CN108659656A - 一种建筑用防污涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用防污涂料，包括以下主要成分：聚丙烯酸酯、轻质碳酸钙、钛白粉、红外陶瓷粉、空心陶瓷微珠、纳米级防污助剂、分散剂、防冻剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、成膜催化剂和水。无机改性氧化石墨烯作为防污助剂，其主要作用为：通过将金属离子附着在氧化石墨烯表面，并通过聚羧酸系高效减水剂处理后，不再与涂料中的轻质碳酸钙溶解后产生的钙离子结合，分散效果好，微量的二氧化钛P25附着在氧化石墨烯表面可以起到非常好的自清洁效果；加入微量的成膜催化剂与有机硅化合物和聚丙烯酸酯相互作用，可以显著提高成膜性能；本发明所得涂料不含有害有机溶剂和其他有毒有害物质，是环保产品。

Description

一种建筑用防污涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑隔热涂料技术领域，特别是涉及一种建筑用防污涂料及其制备方法。
背景技术
现代建筑的外墙大部分采用钢筋混凝土、水泥预制件或者砖石等建筑材料所构筑，外墙涂料所面临的绝大部分底材的主要成分是水泥。在建筑外墙上使用的涂料，随着风吹日晒，暴露在空气中，灰尘容易附着在涂料表层，经过一段时间，崭新的外墙涂料就会变脏，并且清洗不便，为了美观，只能重新涂刷，造成极大的资源浪费。
目前市场上的建筑用防污涂料存在以下问题：一是多为溶剂型体系，环保效果差；二是采用多层涂膜，成本高，反射效率较差；三是防污效果不佳，3-5每年后，容易沾染灰尘，从而导致浅色涂料变脏，需要经常清理。为了解决以上问题，有必要研发一种建筑用防污涂料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种建筑用防污涂料。
一种建筑用防污涂料，包括以下主要成分：
聚丙烯酸酯12-18％
轻质碳酸钙8-15％
钛白粉15-25％
红外陶瓷粉0.2-0.5％
空心陶瓷微珠1-3％
纳米级防污助剂0.02-0.05％
分散剂0.2-0.5％
防冻剂0.1-0.3％
增稠剂0.5-1％
润湿剂0.05-0.1％
消泡剂0.2-0.4％
成膜助剂0.5-1％
成膜催化剂0.002-0.005％
水 余量。
优选的，所述的红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠的粒径为325目。
优选的，所述的润湿剂为巴斯夫Hydropalat875。
优选的，所述的成膜助剂为十二碳醇酯；所述的成膜催化剂为氧化铈。
优选的，所述的钛白粉中，包含0.1-0.5％的二氧化钛P25。
优选的，所述的纳米级防污助剂为无机改性氧化石墨烯。
优选的，所述的无机改性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯和有机硅化合物分散于质量分数为75-90％的乙醇溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.2-0.5mg/mL；有机硅化合物的浓度为0.01-0.03mg/mL；边搅拌，边缓慢滴入金属离子，超声处理5-10min；加入氧化石墨烯质量6-8倍的聚羧酸系高效减水剂，继续超声处理30-50min，浓缩、干燥，即可。
优选的，所述的金属离子为铜、铝、锌、铁、钴、镍中的任意一种或者多种的组合；所述的金属离子的质量为氧化石墨烯质量的1-8％。
一种建筑用防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
A、向搅拌机中加入水、分散剂、防冻剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂，进行搅拌，搅拌速度为250-400rpm，搅拌时间15-20min；
B、调节搅拌速度为800-1000rpm，加入纳米级防污助剂，继续搅拌，搅拌时间15-20min；
C、继续加入轻质碳酸钙、钛白粉、红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠，搅拌15-20min；
D、继续加入成膜催化剂，搅拌15-20min；
E、调节搅拌速度为400-600rpm，继续加入聚丙烯酸酯、搅拌25-35min，研磨后过滤，即可。
本发明的有益之处在于：
1、本发明创造性的使用无机改性氧化石墨烯作为防污助剂，其主要作用为：通过特殊的制备方法，不仅将金属离子附着在氧化石墨烯表面，而且通过聚羧酸系高效减水剂处理后，不再与涂料中的轻质碳酸钙溶解后产生的钙离子结合，不但分散效果好，而且微量的二氧化钛P25附着在氧化石墨烯表面可以起到非常好的自清洁效果；
2、本发明使用阻隔性(加入红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠)、热反射(本发明的纳米级防污助剂同时具有热反射效果)和辐射隔热(加入轻质碳酸钙和钛白粉)多种反射隔热机理相结合的方式进行隔热处理；
3、本发明中加入微量的成膜催化剂与有机硅化合物和聚丙烯酸酯相互作用，可以显著提高成膜性能；
4、本发明为水性体系，安全环保，涂膜具备超强的附着力和硬度、防火阻燃、且具有耐水性、稳定性及耐高温性；本发明所得涂料不含对人体有伤害的有机溶剂(乙醇无毒、无害)和其他有毒有害物质，是环保产品。
