CN110396342A - 一种自清洁涂料及其施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自清洁涂料及其施工工艺，涉及涂料技术领域，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10‑15:1；所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯200‑300份、丙烯酸异辛酯120‑160份、甲基丙烯酸60‑80份、聚二甲基硅氧烷10‑30份、线型聚硅氧烷10‑30份、甲基丙烯酸羟乙酯1‑5份、复合型乳化剂1‑5份、焦亚硫酸钠5‑10份、过硫酸铵1‑3份、纳米二氧化硅40‑60份、石墨烯10‑20份、25％氨水10‑15份、消泡剂1‑3份、触变剂1‑3份、去离子水300‑500份；所述B组分为胺类固化剂，本发明自清洁涂料各项力学性能优异，抗压强度韧性均达到国家标准，具有极广泛的应用前景和市场价值。

Description

一种自清洁涂料及其施工工艺
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种自清洁涂料及其施工工艺。
背景技术
随着环境污染的不断加剧，越来越严重的雾霾、油性烟雾、尾气废气等给建筑外墙带来严重的侵蚀，影响其美观性、功能性及耐久性。自清洁涂料能够借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时能减少清洁剂的使用，降低清洁剂污染，可广泛应用于高层建筑、幕墙、桥梁及汽车、风力发电等多个领域，将具有广泛的应用前景。
纳米粒子由于其特殊的性能广泛应用于涂料中，不仅可以增强涂层的稳定性和机械性能，而且能够制备出具有高接触角的疏水自清洁表面。石墨烯作为纳米级别的微粒，可以填补涂料本身的空隙或者空洞，隔离水和氧气，其表面效应使得石墨烯与水的接触角很大，对水的浸润性很差。目前虽然已经有将石墨烯加入到涂料中的先例，但是普遍性能都不是太理想。
中国专利CN109504212A公开了一种用于空调换热器的水性石墨烯超疏水自清洁涂料，制备流程及比例如下：(1)石墨烯超疏水粉体制备原料配比：石墨烯5-10份、超疏水粉体5-20份、分散剂20-30份、水40-60份、有机氟改性剂10-20份；(2)超疏水溶胶制备原料配比：石墨烯超疏水粉体20-30份、水50-70份、分散剂5-10份、有机氟改性剂1-5份；(3)石墨烯超疏水涂料A组分制备：超疏水溶胶20-40份、水性树脂45-60份、成膜助剂1-5份、流平剂0.1-0.5份、消泡剂0.05-0.5份、水5-10份；(4)石墨烯超疏水涂料制备原料配比：A组分90-95份，B组分水性固化剂5-10份。该发明利用“荷叶效应”，构建出了具有低表面能、微/纳米结构乳突和蜡晶表面涂层，达到超疏水效果，通过石墨烯技术实现超疏水涂层的水性涂料。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自清洁涂料及其施工工艺。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10-15:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯200-300份、丙烯酸异辛酯120-160份、甲基丙烯酸60-80份、聚二甲基硅氧烷10-30份、线型聚硅氧烷10-30份、甲基丙烯酸羟乙酯1-5份、复合型乳化剂1-5份、焦亚硫酸钠5-10份、过硫酸铵1-3份、纳米二氧化硅40-60份、石墨烯10-20份、25％氨水10-15份、消泡剂1-3份、触变剂1-3份、去离子水300-500份；
所述B组分为胺类固化剂。
进一步地，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为12:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯250份、丙烯酸异辛酯130份、甲基丙烯酸80份、聚二甲基硅氧烷12份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、复合型乳化剂1份、焦亚硫酸钠8份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅60份、石墨烯12份、25％氨水13份、消泡剂1份、触变剂3份、去离子水400份；
所述B组分为胺类固化剂。
进一步地，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯300份、丙烯酸异辛酯120份、甲基丙烯酸65份、聚二甲基硅氧烷20份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、复合型乳化剂2份、焦亚硫酸钠10份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅45份、石墨烯20份、25％氨水12份、消泡剂1份、触变剂3份、去离子水350份；
所述B组分为胺类固化剂。
进一步地，所述复合型乳化剂由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠组成。
进一步地，所述山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠的质量比为3-5：1：0.1-0.5
进一步地，所述消泡剂为BYK-141、BYK-306、BYK-333、BYK-335、BYK-330中的任意一种或多种组合。
进一步地，所述触变剂为有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比4-7:1复合而成。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至60-70℃搅拌10-15min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌5-10min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为50-100μm的第一层涂膜，10-20h后涂刷厚度为100-200μm的第二层涂膜，5-10d后检测合格即可。
(三)有益效果
本发明提供了一种自清洁涂料及其施工工艺，具有以下有益效果：
本发明自清洁涂料涂覆后以纳米级分散的纳米二氧化硅颗粒分散性较高不容易团聚，呈微米级分布的石墨烯分布较为稀疏,涂膜表面形成较均匀的微米/纳米阶层结构，具有类似的仿荷叶性能,甲基丙烯酸乙酯作为软段、丙烯酸异辛酯作为硬段、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷三者作为功能性单体所形成的聚合物涂膜力学性能优异，抗压强度韧性均达到国家标准，具有极广泛的应用前景和市场价值。
附图说明
