CN110437723A - 一种多效防污涂料及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多效防污涂料，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的组分：氟硅改性聚酯树脂40～45份、抗静电剂0.5～2份、憎水恢复剂0.5～2份、防霉防藻剂0.5～2份、流平剂0.5～2份、润湿分散剂0.5～2份和消泡剂2～5份；所述组分B包括多异氰酸酯预聚物30～50份；所述组分A和所述组分B的质量比为4～10:1；所述氟硅改性聚酯树脂中含有羟基。该多效防护涂料通过氟硅改性聚酯树脂、多异氰酸酯预聚物以及多种功能性助剂协同作用，不仅具有防腐蚀、防污自清洁、防涂鸦、防粘贴的功能，且综合性能优异。本发明还公开了一种多效防污涂料的施工方法。

Description

一种多效防污涂料及其施工方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种多效防污涂料及其施工方法。

背景技术

街头小广告和涂鸦已经成为政府和市民深恶痛绝的不治之疾，尤其是人流众多的公共场所或旅游景点更趋严重，这不仅严重影响了一个城市的形象，政府机构对街头小广告和涂鸦的清理也耗费了大量的人力和财力。

具有防沾污自清洁、防涂鸦和抗粘贴的多效防污涂料在市政工程中得以应用并取得了良好的效果。现有的防沾污自清洁、防涂鸦、防粘贴等防污涂料多为低表面能材料，从涂层基体树脂的角度出发，低表面能的防污涂料主要可以分为：有机硅类、有机氟类和氟硅类。有机硅通常指聚硅氧烷，由于Si-O键的键能较高、键角较大以及极性较大，使得有机硅聚合物具有优异的耐热、耐氧化性、耐寒性、耐侯性、电绝缘性、憎水性及防粘脱模性等；尽管有机硅树脂有诸多优点，但其作为涂层材料使用时存在机械性能差、耐有机溶剂性能差等缺陷，将其单独作为涂层的成膜物使用时，涂覆效果不佳，并且其固化温度高、固化时间长，这些问题限制了其应用范围。有机氟类具有优异的耐久性和耐化学品性能，其中的含氟丙烯酸树脂在具有较低表面能的同时，还具有良好的化学惰性、耐候性、耐污性、耐水性、耐油性和防紫外线等性能，因而具有广泛的应用。氟硅类一般是用有机树脂对氟硅进行改性，从而结合氟硅树脂和其他有机树脂的优良性能，制得的综合性能更优异的防污涂料，常用来改性的有机树脂有醇酸树脂、酯树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂以及聚酰亚胺树脂等。目前应用的比较广泛的氟硅改性有机树脂主要有氟硅树脂改性环氧树脂、氟硅树脂改性丙烯酸树脂、氟硅树脂改性聚氨酯树脂和氟硅改性聚酯树脂。虽然目前的低表面能防污涂料在防污方面有较好的效果，但现有的大部分低表面能防污涂料只能针对某一种或某一类的污秽，并不能同时做到防沾污自清洁、防涂鸦、防粘贴和防腐蚀的“四防”功能。此外，现有的低表面能防污涂料初始的仿涂鸦和抗粘贴性较好，但经过高温处理、反复粘贴或几次涂鸦清洗后，其功能损失很大，具体表现为涂层失光、表面粘附力增加、涂鸦不易被清除，涂膜脱落，耐候性能较差，实际的户外使用寿命很短。

因此，随着城市建设的发展，亟待开发一种具有多效防护功能且耐候性、耐腐蚀以及机械性能好等综合性能优异的防污涂料。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种多效防污涂料，该多效防污涂料具有防沾污自清洁、防涂鸦、防粘贴和防腐蚀的功能，且该多效防污涂料耐候性、耐腐蚀以及机械性能好等综合性能优异；本发明另一方面的目的在于，提出一种多效防污涂料的施工方法。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种多效防污涂料，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的组分：氟硅改性聚酯树脂40～45份、抗静电剂0.5～2份、憎水恢复剂0.5～2份、防霉防藻剂0.5～2份、流平剂0.5～2份、润湿分散剂0.5～2份和消泡剂2～5份；所述组分B包括多异氰酸酯预聚物30～50份；所述组分A和所述组分B的质量比为4～10:1；所述氟硅改性聚酯树脂中含有羟基。

