CN110724414A - 一种耐污耐高温水性涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐污耐高温水性涂料，按重量份数计，水性氟碳乳液30～50份；自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10～20份；溶剂15～30份；填料2～5份；成膜助剂1～2份；聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.3～0.8份；分散剂0.4～0.6份；有机硅消泡剂0.2～0.5份；防腐防霉剂0.1～0.6份；增稠剂0.1～0.3份；润湿剂0.1～0.3份；氨水0.1～0.2份；单独的水性氟碳乳液形成漆膜的静态水接触角在90°左右；而本发明采用合适比例的自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液和水性氟碳乳液的后，氟、硅元素向漆膜表面迁移，静态水接触角上升至104°，耐污性能得到大幅提升，同时改善了纯氟碳乳液附着力差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料制造领域，尤其涉及一种耐污耐高温水性涂料及其制备方法。
背景技术
广泛使用外墙涂料的关键之一是必须具有高性能涂料成膜基料。十多年来，国内苯丙或纯丙乳液为基料的乳液涂料得到极大发展，但从耐水性、耐玷污性和耐候性来讲，尚不能令人满意。国外最新发展了氟碳树脂涂料、丙烯酸聚氨酯涂料和有机硅改性丙烯酸酯涂料三类高档外墙涂料产品。前两类性能优异，但价格昂贵，并以溶剂型为主，不符合环保要求或是二组分体系使用施工麻烦，均不宜大量广泛使用。而以有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液(简称硅丙乳液)为基材的硅丙乳胶涂料性能比之前者有明显提高，价格适中，因而引起国内建筑和涂料行业极大兴趣。然而如何将有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液应用到涂料中使得漆膜的耐高温性能和防玷污性能得到极大地提升，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种耐污耐高温水性涂料及其制备方法，耐污性能得到大幅提升。同时，也改善了纯氟碳乳液附着力差的问题，共混改性后，附着力达到1级(画格法)，并且耐高温性能、耐候性、耐酸碱性能等都大幅改善。
本发明是这样实现的：
本发明目的之一在于提供一种耐污耐高温水性涂料，按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液30～50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10～20份；
溶剂15～30份；
填料2～5份；
成膜助剂1～2份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.3～0.8份；
分散剂0.4～0.6份；
有机硅消泡剂0.2～0.5份；
防腐防霉剂0.1～0.6份；
增稠剂0.1～0.3份；
润湿剂0.1～0.3份；
氨水0.1～0.2份。
本发明的目的之二在于提供一种所述的耐污耐高温水性涂料的制备方法，所述方法包括：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
本发明的自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液可购自甘肃金盾化工JD-6108，海顺HMP-3202，或者华瑞特WB-313。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
1、本发明提供的一种耐污耐高温水性涂料，单独的水性氟碳乳液形成漆膜的静态水接触角在90°左右；而本发明采用合适比例(自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10～20份、水性氟碳乳液30～50份)的自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液和水性氟碳乳液的后，氟、硅元素向漆膜表面迁移，静态水接触角上升至104°，耐污性能得到大幅提升。同时，也改善了纯氟碳乳液附着力差的问题，共混改性后，附着力达到1级(画格法)，并且耐候性、耐酸碱性能等都大幅改善。
2、本发明提供的一种耐污耐高温水性涂料，仅采用水性氟碳乳液与自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液为主要成膜物质，无其他成膜树脂，因而成膜工艺简单快捷，成本低廉又安全环保，并且为单组份自干，施工便捷。
附图说明
图1为实施例1的接触角图；
图2为对比例3的接触角图。
具体实施方式
实施例1
1、本实施例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液20份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表1所示。
表1
实施例2
1、本实施例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液35份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液15份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表2所示。
表2
实施例3
1、本实施例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液30份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液20份；
溶剂15份；
填料2份；
成膜助剂2份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.3份；
分散剂0.4份；
有机硅消泡剂0.5份；
防腐防霉剂0.6份；
增稠剂0.3份；
润湿剂0.1份；
氨水0.2份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表3所示。
表3
实施例4
1、本实施例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液40份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10份；
溶剂30份；
填料5份；
成膜助剂1.5份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.8份；
分散剂0.6份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表4所示。
表4
对比例1将氟碳乳液的含量提升、硅丙乳液的含量减小
该对比例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液60份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表5所示。将氟碳乳液的含量提升至60份、硅丙乳液的含量减小至10份，导致接触角变大，漆膜硬度增大，但附着力下降。
