CN108624222A - 一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料。墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯‑丙烯酸酯乳液、有机硅树脂、钛白粉、包膜金属微粉、石墨烯、颜料、润湿分散剂、硅烷偶联剂、异氰酸酯固化剂、二甲硫基甲苯二胺、消泡剂、成膜助剂和紫外线吸收剂。其中，润湿分散剂为聚丙烯酸铵分散剂或聚羟酸铵分散剂；消泡剂为有机硅消泡剂，成膜助剂为醇酯十二，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯或2‑羟基‑4‑甲氧基二苯甲酮。该涂料的防辐射性能较为突出，并且具有非常优秀的耐腐蚀性能和防水性能。

Description

一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料
技术领域
本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料。
背景技术
涂料是指应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料的总称，建筑涂料是涂料中的一个重要类别，在我国，一般将用于建筑物内墙，外墙，顶棚，地面，卫生间的涂料称为建筑涂料。
建筑涂料具有装饰功能、保护功能和居住性改进功能。各种功能所占的比重因使用目的不同而不尽相同。装饰功能是通过建筑物的美化来提高它的外观价值的功能。主要包括平面色彩、图案及光泽方面的构思设计及立体花纹的构思设计。但要与建筑物本身的造型和基材本身的大小和形状相配合，才能充分的发挥出来。保护功能是指保护建筑物不受环境的影响和破坏的功能。不同种类的被保护体对保护功能要求的内容也各不相同。如室内与室外涂装所要求达到的指标差别就很大。有的建筑物对防霉、防火、保温隔热、耐腐蚀等有特殊要求。居住性改进功能主要是对室内涂装而言，就是有助于改进居住环境的功能，如隔音性、吸音性、防结露性等。
随着科技的进步，越来越多的电力或电子设备在我们生活的环境中产生各种各样的电磁辐射，这些无处不在的电磁辐射会对人体的健康造成危害，尤其是对于孕妇儿童，电磁辐射的强度过大甚至会影响幼儿的正常发育。因此越来越多的厂家开始推出具有防辐射性能的建筑涂料，这些涂料中通过石墨烯和金属质材料的添加提高涂料的防辐射性能。
专利公开号CN101831211A公开了一种吸音防辐射涂料及其制备方法，该涂料，既有一般乳胶漆的优良特性，同时它还有具有良好的吸音，具有涂层无接缝，超强遮盖力、漆面光滑、手触感平滑舒服，装饰性强，色彩丰富亮丽、流平性能卓越，涂刷简便，抗碱防霉性特强，长久使用不褪色，耐刷洗性特好，但是涂料的防辐射性能不是非常突出，防辐射效果有限。
专利公开号CN104650660A公开了一种内墙防辐射涂料的原料组合物，该涂料中使用镀金属织物、金属纤维精仿织物、多离子织物和不锈钢纤维棉条等材料来提高涂料的防辐射性能，但是该涂料使用的材料的耐腐蚀性能较差。
事实上，通过金属制品添加来实现防辐射性能的涂料都具有这样的问题，因为这些Fe、Al、Zn、Mg等金属在酸、碱或强氧化条件下容易被氧化腐蚀，从而降低涂料的化学稳定性，并导致涂料失去防辐射性能。如果使用活泼性相对较低的Au、Pt或Ag等金属材料进行添加，又会导致涂料成本太高，不具有实用价值。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，该涂料的防辐射性能较为突出，并且具有非常优秀的耐腐蚀性能和防水性能。
一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，按照质量份数，墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液40-45份，有机硅树脂6-9份，钛白粉7-10份，包膜金属微粉12-17份，石墨烯1-3份，颜料4-7份，润湿分散剂1-2份，硅烷偶联剂1-3份，异氰酸酯固化剂15-20份，二甲硫基甲苯二胺2-4份，消泡剂0.3-0.6份，成膜助剂0.5-1.4份，紫外线吸收剂0.5-2.3份。