本发明还提供了一种多效防污涂料的施工方法，包括如下步骤：

S1、对基材的表面进行清洁，清除基材表面的残旧漆膜、铁锈、油污、氧化皮及杂物，确保基材表面无锈、无油污、无尘埃和无水痕后，向所述基材表面涂一层底漆；

S2、所述底漆表面干燥固化后，按组分A和组分B的组成分别称取各组分，将组分A和组分B分别混匀后，再将组分A和组分B按照质量比为4～10:1的比例混合，得到面漆，将所述面漆均匀喷涂在底漆上，至干燥固化后即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1、本发明提供的多效防污涂料采用含有羟基的氟硅改性聚酯树脂作为主体树脂，其兼具有机硅和有机氟树脂的优良特性以及具有极低的表面能，且含有羟基的氟硅改性聚酯树脂和多异氰酸酯预聚物交联固化，生成具有极强憎水憎油性、防沾污自清洁和耐候性强的涂层；再通过加入特定比例的抗静电剂、憎水恢复剂、防霉防藻剂及其它功能性助剂的协同作用，使涂层对水溶性污秽、油性污渍、带电粉尘、生物菌类等均具有较好的表面防护效果；该多效防护涂料通过氟硅改性聚酯树脂、多异氰酸酯预聚物以及多种功能性助剂协同作用，不仅具有防腐蚀、防污自清洁、防涂鸦、防粘贴的“四防”功能，且还具有疏水、表干快、强耐候、耐磨、耐洗刷、耐酸碱和耐高温等综合性能优异的特点；

2、本发明提供的多效防污涂料适用于市政设施中的各类常规基材，如混凝土、水泥、大理石、金属、木材、木质纤维板、玻璃、亚克力、塑料、合成材料等，在以上基材上的附着力均可达到1级，其适用范围广；

3、本发明提供的施工方法操作简单，对施工设备和施工条件要求较低，适合现场施工，且本发明的多效防污涂料的易施工，表干快，大大提高了施工效率，涂层实干后耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、耐湿冷热循环性优异，耐人工气候老化3000h性能无显著变化，在户外应用3年后静态水接触角仍大于100°，耐污防护性能依然很好。

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，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的实施例提供了一种多效防污涂料，包括组分A和组分B，其中组分A包括如下重量份的组分：氟硅改性聚酯树脂40～45份、抗静电剂0.5～2份、憎水恢复剂0.5～2份、防霉防藻剂0.5～2份、流平剂0.5～2份、润湿分散剂0.5～2份和消泡剂2～5份；组分B包括多异氰酸酯预聚物30～50份；组分A和组分B的质量比为4～10:1；氟硅改性聚酯树脂中含有羟基。

氟硅改性聚酯树脂是由氟硅树脂和聚酯树脂经脱水缩聚连接在一起形成的树脂；在本发明的一些优选实施方式中，氟硅改性聚酯树脂是由带羟基的氟硅树脂和带羟基活性基团的支链型聚酯树脂通过脱水缩聚连接在一起形成的含有羟基的氟硅改性聚酯树脂，该氟硅改性聚酯树脂的羟值为50～150mg KOH/g。本发明中对带羟基的氟硅改性树脂以及带羟基活性基团的支链型聚酯树脂的具体种类不做特别的限定，本领域的技术人员可以根据实际情况选用这两种树脂，并根据选用的原料调整相关的制备方法，只要能保证最终制得的氟硅改性聚酯树脂中含有羟基即可。

