CN112143376B - 一种外墙防酸雨保温面漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及外墙面漆领域，具体公开了一种外墙防酸雨保温面漆及其制备方法。所述面漆包括以下按重量份计的组分：水120～150份、丙烯酸有机硅树脂20～25份、填料10～20份、丙烯酸铵盐分散剂5～8份、固化剂9～18份、膨胀蛭石6～7份和电气石粉8～10份。所述面漆制备方法包括如下步骤：（1）向水中加入丙烯酸有机硅树脂和丙烯酸铵盐分散剂分散；（2）向（1）中加入填料、膨胀蛭石和电气石粉分散；（3）向（2）中加入固化剂分散，当体系粘度达到90～100Pa∙s时得到成品。本申请产品的防酸雨和保温性能大大增强；另外，本申请的制备方法具有操作简单的优点。

Description

一种外墙防酸雨保温面漆及其制备方法
技术领域
本申请涉及外墙面漆领域，更具体地说，它涉及一种外墙防酸雨保温面漆及其制备方法。
背景技术
用于围护建筑物，使建筑物形成室内、室外的分界构件称为外墙，外墙需要承担一定荷载并且能够遮挡风雨。随着我国外墙装饰的快速发展，人们对新型建筑墙体饰面材料也提出了越来越高的要求，给外墙表层刷面漆成为一种主流趋势，外墙面漆可以使建筑物外貌整洁美观，并且能起到延长保护建筑物外墙使用寿命的作用。
目前，外墙面漆的主要功能是装饰和保护建筑物面，但是由于环境污染日趋严重，我国一些地区已经成为酸雨多发区，大多数酸雨中的酸性物质主要是硫酸，其次是硝酸，而现有的外墙面漆对于酸雨的腐蚀没有很好的阻碍和缓解作用，因此酸雨可以破坏外墙面漆膜的结构，进而使其性能降低，从而使外墙面漆失去装饰和保护功能，另外，外墙墙面的保温效率不高，造成很多的能源消耗，且其耐候性差，外界温度变化较大时，涂膜容易断裂，出现微孔，使外墙面漆更易受酸雨侵蚀，严重影响建筑物的装饰和使用。
针对上述中的相关问题，发明人认为外墙面漆在保温效果及防酸雨方面仍有很大的改进空间。
发明内容
为了优化外墙面漆的保温性能和防酸雨性能，使外墙面漆对外墙起到更好的保护作用，本发明的第一个目的在于提供一种外墙防酸雨保温面漆，所述面漆具有高的保温性能和防酸雨性能。
本发明的第二个目的在于提供一种外墙防酸雨保温面漆的制备方法，所述制备方法具有操作简单的优点。
为实现上述第一个目的，本发明采用如下的技术方案：
一种外墙防酸雨保温面漆，包括以下按重量份计的组分：水120～150份、丙烯酸有机硅树脂20～25份、丙烯酸聚氨酯16～19份、丙二醇苯醚15～20份、填料10～20份、丙二醇1～4份、水性有机硅防水剂1～3份、丙烯酸铵盐分散剂5～8份、羟丙基甲基纤维素1～2份、固化剂9～18份、膨胀蛭石6～7份和电气石粉8～10份。
优选的，所述丙烯酸有机硅树脂采用以下方法制备：按重量份计，将5～10份丙烯酸树脂、10～15份硅烷偶联剂和30～80份乙二醇单丁醚混合搅拌，在130～160℃温度下反应4～6h，减压蒸馏除掉溶剂后得到产品。
优选的，所述水性有机硅防水剂可以选自，例如，购自南雄鼎成化工有限公司的FS～150防水剂；所述丙烯酸铵盐分散剂可以选自，例如，购自广州市汇祥化工有限公司的SN5027分散剂；所述硅烷偶联剂可以选自，例如，购自南京轩浩新材料的KH560硅烷偶联剂。
通过采用上述技术方案，丙烯酸有机硅树脂内部有键能较大的碳碳键和硅氧键，因此丙烯酸有机硅树脂与酸性物质接触时，不易断键，进而保护了面漆内部的交联结构，由此可保证面漆的致密性，使面漆的防酸雨性能增强；另外，丙烯酸有机硅树脂、丙烯酸聚氨酯、填料和羟丙基甲基纤维素相互配合，可以提高面漆的抗收缩和抗龟裂性，改善表面品质，提高粘结强度,与水性有机硅防水剂配合使用，可以使外墙面漆不易破裂且不易沾附酸雨，进而不容易受酸雨侵蚀而损坏；在填料中混入膨胀蛭石和电气石粉可以使面漆具有优良的储热能力，而且还有利于降低面漆整体的散热能力，因此可进一步提高面漆的保温性能。
优选的，所述面漆包括以下按重量份计的组分：水130～140份、丙烯酸有机硅树脂22～23份、丙烯酸聚氨酯17～18份、丙二醇苯醚16～18份、填料10～20份、丙二醇2～4份、水性有机硅防水剂1～2份、丙烯酸铵盐分散剂5～7份、羟丙基甲基纤维素1～2份、固化剂9～18份、膨胀蛭石6～7份和电气石粉8～10份。
通过采用上述技术方案，由于各物质的配比被进一步优化，各物质间的相互作用导致物质发挥最优性能，因此面漆具有更高的保温和防酸雨的性能。
优选的，所述膨胀蛭石的粒度为700～1000目，以及所述电气石粉的粒度为800～1250目。
通过采用上述技术方案，当膨胀蛭石的粒度为700～1000目，电气石粉的粒度为800～1250目时，可能会使面漆整体在储热基础上有效抑制各种传导热和辐射热，进而达到最佳保温效果。
优选的，所述填料按重量份计包括钛白粉2～4份、硫酸钡1～3份、硅藻土2～5份
和云母粉5～8份。