优选地，按照质量份数，该墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液42-44份，有机硅树脂7-8份，钛白粉8-9份，包膜金属微粉14-16份，石墨烯1.5-2.5份，颜料5-6份，润湿分散剂1.2-1.7份，硅烷偶联剂1.5-2.4份，异氰酸酯固化剂17-19份，二甲硫基甲苯二胺2.5-3.5份，消泡剂0.4-0.5份，成膜助剂0.8-1.2份，紫外线吸收剂1.2-1.7份。
进一步优选地，按照质量份数，所述墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液43份，有机硅树脂7.5份，钛白粉8.5份，包膜金属微粉15份，石墨烯2份，颜料5.5份，润湿分散剂1.5份，硅烷偶联剂2份，异氰酸酯固化剂18份，二甲硫基甲苯二胺3份，消泡剂0.5份，成膜助剂0.9份，紫外线吸收剂1.5份。
本发明中，包膜金属微粉的制备方法包括如下步骤：按照1:3的摩尔比将三聚氰胺和35wt%的甲醛溶液加入到反应釜中，然后向反应釜中加入占混合物体积0.5倍的乙二醇溶剂，混合搅拌均匀后用10%的氢氧化钠溶液将PH值调节至8-8.5，以55-60℃的温度搅拌反应2h得到预聚体A；按照质量份数，将2份十二烷基磺酸钠、4份聚乙烯醇，100份去离子水，60份金属粉末和80份预聚体A 加入到反应釜中，用乙酸将反应物的PH值调节至5.2-5.4，将反应釜内温度升高至75-80℃，搅拌反应3-4h，反应结束后，用10%的氢氧化钠溶液将产物的PH值调节至中性并，产物冷却至室温后抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤后干燥处理，干燥温度为90-100℃，干燥完成后得到所需包膜金属微粉。
包膜金属微粉中金属粉为铝粉、铜粉和银粉的混合物，其中，铝粉和铜粉的质量比为4:1，银粉的质量分数为0.2-0.4%。金属粉末的粒径为0.2-0.6μm。
优选地，石墨烯采用由4-溴-1,2-环氧丁烷和2-羟基二苯甲酮组成的表面改性剂进行改性处理。
石墨烯经过改性处理后，可以更好地与有机乳液相容，从而均匀分散于涂料基材中，发挥防辐射作用。
优选地，润湿分散剂为聚丙烯酸铵分散剂或聚羟酸铵分散剂。
润湿分散剂的作用是改善钛白粉和颜料等无机材料在乳液中的润湿和分散性能，增强有机硅树脂和乳液的相容性；从而提高该涂料的化学稳定性。
优选地，消泡剂为有机硅消泡剂，成膜助剂为醇酯十二，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
以上几种成分均是用于提高涂料的成膜性能和抗氧化性能的相关助剂，添加后能显著改善涂料的各项性能。
本发明提供的墙面涂料的制备方法为：
（1）按照质量份数，将水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液和有机硅树脂加入到分散釜中混合，然后将钛白粉、包膜金属微粉、石墨烯、颜料、润湿分散剂、硅烷偶联剂、消泡剂、成膜助剂和紫外线吸收剂加入到分散釜中，继续搅拌分散均匀，得到体系A；
（2）将异氰酸酯固化剂和二甲硫基甲苯二胺在分散釜中混合均匀，得到体系B；
（3）将体系B加入到体系A中，混合均匀，得到所需墙面涂料。
本发明具有如下的有益效果：
该型墙面涂料中，通过金属粉末和石墨烯的添加来提升涂料的防辐射性能；其中，石墨烯经过表面改性处理后可以更加均匀地分散于涂料中，并且可以和有机乳液和树脂之间通过化学键的连接增强相互作用，使得石墨烯材料在涂料中稳定存在，不发生析出和沉降。金属粉末是通过有机包膜技术进行包覆处理的复合材料，金属微粉的外层包覆有树脂层材料，该材料可以提高金属微粉的抗氧化耐腐蚀性能，从而保证的金属微粉可以稳定持久地发挥防辐射的功能性作用。此外，经过树脂包覆后的金属粉末还可以更好的涂料融合，并提高涂料的防水性能。
该型墙面涂料还具有良好的耐热性能和防水性能，涂料涂布后形成的防护层结构致密，膜层强度高，具有良好的耐冲击性能，不容易开裂和脱落，非常适合用作建筑外墙或内墙的表面防护。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，按照质量份数，墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液40份，有机硅树脂6份，钛白粉7份，包膜金属微粉12份，石墨烯1份，颜料4份，润湿分散剂1份，硅烷偶联剂1份，异氰酸酯固化剂15份，二甲硫基甲苯二胺2份，消泡剂0.3份，成膜助剂0.5份，紫外线吸收剂0.5份。
