CN111019472A - 一种混凝土单组份水性氟碳涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土单组份水性氟碳涂料，包括下述重量百分比的组分：去离子水10～15％、PH调节剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1％、润湿剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、钛白粉15～25％、重钙5～15％、煅烧高岭土5～15％、防冻剂2～5％、单组份氟碳乳液40～50％、成膜助剂2～8％、杀菌剂0.1～0.3％、防霉剂0.1～0.3％、增稠剂0.1～0.5％、防沉剂0.1～0.5％；具有低VOC环保，装饰性、耐候性和耐污性，且为单组份，使用方便的外墙用水性氟碳涂料；水性配方、绿色环保；单组份配方使用方便；性能优异，价格低，性价比极高。

Description

一种混凝土单组份水性氟碳涂料

技术领域

本发明涉及建筑涂料领域，尤其涉及一种混凝土单组份水性氟碳涂料。

背景技术

国内对环境保护与经济发展相得益彰的关系；同时，全国人们都在关注的雾霾，有机挥发物(VOC)是造成雾霾的主要原因，而在涂料行业中，而油漆中含有的大量苯、二甲苯、甲醛、游离性TDI等有毒化学物质，其在生产及使用过程中将向大气中大量排放。

步入21世纪，尤其是建筑领域，在建筑内外墙进行表面保护时，往往是现场施工，继续使用溶剂型涂料不仅对油漆工身体健康有危害，还对周围环境造成一定的空气质量的影响；鉴于此，客户可能是施工商，也可能是甲方和设计师，对水性涂料早有期盼。而VOC含量的高低在一定程度上成为衡量一种涂料是否是水性环保涂料的标准。

水性氟碳涂料是在水性氟树脂上经添加陶瓷无机颜料、助剂、水等加工改进的新型环保耐候的涂层材料；可以具备20年以上防护持久性和耐候性，降低了维护成本，同时因其水溶性更有利于环境保护。

公司一直在全力攻克应用于建筑外墙的水性涂料涂装体系，针对于建筑外墙往往为混凝土基材保护，混凝土基层的保护为现场施工，从施工的操作出发，单组份水性氟碳漆施工简易，水性漆自固化，不需外加固化剂，使操作步骤更简单，不易出错；从施工人员健康问题出发，现场施工使用低VOC的水性漆，对施工环境和人员健康都有利的；从材料角度出发，单组份水性氟碳涂料，不加固化剂，性价比高，成本降低，节约能源。

但从单组份水性氟碳涂料自身性质考虑，溶剂主要为水，水的特性为不易挥发，所以在外墙的现场施工后，往往表干时间和养护时间比较长。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种混凝土单组份水性氟碳涂料，可以在各种不同的常见外墙材质表面进行使用，表现出极佳的装饰性、耐候性和耐污性。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种混凝土单组份水性氟碳涂料，包括下述重量百分比的组分：去离子水10～15％、PH调节剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1％、润湿剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、钛白粉15～25％、重钙5～15％、煅烧高岭土5～15％、防冻剂2～5％、单组份氟碳乳液40～50％、成膜助剂2～8％、杀菌剂0.1～0.3％、防霉剂0.1～0.3％、增稠剂0.1～0.5％、防沉剂0.1～0.5％。

进一步，所述单组份氟碳乳液为单组份乳液，初期耐水性强。

进一步，所述单组份氟碳乳液采用含氟丙烯酸单体和其它功能性单体为原料合成的壳核结构的含氟丙烯酸类氟乳液。

甲基丙烯酸酯为核层单体，含氟丙烯酸为壳层单体。制备方法为种子乳液聚合法。聚合原理为甲基丙烯酸酯聚合物成核发生在水相中，后续添加的含氟丙烯酸单体首先形成次级粒子，这些粒子被壳层吸附形成壳层。

进一步，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

进一步，所述分散剂为聚羧酸铵盐；

所述消泡剂为含有二氧化硅成分的聚醚硅氧烷共聚物；

所述润湿剂为非离子型炔二醇、2-丁氧基乙醇。

进一步，成膜助剂为醇酯十二；所述杀菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；所述增稠剂为聚醚型缔合型水性增稠剂。