在本发明的一些优选实施方式中，抗静电剂为氟硅改性的特种疏水抗静电剂；憎水恢复剂为SHP-50硅烷基憎水恢复剂；防霉防藻剂为异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、碘炔丙基类、取代芳烃类和二硫代氨基甲酸盐类中的一种或几种的混合；流平剂为丙烯酸酯类流平剂；润湿分散剂为丙烯酸酯类润湿分散剂；消泡剂为有机硅类消泡剂；本发明对防霉防藻剂、流平剂、润湿分散剂和消泡剂的具体种类不作特别的限定，本领域的技术人员可以选用本领域常用的相应的助剂，例如：异噻唑啉酮类可以选用4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮；苯并咪唑类可以选用苯并咪唑氨基甲酸甲酯；碘炔丙基类可以选用3-碘-2炔丙基丁基氨基甲酸酯；丙烯酸酯类流平剂可以选用聚丙烯酸乙酯和聚丙烯酸丁酯等；有机硅类消泡剂可以选用聚二甲基硅氧烷等，只要能保证相应的助剂起到相应的作用即可。

更优选地，防霉防藻剂为苯并咪唑类和取代芳烃类，且苯并咪唑类和取代芳烃类的质量比为1:1。

在本发明的一些优选实施方式中，多异氰酸酯预聚物为HDI三聚体、MDI三聚体、IPDI三聚体和TDI三聚体中的一种。

在本发明的一些优选实施方式中，组分A和组分B中还含有溶剂，且组分A和组分B中分别加溶剂补齐至100份；该溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚中的一种或几种的混合。

在本发明的一些优选实施方式中，该多效防污涂料中组分A包括如下重量份的组分：氟硅改性聚酯树脂45份、抗静电剂1份、憎水恢复剂1份、防霉防藻剂1份、流平剂1份、高分子润湿分散剂1份和消泡剂2份，加溶剂补至100份；组分B包括多异氰酸酯预聚物50份，加溶剂补至100份；组分A和组分B的质量比为4:1。

本发明的实施例还提供了一种多效防污涂料的施工方法，包括如下步骤：

(1)对基材的表面进行清洁，清除基材表面的残旧漆膜、铁锈、油污、氧化皮及杂物，确保基材表面无锈、无油污、无尘埃和无水痕后，向基材表面涂一层底漆；

(2)底漆表面干燥固化后，按组分A和组分B的组成分别称取各组分，将组分A和组分B分别混匀后，再将组分A和组分B按照质量比为4～10:1的比例混合，得到面漆，将面漆均匀喷涂在底漆上，至干燥固化后即可。

其中，组分A采用如下方法制备：将氟硅改性聚酯树脂、抗静电剂、憎水恢复剂、防霉防藻剂、流平剂、润湿分散剂、消泡剂和溶剂混合，并搅拌分散均匀，即得到组分A。

组分B采用如下方法制备：将多异氰酸酯预聚物和溶剂混合，搅拌分散均匀，即得到组分B。

在本发明的一些优选实施方式中，步骤(1)中底漆的干膜厚度为50～60um；本发明中底漆的具体种类根据基材的种类进行选择，只要能保证其与基材有较好的附着力即可；底漆可喷涂、刷涂、辊涂，在本发明的一些优选实施方式中底漆采用空气喷涂施工，喷涂底漆时喷涂压力为2～4bar，喷涂距离为15～20cm，喷涂粘度为20～40s，可喷涂3～4枪。

在本发明的一些优选实施方式中，面漆的干膜厚度为50～60um；喷涂面漆时喷涂压力为2～4bar，喷涂距离为15～20cm，可喷涂3～4枪。

在本发明的一些优选实施方式中，该施工方法施工温度为10～35℃，空气相对湿度≤75％。

为了对本发明进行进一步详细说明，下面将结合具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明中的实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；本发明中的实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为市售购得，其中SHP-50硅烷基憎水恢复剂来源于美国道康宁公司。

实施例1：

本发明的实施例1提供了一种多效防污涂料，包括组分A和组分B，其中组分A包括如下重量份的组分：含羟基的氟硅改性聚酯树脂45份、氟硅改性的特种疏水抗静电剂1份、SHP-50硅烷基憎水恢复剂1份、苯并咪唑防霉防藻剂0.5份、取代芳烃防霉防藻剂0.5份、丙烯酸酯流平剂1份、丙烯酸酯润湿分散剂1份和有机硅消泡剂2份，溶剂48份(溶剂为醋酸丁酯和二甲苯按照1:1混合)；组分B包括HDI三聚体50份，溶剂50份(溶剂为醋酸丁酯和二甲苯按照1:1混合)；组分A和组分B的质量比为4:1。

