CN111434735B - 水性防酸雨建筑涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性防酸雨建筑涂料，包括组份：硅酸钾、乳液、缓释碱气凝胶、助剂，其中所述的缓释碱气凝胶为经干燥的碱性溶液和亲水型二氧化硅气凝胶粉末的混合物。本发明的有益效果在于：提高了在国内酸雨分布区域建筑外墙涂料抗酸性物质破坏的能力，延长了涂料的使用寿命，相应保护了建筑物不被酸雨破坏。

Description

水性防酸雨建筑涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及建筑涂料，具体是指一种水性防酸雨建筑涂料。
背景技术
由于人类大量使用含硫量高的煤、石油、天然气等燃料，燃烧后产生的含有二氧化硫等的气体，在大气中经过复杂的化学反应后，和空气中的雨水等结合降到地面成为酸雨；酸雨有很强的腐蚀性，它能腐蚀建筑物、桥梁、大理石雕像、导致树木枯萎等。
我国酸雨主要分布地区是长江以南的四川盆地、贵州、湖南、湖北、江西，以及沿海的福建、广东等省。研制耐酸雨建筑防护涂料并应用于建筑外墙装饰，是解决酸雨分布区域建筑外墙保护的方法之一。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺失，提供一种降低酸性物质对涂料的破坏、延长涂料使用寿命的水性防酸雨建筑涂料。
为了实现上述目的，本发明的水性防酸雨建筑涂料中，包括组份：硅酸钾、乳液、缓释碱气凝胶、助剂，其中所述的缓释碱气凝胶为经干燥的碱性溶液和亲水型二氧化硅气凝胶粉末的混合物。
较佳地，所述的硅酸钾为模数为2.4～4.0的硅酸钾溶液。
较佳地，所述的缓释碱气凝胶为经干燥的碱性溶液和亲水型二氧化硅气凝胶粉末的混合物，碱性溶液和亲水型二甲氧化硅气凝胶粉末的质量比为4:1；所述的碱性溶液的质量浓度为2.0％。
较佳地，包括以下质量比的组份：硅酸钾3.0％～8.0％、乳液15.0％～25.0％、缓释碱气凝胶10.0％～20.0％、助剂。
较佳地，所述的助剂包括防冻剂、成膜助剂、分散润湿剂、稳定剂、消泡剂、增稠剂、纤维素醚的一种或多种。
较佳地，所述的颜填料包括碳酸钙、硫酸钡和金红石钛白粉。
较佳地，所述的助剂包括一种或多种以下质量比的组份：防冻剂1.0％～1.5％、成膜助剂1.5％～3.0％、碳酸钙15.0％～25.0％、硫酸钡3.0％～8.0％、金红石钛白粉15.0％～25.0％、分散润湿剂0.3％～0.5％、稳定剂0.3％～0.8％、消泡剂0.3％～0.8％、增稠剂0.2％～0.6％、纤维素醚0.1％～0.4％。
较佳地，所述的乳液为苯乙烯改性丙烯酸乳液。
较佳地，所述的碳酸钙为重质碳酸钙；所述的硫酸钡为沉淀硫酸钡。
较佳地，所述的稳定剂为硅酸盐分散稳定剂。
较佳地，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液。
本发明的有益效果在于：提高了在国内酸雨分布区域建筑外墙涂料抗酸性物质破坏的能力，延长了涂料的使用寿命，相应保护了建筑物不被酸雨破坏。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，下面对本发明的具体实施方法作进一步说明。
为了解决酸雨分布区域建筑外墙涂料易受酸雨浸蚀，本发明提供一种具有缓释碱性以中和酸雨、能降低酸雨破坏的建筑涂料产品。采用亲水型二氧化硅气凝胶吸附碱性物质，用于涂料配方中，施工后涂层在被酸雨浇淋时能缓慢释放碱液中和酸雨中的酸性物质，降低酸性物质对涂料的破坏，延长涂料使用寿命。
其中，缓释剂的基本组成示例为：
2％NaOH溶液： 80％
亲水型二氧化硅气凝胶： 20％
缓释剂的制备方法为：先制备2％NaOH水溶液，再慢速搅拌下加入亲水型二氧化硅气凝胶粉末，气凝胶粉末约为总量的20％，浸泡24小时后，烘干脱水备用。
其中，二氧化硅气凝胶为市售产品，如浙江绍兴纳诺科技有限公司的AP。
本发明提供一种缓释碱性防酸雨涂料，包括以下质量比的组成：