进一步，所述防冻剂为丙二醇；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述防沉剂为羟乙基纤维素。

进一步，包括以下步骤：

S1、向去离子水中加入所述防沉剂搅拌45min至均匀，在搅拌的状态下继续加入pH调节剂、分散剂、消泡剂、润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入所述钛白粉、所述重钙、所述煅烧高岭土、所述防冻剂后高速分散2h至细度≦30um；

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中加入所述单组份氟碳乳液、所述成膜助剂、所述杀菌剂、所述防霉剂搅拌30min，继续加入所述增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

本发明的有益效果为：具有低VOC环保，装饰性、耐候性和耐污性，且为单组份，使用方便的外墙用水性氟碳涂料；水性配方、绿色环保；单组份配方使用方便；性能优异，价格低，性价比极高；涂层耐污染性良好；施工简单，滚涂、喷涂皆宜；与其他材料相容性好，配套简单；各组分之间的配比，使得该混凝土单组份水性氟碳涂料各项性能达到最佳。

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

一种混凝土单组份水性氟碳涂料，包括下述重量百分比的组分：去离子水10～15％、PH调节剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1％、润湿剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、钛白粉15～25％、重钙5～15％、煅烧高岭土5～15％、防冻剂2～5％、单组份氟碳乳液40～50％、成膜助剂2～8％、杀菌剂0.1～0.3％、防霉剂0.1～0.3％、增稠剂0.1～0.5％、防沉剂0.1～0.5％。

所述单组份氟碳乳液为单组份乳液，初期耐水性强。

所述单组份氟碳乳液采用含氟丙烯酸单体和其它功能性单体为原料合成的壳核结构的含氟丙烯酸类氟乳液。

含氟聚合物由于其疏水疏油，具有低表面张力的优异性能；

其中，氟元素的电负性最大，且极化率最低，氟原子的范德华半径仅比氢原子大，所以形成的C-F键十分牢固，其直的侧链全氟烷烃其分子骨架是一条锯齿形碳链，氟碳长链中C-F键通过六面体堆砌形成空间屏障作用，该作用使全氟烷基的碳链受到周围氟原子的保护，且C-F键具有强极性，共用电子对强烈偏向氟原子，故碳链形成一种负电保护层，即能屏蔽分子珠联主链，从而使全氟烷基具有较强的化学惰性，所以含有氟碳长链的化合物(聚合物)具有性能稳定、耐热、耐化学腐蚀，疏水疏油等优良性能，其丙烯酸酯类化合物可加入配方体系中进行光聚合，可应用于离型、防污、防雾、疏水疏油材料等方面。

所述钛白粉为金红石型钛白粉，用钛白粉制造的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，用量省，品种多，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长漆膜寿命。

所述分散剂为聚羧酸铵盐；

所述消泡剂为含有二氧化硅成分的聚醚硅氧烷共聚物；

其中，二氧化硅成分的聚醚硅氧烷共聚物的热稳定性优异；

二氧化硅成分的聚醚硅氧烷共聚物为胶束形态，其中胶束的形态由壳层的排斥作用、核链的伸展和壳-核界面的界面张力等因素共同控制，外部因素的变化则影响着胶束形成过程中的热力学和动力学平衡。因此，胶束形态和共聚物的组成、胶束浓度、pH值和温度等因素有关。

所述润湿剂为非离子型炔二醇、2-丁氧基乙醇。

成膜助剂为醇酯十二；

其中，当成膜剂未使用前，高分子聚合物的粒子和颜料、填料的粒子是以空间阻力和静电引力的相互作用，以单个粒子稳定存在的，在使用成膜剂后，随着水分的不断蒸发，这些稳定存在的单个粒子逐渐靠拢，但是仍然可以自由活动，当乳液中单个粒子的总体积达到成膜体积的74％时候，乳液中的粒子彼此靠拢，成膜剂中的粒子是处于紧密填充的状态。此时，涂料中的各种填料和其他水溶性的物质就留在这些紧密排列的粒子间的水中。

