CN105623430A - 一种耐沾污外墙乳胶漆 - Google Patents

Abstract

一种耐沾污外墙乳胶漆，是由以下重量份数的原料组成的：丙烯酸酯乳液70-100份、氟树脂15-20份、颜填料30-45份、增稠剂5-10份、纳米抗污助剂1-10份、消泡剂2-3份、流平剂0.2-0.5份、防霉剂0.5-1.5份、抗氧剂1-2份、分散剂0.8-1份、表面活性剂0.4-0.6份、水60-80份。本发明提供的耐沾污外墙乳胶漆，采用具有内硬外软型核壳结构的丙烯酸酯乳液和纳米抗污助剂，显著提高外墙乳胶漆的耐沾污性，且贮存稳定，使得外墙乳胶漆在经过风吹日晒雨淋还能保持原来的装饰效果，有效延长外墙乳胶漆的使用寿命。

Description

一种耐沾污外墙乳胶漆

技术领域

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种耐沾污外墙乳胶漆。

背景技术

外墙乳胶漆的主要功能是装饰和保护建筑物面，使建筑物外貌整洁美观，从而达到美化城市环境的目的，同时能起到保护建筑物外墙的作用，延长其使用寿命。现如今，我国城市环境污染较为严重，城市空气中存在各种尘埃、漂浮有油性烟雾，由此对城市建筑外墙装饰乳胶漆的抗污染性提出了高要求。如果没有良好的抗沾污性，就无法保证亮丽装饰效果的持久性，外墙乳胶漆的其他优势也将被忽略。因此，作为外墙涂料长期暴露在大气中，要保持外观清洁对装饰性来说是十分重要的，因此，改善建筑外墙乳胶漆的耐沾污性已成为衡量涂料质量的一个重要的指标。

涂膜的耐沾污性能受大气环境与涂料自身性能的双重影响，首先涂料的耐沾污性与涂料本身性质有关，如漆膜的致密性、表面能、亲水／亲油特性、平滑度、表面硬度等；其次外墙涂料经涂覆后，涂膜长期暴露于大气环境中时刻受到外界各种各样的污染。外墙涂料涂膜被污染，首先是因为大气中存在各种尘埃，漂浮着带油性的烟雾。在工业城市里，燃油和燃煤设备的烟囱里排放出大量的带有油性或酸性的物质，还有大量的汽车尾气中含有黑色颗粒，加上酸雨、雾等，这些污染物通过多种渠道污染涂膜。

目前，涂膜沾污途径主要有以下4种：黏附性污染、吸入性污染、吸附性污染和积尘性污染。具体的，黏附性污染是指外墙乳胶漆的成膜物-聚合物乳液，是热塑性的，其玻璃化温度(Tg)一般为20℃左右，在Tg以上，涂膜易受热发粘而沾灰，或是涂膜受雨水浸泡而软化，软化后的聚合物更容易粘附空气中的污染物。吸附性污染是指涂膜会因吸附灰尘而污染，涂膜的临界表面张力约为50mN／m左右，属低表面能，吸附作用虽存在但不严重。另外，就静电吸附而言，非极性有机物是不良导体，在空气比较潮湿时，不存在静电吸附；当空气干燥时，就容易产生静电，一旦遇到相反电荷的微粒，相互吸引，就有可能存在静电吸附现象而形成污染。吸入性污染从微观上看涂膜表面是凹凸不平的，存在空隙，分散在雨水中的细小的尘埃胶体进入涂膜毛细孔，水分蒸发后尘埃留在毛细孔内沉积在涂膜的表面，从而对涂膜造成永久性的污染。

