-2.4重量份，优选为1.8-2.2重量份；更优选为1.9-2.1重量份；
所述改性硅树脂为硅丙烯酸酯共聚物，其组成单体相对含量为：丙烯酸丁酯0-15重量份；甲基丙烯酸甲酯5-25重量份；丙烯酸异辛酯0-10重量份；有机硅氧烷功能单体2-10重量份；此外，还包括乳化剂0.5-5重量份；引发剂过硫酸盐0.1-0.5重量份；以及溶剂水45-50重量份聚合而成，分子量范围为8---12万。此树脂的特点是：较低的成膜温度，胶膜致密、坚韧、硬度高、抗污染。其制成的漆膜耐水白化极好，与底材附着力强，粘结强度高，耐化学品性、耐候性优异，不黄变。
有机硅功能单体为有机硅氧烷。
或者，所述改性硅树脂为购自巴德富实业有限公司的996AD+A。
所述改性硅树脂的含量为40-60重量份，更优选为45-55重量份；更优选为47-53重量份。
所述杀菌剂为广东天辰的TCBIOAF203或者选用特洛伊的PolyphasePW40。所述杀菌剂的含量为0.08-0.12重量份，优选为0.09-0.11重量份；更优选为0.095-0.105重量份；
所述防霉剂为特洛伊的PP678或者P689。所述防霉剂的含量为0.4-0.6重量份，优选为0.45-0.55重量份；更优选为0.47-0.53重量份；
根据本发明的一个方面，其提供了一种耐酸雨防尘罩面涂料的制备方法，其特征在于采取以下步骤：
(1)将配方含量的大概11.6wt％的去离子水、配方含量的聚氨酯增稠剂、配方含量的大概26.5wt％的pH调节剂、配方含量的分散剂、配方含量的大概15.3wt％的消泡剂和配方含量的二氧化硅在高速搅拌(1200转/分钟)的条件下制得消光浆；
(2)将配方含量的所述悬浮剂与配方含量的大概20wt％的去离子水混合，在1500转/分钟的条件下分散均匀得到均匀的悬浮浆液；
(3)在带有搅拌装置的容器中，加入配方含量的大概36wt％的去离子水，在搅拌下逐渐加入剩余含量的pH调节剂、剩余含量的消泡剂、配方含量的成膜助剂、配方含量的防冻剂、配方含量的改性硅树脂，搅拌均匀后在搅拌条件下加入预制的消光浆、预制的悬浮浆液、配方含量的杀菌剂和配方含量的防霉剂，最后加入配方中剩余的去离子水充分搅拌后出料，以得到所述耐酸雨防尘罩面涂料。
在上文中所述的如“大概36％”等中的“大概”是指在36％的基础上±其20％、10％或5％的数值，即，“大概11.6％”是指“9.28％至13.92％”、“10.44％至12.76％”或“11.02％至12.18％”，“大概26.5％”是指“21.2％至31.8％”、“23.85％至29.15％”或“25.175％至27.825％”，“大概15.3％”是指“12.24％至18.36％”、“13.77％至16.83％”或“14.535％至16.065％”，“大概20％”是指“16％至24％”、“18％至22％”或“19％至21％”，“大概36％”是指“28.8％至43.2％”、“32.4％至39.6％”或“34.2％至37.8％”，本领域的技术人员能够理解，各个组分分次添加时，每次添加的含量允许有一定的浮动，只要分次添加的组分的总和为相应的配方含量，则这样的浮动并不会影响最后产品的组成和性能。
本发明选用的二氧化硅作为消除乳液光泽的物质，同时也利用二氧化硅的优良的抗紫外线的功能、利用其小粒子效应，提高抗污性能。先将其制备为消光浆料，后续与改性硅树脂等混合过程中无需高速分散即可与改性硅树脂混合均匀。
本发明选用的悬浮剂为聚酰胺，非常容易分散在水相中，其酰胺健与氢键相互作用形成立体网状结构，籍以防止消光浆的沉淀结块，同时不对产品的光泽产生影响。
本发明的有益效果是：
与传统罩面产品相比，其初期耐水性、持久耐水性、耐碱性、耐酸雨性、附着力均有较大程度提高。
与传统罩面产品相比，按照标准要求测试，尤其是在酸雨情况下，本产品无鼓泡、无失光等现象发生。
与传统罩面产品，如丙烯酸罩面、聚氨酯罩面等相比，本产品的防尘性、耐候性优异，在任何气候下，光鲜如新，无污染，免清洁。
具体实施方式
下面结合实例进一步阐明本发明的方案及效果