具体实施方式
以下本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种建筑用防污涂料，包括以下主要成分：
聚丙烯酸酯16％
轻质碳酸钙12％
钛白粉22％
红外陶瓷粉0.3％
空心陶瓷微珠1.5％
纳米级防污助剂0.03％
分散剂0.25％
防冻剂0.15％
增稠剂0.8％
润湿剂0.07％
消泡剂0.25％
成膜助剂0.7％
成膜催化剂0.003％
水 余量。
所述的红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠的粒径为325目。
所述的润湿剂为巴斯夫Hydropalat875。
所述的成膜助剂为十二碳醇酯；所述的成膜催化剂为氧化铈。
所述的钛白粉中，包含0.3％的二氧化钛P25。
所述的纳米级防污助剂为无机改性氧化石墨烯。
所述的无机改性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯和有机硅化合物分散于质量分数为85％的乙醇溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.3mg/mL；有机硅化合物的浓度为0.02mg/mL；边搅拌，边缓慢滴入金属离子，超声处理8min；加入氧化石墨烯质量7倍的聚羧酸系高效减水剂，继续超声处理45min，浓缩、干燥，即可。
所述的金属离子为铜、铝、锌、铁、钴、镍的组合；所述的金属离子的质量为氧化石墨烯质量的5％。
一种建筑用防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
A、向搅拌机中加入水、分散剂、防冻剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂，进行搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间15min；
B、调节搅拌速度为850rpm，加入纳米级防污助剂，继续搅拌，搅拌时间18min；
C、继续加入轻质碳酸钙、钛白粉、红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠，搅拌18min；
D、继续加入成膜催化剂，搅拌17min；
E、调节搅拌速度为500rpm，继续加入聚丙烯酸酯、搅拌30min，研磨后过滤，即可。
实施例2
一种建筑用防污涂料，包括以下主要成分：
聚丙烯酸酯12％
轻质碳酸钙15％
钛白粉15％
红外陶瓷粉0.5％
空心陶瓷微珠1％
纳米级防污助剂0.05％
分散剂0.2％
防冻剂0.3％
增稠剂0.5％
润湿剂0.1％
消泡剂0.2％
成膜助剂1％
成膜催化剂0.002％
水 余量。
所述的红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠的粒径为325目。
所述的润湿剂为巴斯夫Hydropalat875。
所述的成膜助剂为十二碳醇酯；所述的成膜催化剂为氧化铈。
所述的钛白粉中，包含0.5％的二氧化钛P25。
所述的纳米级防污助剂为无机改性氧化石墨烯。
所述的无机改性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯和有机硅化合物分散于质量分数为75％的乙醇溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.5mg/mL；有机硅化合物的浓度为0.01mg/mL；边搅拌，边缓慢滴入金属离子，超声处理10min；加入氧化石墨烯质量6倍的聚羧酸系高效减水剂，继续超声处理50min，浓缩、干燥，即可。
所述的金属离子为铁、钴、镍的组合；所述的金属离子的质量为氧化石墨烯质量的1％。
一种建筑用防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
A、向搅拌机中加入水、分散剂、防冻剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂，进行搅拌，搅拌速度为400rpm，搅拌时间15min；
B、调节搅拌速度为1000rpm，加入纳米级防污助剂，继续搅拌，搅拌时间15min；
C、继续加入轻质碳酸钙、钛白粉、红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠，搅拌20min；
D、继续加入成膜催化剂，搅拌15min；
E、调节搅拌速度为600rpm，继续加入聚丙烯酸酯、搅拌25min，研磨后过滤，即可。
实施例3
一种建筑用防污涂料，包括以下主要成分：
聚丙烯酸酯18％
轻质碳酸钙8％
钛白粉25％
红外陶瓷粉0.2％
空心陶瓷微珠3％
纳米级防污助剂0.02％
分散剂0.5％
防冻剂0.1％
增稠剂1％
润湿剂0.05％
消泡剂0.4％
成膜助剂0.5％
成膜催化剂0.005％
水 余量。
所述的红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠的粒径为325目。
所述的润湿剂为巴斯夫Hydropalat875。
所述的成膜助剂为十二碳醇酯；所述的成膜催化剂为氧化铈。