通过采用上述技术方案，硫酸钡、硅藻土和云母粉在合适配比下可发挥其最佳的耐酸性能，进而可大幅提高面漆的抗酸雨能力；另外，钛白粉作为一种颜料，与硫酸钡、硅藻土和云母粉的配合使用可以提高对面漆的遮盖力，降低漆膜侧面光泽，从而有助于提高外墙漆的抗污性和抗渗透性，抗渗透性增强，也在一定程度上有利于防止酸雨对面漆的腐蚀。
优选的，所述固化剂按重量份计包括环氧树脂4～8份和聚异氰酸酯5～10份。
通过采用上述技术方案，由于将环氧树脂和聚异氰酸酯分散加入到面漆中，可以与丙烯酸有机硅树脂及丙烯酸聚氨酯相互交联形成网状立体聚合物，进而将面漆中复合材料骨材包络在网状体之中，使线型树脂变成坚韧的体型固体，进而使面漆漆膜的交联密度高，具有较高的耐候性，此时，面漆不易破裂，则有利于面漆的保温隔热，也有利于防止酸雨的渗透腐蚀。
优选的，所述面漆还包括按重量份计4～6份的中空聚合物乳胶粒子，所有物料按重量份计，所述中空聚合物乳胶粒子的制备方法包括：
S1：将5～6份苯乙烯、10～11份丙烯酸丁酯和12～13份水在氮气气氛下混合，升温至65～75℃，加入3～4份过硫酸钾,搅拌反应8～10h，之后保温30～45min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入2～4份水和3～9份过硫酸钾总量的2/3，同时滴入包含2～4份苯乙烯、1～3份丙烯酸丁酯和1～2份4-甲基丙烯酸的混合单体，在80～90℃的反应温度下反应4～6h，再加入剩余的过硫酸钾，恒温继续反应2～3h，之后保温40～45min后得到三元共聚乳液；
S3：将2～3份水、3～4份丁酮和3～4份十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至80～90℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2～3h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3～4份十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至70～85℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2～3h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
通过采用上述技术方案，中空聚合物乳胶粒子具有密度低和比表面积大的优势，可增大钛白粉的空间占有率，提高钛白粉的分散性，进一步增强外墙漆漆膜的致密性，使面漆不易开裂，可防止酸雨进一步腐蚀面漆，也可减少面漆散热，进而增强面漆的防酸雨性能、保温性能和抗污性能。
本发明的第二个目的提供一种外墙防酸雨保温面漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)向水中加入丙烯酸有机硅树脂、丙烯酸聚氨酯、丙二醇苯醚、丙二醇、水性有机硅防水剂和丙烯酸铵盐分散剂，之后在100～200r/min的转速下分散；
(2)在500～600r/min的搅拌速度下，向步骤(1)的所得物中加入填料、膨胀蛭石和电气石粉进行分散；
(3)在100～200r/min的搅拌速度下，向步骤(2)的所得物中加入固化剂和羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到90～100Pa·s时得到成品。
通过采用上述技术方案，由于先将丙烯酸有机硅树脂、丙烯酸聚氨酯、丙二醇苯醚、丙二醇、水性有机硅防水剂和丙烯酸铵盐分散剂进行分散可以使面漆均匀成膜；然后再加入填料、膨胀蛭石和电气石粉，可有效提高面漆的保温和防酸雨性能；最后加入固化剂和羟丙基甲基纤维素进行分散，可以使面漆均匀分散，且增强面漆的交联程度，使面漆有很好的防酸雨和保温性能；所述制备方法具有操作简单的优点。
优选的，所述步骤(1)的分散温度为25～45℃，分散时间为15～20min；所述步骤(2)的分散温度为40～60℃，分散时间为30～40min；所述步骤(3)的分散温度为60～70℃。
通过采用上述技术方案，通过控制面漆制备过程中的分散温度和分散时间，可以制备出优良的防酸雨保温外墙面漆。
优选的，在所述步骤(2)中加入中空聚合物乳胶粒子进行混合分散。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用丙烯酸有机硅树脂，丙烯酸聚氨酯，填料和羟丙基甲基纤维素，并且优化各原料之间的配比，可以使漆膜更加紧密，进而提高面漆的抗收缩性和抗龟裂性，使面漆在改善表面品质、提高粘结强度的同时可有效阻止散热和酸雨渗透，进而具有保温性能及防酸雨性能；
2、本申请中将中空聚合物乳胶粒子加入到面漆中，中空聚合物乳胶粒