图1为本发明施工工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为12:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯250份、丙烯酸异辛酯130份、甲基丙烯酸80份、聚二甲基硅氧烷12份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比3：1：0.5组成的复合型乳化剂1份、焦亚硫酸钠8份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅60份、石墨烯12份、25％氨水13份、消泡剂BYK-1411份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比5:1复合而成的触变剂3份、去离子水400份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至60℃搅拌12min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌10min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为100μm的第一层涂膜，10h后涂刷厚度为150μm的第二层涂膜，8d后检测合格即可。
实施例2：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯300份、丙烯酸异辛酯120份、甲基丙烯酸65份、聚二甲基硅氧烷20份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比5：1：0.1组成的复合型乳化剂2份、焦亚硫酸钠10份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅45份、石墨烯20份、25％氨水12份、消泡剂BYK-3061份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比4:1复合而成的触变剂3份、去离子水350份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至70℃搅拌10min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌6min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为100μm的第一层涂膜，12h后涂刷厚度为100μm的第二层涂膜，10d后检测合格即可。
实施例3：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为12:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯220份、丙烯酸异辛酯150份、甲基丙烯酸80份、聚二甲基硅氧烷12份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯3份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比3：1：0.1组成的复合型乳化剂2份、焦亚硫酸钠5份、过硫酸铵2份、纳米二氧化硅50份、石墨烯20份、25％氨水10份、消泡剂BYK-3332份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比5:1复合而成的触变剂1份、去离子水400份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至60℃搅拌15min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌5min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为80μm的第一层涂膜，12h后涂刷厚度为200μm的第二层涂膜，10d后检测合格即可。
实施例4：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为15:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯220份、丙烯酸异辛酯150份、甲基丙烯酸65份、聚二甲基硅氧烷12份、线型聚硅氧烷30份、甲基丙烯酸羟乙酯4份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比5：1：0.2组成的复合型乳化剂5份、焦亚硫酸钠5份、过硫酸铵3份、纳米二氧化硅60份、石墨烯15份、25％氨水15份、消泡剂BYK-3351份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比6:1复合而成的触变剂1份、去离子水400份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至60℃搅拌12min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌8min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为80μm的第一层涂膜，15h后涂刷厚度为200μm的第二层涂膜，10d后检测合格即可。
实施例5：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯300份、丙烯酸异辛酯120份、甲基丙烯酸60份、聚二甲基硅氧烷10份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯1份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比3：1：0.1组成的复合型乳化剂1份、焦亚硫酸钠5份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅40份、石墨烯10份、25％氨水10份、消泡剂BYK-3301份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比4:1复合而成的触变剂1份、去离子水300份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至60℃搅拌10min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌5min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为50μm的第一层涂膜，10h后涂刷厚度为100μm的第二层涂膜，5d后检测合格即可。