因此，随着乳胶漆的发展总体趋势朝着环保化、高性能化、功能化的方向发展，急需开发一种具有良好耐沾污性的外墙乳胶漆。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐沾污外墙乳胶漆，该外墙乳胶漆采用具有内硬外软型核壳结构的丙烯酸酯乳液和纳米抗污助剂，显著提高外墙乳胶漆的耐沾污性，有效延长其使用寿命。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种耐沾污外墙乳胶漆，是由以下重量份数的原料组成的：丙烯酸酯乳液70-100份、氟树脂15-20份、颜填料30-45份、增稠剂5-10份、纳米抗污助剂1-10份、消泡剂2-3份、流平剂0.2-0.5份、防霉剂0.5-1.5份、抗氧剂1-2份、分散剂0.8-1份、表面活性剂0.4-0.6份、水60-80份。

所述丙烯酸酯乳液的乳胶粒子为内硬外软型核壳结构。

所述氟树脂为聚三氟氯乙烯。

所述颜填料由高钛粉与遮盖聚合物组成，高钛粉与遮盖聚合物的体积比为5:4。所述遮盖聚合物是一种不成膜的水性聚合物乳液，具有球状中空的结构，其外壳为玻璃化温度很高的聚合物，平均粒径为0.38μm，中间空穴充满水。在涂料干燥过程中，水通过聚合物外壳蒸发，留下空隙。由于空气与周围聚合物的折射指数不同，使光得到有效的散射，从而达到了漆膜的遮盖力。

所述增稠剂为甲基羟丙基纤维素，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂，所述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，所述抗氧剂为亚磷酸三丁酯，所述消泡剂为明佳科技的消泡剂AMP-19，所述防霉剂为卡松防霉剂，所述流平剂为二丙酮醇。

所述耐沾污外墙乳胶漆采用辊涂、刷涂、或喷涂方式进行施工。

所述耐沾污外墙乳胶漆使用前应搅拌均匀，使用不多于10%的清水稀释。

干燥时间测定实验：在室温（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的测定温度下，该耐沾污外墙乳胶漆的表干时间为30分钟，硬干时间为60分钟。

在实际使用过程时，先涂刷外墙底漆一遍，再涂刷本发明耐沾污外墙乳胶漆两遍；每遍涂刷的时间间隔至少4小时，在湿度过高或温度过低的情况下，应适当延长涂刷的时间间隔。

与现有技术相比本发明的有益效果。

本发明提供的耐沾污外墙乳胶漆，该外墙乳胶漆采用具有内硬外软型核壳结构的丙烯酸酯乳液和纳米抗污助剂，显著提高外墙乳胶漆的耐沾污性，且贮存稳定，使得外墙乳胶漆在经过风吹日晒雨淋还能保持原来的装饰效果，有效延长外墙乳胶漆的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。

实施例1。

本实施例提供一种耐沾污外墙乳胶漆，是由以下重量份数的原料组成的：丙烯酸酯乳液85份、氟树脂18.5份、颜填料30-45份、增稠剂5-10份、纳米抗污助剂4.5份、消泡剂2.3份、流平剂0.35份、防霉剂1份、抗氧剂1.6份、分散剂0.92份、表面活性剂0.46份、水70份。

所述丙烯酸酯乳液的乳胶粒子为内硬外软型核壳结构。

所述氟树脂为聚三氟氯乙烯。

所述颜填料由高钛粉与遮盖聚合物组成，高钛粉与遮盖聚合物的体积比为5:4。所述遮盖聚合物是一种不成膜的水性聚合物乳液，具有球状中空的结构，其外壳为玻璃化温度很高的聚合物，平均粒径为0.38μm，中间空穴充满水。在涂料干燥过程中，水通过聚合物外壳蒸发，留下空隙。由于空气与周围聚合物的折射指数不同，使光得到有效的散射，从而达到了漆膜的遮盖力。

所述增稠剂为甲基羟丙基纤维素，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂，所述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物，所述抗氧剂为亚磷酸三丁酯，所述消泡剂为明佳科技的消泡剂AMP-19，所述防霉剂为卡松防霉剂，所述流平剂为二丙酮醇。