Figure BDA0001944211900000021
Figure BDA0001944211900000031
所述乳液较佳为苯乙烯改性丙烯酸乳液，较佳地为巴斯夫乳液296DS、502乳液。
硅酸钾为无机成膜物质，碱性较高，耐酸性，采用硅酸盐可以提高涂膜的耐酸碱性及液体涂料的碱性，防止二氧化硅气凝胶中碱过早析出；优选使用模数为2.4～4.0的硅酸钾溶液，较佳的硅酸镁锂盐为巴斯夫的KS7675。
所述碳酸钙为重质碳酸钙，较佳的为蕉岭广福的CC700。
所述的硫酸钡为沉淀硫酸钡，较佳的为上海钰通化工科技的298-BT。
所述的成膜助剂为伊士曼化工公司(EASTMAN)的成膜助剂Texanol。
所述的防冻剂可选用涂料领域中常规使用的防冻剂，较佳地为丙二醇。
所述的水为去离子水。
所述的分散润湿剂可为巴斯夫的分散润湿剂4140、陶氏化学的CA2500的一种或多种。
所述的稳定剂为硅酸盐分散稳定剂，如科莱恩化学的SPS、SPV；巴斯夫化工的Lycloquant。
所述的消泡剂可选用涂料领域中常规使用的消泡剂，可为巴斯夫化工的消泡剂2155、2190中的一种或多种。
所述的增稠剂可为本领域常规使用的聚氨酯增稠剂，可为巴斯夫化工的增稠剂1251。
所述的纤维素醚为本领域常用的羟乙基纤维素醚或疏水改性纤维素醚，可为亚士兰HBR250、信越HS30000YP2中的一种或几种。
本发明的水性防酸雨建筑涂料的制备方法可采用本领域常规的外墙涂料的制备方法。
制备方法包括下述步骤：
根据配方，将去离子水、纤维素、润湿分散剂剂、消泡剂加入生产釜中，用高速分散机搅拌均匀，搅拌下加入颜填料、碱处理后的二氧化硅气凝胶并高速分散至细度60μm以下，在500rpm的搅拌转速下加入乳液、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，混合均匀后再在搅拌下加入硅酸钾、硅酸盐分散稳定剂，慢速搅拌5～10分钟即可。
下述实施例中使用的原料来源：
水性乳液：巴斯夫化工的296DS乳液；
HEC纤维素：上海澳润提供德国信越HS30000YP2羟乙基纤维素；
聚氨酯增稠剂：上海添禾行贸易提供巴斯夫化工1251；
润湿分散剂：巴斯夫化工的丙烯酸钠盐4140；
消泡剂：巴斯夫化工的2155；
成膜助剂：美国伊士曼化工Texanol；
防冻剂：陶氏化学丙二醇；
颜料：攀钢R298钛白粉；
碳酸钙：蕉岭广福重质碳酸钙CC700；
硫酸钡：上海钰通化工科技的298-BT
碱处理二氧化硅气凝胶：自制；
硅酸钾溶液：巴斯夫化工KS7675；
硅酸盐分散稳定剂：科莱恩化学的SPS；
去离子水：自制。
实施例1：
水性外墙防酸雨建筑涂料的各组分配比为(wt％)：
Figure BDA0001944211900000041
制备方法包括下述步骤：根据配方，将去离子水、纤维素、润湿分散剂剂、消泡剂加入生产釜中，用高速分散机搅拌均匀，搅拌下加入颜填料、碱处理后的二氧化硅气凝胶并高速分散至细度60μm以下，在500rpm的搅拌转速下加入乳液、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，混合均匀后再在搅拌下加入硅酸钾、硅酸盐分散稳定剂，慢速搅拌5～10分钟即可。
实施例2：
水性外墙防酸雨建筑涂料的各组分配比为(wt％)：
Figure BDA0001944211900000051
制备方法包括下述步骤：根据配方，将去离子水、纤维素、润湿分散剂剂、消泡剂加入生产釜中，用高速分散机搅拌均匀，搅拌下加入颜填料、碱处理后的二氧化硅气凝胶并高速分散至细度60μm以下，在500rpm的搅拌转速下加入乳液、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，混合均匀后再在搅拌下加入硅酸钾、硅酸盐分散稳定剂，慢速搅拌5-10分钟即可。
实施例3：
水性外墙防酸雨建筑涂料的各组分配比为(wt％)：
