CN107118646A - 节能耐用自清洁变色外墙水漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种节能耐用自清洁变色外墙水漆及其制备方法，该外墙水漆包含改性丙烯酸乳液、颜填料、功能性填料、色彩变化颜料、助剂和水，其中，改性丙烯酸乳液是由8‑14质量份含氟丙烯酸酯单体、10‑20质量份烯基硅烷和75‑85质量份丙烯酸酯类单体聚合而成，颜填料为钛白粉、滑石粉和硫代硫酸钠组成的混合物，功能性填料为谷壳灰，色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片。该外墙水漆硬度、附着力和遮盖力强，耐水性和耐酸碱性极佳，能够保持长时间不色变脱落，并且随观察视角的不同涂膜会变换颜色，耐用且具有很好的美观效果。同时该涂料还具有较好的耐沾污性能和隔热性能，能够起到自清洁和节能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种节能耐用自清洁变色外墙水漆及其制备方法。
背景技术
在建筑物的墙壁上涂上涂料尤其是变色涂料可以美化环境和居室，但是传统涂料经过一段时间会被污染物沾污，发生色变脱落等现象，尤其是现在雾霾问题日益严重，外墙涂料更是容易被污染。而且，有的外墙涂料的吸热放热效果明显，还会容易造成房屋冬凉夏暖的问题，需要更多能量来维持房屋的温度。
目前已有专利报道了多种自清洁涂料。例如中国发明专利“一种自清洁涂料及其制备方法”(发明专利申请号：201010140748)采用纳米氧化铝颗粒、醇酸清漆及低表面能疏水助剂制备出了纳米自清洁涂料，具有一定的自清洁效果。但是随着建筑物自清洁要求不断提高，仅靠上述几种材料明显不能满足需求，而且上述涂料的隔热效果也不能满足现在的需求，
因此，开发新型的节能耐用自清洁变色外墙水漆是目前解决以上问题的重要方法。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种节能耐用自清洁变色外墙水漆，其具有较好的耐沾污性能和隔热效果，还能变换色彩，能够满足多方面的需求。
本发明的一方面提供了一种节能耐用自清洁变色外墙水漆，包含改性丙烯酸乳液、颜填料、功能性填料、色彩变化颜料、助剂和水，其中，所述改性丙烯酸乳液是由8-14质量份含氟丙烯酸酯单体、10-20质量份烯基硅烷和75-85质量份丙烯酸酯类单体聚合而成，所述颜填料为钛白粉、滑石粉和硫代硫酸钠组成的混合物，所述功能性填料为谷壳灰，与颜填料的质量比为2-8:100，所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的厚度为10-20μm，所述色彩变化颜料与改性丙烯酸乳液的质量比为3-5:100。
在本发明的某些实施方式中，所述含氟丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸三氟乙酯中的至少一种。
在本发明的某些实施方式中，所述烯基硅烷选自丙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的至少一种。
在本发明的某些实施方式中，所述谷壳灰的粒径为50-100nm，例如60nm、75nm、80nm、90nm、100nm等。
在本发明的某些实施方式中，所述颜填料由10-16质量份钛白粉、60-100质量份滑石粉和6-10质量份硫代硫酸钠组成。
在本发明的某些实施方式中，所述助剂选自成膜助剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、防腐剂、润湿剂、防冻剂、流平剂和增稠剂中的至少一种。
在本发明的某些实施方式中，所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆包含以下质量份的组分：
在本发明的某些实施方式中，所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚中的至少一种，
所述分散剂为聚羧酸钠盐，
所述消泡剂为有机硅表面活性剂和矿物油类中的一种或两种，
所述pH调节剂为醇胺，
所述防腐剂为异噻唑啉酮衍生物和苯并米唑酯中的一种或两种，
所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类化合物、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的一种或多种，
所述防冻剂为醇类、氯代烃类和无机盐中的至少一种，
所述流平剂为聚氨酯类，
所述增稠剂为聚丙烯酸增稠剂。
本发明的另一方面还提供了一种如上所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂、润湿剂、防腐剂、防冻剂和水混合，再加入颜填料、功能性填料和色彩变化颜料，混合得到浆料A；
将改性丙烯酸乳液和成膜助剂混合得到浆料B；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入消泡剂、流平剂、pH调节剂和增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆。
有益效果：
本发明提供的节能耐用自清洁变色外墙水漆具有较强的硬度、附着力和遮盖力，能够满足外墙涂料的强度要求，而且还具有极佳的耐水性和耐酸碱性，能够保持长时间不色变脱落，并且随着观察视角的不同涂膜会变换颜色，非常耐用且具有很好的美观效果。同时，由于涂料中含有特定的组分，该涂料还具有较好的耐沾污性能和隔热性能，其耐沾污性能够在外部环境下起到具有自清洁的效果，其较好的隔热效果能够维持室内温度，具有节能效果。
具体实施方式
通过解释以下本申请的优选实施方案，本发明的其他目的和优点将变得清楚。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限值和下限值之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限值和下限值可独立地包括或排除在范围内。