子具有密度低和比表面积大的优势，可增大钛白粉的空间占有率，提高钛白粉的分散性，进一步增强外墙漆漆膜的致密性，使面漆不易开裂，可防止酸雨进一步腐蚀面漆，也可减少面漆散热，进而增强面漆的防酸雨性能、保温性能和抗污性能；
3、本申请中采用膨胀蛭石和电气石粉，由于膨胀蛭石和电气石粉可以
使面漆在提升储热能力的同时降低面漆整体的散热能力，从而使面漆具有优良的保温性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
下述实施方式中的原料来源：
丙烯酸树脂：上海久是化工有限公司的M4-甲基丙烯酸2660热塑性丙烯酸树脂；
硅烷偶联剂：南京轩浩新材料的KH560；
乙二醇单丁醚：宁波玖林化工；
丙烯酸聚氨酯：天津奥仕达化工；
丙二醇苯醚：澳卢实业有限公司；
丙二醇：宁波玖林化工；
水性有机硅防水剂：南雄鼎成化工有限公司的FS～150；
丙烯酸铵盐分散剂：广州市汇祥化工有限公司SN5027；
钛白粉：唯彩颜料有限公司；
硫酸钡：银马颜料有限公司；
硅藻土：灵寿县华达矿产品加工厂；
云母粉：灵寿县华达矿产品加工厂；
膨胀蛭石：灵寿县华达矿产品加工厂；
电气石粉：灵寿县光辉矿产品加工有限公司；
环氧树脂：江阴万千化学品有限公司；
聚异氰酸酯：巴斯夫(中国)有限公司；
羟丙基甲基纤维素：山东鑫莱娜新材料有限公司；
苯乙烯：北京福星化工厂；
丙烯酸丁酯：北京化工厂；
过硫酸钾：北京化工厂；
十二烷基硫酸钠：北京化工厂；
4-甲基丙烯酸：北市东环联合化工厂。
实施例
实施例1
采用以下制备方法来制备本申请的外墙防酸雨保温面漆：
(1)向135g水中加入22.5g丙烯酸有机硅树脂、17.5g丙烯酸聚氨酯、17g丙二醇苯醚、3g丙二醇、1.5g水性有机硅防水剂和6g丙烯酸铵盐分散剂，之后在150r/min的搅拌速度和30℃的分散温度下分散18min；
(2)在550r/min的搅拌速度和50℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入3g钛白粉、2g硫酸钡、3g硅藻土、6g云母粉、6.6g粒度为900目的膨胀蛭石和9g粒度为900目的电气石粉进行分散，分散时间为35min；
(3)在150r/min的搅拌速度和65℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入6g环氧树脂、8g聚异氰酸酯和1.5g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到95Pa·s时得到成品。
由此，即制得根据本申请的外墙防酸雨保温面漆。其中，丙烯酸有机硅树脂的制备包括以下步骤：
将7g丙烯酸树脂、13g硅烷偶联剂和50g乙二醇单丁醚(溶剂)加入到反应器中磁力搅拌,在140℃温度下进行反应，反应5h，之后减压蒸馏除掉溶剂即可得到丙烯酸有机硅树脂。
实施例2
采用以下制备方法来制备本申请的外墙防酸雨保温面漆：
(1)向138g水中加入22.8g丙烯酸有机硅树脂、17.3g丙烯酸聚氨酯、17.5g丙二醇苯醚、3.6g丙二醇、1.8g水性有机硅防水剂和6.8g丙烯酸铵盐分散剂，之后在150r/min的搅拌速度和30℃的分散温度下分散18min；
(2)在550r/min的搅拌速度和50℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入2.8g钛白粉、1.5g硫酸钡、4g硅藻土、7g云母粉、6.2g粒度为700目的膨胀蛭石和9.5g粒度为1000目的电气石粉进行分散，分散时间为35min；
(3)在150r/min的搅拌速度和65℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入6.6g环氧树脂、7g聚异氰酸酯和1.9g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到99Pa·s时得到成品。
由此，即制得根据本申请的外墙防酸雨保温面漆。其中，丙烯酸有机硅树脂的制备包括以下步骤：
将7g丙烯酸树脂、13g硅烷偶联剂和50g乙二醇单丁醚(溶剂)加入到反应器中磁力搅拌,在140℃温度下进行反应，反应5h，之后减压蒸馏除掉溶剂即可得到丙烯酸有机硅树脂。
实施例3
一种外墙防酸雨保温面漆，与实施例1的不同之处在于，在步骤(2)中加入了4g中空聚合物乳胶粒子,中空聚合物乳胶粒子的制备包括以下步骤：
S1：将5.5g苯乙烯、10.2g丙烯酸丁酯和12.3g水在氮气气氛下混合，升温至70℃，加入3.1g过硫酸钾,搅拌反应9h，之后保温32min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入3g水和2g过硫酸钾，同时滴入包含3g苯乙烯、2g丙烯酸丁酯和1.5g4-甲基丙烯酸的混合单体，在85℃的反应温度下反应5h，再加入剩余的1g过硫酸钾，恒温继续反应2.5h，之后保温44min后得到三元共聚乳液；
