CN107502124A - 一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，工艺简单，制作成本低，安全环保，适合工业化生产；以有机硅改性丙烯酸酯乳液主要原料，耐高低温性能好，表面能低，耐水和耐候性优；离子型乳化剂嵌入非离子型乳化剂，拉大乳胶粒表面反应性乳化剂离子键的距离，非离子型乳化剂静电屏蔽作用，降低了乳胶粒表面的静电张力，增大反应性乳化剂在乳胶粒上的分布，乳胶漆稳定性更高，表面张力好；解决贝壳泛滥污染环境问题，还可以使得乳胶漆的质地细腻，充实漆膜，赋予乳胶漆不易沉淀和良好的涂刷性，多孔性还能有助于吸附空气中甲醛及金属离子等有害物质；去离子水作为溶剂，安全环保，体积固含高，可增加漆膜厚度，低VOC，附着力强、耐水性能优。

Description

一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法
技术领域
本发明涉及一种外墙乳胶漆技术领域，特别涉及一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法。
背景技术
外墙乳胶漆是以高分子乳液为成膜物的一类涂料，以合成树脂乳液为原料加入颜料、填料及各种助剂配置而成的一类水性涂料。外墙乳胶漆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。
乳胶漆施工结束后待挥发物挥发完毕后，留在建筑物表面的漆膜才是保护墙体的有效成分，通常以体积固含衡量；目前市场上的外墙乳胶漆大都存在体积固含衡量低，附着能力不强，耐水耐候性差，长期暴露在空气中容易出现剥落、开裂、变色、脱粉等问题；同时还含有甲醛或苯溶剂等成分而污染环境；而且现有的乳胶漆制备方法成本高，工艺复杂，产生污染环境的有害物质等问题。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，包括以下方法步骤：
(1)有机硅改性丙烯酸酯乳液制备：将过硫酸铵加入到装有去离子水的引发剂槽中，搅拌均匀得到浓度为2-3％的引发剂溶解液；将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、八甲基环四硅氧烷(D4)在预混槽中混合均匀得到聚合单体混合相；将十二烷基烯丙基琥珀酸钠和去离子水加入到四口烧瓶中，加热到60-80℃，缓慢滴加混合均匀的聚合单体混合相和80％的引发剂溶解液，时间1-2h，反应过程中温度维持在60-80℃，转速维持在200-300r/min；滴加完保温1-2h，温度为60-80℃，再滴加剩余的20％的引发剂溶解液，待体系冷却至40℃时，加入碳酸氢钠调节PH值至6-8即得；所述的各组分原料的重量份数为：丙烯酸甲酯10-20份、丙烯酸乙酯10-20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-2份、八甲基环四硅氧烷(D4)5-10份、十二烷基烯丙基琥珀酸钠4-8份、过硫酸铵0.1-1.0份、去离子水60-80份；
(2)贝壳超微粉制备：将贝壳在惰性气体氛围下于600-800℃烧结1h后超微粉碎至325目而成；
(3)将复合乳化剂、醋酸纤维素及三分之一重量份的去离子水加入分散机于300-500r/min转速下搅拌分散至混合均匀后，边搅拌边加入重质碳酸钙粉、钛白粉、陶瓷微粉、步骤(2)的贝壳超微粉和三分之一的去离子水，分散3-5min后，调整转速为500-700r/min搅拌20-30min，得混合物料；
(4)将转速调整为400-600r/min搅拌条件下，往步骤(3)混合物料中加入有机硅改性丙烯酸酯乳液、含氟硅丙烯酸酯分散8-10min后，最后加入抗菌剂、防霉剂、消泡剂、防冻剂和剩余的三分之一的去离子水，调整转速为800-1000r/min后搅拌60-90min即得所述的乳胶漆。
优选地，所述的乳胶漆各组分的重量份数为：有机硅改性丙烯酸酯乳液25-35份、含氟硅丙烯酸酯3-5份、钛白粉8-12份、贝壳超微粉15-25份、醋酸纤维素3-5份、复合乳化剂0.5-0.8份、陶瓷微粉2-4份、重质碳酸钙粉6-10份、抗菌剂1-3份、防霉剂3-5份、消泡剂1-2份、防冻剂1-2份、去离子水60-80份。
优选的，所述步骤(3)中的复合乳化剂为非离子型氟碳表面活性剂和十二烷基醇按照重量比1-3:1复合而成。
