CN111892848A - 一种建筑外墙用抗老化涂料及其制备方法 - Google Patents

一种建筑外墙用抗老化涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建筑外墙用抗老化涂料及其制备方法，该抗老化涂料由如下重量份原料制成：丙烯酸乳液100‑120份、分散剂1‑1.5份、消泡剂0.5‑0.8份、钛白粉3‑3.5份、滑石粉12‑15份、高岭土粉10‑13份、云母粉10‑13份、紫外线吸收剂2‑3份；并在制备抗老化涂料的过程中制备了一种紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂苯环上的羟基氢和羰基氧之间形成分子内氢键构成一个螯合环，当受到光照时，涂料吸收紫外线使得紫外线吸收剂分子发生热振动，进而使得分子内氢键破裂，螯合环打开，将紫外光能转化为热能释放，多个分子内氢键配合，使得该抗老化涂料的抗氧化能力提升，增加了涂料的使用寿命。

Description

一种建筑外墙用抗老化涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑涂料制备技术领域，具体涉及一种建筑外墙用抗老化涂料及其制备方法。
背景技术
涂料是一种涂敷于物体表面能形成完整的膜并能与物体表面牢固粘合的物质，早期的涂料主要是由天然动物油脂、植物油脂和天然树脂等制成，因此涂料又称油漆，20世纪50年代以来，世界石油化学工业和高分子合成工业的迅速发展，为涂料工业的发展提供了良好的物质基础，因此，当前的涂料除了少量采用天然树脂和油脂外，主要是以合成树脂为成膜物质。
现有的建筑外墙用抗老化涂料在使用过程中，会受到太阳光的直接照射，长时间受到阳光照射会使涂料发生光化学反应，进而使得涂料的性能大大降低，且对涂料的美观度造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑外墙用抗老化涂料及其制备方法。
本发明要解决的技术问题：
现有的建筑外墙用抗老化涂料在使用过程中，会受到太阳光的直接照射，长时间受到阳光照射会使涂料发生光化学反应，进而使得涂料的性能大大降低，且对涂料的美观度造成影响。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种建筑外墙用抗老化涂料，由如下重量份原料制成：丙烯酸乳液100-120份、分散剂1-1.5份、消泡剂0.5-0.8份、钛白粉3-3.5份、滑石粉12-15份、高岭土粉10-13份、云母粉10-13份、紫外线吸收剂2-3份；
所述的抗老化涂料由如下步骤制成：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250-1300目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、分散剂加入反应釜中，在800-1000r/min的条件下，进行搅拌20-30min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌10-15min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和消泡剂加入反应釜中，在转速为300-400r/min的条件下，进行搅拌30-50min，制得抗老化涂料。
进一步，所述的分散剂为油酸钠、磺酸钠、磺酸钙中的一种或多种任意比例混合，消泡剂为聚二甲基硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的一种或两种任意比例混合。
进一步，所述的紫外线吸收剂由如下步骤制成：
步骤A1：将邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚加入反应釜中，在转速为100-150r/min的条件下，进行搅拌至混合均匀后，加入无水氯化锌，在温度为35-40℃的条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体1，将中间体1和苯进行混合，制得混合液，将腈化钠和去离子水加入反应釜中，进行搅拌至腈化钠完全溶解，滴加混合液，滴加时间为3-5min，在为温度为85-90℃的条件下，进行反应2-2.5h，制得中间体2；
反应过程如下：
Figure BDA0002615127320000031
步骤A2：将步骤A1制得中间体2和液溴加入反应釜中，在光照条件下，进行反应1-1.5h制得中间体3，将中间体3加入反应釜中，在转速为150-200r/min温度为95-100℃的条件下，滴加氢氧化钠溶液，滴加时间2-3h，滴加完毕后升温，在温度为116-120℃的条件下，进行回流反应10-12h，制得中间体4；
反应过程如下:
Figure BDA0002615127320000032
步骤A3：将步骤A2制得的中间体4、去离子水、氢氧化钠粉末、铜粉加入反应釜中，进行搅拌至混合均匀，在温度为260-270℃，压强为4.5-5.0MPa的条件下，进行反应8-10h，过滤去除过滤物，向滤液中滴加盐酸溶液至pH值为1-2后，加入甲醇，进行反应30-40min，制得中间体5；