S3：将2.5g水、3.5g丁酮和3.5g十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至85℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2.5h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3.5g十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至80℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2.5h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
实施例4
一种外墙防酸雨保温面漆，与实施例2的不同之处在于，在步骤(2)中加入了5g中空聚合物乳胶粒子,中空聚合物乳胶粒子中空聚合物乳胶粒子的制备包括以下步骤：
S1：将5g苯乙烯、11g丙烯酸丁酯和12g水在氮气气氛下混合，升温至65℃，加入4g过硫酸钾,搅拌反应10h，之后保温30min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入2g水和4g过硫酸钾，同时滴入包含2g苯乙烯、2g丙烯酸丁酯和2g4-甲基丙烯酸的混合单体，在90℃的反应温度下反应4h，再加入剩余的2g过硫酸钾，恒温继续反应3h，之后保温40min后得到三元共聚乳液；
S3：将2g水、4g丁酮和3g十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至90℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3g十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至85℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
实施例5
采用以下制备方法来制备本申请的外墙防酸雨保温面漆：
(1)向130g水中加入23g丙烯酸有机硅树脂、17g丙烯酸聚氨酯、18g丙二醇苯醚、2g丙二醇、2g水性有机硅防水剂和7g丙烯酸铵盐分散剂，之后在100r/min的搅拌速度和45℃的分散温度下分散15min；
(2)在600r/min的搅拌速度和40℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入4g钛白粉、1g硫酸钡、5g硅藻土、5g云母粉、7g粒度为700目的膨胀蛭石、8g粒度为1250目的电气石粉和6g中空聚合物乳胶粒子进行分散，分散时间为30min；
(3)在100r/min的搅拌速度和70℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入5g环氧树脂、9g聚异氰酸酯和1g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到90Pa·s时得到成品。
由此，即制得根据本申请的外墙防酸雨保温面漆。其中，丙烯酸有机硅树脂的制备包括以下步骤：
将5g丙烯酸树脂、15g硅烷偶联剂和30g乙二醇单丁醚(溶剂)加入到反应器中磁力搅拌,在160℃温度下进行反应，反应4h，之后减压蒸馏除掉溶剂即可得到丙烯酸有机硅树脂。
中空聚合物乳胶粒子的制备包括以下步骤：
S1：将6g苯乙烯、10g丙烯酸丁酯和13g水在氮气气氛下混合，升温至75℃，加入3g过硫酸钾,搅拌反应8h，之后保温30min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入2g水和6g过硫酸钾，同时滴入包含2g苯乙烯、3g丙烯酸丁酯和1g4-甲基丙烯酸的混合单体，在90℃的反应温度下反应4h，再加入剩余的3g过硫酸钾，恒温继续反应2h，之后保温45min后得到三元共聚乳液；
S3：将2g水、4g丁酮和3g十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至90℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3g十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至85℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
实施例6
采用以下制备方法来制备本申请的外墙防酸雨保温面漆：
