CN106810972A - 一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料及其制备方法，具有优良的耐沾污性，起到自洁环保、无毒无公害的效果；本发明具体组分和重量比例是：水30-35%、多功能助剂0.3-0.6%、润湿分散剂0.2-0.3%、消泡剂0.3-0.8%、金红石型钛白粉15-19%、涂料云母粉10-14%、乳液40-50%、纳米SiO₂6-9%、重质碳酸钙7-9%、硅灰石10-15%、改性丙烯酸乳液25-30%、羟乙基纤维素0.4-0.7%、空气净化素水浆0.5-1%、不透明聚合物3-5%、纳米TiO₂5-7%、耐沾污助剂0.5-1%、杀菌剂0.1-0.5%、防腐剂0.1-0.2%、增稠剂0.6-0.9%、适量氨水。

Description

一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑装饰用涂料技术领域，具体地涉及一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步和经济和社会的发展，涂料工业的水平已成为衡量一个国家国民经济发展程度的重要标志之一；建筑涂料的发展也明显地成为一个国家国民物质生活水平的重要标志。建筑涂料作为一种新型的建材产品，具有独特的优势：首先，从装饰功能来看，建筑涂料色彩绚丽、多姿多彩的装饰效果，符合当今人们个性话的追求；其次，它更容易更新，并且成本低，人们可以很方便的进行重新涂饰，满足建筑外装饰长久常新的需要；再次，从施工来考虑，建筑涂料能方便、快捷的涂覆在建筑物上，施工效率高，无安全隐患，因而越来越多的被应用于建筑外墙的装饰装修当中。

建筑外墙涂料，因涂层暴露在大气环境中，要经受风吹、日晒、雨淋、雾霾等自然天气变化，近年来由于环境污染日益严重，极端恶劣天气时有出现，并且大气中的灰尘、悬浮物质及氮氧化物较多，会更容易使涂层发生粉化、变色、剥落、沾染污渍等现象失去原有的装饰效果，从而影响建筑物外貌的美观；并且近年来高层建筑的兴起，对建筑外墙涂料的性能有更进一步的要求；如何提高外墙涂料产品耐沾污性能是研究外墙涂料发展的方向之一。

还有就是，近年来的大气污染、装饰装修材料造成的空气污染越来越多的引起人们的关注；为了减少空气污染、改善空气质量，市场上已经出现了许多能够净化空气的产品，如空气净化机、纳米二氧化钛内墙涂料、负离子内墙涂料等；有资料研究证明汽车尾气污染是大气污染的一大源头，随着城市汽车保有量越来越大，汽车尾气排放不断增加，尤其是其中的氮氧化合物的排放会造成人体病变、影响植物的生长、产生光化学烟雾，有的地方还会形成酸雨，严重影响我们的生活环境质量；如何能研制出可消减大气中氮氧化物的外墙涂料，减少大气中氮氧化物的含量，保护人们的生活环境成为我们研究的主题。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料及其制备方法；本发明不仅具有优良的耐沾污性，而且能够起到自洁环保、无毒无公害的效果，最主要的是还能够分解空气中的氮氧化合物等有害气体、净化空气。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下的技术方案。

一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，具体组分和重量比例是：水：30-35%、多功能助剂：0.3-0.6%、润湿分散剂：0.2-0.3%、消泡剂：0.3-0.8%、金红石型钛白粉：15-19%、涂料云母粉：10-14%、乳液：40-50%、有机硅荷性乳液：10-15%、纳米SiO₂：6-9%、重质碳酸钙：7-9% 、硅灰石：10-15%、改性丙烯酸乳液：25-30%、羟乙基纤维素：0.4-0.7%、空气净化素水浆：0.5-1%、不透明聚合物：3-5%、纳米TiO₂：5-7%、耐沾污助剂：0.5-1%、杀菌剂：0.1-0.5%、防腐剂：0.1-0.2%、增稠剂：0.6-0.9%、适量氨水。

作为本发明的一种优选方案，所述羟乙基纤维素是非离子型的水可溶性纤维素醚。

作为本发明的另一种优选方案，所述乳液为新型特殊结构的有机硅氧烷改性聚合乳液，在干燥成膜中其中Si-OH之间以及和基材上的-OH-发生多重交联化学反应，可使涂层有极低的表面张力，能够保持极佳的疏水效果，耐沾污性能良好，并且与其他乳液有着良好的复配型，性能稳定。

作为本发明的另一种优选方案，所述润湿分散剂由疏水改性聚丙烯酸铵盐分散剂和单官能团、油酰基环氧烷烃嵌段共聚物组成；所述疏水改性聚丙烯酸铵盐分散剂，具有极佳的展色性能；所述单官能团、油酰基环氧烷烃嵌段共聚物组成具有优异的润湿和分散性，可改善颜料的润湿性，从而增加漆膜的光泽，改善展色性，其活性成份约为80％，是一种可生物降解的粘稠液体。