反应过程如下:
Figure BDA0002615127320000041
步骤A4：将对氯邻硝基苯胺、步骤A3制得的中间体5、亚硝酸钠、硫酸氢钾，混合均匀后，在温度为25-30℃的条件下，进行研磨20-30min，得到中间体6，将中间体6、乙醇、氢氧化钠溶液加入反应釜中，进行搅拌至混合将均匀后，温度为80-85℃的条件下，加热至回流后，加入连二亚硫酸钠，在转速为300-500r/min的条件下，进行反应1-1.5h后，冷却至室温，加入盐酸溶液至pH值为3-4，过滤去除滤液制得中间体7；
反应过程如下:
Figure BDA0002615127320000042
步骤A5：将间二苯酚和乙醇水溶液进行混合，制得间二苯酚反应液，将步骤A4制得的中间体7和苯进行混合，制得中间体7反应液，将间二苯酚反应液加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为45-50℃的条件下，滴加中间体7反应液，滴加时间1-1.5h，滴加完毕后继续反应1.5-2h，制得紫外线吸收剂。
反应过程如下:
Figure BDA0002615127320000051
进一步，步骤A1所述的邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚的用量物质的量比为1:1-1.2，无水氯化锌的用量为邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚质量总和3-5％，中间体1和腈化钠的用量物质的量比为5:4。
进一步，步骤A2所述的中间体2和液溴用量物质的量比为1:3，中间体3和氢氧化钠溶液用量别比4g：3mL，氢氧化钠溶液的质量分数为30-35％。
进一步，步骤A3所述的中间体4、去离子水、氢氧化钠粉末、铜粉的用量质量比为10:8:5:0.2-0.4，盐酸溶液的质量分数为60-65。
进一步，步骤A4所述的对氯邻硝基苯胺、中间体5、亚硝酸钠、硫酸氢钾的用量物质的量比为1:1-1.2:1:1，中间体6、乙醇、氢氧化钠溶液、连二亚硫酸钠用量比为4g：25mL：25mL：8g。
进一步，步骤A5所述的间二苯酚和中间体7的用量物质的量比为1:1.05。
进一步，一种建筑外墙用抗老化涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250-1300目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、分散剂加入反应釜中，在800-1000r/min的条件下，进行搅拌20-30min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌10-15min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和消泡剂加入反应釜中，在转速为300-400r/min的条件下，进行搅拌30-50min，制得抗老化涂料。
本发明的有益效果：本发明在制备一种建筑外墙用抗老化涂料的过程中，制备了一种紫外线吸收剂，该紫外线吸收的主体结构为与苯丙三唑紫外线吸收剂的主体结构类似，当涂料受到光照时由于分子由羟基氢原子与三唑基上的氮原子形成六元环，使得该结构存在氢键螯合环，当涂料吸收紫外线时，氢键被破坏使得紫外线吸收剂分子结构改变进而将光能转变为热能，同时该紫外线吸收剂的支链为二苯甲酮类似物，该支链也存在分子内的氢键，苯环上的羟基氢和羰基氧之间形成分子内氢键构成一个螯合环，当受到光照时，涂料吸收紫外线使得紫外线吸收剂分子发生热振动，使得分子内氢键破裂，螯合环打开，将紫外光能转化为热能释放，多个分子内氢键配合，使得该抗老化涂料的抗氧化能力提升，增加了涂料的使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种建筑外墙用抗老化涂料，由如下重量份原料制成：丙烯酸乳液100份、油酸钠1份、乙二醇硅氧烷0.5份、钛白粉3份、滑石粉12份、高岭土粉10份、云母粉10份、紫外线吸收剂2份；
所述的抗老化涂料由如下步骤制成：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、油酸钠加入反应釜中，在800r/min的条件下，进行搅拌20min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌10min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和乙二醇硅氧烷加入反应釜中，在转速为300-400r/min的条件下，进行搅拌30min，制得抗老化涂料。
所述的紫外线吸收剂由如下步骤制成：
步骤A1：将邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚加入反应釜中，在转速为100r/min的条件下，进行搅拌至混合均匀后，加入无水氯化锌，在温度为35℃的条件下，进行反应1h，制得中间体1，将中间体1和苯进行混合，制得混合液，将腈化钠和去离子水加入反应釜中，进行搅拌至腈化钠完全溶解，滴加混合液，滴加时间为3min，在为温度为85℃的条件下，进行反应2h，制得中间体2；