(1)向120g水中加入25g丙烯酸有机硅树脂、16g丙烯酸聚氨酯、20g丙二醇苯醚、1g丙二醇、3g水性有机硅防水剂和5g丙烯酸铵盐分散剂，之后在200r/min的搅拌速度和25℃的分散温度下分散20min；
(2)在500r/min的搅拌速度和60℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入2g钛白粉、3g硫酸钡、2g硅藻土、8g云母粉、6g粒度为1000目的膨胀蛭石、10g粒度为800目的电气石粉和4.5g中空聚合物乳胶粒子进行分散，分散时间为40min；
(3)在200r/min的搅拌速度和60℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入8g环氧树脂、5g聚异氰酸酯和2g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到100Pa·s时得到成品。
由此，即制得根据本申请的外墙防酸雨保温面漆。其中，丙烯酸有机硅树脂的制备包括以下步骤：
将10g丙烯酸树脂、10g硅烷偶联剂和80g乙二醇单丁醚(溶剂)加入到反应器中磁力搅拌,在130℃温度下进行反应，反应6h，之后减压蒸馏除掉溶剂即可得到丙烯酸有机硅树脂。
中空聚合物乳胶粒子的制备包括以下步骤：
S1：将5g苯乙烯、11g丙烯酸丁酯和12g水在氮气气氛下混合，升温至75℃，加入过3g硫酸钾,搅拌反应10h，之后保温45min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入2g水和4g过硫酸钾，同时滴入包含2g苯乙烯、3g丙烯酸丁酯和1g4-甲基丙烯酸的混合单体，在90℃的反应温度下反应4h，再加入剩余的2g过硫酸钾，恒温继续反应2h，之后保温40min后得到三元共聚乳液；
S3：将2g水、4g丁酮和3g十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至90℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3g十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至85℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
实施例7
采用以下制备方法来制备本申请的外墙防酸雨保温面漆：
(1)向140g水中加入22g丙烯酸有机硅树脂、18g丙烯酸聚氨酯、16g丙二醇苯醚、4g丙二醇、1g水性有机硅防水剂和5g丙烯酸铵盐分散剂，之后在200r/min的搅拌速度和25℃的分散温度下分散20min；
(2)在500r/min的搅拌速度和60℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入2g钛白粉、3g硫酸钡、2g硅藻土、8g云母粉、6g粒度为1000目的膨胀蛭石、10g粒度为800目的电气石粉和6g中空聚合物乳胶粒子进行分散，分散时间为40min；
(3)在200r/min的搅拌速度和60℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入7g环氧树脂、7g聚异氰酸酯和2g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到99Pa·s时得到成品。
由此，即制得根据本申请的外墙防酸雨保温面漆。其中，丙烯酸有机硅树脂的制备包括以下步骤：
将8g丙烯酸树脂、12g硅烷偶联剂和40g乙二醇单丁醚(溶剂)加入到反应器中磁力搅拌,在150℃温度下进行反应，反应4.5h，之后减压蒸馏除掉溶剂即可得到丙烯酸有机硅树脂。
中空聚合物乳胶粒子的制备包括以下步骤：
S1：将5.8g苯乙烯、10.5g丙烯酸丁酯和12.6g水在氮气气氛下混合，升温至68℃，加入3.4g过硫酸钾,搅拌反应8.6h，之后保温30min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入3g水和4g过硫酸钾，同时滴入包含3.8g苯乙烯、3g丙烯酸丁酯和1.8g4-甲基丙烯酸的混合单体，在88℃的反应温度下反应5.5h，再加入剩余的2g过硫酸钾，恒温继续反应2h，之后保温40min后得到三元共聚乳液；
S3：将3g水、4g丁酮和3.5g十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至83℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2.3h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3.8g十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至90℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