优选的，所述步骤(3)中的钛白粉为金红石型钛白粉。
优选的，所述步骤(3)中的陶瓷微粉为氧化铝陶瓷微粉、二氧化钛陶瓷微粉中的一种或者两种的任意比例混合物。
优选的，所述步骤(4)中的抗菌剂为无机抗菌剂，包括磷酸银、钨酸银中的一种或两种混合物，且为混合物时，混合重量比为1:1。
优选的，所述步骤(4)中的防霉剂为防霉剂M-8。
优选的，所述步骤(4)中的消泡剂为水溶性硅油类消泡剂。
优选的，所述步骤(4)中的防冻剂为丙二醇。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，工艺简单，制作成本低，安全环保，不会产生污染环境的有害物质，适合工业化生产；以有机硅改性丙烯酸酯乳液主要原料，具有高度的柔顺性、耐高低温性能好，表面能低，耐水性能和耐候性能优良；复合乳化剂采用离子型乳化剂之间嵌入非离子型乳化剂，可以拉大乳胶粒表面反应性乳化剂离子键的距离，非离子型乳化剂静电屏蔽作用，大大降低了乳胶粒表面的静电张力，增大了反应性乳化剂在乳胶粒上的分布，使得乳胶漆稳定性更高，表面张力好；贝壳粉的利用，不仅可以解决贝壳泛滥污染海洋环境问题，还可以使得乳胶漆的质地细腻，充实漆膜，赋予乳胶漆不易沉淀和良好的涂刷性，多孔性还能有助于吸附空气中甲醛及金属离子等有害物质；本发明的乳胶漆采用去离子水作为溶剂，体积固含高，可增加漆膜厚度，低VOC，安全环保，附着力强、耐水性能优。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例进一步详细说明。
表1为本发明实施例所述的环保耐污型外墙乳胶漆组成成分表；表2为为本发明实施例的环保耐污型外墙乳胶漆的性能测试；表3为本发明所述的有机硅改性丙烯酸酯乳液各组分成分表。
表1.实施例所述乳胶漆成分(单位：份)
实施例1 实施例2 实施例3
有机硅改性丙烯酸酯乳液 100 200 150
含氟硅丙烯酸酯 20 30 25
钛白粉 1 2 1.5
贝壳超微粉 8 12 10
醋酸纤维素 8 12 10
复合乳化剂 6 8 7
陶瓷微粉 6 12 9
重质碳酸钙粉 8 12 10
抗菌剂 1 3 2
防霉剂 3 5 4
消泡剂 1 2 1.5
防冻剂 1 2 1.5
去离子水 60 80 70
表2.性能测试结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
干燥时间/h 1.5 1.2 1.0
耐水性 120h无异常 120h无异常 120h无异常
耐碱性48h 无异常 无异常 无异常
耐洗刷性/次 ≥2000 ≥2000 ≥2000
低温稳定性 不变质 不变质 不变质
表3.有机硅改性丙烯酸酯乳液成分(单位：份)
实施例1
一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，包括以下方法步骤：
(1)有机硅改性丙烯酸酯乳液制备：将过硫酸铵加入到装有去离子水的引发剂槽中，搅拌均匀得到浓度为2％的引发剂溶解液；将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、八甲基环四硅氧烷(D4)在预混槽中混合均匀得到聚合单体混合相；将十二烷基烯丙基琥珀酸钠和去离子水加入到四口烧瓶中，加热到60℃，缓慢滴加混合均匀的聚合单体混合相和80％的引发剂溶解液，时间1h，反应过程中温度维持在60℃，转速维持在200r/min；滴加完保温1h，温度为60℃，再滴加剩余的20％的引发剂溶解液，待体系冷却至40℃时，加入碳酸氢钠调节PH值至6即得；
(2)贝壳超微粉制备：将贝壳在惰性气体氛围下于600℃烧结1h后超微粉碎至325目而成；
(3)将复合乳化剂、醋酸纤维素及三分之一重量份的去离子水加入分散机于300r/min转速下搅拌分散至混合均匀后，边搅拌边加入重质碳酸钙粉、钛白粉、陶瓷微粉、步骤(2)的贝壳超微粉和三分之一的去离子水，分散3min后，调整转速为500r/min搅拌20min，得混合物料；
(4)将转速调整为400r/min搅拌条件下，往步骤(3)混合物料中加入有机硅改性丙烯酸酯乳液、含氟硅丙烯酸酯分散8min后，最后加入抗菌剂、防霉剂、消泡剂、防冻剂和剩余的三分之一的去离子水，调整转速为800r/min后搅拌60min即得所述的乳胶漆。
所述步骤(3)中的复合乳化剂为非离子型氟碳表面活性剂和十二烷基醇按照重量比1-3:1复合而成。