步骤A2：将步骤A1制得中间体2和液溴加入反应釜中，在光照条件下，进行反应1h制得中间体3，将中间体3加入反应釜中，在转速为150r/min温度为95℃的条件下，滴加氢氧化钠溶液，滴加时间2h，滴加完毕后升温，在温度为116℃的条件下，进行回流反应10h，制得中间体4；
步骤A3：将步骤A2制得的中间体4、去离子水、氢氧化钠粉末、铜粉加入反应釜中，进行搅拌至混合均匀，在温度为260℃，压强为4.5MPa的条件下，进行反应8h，过滤去除过滤物，向滤液中滴加盐酸溶液至pH值为1后，加入甲醇，进行反应30min，制得中间体5；
步骤A4：将对氯邻硝基苯胺、步骤A3制得的中间体5、亚硝酸钠、硫酸氢钾，混合均匀后，在温度为25℃的条件下，进行研磨20min，得到中间体6，将中间体6、乙醇、氢氧化钠溶液加入反应釜中，进行搅拌至混合将均匀后，温度为80℃的条件下，加热至回流后，加入连二亚硫酸钠，在转速为300r/min的条件下，进行反应1h后，冷却至室温，加入盐酸溶液至pH值为3，过滤去除滤液制得中间体7；
步骤A5：将间二苯酚和乙醇水溶液进行混合，制得间二苯酚反应液，将步骤A4制得的中间体7和苯进行混合，制得中间体7反应液，将间二苯酚反应液加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为45℃的条件下，滴加中间体7反应液，滴加时间1h，滴加完毕后继续反应1.5h，制得紫外线吸收剂。
实施例2
一种建筑外墙用抗老化涂料，由如下重量份原料制成：丙烯酸乳液110份、油酸钠1.3份、乙二醇硅氧烷0.6份、钛白粉3.2份、滑石粉13份、高岭土粉11份、云母粉11份、紫外线吸收剂2.5份；
所述的抗老化涂料由如下步骤制成：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250-1300目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、油酸钠加入反应釜中，在900r/min的条件下，进行搅拌25min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌13min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和乙二醇硅氧烷加入反应釜中，在转速为350r/min的条件下，进行搅拌40min，制得抗老化涂料。
实施例3
一种建筑外墙用抗老化涂料，由如下重量份原料制成：丙烯酸乳液120份、油酸钠1.5份、乙二醇硅氧烷0.8份、钛白粉3.5份、滑石粉15份、高岭土粉13份、云母粉13份、紫外线吸收剂3份；
所述的抗老化涂料由如下步骤制成：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250-1300目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、油酸钠加入反应釜中，在1000r/min的条件下，进行搅拌30min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌15min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和乙二醇硅氧烷加入反应釜中，在转速为400r/min的条件下，进行搅拌50min，制得抗老化涂料。
对比例
本对比例为市场上一种常见的建筑外墙用抗老化涂料。
对实施例1-3和对比例制得的抗老化涂料进行性能测试，测试结果如下表1所示；
抗老化性：将实施例1-3和对比例制得的抗老化涂料，用分光光度计进行检测得到反色差值。
表1
Figure BDA0002615127320000091
Figure BDA0002615127320000101
由上表1可知实施例1-3制得的抗老化涂料的耐光性远好于对比例制得的抗老化涂料。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：由如下重量份原料制成：丙烯酸乳液100-120份、分散剂1-1.5份、消泡剂0.5-0.8份、钛白粉3-3.5份、滑石粉12-15份、高岭土粉10-13份、云母粉10-13份、紫外线吸收剂2-3份；
所述的抗老化涂料由如下步骤制成：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250-1300目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、分散剂加入反应釜中，在800-1000r/min的条件下，进行搅拌20-30min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌10-15min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和消泡剂加入反应釜中，在转速为300-400r/min的条件下，进行搅拌30-50min，制得抗老化涂料。