实施例6：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为15:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯300份、丙烯酸异辛酯160份、甲基丙烯酸80份、聚二甲基硅氧烷30份、线型聚硅氧烷30份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比5：1：0.5组成的复合型乳化剂5份、焦亚硫酸钠10份、过硫酸铵3份、纳米二氧化硅60份、石墨烯20份、25％氨水15份、消泡剂BYK-3303份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比7:1复合而成的触变剂3份、去离子水500份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至70℃搅拌15min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌10min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为100μm的第一层涂膜，20h后涂刷厚度为200μm的第二层涂膜，10d后检测合格即可。
实施例7：
一种自清洁涂料，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为14:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯300份、丙烯酸异辛酯150份、甲基丙烯酸65份、聚二甲基硅氧烷30份、线型聚硅氧烷20份、甲基丙烯酸羟乙酯2份、由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠按质量比5：1：0.1组成的复合型乳化剂1份、焦亚硫酸钠10份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅60份、石墨烯10份、25％氨水15份、消泡剂BYK-3331份、有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比7:1复合而成的触变剂1份、去离子水500份；
所述B组分为胺类固化剂。
上述自清洁涂料的施工工艺具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至70℃搅拌12min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌5min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为80μm的第一层涂膜，15h后涂刷厚度为150μm的第二层涂膜，8d后检测合格即可。
性能测试：
下表1为本发明实施例1-3自清洁涂料的性能测试结果：
表1：
实施例1 实施例2 实施例3
水接触角/° 145.5 148.2 150.1
涂膜强度/MPa 15.6 15.5 16.3
吸水率/％ 0.011 0.018 0.013
由上表1可知，本发明自清洁涂料的水接触角在150°左右，具有极佳的自清洁性能和优秀的力学强度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自清洁涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10-15:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯200-300份、丙烯酸异辛酯120-160份、甲基丙烯酸60-80份、聚二甲基硅氧烷10-30份、线型聚硅氧烷10-30份、甲基丙烯酸羟乙酯1-5份、复合型乳化剂1-5份、焦亚硫酸钠5-10份、过硫酸铵1-3份、纳米二氧化硅40-60份、石墨烯10-20份、25％氨水10-15份、消泡剂1-3份、触变剂1-3份、去离子水300-500份；
所述B组分为胺类固化剂。
2.如权利要求1所述的自清洁涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为12:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯250份、丙烯酸异辛酯130份、甲基丙烯酸80份、聚二甲基硅氧烷12份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、复合型乳化剂1份、焦亚硫酸钠8份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅60份、石墨烯12份、25％氨水13份、消泡剂1份、触变剂3份、去离子水400份；
所述B组分为胺类固化剂。
3.如权利要求1所述的自清洁涂料，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的重量比为10:1；
所述A组分由以下重量分数的原料组成：甲基丙烯酸乙酯300份、丙烯酸异辛酯120份、甲基丙烯酸65份、聚二甲基硅氧烷20份、线型聚硅氧烷10份、甲基丙烯酸羟乙酯5份、复合型乳化剂2份、焦亚硫酸钠10份、过硫酸铵1份、纳米二氧化硅45份、石墨烯20份、25％氨水12份、消泡剂1份、触变剂3份、去离子水350份；
所述B组分为胺类固化剂。
4.如权利要求1所述的自清洁涂料，其特征在于，所述复合型乳化剂由山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠组成。
5.如权利要求4所述的自清洁涂料，其特征在于，所述山梨糖醇脂肪酸酯、氨基羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠的质量比为3-5：1：0.1-0.5。
6.如权利要求1所述的自清洁涂料，其特征在于，所述消泡剂为BYK-141、BYK-306、BYK-333、BYK-335、BYK-330中的任意一种或多种组合。
7.如权利要求1所述的自清洁涂料，其特征在于，所述触变剂为有机膨润土和氢化蓖麻油按质量比4-7:1复合而成。
8.一种如权利要求1-8中任一项所述的自清洁涂料的施工工艺，其特征在于，具体如下：
预先铲除墙面已粉化的表面，用消毒杀菌水喷淋表面，自然晾干，将甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、聚二甲基硅氧烷、线型聚硅氧烷、甲基丙烯酸羟乙酯、复合型乳化剂、纳米二氧化硅、石墨烯、25％氨水、消泡剂、触变剂加入到去离子水中，升温至60-70℃搅拌10-15min后分多次将焦亚硫酸钠、过硫酸铵加入，保温40min后降至室温再将胺类固化剂加入，搅拌5-10min，在墙面进行涂刷，涂刷厚度为50-100μm的第一层涂膜，10-20h后涂刷厚度为100-200μm的第二层涂膜，5-10d后检测合格即可。
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