本实施例中，包膜金属微粉的制备方法包括如下步骤：按照1:3的摩尔比将三聚氰胺和35wt%的甲醛溶液加入到反应釜中，然后向反应釜中加入占混合物体积0.5倍的乙二醇溶剂，混合搅拌均匀后用10%的氢氧化钠溶液将PH值调节至8，以55℃的温度搅拌反应2h得到预聚体A；按照质量份数，将2份十二烷基磺酸钠、4份聚乙烯醇，100份去离子水，60份金属粉末和80份预聚体A 加入到反应釜中，用乙酸将反应物的PH值调节至5.2，将反应釜内温度升高至75℃，搅拌反应3h，反应结束后，用10%的氢氧化钠溶液将产物的PH值调节至中性并，产物冷却至室温后抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤后干燥处理，干燥温度为90℃，干燥完成后得到所需包膜金属微粉。
包膜金属微粉中金属粉为铝粉、铜粉和银粉的混合物，其中，铝粉和铜粉的质量比为4:1，银粉的质量分数为0.2%。金属粉末的粒径为0.2-0.6μm。
其中，石墨烯采用由4-溴-1,2-环氧丁烷和2-羟基二苯甲酮组成的表面改性剂进行改性处理。
润湿分散剂为聚丙烯酸铵分散剂。
消泡剂为有机硅消泡剂，成膜助剂为醇酯十二，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
本发明提供的墙面涂料的制备方法为：
（1）按照质量份数，将水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液和有机硅树脂加入到分散釜中混合，然后将钛白粉、包膜金属微粉、石墨烯、颜料、润湿分散剂、硅烷偶联剂、消泡剂、成膜助剂和紫外线吸收剂加入到分散釜中，继续搅拌分散均匀，得到体系A；
（2）将异氰酸酯固化剂和二甲硫基甲苯二胺在分散釜中混合均匀，得到体系B；
（3）将体系B加入到体系A中，混合均匀，得到所需墙面涂料。
实施例2
一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，按照质量份数，墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液45份，有机硅树脂9份，钛白粉10份，包膜金属微粉17份，石墨烯3份，颜料7份，润湿分散剂2份，硅烷偶联剂3份，异氰酸酯固化剂20份，二甲硫基甲苯二胺4份，消泡剂0.6份，成膜助剂1.4份，紫外线吸收剂2.3份。
本实施例中，包膜金属微粉的制备方法包括如下步骤：按照1:3的摩尔比将三聚氰胺和35wt%的甲醛溶液加入到反应釜中，然后向反应釜中加入占混合物体积0.5倍的乙二醇溶剂，混合搅拌均匀后用10%的氢氧化钠溶液将PH值调节至8.5，以60℃的温度搅拌反应2h得到预聚体A；按照质量份数，将2份十二烷基磺酸钠、4份聚乙烯醇，100份去离子水，60份金属粉末和80份预聚体A 加入到反应釜中，用乙酸将反应物的PH值调节至5.4，将反应釜内温度升高至80℃，搅拌反应4h，反应结束后，用10%的氢氧化钠溶液将产物的PH值调节至中性并，产物冷却至室温后抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤后干燥处理，干燥温度为100℃，干燥完成后得到所需包膜金属微粉。
包膜金属微粉中金属粉为铝粉、铜粉和银粉的混合物，其中，铝粉和铜粉的质量比为4:1，银粉的质量分数为0.4%。金属粉末的粒径为0.2-0.6μm。
其中，石墨烯采用由4-溴-1,2-环氧丁烷和2-羟基二苯甲酮组成的表面改性剂进行改性处理。
润湿分散剂为聚羟酸铵分散剂。
消泡剂为有机硅消泡剂，成膜助剂为醇酯十二，紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
本发明提供的墙面涂料的制备方法为：
（1）按照质量份数，将水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液和有机硅树脂加入到分散釜中混合，然后将钛白粉、包膜金属微粉、石墨烯、颜料、润湿分散剂、硅烷偶联剂、消泡剂、成膜助剂和紫外线吸收剂加入到分散釜中，继续搅拌分散均匀，得到体系A；
（2）将异氰酸酯固化剂和二甲硫基甲苯二胺在分散釜中混合均匀，得到体系B；
（3）将体系B加入到体系A中，混合均匀，得到所需墙面涂料。
实施例3