2.根据权利要求1所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：所述的分散剂为油酸钠、磺酸钠、磺酸钙中的一种或多种任意比例混合，消泡剂为聚二甲基硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的一种或两种任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：所述的紫外线吸收剂由如下步骤制成：
步骤A1：将邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚加入反应釜中，在转速为100-150r/min的条件下，进行搅拌至混合均匀后，加入无水氯化锌，在温度为35-40℃的条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体1，将中间体1和苯进行混合，制得混合液，将腈化钠和去离子水加入反应釜中，进行搅拌至腈化钠完全溶解，滴加混合液，滴加时间为3-5min，在为温度为85-90℃的条件下，进行反应2-2.5h，制得中间体2；
步骤A2：将步骤A1制得中间体2和液溴加入反应釜中，在光照条件下进行反应1-1.5h制得中间体3，将中间体3加入反应釜中，在转速为150-200r/min温度为95-100℃的条件下，滴加氢氧化钠溶液，滴加时间2-3h，滴加完毕后升温，在温度为116-120℃的条件下，进行回流反应10-12h，制得中间体4；
步骤A3：将步骤A2制得的中间体4、去离子水、氢氧化钠粉末、铜粉加入反应釜中，进行搅拌至混合均匀，在温度为260-270℃，压强为4.5-5.0MPa的条件下，进行反应8-10h，过滤去除过滤物，向滤液中滴加盐酸溶液至pH值为1-2后，加入甲醇，进行反应30-40min，制得中间体5；
步骤A4：将对氯邻硝基苯胺、步骤A3制得的中间体5、亚硝酸钠、硫酸氢钾，混合均匀后，在温度为25-30℃的条件下，进行研磨20-30min，得到中间体5，将中间体5、乙醇、氢氧化钠溶液加入反应釜中，进行搅拌至混合将均匀后，温度为80-85℃的条件下，加热至回流后，加入连二亚硫酸钠，在转速为300-500r/min的条件下，进行反应1-1.5h后，冷却至室温，加入盐酸溶液至pH值为3-4，过滤去除滤液制得中间体6；
步骤A5：将间二苯酚和乙醇水溶液进行混合，制得间二苯酚反应液，将步骤A4制得的中间体6和苯进行混合，制得中间体6反应液，将间二苯酚反应液加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为45-50℃的条件下，滴加中间体6反应液，滴加时间1-1.5h，滴加完毕后继续反应1.5-2h，制得紫外线吸收剂。
4.根据权利要求3所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：步骤A1所述的邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚的用量物质的量比为1:1-1.2，无水氯化锌的用量为邻氯甲苯和双(2-氯乙基)醚质量总和3-5％，中间体1和腈化钠的用量物质的量比为5:4。
5.根据权利要求3所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：步骤A2所述的中间体2和液溴用量物质的量比为1:3，中间体3和氢氧化钠溶液用量别比4g：3mL，氢氧化钠溶液的质量分数为30-35％。
6.根据权利要求3所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：步骤A3所述的中间体4、去离子水、氢氧化钠粉末、铜粉的用量质量比为10:8:5:0.2-0.4，盐酸溶液的质量分数为60-65。
7.根据权利要求3所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：步骤A4所述的对氯邻硝基苯胺、中间体5、亚硝酸钠、硫酸氢钾的用量物质的量比为1:1-1.2:1:1，中间体6、乙醇、氢氧化钠溶液、连二亚硫酸钠用量比为4g：25mL：25mL：8g。
8.根据权利要求3所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：步骤A5所述的间二苯酚和中间体7的用量物质的量比为1:1.05。
9.根据权利要求1的制备方法所述的一种建筑外墙用抗老化涂料，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤S1：将钛白粉、滑石粉、高岭土粉、云母粉加入粉碎机中进行粉碎，过1250-1300目筛网后，进行混合，制得混合料；
步骤S2：将一半量的丙烯酸乳液、步骤S1制得的混合料、分散剂加入反应釜中，在800-1000r/min的条件下，进行搅拌20-30min后，加入另一半量的丙烯酸乳液和紫外线吸收剂，继续搅拌10-15min，制得混合基液；
步骤S3：将步骤S2制得的混合基液和消泡剂加入反应釜中，在转速为300-400r/min的条件下，进行搅拌30-50min，制得抗老化涂料。
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