本实施例1还提供了一种多效防污涂料的施工方法，包括如下步骤：

(1)对基材的表面进行清洁，清除基材表面的残旧漆膜、铁锈、油污、氧化皮及杂物，确保基材表面无锈、无油污、无尘埃和无水痕；

(2)在温度为10～35℃，空气相对湿度小于75％的条件下施工，先向基材表面涂一层底漆，底漆的干膜厚度为55um；

(3)待底漆表面干燥固化后，将氟硅改性聚酯树脂、抗静电剂、憎水恢复剂、防霉防藻剂、流平剂、润湿分散剂、消泡剂和溶剂混合，并搅拌分散均匀，得到组分A；将多异氰酸酯预聚物和溶剂混合，搅拌分散均匀，得到组分B；将组分A和组分B按照质量比为4:1混合均匀，熟化15min后，得到面漆，将面漆均匀喷涂在底漆上，面漆的干膜厚度为55um，至面漆干燥固化后即可。

本实施例中的多效防污涂料施工完成后，漆膜在25℃下的表干时间约为30min，表干1h后具有超疏水性能，24h后漆膜完全固化，72h涂层性能达到最佳。施工72h后测试本例中多效防污涂料的性能，测试结果见表1。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种多效防污涂料，包括组分A和组分B，其中组分A包括如下重量份的组分：含羟基的氟硅改性聚酯树脂40份、氟硅改性的特种疏水抗静电剂0.5份、SHP-50硅烷基憎水恢复剂0.5份、苯并咪唑防霉防藻剂0.25份、取代芳烃防霉防藻剂0.25份、丙烯酸酯流平剂0.5份、丙烯酸酯润湿分散剂0.5份和有机硅消泡剂3份，溶剂54.5份(溶剂为醋酸丁酯和二甲苯按照1:1混合)；组分B包括MDI三聚体30份，溶剂70份(溶剂为醋酸丁酯和二甲苯按照1:1混合)；组分A和组分B的质量比为10:1。

本实施例2的多效防污涂料的施工方法与实施例1中的施工方法相同，区别在于：底漆和面漆的干膜厚度均为50um，制备面漆时组分A和组分B按照质量比为10:1混合。施工72h后测试本实施例中多效防污涂料的性能，测试结果见表1。

实施例3：

本发明的实施例3提供了一种多效防污涂料，包括组分A和组分B，其中组分A包括如下重量份的组分：含羟基的氟硅改性聚酯树脂42.5份、氟硅改性的特种疏水抗静电剂2份、SHP-50硅烷基憎水恢复剂2份、苯并咪唑防霉防藻剂1份、取代芳烃防霉防藻剂1份、丙烯酸酯流平剂2份、丙烯酸酯润湿分散剂2份和有机硅消泡剂5份，溶剂42.5份(溶剂为醋酸丁酯和二甲苯按照1:1混合)；组分B包括TDI三聚体40份，溶剂60份(溶剂为醋酸丁酯和二甲苯按照1:1混合)；组分A和组分B的质量比为7:1。

本实施例3的多效防污涂料的施工方法与实施例1中的施工方法相同，区别在于：底漆和面漆的干膜厚度均为60um，制备面漆时组分A和组分B按照质量比为7:1混合。施工72h后测试本实施例中多效防污涂料的性能，测试结果见表1。

比较例1：

本例提供了一种多效防污涂料，该多效防污涂料的组成与施工方法与实施例1中的相同，区别在于，本例中采用自交联氟硅树脂，而非含羟基的氟硅改性聚酯树脂。

测试本例中多效防污涂料的性能，测试后发现该多效防污涂料经抗反复粘贴性50次试验，有部分剥落、有明显失光和部分胶残留物，180°剥离强度为0.3N/mm；经户外雨水痕迹试验(90d)，该多效防污涂料有部分起泡、少量开裂、有剥落等现象，耐沾污性为15％，有明显雨水痕迹；与实施例1中的多效防污涂料相比，该多效防污涂料的粘附力以及防污秽性能显著下降。