一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，按照质量份数，墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液43份，有机硅树脂8份，钛白粉9份，包膜金属微粉15份，石墨烯2份，颜料6份，润湿分散剂1.5份，硅烷偶联剂2份，异氰酸酯固化剂18份，二甲硫基甲苯二胺3份，消泡剂0.5份，成膜助剂0.9份，紫外线吸收剂1.5份。
本实施例中，包膜金属微粉的制备方法包括如下步骤：按照1:3的摩尔比将三聚氰胺和35wt%的甲醛溶液加入到反应釜中，然后向反应釜中加入占混合物体积0.5倍的乙二醇溶剂，混合搅拌均匀后用10%的氢氧化钠溶液将PH值调节至8.3，以58℃的温度搅拌反应2h得到预聚体A；按照质量份数，将2份十二烷基磺酸钠、4份聚乙烯醇，100份去离子水，60份金属粉末和80份预聚体A 加入到反应釜中，用乙酸将反应物的PH值调节至5.3，将反应釜内温度升高至77℃，搅拌反应3-4h，反应结束后，用10%的氢氧化钠溶液将产物的PH值调节至中性并，产物冷却至室温后抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤后干燥处理，干燥温度为95℃，干燥完成后得到所需包膜金属微粉。
包膜金属微粉中金属粉为铝粉、铜粉和银粉的混合物，其中，铝粉和铜粉的质量比为4:1，银粉的质量分数为0.3%。金属粉末的粒径为0.2-0.6μm。
其中，石墨烯采用由4-溴-1,2-环氧丁烷和2-羟基二苯甲酮组成的表面改性剂进行改性处理。
润湿分散剂为聚丙烯酸铵分散剂。
消泡剂为有机硅消泡剂，成膜助剂为醇酯十二，紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
本发明提供的墙面涂料的制备方法为：
（1）按照质量份数，将水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液和有机硅树脂加入到分散釜中混合，然后将钛白粉、包膜金属微粉、石墨烯、颜料、润湿分散剂、硅烷偶联剂、消泡剂、成膜助剂和紫外线吸收剂加入到分散釜中，继续搅拌分散均匀，得到体系A；
（2）将异氰酸酯固化剂和二甲硫基甲苯二胺在分散釜中混合均匀，得到体系B；
（3）将体系B加入到体系A中，混合均匀，得到所需墙面涂料。
性能测试
根据GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》和JT/T210-2007《建筑用内外墙底漆》等技术标准中的试验方法，对本实施例中涂料的表干时间、粘结强度、抗压强度、耐老化性能、耐水性和存贮状态等性能进行测试，并根据GJB6190-2008的标准，测试涂料的电磁辐射屏蔽效率，本测试试验中，以市场上购买的普通外墙涂料作为对比例，进行性能对比，得到如下测试结果：
表1：本实施例与对比例中墙面涂料的性能测试结果
采用GB/14907-2002的测试标准，对本实施例的以及对比例的耐腐蚀性能进行测试，得到如下测试结果：
表2：本实施例与对比例中墙面涂料的性能测试结果
测试项目 技术指标 对比例 实施例1 实施例2 实施例3
耐碱性 360h，无开裂、脱落现象 420h，无开裂、脱落现象 680h，无开裂、脱落现象 680h，无开裂、脱落现象 700h，无开裂、脱落现象
耐酸性 360h，无开裂、脱落现象 410h，无开裂、脱落现象 650h，无开裂、脱落现象 650h，无开裂、脱落现象 690h，无开裂、脱落现象
分析以上试验数据发现，本发明提供的防辐射涂料的各项性能均能达到相关国家标准的要求，与市场上的普通涂料相比，该墙面涂料的性质稳定，分散性好，可以长时间稳定贮存，不容易沉降和结块；涂料的干燥时间较短、粘结强度和抗压强度高，
防水性好、不容易渗透，耐热性能好、不容易老化，对于常规电磁辐射的屏蔽效果达到55-60％；防辐射性能优越。
此外，该涂料好具有突出的耐腐蚀性能，涂料再酸碱腐蚀条件下的耐受性能均好于市场上的普通建筑涂料，耐受时间延长60-70%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于，按照质量份数，所述墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液40-45份，有机硅树脂6-9份，钛白粉7-10份，包膜金属微粉12-17份，石墨烯1-3份，颜料4-7份，润湿分散剂1-2份，硅烷偶联剂1-3份，异氰酸酯固化剂15-20份，二甲硫基甲苯二胺2-4份，消泡剂0.3-0.6份，成膜助剂0.5-1.4份，紫外线吸收剂0.5-2.3份。