耐酸雨防尘罩面涂料实施配方比例
一：预备浆料的制备重量份配方
消光浆A
组分 重量(g)
去离子水 80.2
聚氨酯增稠剂(RM-8W) 8.0
pH调节剂(AMP-95) 0.6
分散剂(760W) 0.9
消泡剂(ST 2410AC) 0.3
二氧化硅(HK-460) 10.0
悬浮浆B
组份 重量(g)
去离子水 80.0
聚酰胺悬浮剂(AQH-800) 20.0
二：耐酸雨防尘罩面涂料制备重量份配方
换算(将消光浆A、悬浮浆B中的成分展开)后的耐酸雨防尘罩面涂料制备重量份配方如下：
三：耐酸雨防尘面漆制备过程
1：消光浆A的制备过程
搅拌状态下，在容器中按消光浆配方比例逐步加入80.2克去离子水、8.0克RM-8W(聚氨酯增稠剂)、0.6克AMP-95(pH调节剂)、0.9克760W(分散剂)、0.3克ST2410AC(消泡剂)，搅拌均匀后加入在搅拌状态下加入10.0克HK-460(二氧化硅)，完全润湿后将分散机调转速到1200转/分钟，高速分散20分钟，检测消光浆的漆膜外观，无颗粒无凝结块为合格，备用。
2:悬浮浆B的制备过程
搅拌状态下，在容器中按悬浮浆配方比例加入80.0去离子水、20.0克AQH-800(聚酰胺悬浮剂)，将分散机转速调制1500转/分钟，高速分散30分钟，检测无颗粒无凝结块为合格，备用。
3：耐酸雨防尘罩面涂料的制备(以1000g重量份为例)：
选用分散盘直径与容器直径比例接近1：3的容器，在搅拌状态下逐步加入150g去离子水、60g消光浆、1gAMP-95(pH调节剂)、1克ST2410AC(消泡剂)、100克悬浮浆、25克十二醇酯(成膜助剂)、20乙二醇(防冻剂)、500克996AD+A(购自巴德富公司，改性硅树脂)，搅拌均匀后在搅拌条件下加入1克AF203(杀菌剂)、5克P689(防霉剂)、最后再加入137克去离子水调节产品的粘度。
在中速(600-800转/分钟)状态下搅拌均匀，即得本发明产品。
4：本产品的实施案例说明
在相同条件下本产品与纯丙罩面涂料、普通的硅树脂罩面涂料相比，96h浸水后普通产品出现明显泛白，本产品无泛白现象；48小时浸碱液后普通产品泛白、严重会出现脱落现象，本产品未出现泛白脱落；浸48h酸雨溶液后普通产品出现发鼓、起泡、严重的出现脱落现象，本产品未出现异常。

Claims (9)

1.一种耐酸雨防尘罩面涂料，以重量份计，该涂料包含如下组分：
2.根据权利要求1所述的耐酸雨防尘罩面涂料，以重量份计，该涂料包含如下组分：
3.根据权利要求1所述的耐酸雨防尘罩面涂料，以重量份计，该涂料包含如下组分：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐酸雨防尘罩面涂料，其中:
所述聚氨酯增稠剂为市售的广州清风化工代理的BYK公司的OPTIFLOL-150，陶氏化学的ACRYSOLRM-8W；
所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；
所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂；
所述消泡剂为能在水相中分散的矿物油；
所述二氧化硅的粒径为5-10μm；
所述聚酰胺悬浮剂为帝司巴隆的AQ-600、AQH-800；
所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；
所述的防冻剂为乙二醇或者丙二醇；
所述改性硅树脂为硅丙烯酸酯共聚物，其组成单体相对含量为：丙烯酸丁酯0-15重量份；甲基丙烯酸甲酯5-25重量份；丙烯酸异辛酯0-10重量份；有机硅功能单体2-10重量份；所述硅丙烯酸酯共聚物粒子直径在0.1---0.2微米，分子量范围为8-12万，所述有机硅功能单体为有机硅氧烷；
所述杀菌剂为广东天辰的TCBIOAF203或者选用特洛伊的PolyphasePW40；