当涂料中的水分进一步蒸发，液膜的体积减小，高分子有机聚合物粒子与其他各种粒子的表面吸附层被破坏，乳液中的微粒接触更加紧密，达到紧密堆积，微粒之间的孔谢很小，当各种微粒之间的空隙达到毛细管管径打小时，因为毛细管的作用，当乳液中各种高分子聚合物粒子不能够抵抗强大的毛细管压力时，粒子发生形变，之后凝结、聚合形成连续的液膜，这个过程决定着涂料是否能够顺利成膜。

当水分持续挥发时，由于微粒之间的表面张力，如果环境温度高于最低成膜温度，涂料中的有机高分子粒子发生变形，聚合凝结在一起形成液膜，与此同时，由这些粒子所形成的分子链互相牵引、重叠、缠绕，使得涂膜性能进一步增强，此时就成为了性能比较优良的涂膜。

所述杀菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；

所述增稠剂为聚醚型缔合型水性增稠剂。

其中，增稠剂对涂料的粘度有重要的作用，是对涂料流平的重要影响因素。

由于纤维素分子吸附弱，极容易被漆中的湿润剂、乳液中的表面活性剂等所置换，游离于水相中，从而出现絮凝。

缔合型水性增稠剂分子可在一个以上的乳液粒子上吸附而不与水分子连接，从而发生架桥现象。在低增稠剂浓度下，没有足够的增稠剂与所有的粒子之间形成稳定的网络，当加入了更多的增稠剂时，更多的粒子就与絮凝体连在一起，当增稠剂的量已能满足所有的粒子，这是增稠剂与增稠剂分子在水中开始连接，当体系中应用较大量的增稠剂时，一定量的表面活性剂会导致增稠剂完全从乳液粒子上解吸下来，非吸附的增稠剂使乳液粒子通过体积限制过程出现絮凝。

其中，缔合型水性增稠剂影响材料的蠕变和应力松弛的现象。

所述防冻剂为丙二醇；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述防沉剂为羟乙基纤维素；不仅能高效的调节PH值，还能作为强力共分散剂防止颜料再絮凝。

一种混凝土单组份水性氟碳涂料，包括以下步骤：

S1、向去离子水中加入所述防沉剂搅拌45min至均匀，在搅拌的状态下继续加入pH调节剂、分散剂、消泡剂、润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入所述钛白粉、所述重钙、所述煅烧高岭土、所述防冻剂后高速分散2h至细度≦30um；

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中加入所述单组份氟碳乳液、所述成膜助剂、所述杀菌剂、所述防霉剂搅拌30min，继续加入所述增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

实施例1

混凝土单组份水性氟碳涂料的原料配方(wt％)如下表1所示。

表1为实施例1的混凝土单组份水性氟碳涂料的原料配方(wt％)

混凝土单组份水性氟碳涂料的制备方法为：

S1、向12％水中加入0.4％防沉剂搅拌45min均匀，在搅拌状态下继续加入0.2％pH调节剂、0.9％分散剂、0.3％消泡剂、0.3％润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入17％钛白粉、14％重钙、9％煅烧高岭土、2％防冻剂后高速分散2h至细度≦30um

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中逐步加入40％水性氟碳乳液、3％成膜助剂、0.2％杀菌剂、0.2％防霉剂搅拌30min，继续加入0.5％聚氨酯缔合增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

实施例2

混凝土单组份水性氟碳涂料的原料配方(wt％)如下表2所示。

表2为实施例2的混凝土单组份水性氟碳涂料的原料配方(wt％)

混凝土单组份水性氟碳涂料的制备方法为：

S1、向10％水中加入0.4％防沉剂搅拌45min均匀，在搅拌状态下继续加入0.4％pH调节剂、0.8％分散剂、0.3％消泡剂、0.3％润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入15％钛白粉、5％重钙、12％煅烧高岭土、2％防冻剂后高速分散2h至细度≦30um

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中逐步加入49％水性氟碳乳液、4％成膜助剂、0.3％杀菌剂、0.2％防霉剂搅拌30min，继续加入0.3％聚氨酯缔合增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

实施例3

混凝土单组份水性氟碳涂料的原料配方(wt％)如下表3所示。

表3为实施例2的混凝土单组份水性氟碳涂料的原料配方(wt％)