2.根据权利要求1所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于，按照质量份数，所述墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液42-44份，有机硅树脂7-8份，钛白粉8-9份，包膜金属微粉14-16份，石墨烯1.5-2.5份，颜料5-6份，润湿分散剂1.2-1.7份，硅烷偶联剂1.5-2.4份，异氰酸酯固化剂17-19份，二甲硫基甲苯二胺2.5-3.5份，消泡剂0.4-0.5份，成膜助剂0.8-1.2份，紫外线吸收剂1.2-1.7份。
3.根据权利要求2所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于：按照质量份数，所述墙面涂料中包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液43份，有机硅树脂7.5份，钛白粉8.5份，包膜金属微粉15份，石墨烯2份，颜料5.5份，润湿分散剂1.5份，硅烷偶联剂2份，异氰酸酯固化剂18份，二甲硫基甲苯二胺3份，消泡剂0.5份，成膜助剂0.9份，紫外线吸收剂1.5份。
4.根据权利要求1所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于：所述包膜金属微粉的制备方法包括如下步骤：按照1:3的摩尔比将三聚氰胺和35wt%的甲醛溶液加入到反应釜中，然后向反应釜中加入占混合物体积0.5倍的乙二醇溶剂，混合搅拌均匀后用10%的氢氧化钠溶液将PH值调节至8-8.5，以55-60℃的温度搅拌反应2h得到预聚体A；按照质量份数，将2份十二烷基磺酸钠、4份聚乙烯醇，100份去离子水，60份金属粉末和80份预聚体A 加入到反应釜中，用乙酸将反应物的PH值调节至5.2-5.4，将反应釜内温度升高至75-80℃，搅拌反应3-4h，反应结束后，用10%的氢氧化钠溶液将产物的PH值调节至中性并，产物冷却至室温后抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤后干燥处理，干燥温度为90-100℃，干燥完成后得到所需包膜金属微粉。
5.根据权利要求4所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于：所述包膜金属微粉中金属粉为铝粉、铜粉和银粉的混合物，其中，铝粉和铜粉的质量比为4:1，银粉的质量分数为0.2-0.4%。
6.根据权利要求5所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于：所述金属粉末的粒径为0.2-0.6μm。
7.根据权利要求1所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于：所述石墨烯采用由4-溴-1,2-环氧丁烷和2-羟基二苯甲酮组成的表面改性剂进行改性处理。
8.根据权利要求1所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于： 所述润湿分散剂为聚丙烯酸铵分散剂或聚羟酸铵分散剂。
9.根据权利要求1所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于： 所述消泡剂为有机硅消泡剂，成膜助剂为醇酯十二，紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
10.根据权利要求1所述的一种具有防辐射耐腐蚀性能的墙面涂料，其特征在于：所述墙面涂料的制备方法为：
（1）按照质量份数，将水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液和有机硅树脂加入到分散釜中混合，然后将钛白粉、包膜金属微粉、石墨烯、颜料、润湿分散剂、硅烷偶联剂、消泡剂、成膜助剂和紫外线吸收剂加入到分散釜中，继续搅拌分散均匀，得到体系A；
（2）将异氰酸酯固化剂和二甲硫基甲苯二胺在分散釜中混合均匀，得到体系B；
（3）将体系B加入到体系A中，混合均匀，得到所需墙面涂料。
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