CN105885594A - 高稳定性的自清洁涂层材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高稳定性的自清洁涂层材料，包括如下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液40‑50份、乙醇10‑30份、正硅酸四乙酯10‑20份、钛酸丁酯8‑15份、氧化锌1‑3份、二氧化钛5‑12份、对羟基苯甲酸甲酯0.5‑1份、二乙醇胺5‑10份、铝溶胶7‑10份、表面活性剂2‑4份、偶联剂1‑3份、羟甲基纤维素5‑8份及去离子水25‑40份。本发明的涂层材料具有良好的自清洁能力，使得建筑物外墙的耐污性能得到大大提升，同时，通过在材料组分中添加羟甲基纤维素并高速搅拌使其与其他组分相互配伍，从而提高了涂料的稳定性能，置于恶劣环境下2年，涂料也不会出现分层、沉淀等现象，低温稳定性可达到5次循环不变质。

Description

高稳定性的自清洁涂层材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂层材料，具体涉及一种高稳定性的自清洁涂层材料及制备方法；属于涂料技术领域。
背景技术
随着城市化进程的发展，建筑逐步向高层化发展，但是，由于建筑物外墙裸露在环境中，容易污染且清洗难度高，这是外墙养护中的一大难题，因而，耐沾污性是评定建筑外墙涂料优劣的一个重要指标，而目前建筑涂料普遍存在耐污性差或耐污性不能持久的问题，这既影响了建筑物的美观，又增加了维护成本。
鉴于上述原因，“自清洁”概念自从被一些研究学者提出来后，就受到了人们越来越多的关注和研究，自清洁涂料也成为建筑涂料行业的研究热点，其产品越来越受到市场的认可和青睐。涂料耐沾污性首先与涂料自身的性质有关，如漆膜的致密性、表面能、亲水亲油性、平滑度、表面硬度等；其次与所处地理气候环境有关，如温度、湿度、雨水情况、空气中污染物情况等。
申请号为201410280466的发明专利公布了一种自清洁涂料，由下述重量份的原料组成的：丙烯酸酯乳液52.1-60、2,4-二甲基苯乙酮0.1-0.2、脲丙基三乙氧基硅烷0.6-1、氧化锌0.4-1、对羟基苯甲酸甲酯0.4-1、伊利石粉4-6、钛白粉14-18、聚丙烯酸丁酯2-3、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1.3-2、乙撑双硬脂酰胺1.3-2、成膜助剂5-7、去离子水26-40；该涂料耐沾污性持久，可以通过雨水的冲刷达到自清洁的效果，特别适合做建筑外墙涂料，涂层稳定性强，抗菌防腐性好，综合品质高，但是该涂料的低温稳定性仅能达到3次循环不变质，仍有较高的改进空间。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稳定性好、且具有优良的自清洁能力的涂层材料，同时还公开了该材料的制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
高稳定性的自清洁涂层材料，包括如下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液40-50份、乙醇10-30份、正硅酸四乙酯10-20份、钛酸丁酯8-15份、氧化锌1-3份、二氧化钛5-12份、对羟基苯甲酸甲酯0.5-1份、二乙醇胺5-10份、铝溶胶7-10份、表面活性剂2-4份、偶联剂1-3份、羟甲基纤维素5-8份及去离子水25-40份。
优选地，前述丙烯酸酯乳液中固含量为35-50％。
更优选地，前述氧化锌为粉体，平均粒径为50-100微米。
再优选地，前述二氧化钛为纳米材料，平均粒径为150-300nm。
更优选地，前述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
进一步优选地，前述偶联剂为KH-570。
更进一步优选地，前述铝溶胶的固含量为30％以上。
此外，本发明还公开了如前所述的自清洁涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化锌与二氧化钛混合，球磨均匀后加入到去离子水中，常温搅拌混合2-3h；
S2、将丙烯酸酯乳液、乙醇、正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯、二乙醇胺、铝溶胶、表面活性剂及偶联剂加入步骤S1得到的混合物中，搅拌混合均匀；
S3、将羟甲基纤维素投入步骤S2得到的混合物中，高速搅拌5-10h，得到自清洁涂层材料，包装。
优选地，前述步骤S1中，利用行星球磨机进行球磨，转速为200-220r/min，球磨时间为20-30h。
更优选地，前述步骤S3中，高速搅拌速度为2000-2500r/min。
本发明的有益之处在于：本发明的涂层材料具有良好的自清洁能力，使得建筑物外墙的耐污性能得到大大提升，同时，通过在材料组分中添加羟甲基纤维素并高速搅拌使其与其他组分相互配伍，从而提高了涂料的稳定性能，置于恶劣环境下2年，涂料也不会出现分层、沉淀等现象，低温稳定性可达到5次循环不变质。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明中无特殊说明，所有原料均为市购。
实施例1
按重量份称取下列原料：丙烯酸酯乳液40份、乙醇10份、正硅酸四乙酯10份、钛酸丁酯8份、氧化锌1份、二氧化钛5份、对羟基苯甲酸甲酯0.5份、二乙醇胺5份、铝溶胶7份、表面活性剂2份、偶联剂1份、羟甲基纤维素5份及去离子水25份。
