CN106752593A - 一种安全环保型罩面清漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安全环保型罩面清漆及其制备方法，罩面清漆包括以下组分及重量份含量：硅丙乳液300‑400份、复合无机粘结剂80‑120份、杀菌剂2‑4份、防冻剂8‑12份、润湿剂0.8‑1.2份、成膜助剂17‑23份、分散剂2‑4份、消泡剂0.8‑1.2份、防霉剂1.7‑2.3份、增稠剂10‑14份及水530‑570份，复合无机粘结剂包括以下组分及重量份含量：硅酸锂水溶液40‑80份、硅溶胶40‑80份；制备时，将各组分混合后搅拌均匀即可。与现有技术相比，本发明通过在罩面清漆中加入由硅酸锂水溶液和硅溶胶复配而成的复合无机粘结剂，大大提高了罩面清漆的耐粘污性能及施工性能，且制备方法简单，工艺条件温和，安全环保。

Description

一种安全环保型罩面清漆及其制备方法
技术领域
本发明属于安全环保颜料和染料技术领域，涉及一种安全环保型罩面清漆及其制备方法。
背景技术
在外墙建筑涂料中，水性涂料的比重原来越大，其配方及施工工艺也日趋成熟。水性涂料一般分为底漆、中涂、面漆三部分，面漆也叫罩面清漆，覆盖在中层涂料之上，实现防尘、防污染的目的。现有罩面清漆大都以乳液作为主要成膜物质，再加入水及一些功能助剂混合而成，具有防水透气、防止黄变和高耐久性等优势，但由于其漆膜往往不够致密，成膜后会出现空隙，空隙通过吸附作用吸附污染物，降低了罩面清漆的耐粘污性能；这类漆膜往往在高温下会变软，容易粘附污染物，会进一步降低罩面清漆的耐粘污性能。此外，现有罩面清漆的施工性较差，在施工过程中会出现涂刷均匀性差、光泽不均一、发花现象严重等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐粘污性能好且施工性能好的安全环保型罩面清漆及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种安全环保型罩面清漆，该罩面清漆包括以下组分及重量份含量：硅丙乳液300-400份、复合无机粘结剂80-120份、杀菌剂2-4份、防冻剂8-12份、润湿剂0.8-1.2份、成膜助剂17-23份、分散剂2-4份、消泡剂0.8-1.2份、防霉剂1.7-2.3份、增稠剂10-14份及水530-570份，所述的复合无机粘结剂包括以下组分及重量份含量：硅酸锂水溶液40-80份、硅溶胶40-80份。
所述的硅丙乳液选自市售的昭和AP-4691、Archsol 8086或巴德富RS-996AD。分别将上述3种硅丙乳液用100μm漆膜涂布器在玻璃板上制模，经50℃干燥1小时后，再泡水96小时，没有出现泛白或微蓝等异常现象，表明其具有良好的耐水性，且透明度较好。优选为市售的昭和AP-4691。
所述的硅酸锂水溶液中，硅酸锂的质量百分比为33-42％，硅酸锂的模数为4-7。
所述的硅溶胶中，SiO2的质量百分比为25-40％，粒径为1-2nm。
所述的杀菌剂为市售的KATHON LXE，所述的防冻剂为丙二醇。由于水性涂料一旦达到水的凝固点，乳液便很容易破乳失效，加入丙二醇防冻剂可以降低水的凝固点，同时也能起到一定的润湿剂和成膜助剂的作用，可作为辅助润湿剂及辅助成膜助剂。
所述的润湿剂为市售的陶氏X-405，所述的成膜助剂为市售的巴德富RS-3799。
所述的分散剂为市售的陶氏AMP-95，所述的消泡剂为市售的NOPCO NXZ。陶氏AMP-95是一种多功能助剂，除了作为分散剂之外，还能够稳定pH值、减少消泡剂及增稠剂的用量，进而降低原材料成本。
所述的防霉剂为市售的Parmetol DF-19，所述的增稠剂为市售的Acrysol RM-8W。
一种安全环保型罩面清漆的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)分别将硅酸锂水溶液及硅溶胶加入水中，之后依次加入防冻剂、润湿剂、分散剂及消泡剂，并搅拌均匀；
(2)依次加入硅丙乳液、杀菌剂、成膜助剂、防霉剂及增稠剂，搅拌均匀后，即制得所述的安全环保型罩面清漆。
步骤(1)中，搅拌机转速为600-800r/min，搅拌时间为5-8min；
步骤(2)中，搅拌机转速为400-600r/min，搅拌时间为10-15min。
硅丙乳液是在含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体中加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液，具有耐水、耐酸碱、耐高温等特性，高温下不易出现漆膜变软而粘附污染物的问题，且由于硅丙乳液的表面能低，漆膜致密、坚韧，硬度高，不易出现空隙，使制备得到的罩面清漆具有一定的耐沾污特性。