所述的钛白粉中，包含0.1％的二氧化钛P25。
所述的纳米级防污助剂为无机改性氧化石墨烯。
所述的无机改性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯和有机硅化合物分散于质量分数为90％的乙醇溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.2mg/mL；有机硅化合物的浓度为0.03mg/mL；边搅拌，边缓慢滴入金属离子，超声处理5min；加入氧化石墨烯质量8倍的聚羧酸系高效减水剂，继续超声处理30min，浓缩、干燥，即可。
所述的金属离子为铝、锌、铁、的组合；所述的金属离子的质量为氧化石墨烯质量的8％。
一种建筑用防污涂料的制备方法，包括以下步骤：
A、向搅拌机中加入水、分散剂、防冻剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂，进行搅拌，搅拌速度为250rpm，搅拌时间20min；
B、调节搅拌速度为800rpm，加入纳米级防污助剂，继续搅拌，搅拌时间20min；
C、继续加入轻质碳酸钙、钛白粉、红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠，搅拌15min；
D、继续加入成膜催化剂，搅拌20min；
E、调节搅拌速度为400rpm，继续加入聚丙烯酸酯、搅拌35min，研磨后过滤，即可。
对比例1
将本发明实施例1的纳米级防污助剂去除，其余配比和制备方法不变。
对比例2
市场购买的建筑用防污涂料。
性能测试：
根据GB/T9756-95对实施例1-3的样品进行性能测试，防污能力指标采用浸入法表示，测试方法为：将样品涂刷在砖头表面，涂刷两遍，干燥后厚度为3-5mm，干燥后6h浸入污泥中，隔12h取出观察，出现污物的时间越长说明抗污效果越好。测试结果见表1
表1：本发明的建筑用防污涂料样品的性能测试结果
由以上测试数据可以知道，本发明的建筑用防污涂料的防污效果比市场样品好很多。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种建筑用防污涂料，其特征在于，包括以下主要成分：
聚丙烯酸酯 12-18％
轻质碳酸钙 8-15％
钛白粉 15-25％
红外陶瓷粉 0.2-0.5％
空心陶瓷微珠 1-3％
纳米级防污助剂 0.02-0.05％
分散剂 0.2-0.5％
防冻剂 0.1-0.3％
增稠剂 0.5-1％
润湿剂 0.05-0.1％
消泡剂 0.2-0.4％
成膜助剂 0.5-1％
成膜催化剂 0.002-0.005％
水 余量。
2.如权利要求1所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠的粒径为325目。
3.如权利要求1所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的润湿剂为巴斯夫Hydropalat 875。
4.如权利要求1所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为十二碳醇酯；所述的成膜催化剂为氧化铈。
5.如权利要求1所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的钛白粉中，包含0.1-0.5％的二氧化钛P25。
6.如权利要求1所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的纳米级防污助剂为无机改性氧化石墨烯。
7.如权利要求6所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的无机改性氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：将氧化石墨烯和有机硅化合物分散于质量分数为75-90％的乙醇溶液中，氧化石墨烯的浓度为0.2-0.5mg/mL；有机硅化合物的浓度为0.01-0.03mg/mL；边搅拌，边缓慢滴入金属离子，超声处理5-10min；加入氧化石墨烯质量6-8倍的聚羧酸系高效减水剂，继续超声处理30-50min，浓缩、干燥，即可。
8.如权利要求7所述的建筑用防污涂料，其特征在于，所述的金属离子为铜、铝、锌、铁、钴、镍中的任意一种或者多种的组合；所述的金属离子的质量为氧化石墨烯质量的1-8％。
9.一种建筑用防污涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、向搅拌机中加入水、分散剂、防冻剂、增稠剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂，进行搅拌，搅拌速度为250-400rpm，搅拌时间15-20min；
B、调节搅拌速度为800-1000rpm，加入纳米级防污助剂，继续搅拌，搅拌时间15-20min；
C、继续加入轻质碳酸钙、钛白粉、红外陶瓷粉和空心陶瓷微珠，搅拌15-20min；
D、继续加入成膜催化剂，搅拌15-20min；
E、调节搅拌速度为400-600rpm，继续加入聚丙烯酸酯、搅拌25-35min，研磨后过滤，即可。
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