其中，丙烯酸酯乳液中固含量为35-50％；氧化锌为粉体，平均粒径为50-100微米；二氧化钛为纳米材料，平均粒径为150-300nm；表面活性剂为十二烷基磺酸钠；偶联剂为KH-570；铝溶胶的固含量为30％以上。
制备方法如下：
S1、将氧化锌与二氧化钛混合，利用行星球磨机进行球磨，转速为200-220r/min，球磨时间为20-30h，球磨均匀后加入到去离子水中，常温搅拌混合2-3h；
S2、将丙烯酸酯乳液、乙醇、正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯、二乙醇胺、铝溶胶、表面活性剂及偶联剂加入步骤S1得到的混合物中，搅拌混合均匀；
S3、将羟甲基纤维素投入步骤S2得到的混合物中，高速搅拌(转速为2000-2500r/min)5-10h，得到自清洁涂层材料，包装。
实施例2
本实施例与实施例1大致相似，区别仅在于各原料的重量份，具体如下：
丙烯酸酯乳液45份、乙醇20份、正硅酸四乙酯15份、钛酸丁酯10份、氧化锌2份、二氧化钛10份、对羟基苯甲酸甲酯0.8份、二乙醇胺8份、铝溶胶8份、表面活性剂3份、偶联剂2份、羟甲基纤维素6份及去离子水30份。
制备方法与实施例1完全相同，本实施例中不作赘述。
实施例3
本实施例与实施例1大致相似，区别仅在于各原料的重量份，具体如下：
丙烯酸酯乳液50份、乙醇30份、正硅酸四乙酯20份、钛酸丁酯15份、氧化锌3份、二氧化钛12份、对羟基苯甲酸甲酯1份、二乙醇胺10份、铝溶胶10份、表面活性剂4份、偶联剂3份、羟甲基纤维素8份及去离子水40份。
制备方法与实施例1完全相同，本实施例中不作赘述。
对比例1
本对比例与实施例2的区别在于：未添加羟甲基纤维素。
制备方法如下：
S1、将氧化锌与二氧化钛混合，利用行星球磨机进行球磨，转速为200-220r/min，球磨时间为20-30h，球磨均匀后加入到去离子水中，常温搅拌混合2-3h；
S2、将丙烯酸酯乳液、乙醇、正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯、二乙醇胺、铝溶胶、表面活性剂及偶联剂加入步骤S1得到的混合物中，搅拌混合均匀，得到自清洁涂层材料，包装。
性能检测
使用方法：将实施例1-3及对比例1的涂料应用于同一施工工地，要求建筑墙面要预先用水泥腻子批平，干燥，涂刷封底涂料1-2道，干燥，然后，喷涂本发明的涂层材料，厚度为2-3毫米左右为宜，然后立刻用压花辊进行辊压，性能检测结果如下：
表1实施例1-3及对比例1的性能测试数据
从表1可见，本发明的涂料在受到紫外光照射后，接触角仅为2-3°，说明其对有机物等污染物的降解性能好，减少有机物在涂料表面的残留，从而提高了涂料的耐污性能，需要重点说明的是，经过长期研究发现，本发明的涂层配方中，羟甲基纤维素对于涂料的性能至关重要，能够使涂料的耐污性能得到一定程度的提升，更加出乎意料的是，羟甲基纤维素能够显著优化涂料的稳定性(低温稳定性和存放稳定性)。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，包括如下重量份的各组分：丙烯酸酯乳液40-50份、乙醇10-30份、正硅酸四乙酯10-20份、钛酸丁酯8-15份、氧化锌1-3份、二氧化钛5-12份、对羟基苯甲酸甲酯0.5-1份、二乙醇胺5-10份、铝溶胶7-10份、表面活性剂2-4份、偶联剂1-3份、羟甲基纤维素5-8份及去离子水25-40份。
2.根据权利要求1所述的高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液中固含量为35-50％。
3.根据权利要求1所述的高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，所述氧化锌为粉体，平均粒径为50-100微米。
4.根据权利要求1所述的高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，所述二氧化钛为纳米材料，平均粒径为150-300nm。
5.根据权利要求1所述的高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，所述偶联剂为KH-570。
7.根据权利要求1所述的高稳定性的自清洁涂层材料，其特征在于，所述铝溶胶的固含量为30％以上。
8.如权利要求1所述的自清洁涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将氧化锌与二氧化钛混合，球磨均匀后加入到去离子水中，常温搅拌混合2-3h；
S2、将丙烯酸酯乳液、乙醇、正硅酸四乙酯、钛酸丁酯、对羟基苯甲酸甲酯、二乙醇胺、铝溶胶、表面活性剂及偶联剂加入步骤S1得到的混合物中，搅拌混合均匀；
S3、将羟甲基纤维素投入步骤S2得到的混合物中，高速搅拌5-10h，得到自清洁涂层材料，包装。
9.根据权利要求8所述的自清洁涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用行星球磨机进行球磨，转速为200-220r/min，球磨时间为20-30h。
10.根据权利要求8所述的自清洁涂层材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，高速搅拌速度为2000-2500r/min。
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