Figure BDA0001944211900000052
Figure BDA0001944211900000061
制备方法包括下述步骤：根据配方，将去离子水、纤维素、润湿分散剂剂、消泡剂加入生产釜中，用高速分散机搅拌均匀，搅拌下加入颜填料、碱处理后的二氧化硅气凝胶并高速分散至细度60μm以下，在500rpm的搅拌转速下加入乳液、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，混合均匀后再在搅拌下加入硅酸钾、硅酸盐分散稳定剂，慢速搅拌5～10分钟即可。
效果实施例
采用以上配方中关键材料，制作常规性能优异的外墙面漆漆，与各实施例产品进行耐人工酸雨性测试，常规外墙漆配方(1)(各组分配比为wt％)如下。
Figure BDA0001944211900000062
不含碱处理气凝胶，含硅酸钾溶液有机无机杂化涂料配方(2)：
Figure BDA0001944211900000071
按如下工艺制成产品备用：将去离子水、纤维素、润湿分散剂剂、消泡剂加入生产釜中，用高速分散机搅拌均匀，搅拌下加入颜填料、碱处理后的二氧化硅气凝胶并高速分散至细度60μm以下，在500rpm的搅拌转速下加入乳液、成膜助剂、防冻剂、增稠剂，混合均匀后再在搅拌下加入硅酸钾、硅酸盐分散稳定剂，慢速搅拌5～10分钟即可。
耐酸雨性测试参照HG/T 4104-2009标准中涂膜耐酸雨性的测试方法进行：在500ml水中加入6mlH2SO4(98％)、3mlHNO3(65％-68％)、1mlHCl(36％-38％)配成混合溶液，在适量水中加入混合溶液，配成pH＝3.0的模拟酸雨溶液。
将三实施例产品及上述两配方产品分别在标准无石棉水泥纤维测试板制膜，按标准养护后，按GB/T 9274-1988中浸泡法将制备好的测试样板浸泡48h、96h、168h，观察漆膜表面有无起泡、开裂、剥落、掉粉、明显变色、明显丝光等。测试结果如下：
浸泡48h测试结果
测试样漆 漆膜状况
实施例1 漆膜表面正常
实施例2 漆膜表面正常
实施例3 漆膜表面正常
常规产品1 漆膜表面有轻微失光、极轻微变色
常规有机无机杂化产品2 漆膜表面正常
浸泡96h后测试结果
Figure BDA0001944211900000072
Figure BDA0001944211900000081
浸泡168h后测试结果
测试样漆 漆膜状况
实施例1 漆膜表面正常
实施例2 漆膜表面正常
实施例3 漆膜表面正常
常规产品1 漆膜表面有失光、变色严重、起泡现象明显，轻微掉粉
常规有机无机杂化产品2 漆膜表面有失光现象、变色明显，有微小起泡出现
从实验可知，本发明产品具有优异的抗酸雨性能，可以较长时间保护酸雨分布区建筑物免被破坏。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种水性防酸雨建筑涂料，其特征在于，包括组份：硅酸钾、乳液、缓释碱气凝胶、助剂，其中所述的缓释碱气凝胶为经干燥的碱性溶液和亲水型二氧化硅气凝胶粉末的混合物，碱性溶液和亲水型二氧化硅气凝胶粉末的质量比为4：1；所述的碱性溶液的质量浓度为2％；
所述水性防酸雨建筑涂料包括以下质量比的组份：硅酸钾3.0％～8.0％、乳液15.0％～25.0％、缓释碱气凝胶10.0％～20.0％、助剂。
2.根据权利要求1所述的水性防酸雨建筑涂料，其特征在于，所述的硅酸钾为模数为2.4～4.0的硅酸钾溶液。
3.根据权利要求1所述的水性防酸雨建筑涂料，其特征在于，所述的助剂包括防冻剂、成膜助剂、分散润湿剂、稳定剂、消泡剂、增稠剂、纤维素醚的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的水性防酸雨建筑涂料，其特征在于，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液。
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