复合无机粘结剂具有耐高温(500℃以上)、不燃烧、抗老化、安全无公害、无毒、可室温下固化等特点，不仅安全环保，且原料易得，价格低廉，使用方便。在罩面清漆中加入复合无机粘结剂，能够大大提高罩面清漆的耐高温性能及耐粘污性能，且由于复合无机粘结剂的粒径小而均匀，因而同时提高了罩面清漆的施工性。
其中，硅酸锂是水玻璃中的一种，呈无臭、无味透明状液体，耐高温(耐热可达1000℃)，使生成的漆膜不易在高温下变软，避免粘附污染物；具有自干性，当溶液中的水分蒸发后，能生成一种致密的不溶于水的干膜，耐干湿交替性极好，不仅耐水性能非常优异，且由于致密性好，能够避免污染物的吸附，进一步提高了罩面清漆的耐粘污性能，并能够平衡罩面清漆的玻璃化温度与耐沾污性能。
硅溶胶的加入对罩面清漆耐沾污性能的提高有很大改善。主要机理为：硅溶胶中二氧化硅超微粒子的粒径极小，以其为基料，配合聚合物乳液和各种助剂制成的罩面清漆中，硅溶液在失去水分时，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成-SiO-O-SiO-涂膜，其耐水性能、耐热性能明显优于一般的有机涂料。制得的罩面清漆涂膜致密且较硬，能够防止静电产生，使空气中的各种尘埃难以粘附，因而具有自清洁功能，进一步提高了罩面清漆的耐粘污性能。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)通过在罩面清漆中加入复合无机粘结剂，使漆膜呈球型或接近球形排列，表面平整致密，孔隙较少，细微尘埃粒子难以侵入其孔隙，同时Si-O键结构为离子型，具有较好的导电性，不会产生电荷积累，尘埃难于粘附，因此，涂层自身具备非常优异的耐沾污性能；
2)复合无机粘结剂由硅酸锂水溶液和硅溶胶复配而成，由于锂离子半径小，因而它所形成的漆膜非常致密，且硅酸锂水溶液的性能与硅溶胶中二氧化硅胶粒的大小密切相关，本发明通过优化硅酸锂水溶液与硅溶胶的配比及选用合适的硅溶胶，使罩面清漆具有粘度低、耐水、耐高温及耐粘污等特性，且由于复合无机粘结剂的粒径小而均匀，提高了罩面清漆的施工性，使施工时涂刷均匀，光泽均一，并避免了发花现象的产生；
3)原料成本低，且组分中不含毒害物质及高污染性物质，制备方法简单，工艺条件温和，安全环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
一种安全环保型罩面清漆，包括以下组分及重量份含量：硅丙乳液300份、复合无机粘结剂120份、杀菌剂2份、防冻剂12份、润湿剂0.8份、成膜助剂23份、分散剂2份、消泡剂1.2份、防霉剂1.7份、增稠剂14份及水530份，复合无机粘结剂包括以下组分及重量份含量：硅酸锂水溶液80份、硅溶胶40份。
其中，硅丙乳液为市售的巴德富RS-996AD；硅酸锂水溶液中，硅酸锂的质量百分比为33％，硅酸锂的模数为7；硅溶胶中，SiO2的质量百分比为25％，粒径为2nm；杀菌剂为市售的KATHON LXE；防冻剂为丙二醇；润湿剂为市售的陶氏X-405；成膜助剂为市售的巴德富RS-3799；分散剂为市售的陶氏AMP-95；消泡剂为市售的NOPCO NXZ；防霉剂为市售的ParmetolDF-19；增稠剂为市售的Acrysol RM-8W。
该安全环保型罩面清漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)分别将硅酸锂水溶液及硅溶胶加入水中，之后依次加入防冻剂、润湿剂、分散剂及消泡剂，并在700r/min下搅拌6min；
(2)依次加入硅丙乳液、杀菌剂、成膜助剂、防霉剂及增稠剂，在500r/min下搅拌12min后，即制得安全环保型罩面清漆。
实施例2：
一种安全环保型罩面清漆，包括以下组分及重量份含量：硅丙乳液400份、复合无机粘结剂80份、杀菌剂4份、防冻剂8份、润湿剂1.2份、成膜助剂17份、分散剂4份、消泡剂0.8份、防霉剂2.3份、增稠剂10份及水570份，复合无机粘结剂包括以下组分及重量份含量：硅酸锂水溶液40份、硅溶胶80份。
其中，硅丙乳液为市售的Archsol 8086；硅酸锂水溶液中，硅酸锂的质量百分比为42％，硅酸锂的模数为4；硅溶胶中，SiO2的质量百分比为40％，粒径为1nm；杀菌剂为市售的KATHON LXE；防冻剂为丙二醇；润湿剂为市售的陶氏X-405；成膜助剂为市售的巴德富RS-3799；分散剂为市售的陶氏AMP-95；消泡剂为市售的NOPCO NXZ；防霉剂为市售的ParmetolDF-19；增稠剂为市售的Acrysol RM-8W。
该安全环保型罩面清漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)分别将硅酸锂水溶液及硅溶胶加入水中，之后依次加入防冻剂、润湿剂、分散剂及消泡剂，并在800r/min下搅拌5min；