另外，为了更好地说明本发明的内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。本发明中，表示原料含量的单位均基于重量以份计，除非另外说明。另外，关于本发明的技术指标的测定方法均为本领域内使用标准方法，具体可参见最新的国家标准，除非另外说明。
另外，为了更好地说明本发明的内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
本发明中，名词术语既包括单数形式，也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。本发明中所述的“至少一种”不仅仅指包含“一个”或“一种”的情况，更重要的还包含“多个”或“多种”的情况。
本发明所述的云母片可以通过市场购买得到，也可以自己制备获得。包覆有二氧化钛纳米膜的云母片可以采用CVD、PVD、离子溅射方法和液相法包膜来对云母片进行处理制备得到。本发明中所述的助剂可以采用本领域常用的任何助剂。
在本发明中，涂料的变色效果通过不同视角观察漆膜得到，通过观察漆膜的艳丽程度来判断涂料的变色效果。涂料的耐水性是指涂膜对水作用的抵抗能力，即涂膜不吸水、不渗水的性能。在本发明的实施例中，耐水性的测定是参考《GB/T 1733-93漆膜耐水性测定法》的规定进行。涂料的耐沾污性是指涂膜受灰尘、大气悬浮物等沾污后，清除其表面污染物的难易程度。在本发明的实施例中，耐沾污性能的测定参考《GB/T9780-2013建筑涂料涂层耐沾污性能试验方法》的规定进行。涂料的耐碱性是指涂膜对浸蚀的抵抗能力。即在规定的条件下，将涂料石板浸泡在一定浓度的碱液中观察其有无发白、失光、起泡、脱落等现象。本发明实施例中的耐碱性测定按照《建筑涂料涂层耐碱性的测定》的规定进行。涂料遮盖力是指把色漆均匀涂布在物体表面上，使其底色不再呈现的最小用漆量，用g/m2表示。在本发明的实施例中，涂料的遮盖力参考《GB/T1726-1979(1989)涂料遮盖力测定法》测得。
实施例1
将8份聚羧酸钠盐、4份聚醚改性硅烷、3份异噻唑啉酮衍生物、1份无机盐防冻剂和250份去离子水混合，再加入13份钛白粉、80份滑石粉、8份硫代硫酸钠、5份谷壳灰和15份色彩变化颜料，混合得到浆料A，其中所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的平均厚度为15μm左右；
将350份改性丙烯酸乳液和80份丙二醇甲醚混合得到浆料B，其中所述改性丙烯酸乳液是由10份甲基丙烯酸六氟丁酯、15份丙烯基三甲氧基硅烷和80份丙烯酸酯类单体聚合而成；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入1.5份有机硅表面活性剂、3份聚氨酯类流平剂、6份乙醇胺和4份聚丙烯酸增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆1。
实施例2
将5份聚羧酸钠盐、6份阴离子型表面活性剂、2份苯并米唑酯、0.5份氯代烃防冻剂和200份去离子水混合，再加入10份钛白粉、100份滑石粉、10份硫代硫酸钠、3份谷壳灰和10份色彩变化颜料，混合得到浆料A，其中所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的平均厚度为10μm左右；
将300份改性丙烯酸乳液、100份丙二醇丁醚混合得到浆料B，其中所述改性丙烯酸乳液是由14份甲基丙烯酸十二氟庚酯、10份乙烯基三甲氧基硅烷和75份丙烯酸酯类单体聚合而成；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入2份矿物油类消泡剂、2份聚氨酯类流平剂、4份二乙醇胺和3份聚丙烯酸增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆2。
实施例3
将10份聚羧酸钠盐、3份非离子型表面活性剂润湿剂、24-份异噻唑啉酮衍生物、1.5份无机盐防冻剂和300份去离子水混合，再加入16份钛白粉、60份滑石粉、10份硫代硫酸钠、6份谷壳灰和20份色彩变化颜料，混合得到浆料A，其中所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的平均厚度为20μm左右；
将400份改性丙烯酸乳液和50份二丙二醇甲醚混合得到浆料B，其中所述改性丙烯酸乳液是由8份丙烯酸六氟丁酯、20份乙烯基三乙氧基硅烷和85份丙烯酸酯类单体聚合而成；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入1份有机硅表面活性剂、4份聚氨酯类流平剂、8份AMP-95和5份聚丙烯酸增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆3。
实施例4
将7份聚羧酸钠盐、4份非离子型表面活性剂润湿剂、3份异噻唑啉酮衍生物、1份无机盐防冻剂和280份去离子水混合，再加入15份钛白粉、80份滑石粉、5份硫代硫酸钠、5份谷壳灰和18份色彩变化颜料，混合得到浆料A，其中所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的平均厚度为16μm左右；
将320份改性丙烯酸乳液和60份二丙二醇丁醚混合得到浆料B，其中所述改性丙烯酸乳液是由12份甲基丙烯酸三氟乙酯、18份γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷和80份丙烯酸酯类单体聚合而成；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入1份矿物油类消泡剂、3份聚氨酯类流平剂、5份AMP-95和3份聚丙烯酸增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆4。
实施例5