作为本发明的另一种优选方案，所述涂料云母粉采用比重为2.5-2.9g/cm³，吸油量为16-70，平均比容为34-36，折光率为1.58-1.63的白色片状云母粉料。

作为本发明的另一种优选方案，所述多功能助剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

作为本发明的另一种优选方案，所述改性丙烯酸乳液采用苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液；所述苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液为丙烯酸及其酯类和少量苯乙烯共聚而成的水性分散体，采用质量固含量为50.0±1.0％，PH值为7.0-9.0，MFFT为0℃，玻璃化转变温度为-12℃，粒径为0.15-0.25μm，黏度(3号转子/12转)为200-2000mPa.s的苯乙烯改性丙烯酸酯乳液。

作为本发明的另一种优选方案，所述杀菌防腐剂采用异噻唑啉酮杀菌剂。

作为本发明的另一种优选方案，所述耐沾污助剂为纳米改性耐沾污助剂；在涂膜成膜过程中，纳米粒子起到铰链点作用，把线型的有机高分子铰链成网状结构，提高涂膜表面硬度；通过降低涂膜的孔隙尺寸，提高涂膜平整度；通过降低涂膜静电荷，减少大气灰尘的吸附；使涂膜具备良好的自洁性，提高了涂料的耐沾污性能。

作为本发明的另一种优选方案，所述增稠剂为牛顿型非离子聚醚类流变改性剂和碱溶胀类增稠剂。

本发明一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料的制备方法，由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：

(1)将30-35%的水加入分散缸中，在450-550r/min转速下依次加入0.4-0.7%的羟乙基纤维素和0.3-0.6%的多功能助剂，分散2-4min；

(2)提高转速至900-1200r/min后，依次加入0.3-0.8%的消泡剂、15-19%的金红石型钛白粉、10-14%的涂料云母粉、40-50%的乳液、10-15%的有机硅荷性乳液、6-9%的纳米SiO₂和7-9%的重质碳酸钙后，再次提高转速至1500-1800r/min转速下分散20-25min，之后检测细度是否≤55μm，若细度≤55μm则继续执行步骤(3)；

(3)降低转速至1100-1300r/min转速下依次加入10-15%的硅灰石、25-30%的改性丙烯酸乳液、0.4-0.7%的羟乙基纤维素、0.5-1%的空气净化素水浆、3-5%的不透明聚合物、5-7%的纳米TiO₂、0.5-1%的耐沾污助剂、0.1-0.5%的杀菌剂、0.1-0.2%的防腐剂、0.6-0.9%的增稠剂和适量的氨水后，分散20-25min至混合液体均匀。

与现有技术相比本发明的有益效果。

本发明提供的耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，安全环保，与现有技术相比，当涂刷在建筑面上之后，漆膜的有机组成均会在保护原有面涂本色的同时，显著地提高面涂的高效耐候保色、耐水、耐沾污等性能，从而使得基材、面涂得到长久的保护和装饰；这种耐沾污外墙涂料制备工艺简单、低碳环保，不仅具有优良的耐沾污性，而且能够起到自洁环保、无毒无公害的效果，最主要的是还能够分解空气中的氮氧化合物等有害气体、净化空气；具有很强的工业化能力与广阔的市场前景。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1。

本实施例提供一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，具体组分和重量比例是：水：30-35%、多功能助剂：0.3-0.6%、润湿分散剂：0.2-0.3%、消泡剂：0.3-0.8%、金红石型钛白粉：15-19%、涂料云母粉：10-14%、乳液：40-50%、有机硅荷性乳液：10-15%、纳米SiO₂：6-9%、重质碳酸钙：7-9% 、硅灰石：10-15%、改性丙烯酸乳液：25-30%、羟乙基纤维素：0.4-0.7%、空气净化素水浆：0.5-1%、不透明聚合物：3-5%、纳米TiO₂：5-7%、耐沾污助剂：0.5-1%、杀菌剂：0.1-0.5%、防腐剂：0.1-0.2%、增稠剂：0.6-0.9%、适量氨水。

实施例2。

本实施例提供一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，具体组分和重量比例是：水：32%、多功能助剂：0.5%、润湿分散剂：0.25%、消泡剂：0.6%、金红石型钛白粉：17%、涂料云母粉：13%、乳液：45%、有机硅荷性乳液：13%、纳米SiO₂：8%、重质碳酸钙：9% 、硅灰石：14%、改性丙烯酸乳液： 30%、羟乙基纤维素： 0.7%、空气净化素水浆：0.5%、不透明聚合物：3%、纳米TiO₂：5%、耐沾污助剂：1%、杀菌剂：0.1%、防腐剂：0.2%、增稠剂：0.6%、适量氨水。