所述耐沾污外墙乳胶漆采用辊涂、刷涂、或喷涂方式进行施工。

所述耐沾污外墙乳胶漆使用前应搅拌均匀，使用不多于10%的清水稀释。

在实际使用过程时，先涂刷外墙底漆一遍，再涂刷本发明耐沾污外墙乳胶漆两遍；每遍涂刷的时间间隔至少4小时，在湿度过高或温度过低的情况下，应适当延长涂刷的时间间隔。

外墙涂料常年暴露于大气环境中，外界的污染很难改变，但可以根据涂膜的耐沾污机理，改善涂料本身的组成和结构，提高涂料涂膜的耐沾污性能。如：(1)提高聚合物的玻璃化温度Tg，聚合物的玻璃化温度Tg越高，涂膜越硬，就越不容易发黏而沾灰，即涂膜的耐沾污性就越好。(2)提高涂膜的致密性涂膜中存在大量毛细孔是引起沾污的一个主要因素，提高涂膜的硬度和致密性，可明显改善涂膜的耐沾污性。(3)颜料体积浓度PVC在相同的Tg条件下，提高PVC就是减少热塑性聚合物的相对含量，达到提高涂膜综合硬度，同时空隙率增加不太大，而涂膜的耐沾污性得到提高的目的。但当PVC超过CPVC（临界颜料体积浓度）后，空隙率大大增加，成为涂膜沾污的主导因素。因此，调节乳胶漆配方中的PVC至CPVC，可提高涂膜的耐沾污性。(4)降低涂膜的表面张力涂膜吸水是沾污的主要原因之一，所以降低涂膜的表面张力，就能降低涂膜的吸水性，还能降低涂膜对污染物的吸附性，进而改善涂膜的耐沾污性。(5)提高表面平整性提高涂膜表面平整性而不降低其硬度，可减少积灰，改善涂膜耐的沾污性。如采用不透明聚合物和超细填料以及提高涂料的流平性。

本发明耐沾污外墙乳胶漆的性能测试实验。

1、添加纳米抗污助剂对本发明外墙乳胶漆耐沾污性的影响：在10cm×10cm的试板上，涂刷本实施例1制备成的外墙乳胶漆1次，放置4h表面干燥后，在温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的环境下养护72h。取粉煤灰与水（质量比1:1）的比例混合均匀，在养护后的涂膜试板取3个位置测定原始反射系数，取其平均值，记为A。取软毛刷将（0.7±0.1）g粉煤灰水横向纵向均匀涂在涂膜表面上，在温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的环境下干燥2h；用水冲刷涂膜试板2min，在同样的养护条件下干燥24h，为一循环，按上述操作，试验重复5次后，在3个位置取反射系数，计算其平均值，记为B。由此可以计算出本发明耐沾污外墙乳胶漆的耐沾污指数X=(A-B)/A×100%。

表1：添加纳米抗污助剂对本发明外墙乳胶漆沾污性的影响

纳米抗污助剂用量/%	0	1.5	2.5	4.5
					耐沾污指数/%	10	9	5	3

由表1可知，未添加纳米抗污助剂的外墙乳胶漆耐沾污指数为10%，为一等品（外墙要求：耐沾污性（白色和浅色）/%≤15为一等品；≤20为合格品）。这是由于内硬外软型乳液壳层是玻璃化温度较低的聚合物（Tg=-22℃），使涂料的室温成膜性能较好，涂膜表面光滑致密。另外，成膜后乳胶粒子的硬相，又使涂层硬度较大，抗高温回粘性能较好，所以内硬外软型乳液所配制的外墙涂料的常温和高温耐沾污性能都很优异。

添加纳米抗污助剂的外墙乳胶漆沾污性能均由于未添加纳米抗污助剂的外墙乳胶漆。这主要是因为：纳米抗污助剂本身的表面能很低，以助剂的形式添加到外墙乳胶漆中，外墙乳胶漆涂装成膜后，能够在涂膜表面形成完全由纳米粒子组成的纳米涂层，提高涂膜的致密性，并降低表面能，赋予涂膜超强的憎水性、超疏水性。污染物既不会以水为吸附介质吸附到涂膜中，而且由于涂膜表面能很低也不会黏附到涂膜表面，因此可提高外墙乳胶漆涂膜的耐沾污性能。