混凝土单组份水性氟碳涂料的制备方法为：

S1、向15％水中加入0.5％防沉剂搅拌45min均匀，在搅拌状态下继续加入0.5％pH调节剂、0.5％分散剂、0.4％消泡剂、0.5％润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入23％钛白粉、5％重钙、5％煅烧高岭土、3％防冻剂后高速分散2h至细度≦30um

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中逐步加入40％水性氟碳乳液、6％成膜助剂、0.2％杀菌剂、0.3％防霉剂搅拌30min，继续加入0.1％聚氨酯缔合增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

对比实施例1

对比实施例的涂料的原料配方(wt％)如下表4所示。

表4对比实施例1的涂料的原料配方(wt％)

涂料的制备方法为：

S1、向8％水中加入0.04％防沉剂搅拌45min均匀，在搅拌状态下继续加入0.05％pH调节剂、0.1％分散剂、0.05％消泡剂、0.07％润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入10％钛白粉、3％重钙、3％煅烧高岭土、5％防冻剂后高速分散2h至细度≦30um

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中逐步加入70％水性氟碳乳液、0.5％成膜助剂、0.07％杀菌剂、0.07％防霉剂搅拌30min，继续加入0.05％聚氨酯缔合增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

对比实施例2

对比实施例的涂料的原料配方(wt％)如下表5所示。

表5对比实施例2的涂料的原料配方(wt％)

涂料的制备方法为：

S1、向20％水中加入0.02％防沉剂搅拌45min均匀，在搅拌状态下继续加入0.05％pH调节剂、2％分散剂、0.07％消泡剂、0.7％润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入30％钛白粉、1％重钙、1％煅烧高岭土、7％防冻剂后高速分散2h至细度≦30um。

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中逐步加入28％水性氟碳乳液、10％成膜助剂、0.1％杀菌剂、0.04％防霉剂搅拌30min，继续加入0.02％聚氨酯缔合增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。

表6各产品性能指标

表7各产品性能指标

由表6可知，该混凝土单组份水性氟碳涂料干燥时间、附着力优异，耐酸碱、耐水性能也优异，耐冷耐热，易洗刷，性价比极高。

由表7可知，由于各项配比的不适合，导致容器中出现结块现象，且无法施工涂刷，从而影响干燥时间、附着力、且不耐酸碱、不耐湿冷，热循环性能差。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：包括下述重量百分比的组分：去离子水10～15％、PH调节剂0.1～0.5％、分散剂0.2～1％、润湿剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、钛白粉15～25％、重钙5～15％、煅烧高岭土5～15％、防冻剂2～5％、单组份氟碳乳液40～50％、成膜助剂2～8％、杀菌剂0.1～0.3％、防霉剂0.1～0.3％、增稠剂0.1～0.5％、防沉剂0.1～0.5％。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：所述单组份氟碳乳液为单组份乳液，初期耐水性强。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：所述单组份氟碳乳液采用含氟丙烯酸单体和其它功能性单体为原料合成的壳核结构的含氟丙烯酸类氟乳液。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸铵盐；

所述消泡剂为含有二氧化硅成分的聚醚硅氧烷共聚物；

所述润湿剂为非离子型炔二醇、2-丁氧基乙醇。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：成膜助剂为醇酯十二；所述杀菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；所述增稠剂为聚醚型缔合型水性增稠剂。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于：所述防冻剂为丙二醇；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述防沉剂为羟乙基纤维素。

8.根据权利要求1所述的一种混凝土单组份水性氟碳涂料，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向去离子水中加入所述防沉剂搅拌45min至均匀，在搅拌的状态下继续加入pH调节剂、分散剂、消泡剂、润湿剂，搅拌30min至均匀后依次加入所述钛白粉、所述重钙、所述煅烧高岭土、所述防冻剂后高速分散2h至细度≦30um；

S2、在搅拌的情况下，向分散好的浆料中加入所述单组份氟碳乳液、所述成膜助剂、所述杀菌剂、所述防霉剂搅拌30min，继续加入所述增稠剂，搅拌30min均匀得到水性氟碳涂料。