表5
对比例2将硅丙乳液的含量提升
该对比例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液50份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表6所示。将氟碳乳液的含量提升至60份、硅丙乳液的含量减小至10份，导致接触角变大，漆膜硬度增大，但附着力下降。
表6
对比例3不含自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液
该对比例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液10份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表7所示。将氟碳乳液的含量提升至60份、硅丙乳液的含量减小至10份，导致接触角变大，漆膜硬度增大，但附着力下降。
表7
对比例4不含水性氟碳乳液
该对比例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表8所示。将氟碳乳液的含量提升至60份、硅丙乳液的含量减小至10份，导致接触角变大，漆膜硬度增大，但附着力下降。
表8
对比例5填料含量减少
该对比例提供一种耐污耐高温水性涂料按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液20份；
溶剂26.5份；
填料1份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
2、所述耐污耐高温水性涂料的制备方法包括如下：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
3、制得耐污耐高温水性涂料的漆膜性能检测如表9所示。减少聚倍半硅氧烷的添加量，接触角和玻璃强度虽变化不大，但是耐高温、耐湿冷热循环性能下降。
表9
实验例1
1、将实施例1-4以及对比例1-4制得的耐污耐高温水性涂料的漆膜的疏水性能及附着力进行统计并比较如表10所示。
表10不同氟碳乳液与自交联的有机硅接枝改性硅丙乳液比例的漆膜疏水性能及附着力
由表1可以看出，对比例3中的主要成膜物质仅采用水性氟碳乳液形成漆膜，其静态水接触角为92°(如图2所示)；
对比例4中的主要成膜物质仅采用自交联的有机硅接枝改性形成漆膜，其静态水接触角为67°；
而本发明的实施例1-实施例4中水性氟碳乳液30～50份；自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10～20份；氟、硅元素向漆膜表面迁移，静态水接触角上升至98°～105°；由图1可见，在放大1000倍条件下，实施例1中的乳液的涂层表面平整光滑，静态水接触角为104°；实施例2中静态水接触角达到最高105°。接触角是水/油等污染物对基材的润湿性能的一种体现，当接触角越大时，说明这些污染物对漆膜的润湿性能很差不能平铺成膜，而是呈液滴状，在重力、自然风力等作用下很容易滑落，从而达到耐沾污的作用。
同时实施例1-实施例4中漆膜的剥离强度20.3～50.3g.cm-1，改善了纯氟碳乳液附着力差的问题，共混改性后，附着力达到1级(画格法)；
并且实施例1-实施例4中漆膜的耐候性、耐酸碱性能等都大幅改善。成本低廉又安全环保，并且为单组份自干，施工便捷。
所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐污耐高温水性涂料，其特征在于，按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液30～50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液10～20份；
溶剂15～30份；
填料2～5份；
成膜助剂1～2份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.3～0.8份；
分散剂0.4～0.6份；
有机硅消泡剂0.2～0.5份；
防腐防霉剂0.1～0.6份；
增稠剂0.1～0.3份；
润湿剂0.1～0.3份；
氨水0.1～0.2份。
2.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液30～50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液15～20份；
溶剂15～30份；
填料3～5份；
成膜助剂1～2份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.3～0.8份；
分散剂0.4～0.6份；
有机硅消泡剂0.2～0.5份；
防腐防霉剂0.1～0.6份；
增稠剂0.1～0.3份；
润湿剂0.1～0.3份；
氨水0.1～0.2份。
3.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，按重量份数计，所述耐污耐高温水性涂料的原料包括如下组份：
水性氟碳乳液50份；
自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液20份；
溶剂24.5份；
填料3份；
成膜助剂1份；
聚醚聚氨酯类增稠流变剂0.5份；
分散剂0.5份；
有机硅消泡剂0.2份；
防腐防霉剂0.2份；
增稠剂0.1份；
润湿剂0.3份；
氨水0.1份。
4.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，所述的自交联的有机硅接枝改性纯丙乳液的硅含量≧35％。
5.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，所述的溶剂为去离子水；所述的填料包括低聚倍半硅氧烷；所述的成膜助剂为陶氏成膜助剂COASOL。
6.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，所述的聚醚聚氨酯类增稠流变剂为RHEOLATE 255、RHEOLATE 288中的一种。
7.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，所述的分散剂为BYK-154；所述的有机硅消泡剂为DAPRO DF7072/7015。
8.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，所述的防腐防霉剂为海名斯DeuAdd MB-11或DeuAdd MB-16。
9.如权利要求1所述的耐污耐高温水性涂料，其特征在于，所述的增稠剂为羟乙基纤维素；所述的润湿剂为BYK DISPERBYK-187。
10.一种如权利要求1-9任一所述的耐污耐高温水性涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将上述配比的原料采用高速分散机使其分散均匀混合，再使用砂磨机研磨20～50min，过滤，制得耐污耐高温水性涂料。
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