由此可见，含有纳米抗污助剂的本发明耐沾污外墙乳胶漆的性能优越，表现出极强的耐沾污效果。

2、技术性能试验：将本实施例1耐候性外墙乳胶漆配方制备的乳胶漆，按GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》进行性能测试，结果见表2，表2为本发明耐沾污外墙乳胶漆的技术性能。

表2：本发明耐沾污外墙乳胶漆的技术性能。

项目	标准要求	本发明检测结果
			低温稳定性	不变质	合格
对比率（白色和浅色）	≥0.93	0.98
			耐碱性	48h无异常	合格
耐水性	96h无异常	合格
			耐洗刷性/次	≥2000	6000次涂层无破损
耐人工老化性	600h不起泡、无剥落、无裂纹	1000h不起泡、无剥落、无裂纹
			粉化	≤1级	0级
变色	≤2级	1级
			耐沾污指数/%（白色和浅色）	≤15	3

由表2可知，本发明耐沾污外墙乳胶漆具有优异的耐沾污性能，有效延长其使用寿命。

3、干燥时间测定实验结果：在室温（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的测定温度下，该耐沾污外墙乳胶漆的表干时间为30分钟，硬干时间为60分钟。

4、耗漆量测试结果：所述耐沾污外墙乳胶漆的理论耗漆量为8-12平方米/公斤/单遍（干膜30μm计）；因实际施工表面的粗糙程度、密实度、干燥度及涂料稀释比例不同，耗漆量会有所不同。

5、储存条件测试结果：所述耐沾污外墙乳胶漆的储存条件为：存放在5-35℃的阴凉干爽处，包装规格为20公斤/桶。

实施例2。

本实施例提供一种耐沾污外墙乳胶漆，是由以下重量份数的原料组成的：丙烯酸酯乳液70份、氟树脂17份、颜填料35份、增稠剂5份、纳米抗污助剂1.5份、消泡剂2.1份、流平剂0.24份、防霉剂0.6份、抗氧剂1.2份、分散剂0.8份、表面活性剂0.45份、水65份。

实施例3。

本实施例提供一种耐沾污外墙乳胶漆，是由以下重量份数的原料组成的：丙烯酸酯乳液98份、氟树脂18.5份、颜填料45份、增稠剂9.5份、纳米抗污助剂6份、消泡剂2.85份、流平剂0.48份、防霉剂1.5份、抗氧剂1.7份、分散剂1份、表面活性剂0.55份、水79份。

Claims (10)

1.一种耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，是由以下重量份数的原料组成的：丙烯酸酯乳液70-100份、氟树脂15-20份、颜填料30-45份、增稠剂5-10份、纳米抗污助剂1-10份、消泡剂2-3份、流平剂0.2-0.5份、防霉剂0.5-1.5份、抗氧剂1-2份、分散剂0.8-1份、表面活性剂0.4-0.6份、水60-80份。

2.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液的乳胶粒子为内硬外软型核壳结构。

3.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述氟树脂为聚三氟氯乙烯。

4.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述颜填料由高钛粉与遮盖聚合物组成，高钛粉与遮盖聚合物的体积比为5:4。

5.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述增稠剂为甲基羟丙基纤维素。

6.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

7.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述分散剂为聚甲基丙烯酸甲酯和羟丙基甲基纤维素的混合物。

8.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述抗氧剂为亚磷酸三丁酯。

9.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述消泡剂为明佳科技的消泡剂AMP-19。

10.如权利要求1所述的耐沾污外墙乳胶漆，其特征在于，所述防霉剂为卡松防霉剂，所述流平剂为二丙酮醇所述消泡剂为聚乙二醇醚。