实施例3。

本发明一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料的制备方法，由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：

(1)将30-35%的水加入分散缸中，在450-550r/min转速下依次加入0.4-0.7%的羟乙基纤维素和0.3-0.6%的多功能助剂，分散2-4min；

(2)提高转速至900-1200r/min后，依次加入0.3-0.8%的消泡剂、15-19%的金红石型钛白粉、10-14%的涂料云母粉、40-50%的乳液、10-15%的有机硅荷性乳液、6-9%的纳米SiO₂和7-9%的重质碳酸钙后，再次提高转速至1500-1800r/min转速下分散20-25min，之后检测细度是否≤55μm，若细度≤55μm则继续执行步骤(3)；

(3)降低转速至1100-1300r/min转速下依次加入10-15%的硅灰石、25-30%的改性丙烯酸乳液、0.4-0.7%的羟乙基纤维素、0.5-1%的空气净化素水浆、3-5%的不透明聚合物、5-7%的纳米TiO₂、0.5-1%的耐沾污助剂、0.1-0.5%的杀菌剂、0.1-0.2%的防腐剂、0.6-0.9%的增稠剂和适量的氨水后，分散20-25min至混合液体均匀。

实施例4。

一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料的制备方法，具体由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：

(1)将32%的水加入分散缸中，在500r/min转速下依次加入0.7%的羟乙基纤维素和0.5%的多功能助剂，分散3min；

(2)提高转速至1000r/min后，依次加入0.6%的消泡剂、17%的金红石型钛白粉、13%的涂料云母粉、47%的乳液、14%的有机硅荷性乳液、7%的纳米SiO₂和8%的重质碳酸钙后，再次提高转速至1700r/min转速下分散22min，之后检测细度是否≤55μm，若细度≤55μm则继续执行步骤(3)；

(3)降低转速至1200r/min转速下依次加入13%的硅灰石、27%的改性丙烯酸乳液、0.6%的羟乙基纤维素、0.8%的空气净化素水浆、4%的不透明聚合物、6%的纳米TiO₂、0.9%的耐沾污助剂、0.3%的杀菌剂、0.2%的防腐剂、0.6%的增稠剂和适量的氨水后，分散22min至混合液体均匀。

实施例5。

一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料的制备方法，具体由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：

(1)将35%的水加入分散缸中，在550r/min转速下依次加入0.4%的羟乙基纤维素和0.6%的多功能助剂，分散4min；

(2)提高转速至1100r/min后，依次加入0.7%的消泡剂、18%的金红石型钛白粉、14%的涂料云母粉、50%的乳液、15%的有机硅荷性乳液、8%的纳米SiO₂和7%的重质碳酸钙后，再次提高转速至1750r/min转速下分散23min，之后检测细度是否≤55μm，若细度≤55μm则继续执行步骤(3)；

(3)降低转速至1150r/min转速下依次加入14%的硅灰石、28%的改性丙烯酸乳液、0.7%的羟乙基纤维素、1%的空气净化素水浆、5%的不透明聚合物、7%的纳米TiO₂、0.7%的耐沾污助剂、0.4%的杀菌剂、0.15%的防腐剂、0.7%的增稠剂和适量的氨水后，分散23min至混合液体均匀。

在本发明以上各个实施例中：所述羟乙基纤维素是非离子型的水可溶性纤维素醚。

所述乳液为新型特殊结构的有机硅氧烷改性聚合乳液，在干燥成膜中其中Si-OH之间以及和基材上的-OH-发生多重交联化学反应，可使涂层有极低的表面张力，能够保持极佳的疏水效果，耐沾污性能良好，并且与其他乳液有着良好的复配型，性能稳定。

所述润湿分散剂由疏水改性聚丙烯酸铵盐分散剂和单官能团、油酰基环氧烷烃嵌段共聚物组成；所述疏水改性聚丙烯酸铵盐分散剂，具有极佳的展色性能；所述单官能团、油酰基环氧烷烃嵌段共聚物组成具有优异的润湿和分散性，可改善颜料的润湿性，从而增加漆膜的光泽，改善展色性，其活性成份约为80％，是一种可生物降解的粘稠液体。