(2)依次加入硅丙乳液、杀菌剂、成膜助剂、防霉剂及增稠剂，在600r/min下搅拌10min后，即制得安全环保型罩面清漆。
实施例3：
一种安全环保型罩面清漆，包括以下组分及重量份含量：硅丙乳液350份、复合无机粘结剂100份、杀菌剂3份、防冻剂10份、润湿剂1份、成膜助剂20份、分散剂3份、消泡剂1份、防霉剂2份、增稠剂12份及水548份，复合无机粘结剂包括以下组分及重量份含量：硅酸锂水溶液60份、硅溶胶60份。
其中，硅丙乳液为市售的昭和AP-4691；硅酸锂水溶液中，硅酸锂的质量百分比为37％，硅酸锂的模数为5；硅溶胶中，SiO2的质量百分比为32％，粒径为1.5nm；杀菌剂为市售的KATHON LXE；防冻剂为丙二醇；润湿剂为市售的陶氏X-405；成膜助剂为市售的巴德富RS-3799；分散剂为市售的陶氏AMP-95；消泡剂为市售的NOPCO NXZ；防霉剂为市售的ParmetolDF-19；增稠剂为市售的Acrysol RM-8W。
该安全环保型罩面清漆的制备方法具体包括以下步骤：
(1)分别将硅酸锂水溶液及硅溶胶加入水中，之后依次加入防冻剂、润湿剂、分散剂及消泡剂，并在600r/min下搅拌8min；
(2)依次加入硅丙乳液、杀菌剂、成膜助剂、防霉剂及增稠剂，在400r/min下搅拌15min后，即制得安全环保型罩面清漆。
实施例4：
将实施例1-3中制得的安全环保型罩面清漆按《JB/T-9755-1995合成乳液涂料标准》进行性能测试，结果如下表所示：
将安全环保型罩面清漆置于户外暴晒，观察漆膜表面有无变软或沾污等异常状况，结果如下表所示：
放置时间 实施例1 实施例2 实施例3
放置1个月 无异常 无异常 无异常
放置3个月 无异常 无异常 无异常
放置6个月 无异常 无异常 无异常
放置12个月 无异常 无异常 无异常
由上表可见，安全环保型罩面清漆具有良好的成膜性及施工性，且耐高温及耐粘污性能优异。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，该罩面清漆包括以下组分及重量份含量：硅丙乳液300-400份、复合无机粘结剂80-120份、杀菌剂2-4份、防冻剂8-12份、润湿剂0.8-1.2份、成膜助剂17-23份、分散剂2-4份、消泡剂0.8-1.2份、防霉剂1.7-2.3份、增稠剂10-14份及水530-570份，所述的复合无机粘结剂包括以下组分及重量份含量：硅酸锂水溶液40-80份、硅溶胶40-80份。
2.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的硅丙乳液选自市售的昭和AP-4691、Archsol 8086或巴德富RS-996AD。
3.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的硅酸锂水溶液中，硅酸锂的质量百分比为33-42％，硅酸锂的模数为4-7。
4.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的硅溶胶中，SiO2的质量百分比为25-40％，粒径为1-2nm。
5.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的杀菌剂为市售的KATHON LXE，所述的防冻剂为丙二醇。
6.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的润湿剂为市售的陶氏X-405，所述的成膜助剂为市售的巴德富RS-3799。
7.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的分散剂为市售的陶氏AMP-95，所述的消泡剂为市售的NOPCO NXZ。
8.根据权利要求1所述的一种安全环保型罩面清漆，其特征在于，所述的防霉剂为市售的Parmetol DF-19，所述的增稠剂为市售的Acrysol RM-8W。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的安全环保型罩面清漆的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)分别将硅酸锂水溶液及硅溶胶加入水中，之后依次加入防冻剂、润湿剂、分散剂及消泡剂，并搅拌均匀；
(2)依次加入硅丙乳液、杀菌剂、成膜助剂、防霉剂及增稠剂，搅拌均匀后，即制得所述的安全环保型罩面清漆。
10.根据权利要求9所述的一种安全环保型罩面清漆的制备方法，其特征在于，
步骤(1)中，搅拌机转速为600-800r/min，搅拌时间为5-8min；
步骤(2)中，搅拌机转速为400-600r/min，搅拌时间为10-15min。
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