比较例2：

本例提供了一种多效防污涂料，该多效防污涂料的组成与施工方法与实施例1中的相同，区别在于，本例中采用本领域常用的亲水型抗静电剂，而非氟硅改性的特种疏水抗静电剂。

测试本例中多效防污涂料的性能，测试后发现该多效防污涂料的抗静电系数增加，但同时涂层表面能也增加，导致涂鸦不能用无绒布轻松擦除，小广告会在表面留下胶痕，与实施例1中的多效防污涂料相比，防涂鸦性能更差。

表1实施例1～3的多效防污涂料的性能测试结果

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多效防污涂料，其特征在于，包括组分A和组分B，所述组分A包括如下重量份的组分：氟硅改性聚酯树脂40～45份、抗静电剂0.5～2份、憎水恢复剂0.5～2份、防霉防藻剂0.5～2份、流平剂0.5～2份、润湿分散剂0.5～2份和消泡剂2～5份；所述组分B包括多异氰酸酯预聚物30～50份；所述组分A和所述组分B的质量比为4～10:1；所述氟硅改性聚酯树脂中含有羟基。

2.根据权利要求1所述的多效防污涂料，其特征在于，所述氟硅改性聚酯树脂是由带羟基的氟硅树脂和带羟基活性基团的支链型聚酯树脂通过脱水缩聚连接在一起形成的含有羟基的氟硅改性聚酯树脂，所述氟硅改性聚酯树脂的羟值为50～150mg KOH/g。

3.根据权利要求1所述的多效防污涂料，其特征在于，所述抗静电剂为氟硅改性的特种疏水抗静电剂；所述憎水恢复剂为SHP-50硅烷基憎水恢复剂；所述防霉防藻剂为异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、碘炔丙基类、取代芳烃类和二硫代氨基甲酸盐类中的一种或几种的混合；所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂；所述润湿分散剂为丙烯酸酯类润湿分散剂；所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

4.根据权利要求3所述的多效防污涂料，其特征在于，所述防霉防藻剂为苯并咪唑类和取代芳烃类，且苯并咪唑类和取代芳烃类的质量比为1:1。

5.根据权利要求1所述的多效防污涂料，其特征在于，所述多异氰酸酯预聚物为HDI三聚体、MDI三聚体、IPDI三聚体和TDI三聚体中的一种。

6.根据权利要求1所述的多效防污涂料，其特征在于，所述组分A和组分B中还含有溶剂，且组分A和组分B中分别加溶剂补齐至100份；所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚中的一种或几种的混合。

7.根据权利要求1所述的多效防污涂料，其特征在于，所述多效防污涂料中组分A包括如下重量份的组分：氟硅改性聚酯树脂45份、抗静电剂1份、憎水恢复剂1份、防霉防藻剂1份、流平剂1份、高分子润湿分散剂1份和消泡剂2份，加溶剂补至100份；所述组分B包括多异氰酸酯预聚物50份，加溶剂补至100份；所述组分A和所述组分B的质量比为4:1。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的多效防污涂料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对基材的表面进行清洁，清除基材表面的残旧漆膜、铁锈、油污、氧化皮及杂物，确保基材表面无锈、无油污、无尘埃和无水痕后，向所述基材表面涂一层底漆；

S2、所述底漆表面干燥固化后，按组分A和组分B的组成分别称取各组分，将组分A和组分B分别混匀后，再将组分A和组分B按照质量比为4～10:1的比例混合，得到面漆，将所述面漆均匀喷涂在底漆上，至干燥固化后即可。

9.根据权利要求8所述的多效防污涂料的施工方法，其特征在于，所述底漆的干膜厚度为50～60um，所述面漆的干膜厚度为50～60um。

10.根据权利要求8所述的多效防污涂料的施工方法，其特征在于，施工温度为10～35℃，空气相对湿度≤75％。