所述涂料云母粉采用比重为2.5-2.9g/cm³，吸油量为16-70，平均比容为34-36，折光率为1.58-1.63的白色片状云母粉料。

所述多功能助剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

所述改性丙烯酸乳液采用苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液；所述苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液为丙烯酸及其酯类和少量苯乙烯共聚而成的水性分散体，采用质量固含量为50.0±1.0％，PH值为7.0-9.0，MFFT为0℃，玻璃化转变温度为-12℃，粒径为0.15-0.25μm，黏度(3号转子/12转)为200-2000mPa.s的苯乙烯改性丙烯酸酯乳液。

所述杀菌防腐剂采用异噻唑啉酮杀菌剂。

所述耐沾污助剂为纳米改性耐沾污助剂；在涂膜成膜过程中，纳米粒子起到铰链点作用，把线型的有机高分子铰链成网状结构，提高涂膜表面硬度；通过降低涂膜的孔隙尺寸，提高涂膜平整度；通过降低涂膜静电荷，减少大气灰尘的吸附；使涂膜具备良好的自洁性，提高了涂料的耐沾污性能。

所述增稠剂为牛顿型非离子聚醚类流变改性剂和碱溶胀类增稠剂。

本发明所制备的耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料的各个实施例中所测得的性能指标和技术指标如以下表一所示。

表一为本发明耐沾污性测试结果。

项目	单位	技术指标	实施例4	实施例5	普通外墙涂料
						耐沾污性	%	<15	13	12.5	20

将实施例4和5分别对应刷涂至两块块实验板板上，刷涂质量为0.7±0.1g/块，干燥24H，测试每块板的反射率值，然后对每块板刷涂用水1：1质量稀释的粉煤灰浆，刷涂质量0.7±0.1g/块，并将刷涂好的板放于温度23±2℃，湿度50±5％的环境养护2H，然后水冲洗板1分钟，此为1个循环；24H后重复上述测试，从而计算出耐沾污数值。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，具体组分和重量比例是：水：30-35%、多功能助剂：0.3-0.6%、润湿分散剂：0.2-0.3%、消泡剂：0.3-0.8%、金红石型钛白粉：15-19%、涂料云母粉：10-14%、乳液：40-50%、有机硅荷性乳液：10-15%、纳米SiO₂：6-9%、重质碳酸钙：7-9% 、硅灰石：10-15%、改性丙烯酸乳液：25-30%、羟乙基纤维素：0.4-0.7%、空气净化素水浆：0.5-1%、不透明聚合物：3-5%、纳米TiO₂：5-7%、耐沾污助剂：0.5-1%、杀菌剂：0.1-0.5%、防腐剂：0.1-0.2%、增稠剂：0.6-0.9%、适量氨水。

2.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述羟乙基纤维素是非离子型的水可溶性纤维素醚。

3.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述乳液为新型特殊结构的有机硅氧烷改性聚合乳液，在干燥成膜中其中Si-OH之间以及和基材上的-OH-发生多重交联化学反应。

4.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述润湿分散剂由疏水改性聚丙烯酸铵盐分散剂和单官能团、油酰基环氧烷烃嵌段共聚物组成。

5.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述涂料云母粉采用比重为2.5-2.9g/cm³，吸油量为16-70，平均比容为34-36，折光率为1.58-1.63的白色片状云母粉料。

6.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述多功能助剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

7.根据权利要求6所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸乳液采用苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液。

8.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述杀菌防腐剂采用异噻唑啉酮杀菌剂。

9.根据权利要求1所述的一种耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料，其特征在于，所述耐沾污助剂为纳米改性耐沾污助剂。

10.一种根据权利要求1所述的耐沾污的有机硅自洁环保外墙涂料的制备方法，其特征在于，由以下原料按以下质量配比通过以下步骤制备而成：

(1)将30-35%的水加入分散缸中，在450-550r/min转速下依次加入0.4-0.7%的羟乙基纤维素和0.3-0.6%的多功能助剂，分散2-4min；

(2)提高转速至900-1200r/min后，依次加入0.3-0.8%的消泡剂、15-19%的金红石型钛白粉、10-14%的涂料云母粉、40-50%的乳液、10-15%的有机硅荷性乳液、6-9%的纳米SiO₂和7-9%的重质碳酸钙后，再次提高转速至1500-1800r/min转速下分散20-25min，之后检测细度是否≤55μm，若细度≤55μm则继续执行步骤(3)；

(3)降低转速至1100-1300r/min转速下依次加入10-15%的硅灰石、25-30%的改性丙烯酸乳液、0.4-0.7%的羟乙基纤维素、0.5-1%的空气净化素水浆、3-5%的不透明聚合物、5-7%的纳米TiO₂、0.5-1%的耐沾污助剂、0.1-0.5%的杀菌剂、0.1-0.2%的防腐剂、0.6-0.9%的增稠剂和适量的氨水后，分散20-25min至混合液体均匀。