所述步骤(3)中的钛白粉为金红石型钛白粉。
所述步骤(3)中的陶瓷微粉为氧化铝陶瓷微粉、二氧化钛陶瓷微粉中的一种或者两种的任意比例混合物。
所述步骤(4)中的抗菌剂为无机抗菌剂，包括磷酸银、钨酸银中的一种或两种混合物，且为混合物时，混合重量比为1:1。
所述步骤(4)中的防霉剂为防霉剂M-8。
所述步骤(4)中的消泡剂为水溶性硅油类消泡剂。
所述步骤(4)中的防冻剂为丙二醇。
实施例2
一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，包括以下方法步骤：
(1)有机硅改性丙烯酸酯乳液制备：将过硫酸铵加入到装有去离子水的引发剂槽中，搅拌均匀得到浓度为3％的引发剂溶解液；将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、八甲基环四硅氧烷(D4)在预混槽中混合均匀得到聚合单体混合相；将十二烷基烯丙基琥珀酸钠和去离子水加入到四口烧瓶中，加热到80℃，缓慢滴加混合均匀的聚合单体混合相和80％的引发剂溶解液，时间2h，反应过程中温度维持在80℃，转速维持在300r/min；滴加完保温2h，温度为80℃，再滴加剩余的20％的引发剂溶解液，待体系冷却至40℃时，加入碳酸氢钠调节PH值至8即得；
(2)贝壳超微粉制备：将贝壳在惰性气体氛围下于800℃烧结1h后超微粉碎至325目而成；
(3)将复合乳化剂、醋酸纤维素及三分之一重量份的去离子水加入分散机于500r/min转速下搅拌分散至混合均匀后，边搅拌边加入重质碳酸钙粉、钛白粉、陶瓷微粉、步骤(2)的贝壳超微粉和三分之一的去离子水，分散5min后，调整转速为700r/min搅拌30min，得混合物料；
(4)将转速调整为600r/min搅拌条件下，往步骤(3)混合物料中加入有机硅改性丙烯酸酯乳液、含氟硅丙烯酸酯分散10min后，最后加入抗菌剂、防霉剂、消泡剂、防冻剂和剩余的三分之一的去离子水，调整转速为1000r/min后搅拌90min即得所述的乳胶漆。
所述步骤(3)中的复合乳化剂为非离子型氟碳表面活性剂和十二烷基醇按照重量比3:1复合而成。
所述步骤(3)中的钛白粉为金红石型钛白粉。
所述步骤(3)中的陶瓷微粉为氧化铝陶瓷微粉、二氧化钛陶瓷微粉中的一种或者两种的任意比例混合物。
所述步骤(4)中的抗菌剂为无机抗菌剂，包括磷酸银、钨酸银中的一种或两种混合物，且为混合物时，混合重量比为1:1。
所述步骤(4)中的防霉剂为防霉剂M-8。
所述步骤(4)中的消泡剂为水溶性硅油类消泡剂。
所述步骤(4)中的防冻剂为丙二醇。
实施例3
一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，包括以下方法步骤：
(1)有机硅改性丙烯酸酯乳液制备：将过硫酸铵加入到装有去离子水的引发剂槽中，搅拌均匀得到浓度为2.5％的引发剂溶解液；将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、八甲基环四硅氧烷(D4)在预混槽中混合均匀得到聚合单体混合相；将十二烷基烯丙基琥珀酸钠和去离子水加入到四口烧瓶中，加热到70℃，缓慢滴加混合均匀的聚合单体混合相和80％的引发剂溶解液，时间1.5h，反应过程中温度维持在70℃，转速维持在250r/min；滴加完保温1.5h，温度为70℃，再滴加剩余的20％的引发剂溶解液，待体系冷却至40℃时，加入碳酸氢钠调节PH值至7即得；
(2)贝壳超微粉制备：将贝壳在惰性气体氛围下于700℃烧结1h后超微粉碎至325目而成；
(3)将复合乳化剂、醋酸纤维素及三分之一重量份的去离子水加入分散机于400r/min转速下搅拌分散至混合均匀后，边搅拌边加入重质碳酸钙粉、钛白粉、陶瓷微粉、步骤(2)的贝壳超微粉和三分之一的去离子水，分散4min后，调整转速为600r/min搅拌25min，得混合物料；
(4)将转速调整为500r/min搅拌条件下，往步骤(3)混合物料中加入有机硅改性丙烯酸酯乳液、含氟硅丙烯酸酯分散9min后，最后加入抗菌剂、防霉剂、消泡剂、防冻剂和剩余的三分之一的去离子水，调整转速为900r/min后搅拌75min即得所述的乳胶漆。
所述步骤(3)中的复合乳化剂为非离子型氟碳表面活性剂和十二烷基醇按照重量比2:1复合而成。
所述步骤(3)中的钛白粉为金红石型钛白粉。