所述防霉剂为特洛伊的PP678或者P689。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的耐酸雨防尘罩面涂料，其中，
所述聚氨酯增稠剂为陶氏化学的ACRYSOLRM-8W；
所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；
所述分散剂为迪高TEGODISPERS760W；
所述消泡剂为巴斯夫的ST2410AC或布莱克本DISPELAIRCF246；
所述二氧化硅为东阳化工(代理德固赛)的HK460，粒径优选为5-10μm；
所述聚酰胺悬浮剂为AQH-800；
所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的耐酸雨防尘罩面涂料，其中，
所述分散剂为迪高TEGODISPERS760W。
7.一种耐酸雨防尘罩面涂料的制备方法，其特征在于采取以下步骤：
(1)将配方含量的9.28wt％至13.92wt％的去离子水、配方含量的聚氨酯增稠剂、配方含量的21.2wt％至31.8wt％的pH调节剂、配方含量的分散剂、配方含量的12.24wt％至18.36wt％的消泡剂和配方含量的二氧化硅在1200转/分钟的高速搅拌的条件下制得消光浆；
(2)将配方含量的所述悬浮剂与配方含量的16wt％至24wt％的去离子水混合，在1500转/分钟的条件下分散均匀得到悬浮浆液；
(3)在带有搅拌装置的容器中，加入配方含量的28.8wt％至43.2wt％的去离子水，在搅拌下逐渐加入剩余含量的pH调节剂、剩余含量的消泡剂、配方含量的成膜助剂、配方含量的防冻剂、配方含量的改性硅树脂，搅拌均匀后在搅拌条件下加入预制的消光浆、预制的悬浮浆液、配方含量的杀菌剂和配方含量的防霉剂，最后加入配方中剩余的去离子水充分搅拌后出料，以得到所述耐酸雨防尘罩面涂料。
8.根据权利要求7所述的耐酸雨防尘罩面涂料的制备方法，其特征在于采取以下步骤：
(1)将配方含量的10.44wt％至12.76wt％的去离子水、配方含量的聚氨酯增稠剂、配方含量的23.85wt％至29.15wt％的pH调节剂、配方含量的分散剂、配方含量的13.77wt％至16.83wt％的消泡剂和配方含量的二氧化硅在1200转/分钟的高速搅拌的条件下制得消光浆；
(2)将配方含量的所述悬浮剂与配方含量的18wt％至22wt％的去离子水混合，在1500转/分钟的条件下分散均匀得到悬浮浆液；
(3)在带有搅拌装置的容器中，加入配方含量的32.4wt％至39.6wt％的去离子水，在搅拌下逐渐加入剩余含量的pH调节剂、剩余含量的消泡剂、配方含量的成膜助剂、配方含量的防冻剂、配方含量的改性硅树脂，搅拌均匀后在搅拌条件下加入预制的消光浆、预制的悬浮浆液、配方含量的杀菌剂和配方含量的防霉剂，最后加入配方中剩余的去离子水充分搅拌后出料，以得到所述耐酸雨防尘罩面涂料。
9.根据权利要求7所述的耐酸雨防尘罩面涂料的制备方法，其特征在于采取以下步骤：
(1)将配方含量的11.02wt％至12.18wt％的去离子水、配方含量的聚氨酯增稠剂、配方含量的25.175wt％至27.825wt％的pH调节剂、配方含量的分散剂、配方含量的14.535wt％至16.065wt％的消泡剂和配方含量的二氧化硅在1200转/分钟的高速搅拌的条件下制得消光浆；
(2)将配方含量的所述悬浮剂与配方含量的19wt％至21wt％的去离子水混合，在1500转/分钟的条件下分散均匀得到悬浮浆液；
(3)在带有搅拌装置的容器中，加入配方含量的34.2wt％至37.8wt％的去离子水，在搅拌下逐渐加入剩余含量的pH调节剂、剩余含量的消泡剂、配方含量的成膜助剂、配方含量的防冻剂、配方含量的改性硅树脂，搅拌均匀后在搅拌条件下加入预制的消光浆、预制的悬浮浆液、配方含量的杀菌剂和配方含量的防霉剂，最后加入配方中剩余的去离子水充分搅拌后出料，以得到所述耐酸雨防尘罩面涂料。
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