将6份聚羧酸钠盐、5份聚醚改性硅氧烷、4份异噻唑啉酮衍生物、2份无机盐防冻剂和280份去离子水混合，再加入12份钛白粉、90份滑石粉、8份硫代硫酸钠、4份谷壳灰和12份色彩变化颜料，混合得到浆料A，其中所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的平均厚度为18μm左右；
将380份改性丙烯酸乳液和80份丙二醇甲醚混合得到浆料B，其中所述改性丙烯酸乳液是由12份甲基丙烯酸十二氟庚酯、18份丙烯基三甲氧基硅烷和80份丙烯酸酯类单体聚合而成；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入2份有机硅表面活性剂、4份聚氨酯类流平剂、7份乙醇胺和4份聚丙烯酸增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆5。
对比例1
将实施例1中的改性丙烯酸乳液改为由5份甲基丙烯酸六氟丁酯、5份丙烯基三甲氧基硅烷和90份丙烯酸酯类单体聚合而成，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆6。
对比例2
将实施例1中的改性丙烯酸乳液改为由20份甲基丙烯酸六氟丁酯、30份丙烯基三甲氧基硅烷和60份丙烯酸酯类单体聚合而成，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆7。
对比例3
将实施例1中的谷壳灰去掉，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆8。
对比例4
将实施例1中的色彩变化颜料改为平均厚度15μm左右的云母片，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆9。
对比例5
将实施例1中的云母片的平均厚度改为30μm左右，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆10。
对比例6
将实施例1中的云母片平均厚度改为5μm左右，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆11。
对比例7
将实施例1中的色彩变化颜料的用量改为30份，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆12。
对比例8
将实施例1中的硫代硫酸钠去掉，其他条件不变，制备得到节能耐用自清洁变色外墙水漆13。
对以上实施例1-5和对比例1-8中得到的节能耐用自清洁变色外墙水漆进行分析测试，具体结果如表1和表2所示。
表1
表2
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种节能耐用自清洁变色外墙水漆，包含改性丙烯酸乳液、颜填料、功能性填料、色彩变化颜料、助剂和水，其中，所述改性丙烯酸乳液是由8-14质量份含氟丙烯酸酯单体、10-20质量份烯基硅烷和75-85质量份丙烯酸酯类单体聚合而成，所述颜填料为钛白粉、滑石粉和硫代硫酸钠组成的混合物，所述功能性填料为谷壳灰，与颜填料的质量比为2-8:100，所述色彩变化颜料为包覆有二氧化钛纳米膜的云母片，所述云母片的厚度为10-20μm，所述色彩变化颜料与改性丙烯酸乳液的质量比为3-5:100。
2.根据权利要求1所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯和甲基丙烯酸三氟乙酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，所述烯基硅烷选自丙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，所述谷壳灰的平均粒径为50-100nm。
5.根据权利要求1所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，所述颜填料由10-16质量份钛白粉、60-100质量份滑石粉和6-10质量份硫代硫酸钠组成。
6.根据权利要求1所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，所述助剂选自成膜助剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、防腐剂、润湿剂、防冻剂、流平剂和增稠剂中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，包含以下质量份的组分：
8.根据权利要求7所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆，其特征在于，
所述成膜助剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚中的至少一种，
所述分散剂为聚羧酸钠盐，
所述消泡剂为有机硅表面活性剂和矿物油类中的一种或两种，
所述pH调节剂为醇胺，
所述防腐剂为异噻唑啉酮衍生物和苯并米唑酯中的一种或两种，
所述润湿剂为聚醚改性硅氧烷类化合物、阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的一种或多种，
所述防冻剂为醇类、氯代烃类和无机盐中的至少一种，
所述流平剂为聚氨酯类，
所述增稠剂为聚丙烯酸增稠剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的节能耐用自清洁变色外墙水漆的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂、润湿剂、防腐剂、防冻剂和水混合，再加入颜填料、功能性填料和色彩变化颜料，混合得到浆料A；
将改性丙烯酸乳液和成膜助剂混合得到浆料B；
将浆料A和浆料B混合均匀，然后加入消泡剂、流平剂、pH调节剂和增稠剂，得到节能耐用自清洁变色外墙水漆。
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