所述步骤(3)中的陶瓷微粉为氧化铝陶瓷微粉、二氧化钛陶瓷微粉中的一种或者两种的任意比例混合物。
所述步骤(4)中的抗菌剂为无机抗菌剂，包括磷酸银、钨酸银中的一种或两种混合物，且为混合物时，混合重量比为1:1。
所述步骤(4)中的防霉剂为防霉剂M-8。
所述步骤(4)中的消泡剂为水溶性硅油类消泡剂。
所述步骤(4)中的防冻剂为丙二醇。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括以下方法步骤：
（1）有机硅改性丙烯酸酯乳液制备：将过硫酸铵加入到装有去离子水的引发剂槽中，搅拌均匀得到浓度为2-3%的引发剂溶解液；将丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、八甲基环四硅氧烷（D4）在预混槽中混合均匀得到聚合单体混合相；将十二烷基烯丙基琥珀酸钠和去离子水加入到四口烧瓶中，加热到60-80℃，缓慢滴加混合均匀的聚合单体混合相和80%的引发剂溶解液，时间1-2h，反应过程中温度维持在60-80℃，转速维持在200-300r/min；滴加完保温1-2h，温度为60-80℃，再滴加剩余的20%的引发剂溶解液，待体系冷却至40℃时，加入碳酸氢钠调节PH值至6-8即得；所述的各组分原料的重量份数为：丙烯酸甲酯10-20份、丙烯酸乙酯10-20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-2份、八甲基环四硅氧烷（D4）5-10份、十二烷基烯丙基琥珀酸钠4-8份、过硫酸铵0.1-1.0份、去离子水60-80份；
（2）贝壳超微粉制备：将贝壳在惰性气体氛围下于600-800℃烧结1h后超微粉碎至325目而成；
（3）将复合乳化剂、醋酸纤维素及三分之一重量份的去离子水加入分散机于300-500r/min转速下搅拌分散至混合均匀后，边搅拌边加入重质碳酸钙粉、钛白粉、陶瓷微粉、步骤（2）的贝壳超微粉和三分之一的去离子水，分散3-5min后，调整转速为500-700r/min搅拌20-30min，得混合物料；
（4）将转速调整为400-600r/min搅拌条件下，往步骤（3）混合物料中加入有机硅改性丙烯酸酯乳液、含氟硅丙烯酸酯分散8-10min后，最后加入抗菌剂、防霉剂、消泡剂、防冻剂和剩余的三分之一的去离子水，调整转速为800-1000r/min后搅拌60-90min即得所述的乳胶漆。
2.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述的乳胶漆各组分的重量份数为：有机硅改性丙烯酸酯乳液25-35份、含氟硅丙烯酸酯3-5份、钛白粉8-12份、贝壳超微粉15-25份、醋酸纤维素3-5份、复合乳化剂0.5-0.8份、陶瓷微粉2-4份、重质碳酸钙粉6-10份、抗菌剂1-3份、防霉剂3-5份、消泡剂1-2份、防冻剂1-2份、去离子水60-80份。
3.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的复合乳化剂为非离子型氟碳表面活性剂和十二烷基醇按照重量比1-3:1复合而成。
4.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的钛白粉为金红石型钛白粉。
5.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的陶瓷微粉为氧化铝陶瓷微粉、二氧化钛陶瓷微粉中的一种或者两种的任意比例混合物。
6.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的抗菌剂为无机抗菌剂，包括磷酸银、钨酸银中的一种或两种混合物，且为混合物时，混合重量比为1:1。
7.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的防霉剂为防霉剂M-8。
8.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的消泡剂为水溶性硅油类消泡剂。
9.根据权利要求1所述的一种环保耐污型外墙乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中的防冻剂为丙二醇。
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