实施例8
采用以下制备方法来制备本申请的外墙防酸雨保温面漆：
(1)向150g水中加入20g丙烯酸有机硅树脂、19g丙烯酸聚氨酯、15g丙二醇苯醚、4g丙二醇、1g水性有机硅防水剂和8g丙烯酸铵盐分散剂，之后在100r/min的搅拌速度和25℃的分散温度下分散15min；
(2)在600r/min的搅拌速度和30℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入4g钛白粉、1g硫酸钡、5g硅藻土、5g云母粉、7g粒度为700目的膨胀蛭石、8g粒度为1250目的电气石粉和6g中空聚合物乳胶粒子进行分散，分散时间为30min；
(3)在100r/min的搅拌速度和70℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入4g环氧树脂、10g聚异氰酸酯和1g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到100Pa·s时得到成品。
由此，即制得根据本申请的外墙防酸雨保温面漆。其中，丙烯酸有机硅树脂的制备包括以下步骤：
将9g丙烯酸树脂、12g硅烷偶联剂和60g乙二醇单丁醚(溶剂)加入到反应器中磁力搅拌,在145℃温度下进行反应，反应4h，之后减压蒸馏除掉溶剂即可得到丙烯酸有机硅树脂。
中空聚合物乳胶粒子的制备包括以下步骤：
S1：将6g苯乙烯、10g丙烯酸丁酯和13g水在氮气气氛下混合，升温至75℃，加入3g过硫酸钾,搅拌反应8h，之后保温45min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入4g水和4g过硫酸钾，同时滴入包含4g苯乙烯、1g丙烯酸丁酯和2g4-甲基丙烯酸的混合单体，在90℃的反应温度下反应6h，再加入剩余的2g过硫酸钾，恒温继续反应2h，之后保温45min后得到三元共聚乳液；
S3：将2g水、4g丁酮和3g十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至90℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3g十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至85℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子。
对比例
对比例1
采用以下制备方法来制备外墙防酸雨保温面漆：
(1)向168g水中加入15g丙烯酸有机硅树脂、23g丙烯酸聚氨酯、10g丙二醇苯醚、8g丙二醇、0.3g水性有机硅防水剂和10g丙烯酸铵盐分散剂，之后在100r/min的搅拌速度和25℃的分散温度下分散15min；
(2)在600r/min的搅拌速度和30℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入8g钛白粉、0.3g硫酸钡、6g硅藻土、3g云母粉、8g粒度为700目的膨胀蛭石、2g粒度为1250目的电气石粉和2.5g中空聚合物乳胶粒子进行分散，分散时间为30min；
(3)在100r/min的搅拌速度和70℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入3g环氧树脂、12g聚异氰酸酯和0.8g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到100Pa·s时得到成品。
其中，丙烯酸有机硅树脂和中空聚合物乳胶粒子的制备步骤与实施例3中一致。
对比例2
采用以下制备方法来制备外墙防酸雨保温面漆：
(1)向100g水中加入28g丙烯酸有机硅树脂、12g丙烯酸聚氨酯、25g丙二醇苯醚、0.1g丙二醇、4g水性有机硅防水剂和4.2g丙烯酸铵盐分散剂，之后在200r/min的搅拌速度和25℃的分散温度下分散20min；
(2)在500r/min的搅拌速度和60℃的分散温度下，向步骤(1)的所得物中加入1.2g钛白粉、3.5g硫酸钡、0.8g硅藻土、8.8g云母粉、4g粒度为1000目的膨胀蛭石、10g粒度为800目的电气石粉和2g中空聚合物乳胶粒子进行分散，分散时间为40min；
(3)在200r/min的搅拌速度和60℃的分散温度下，向步骤(2)的所得物中加入10g环氧树脂、3g聚异氰酸酯和4g羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到100Pa·s时得到成品。
其中，丙烯酸有机硅树脂和中空聚合物乳胶粒子的制备步骤与实施例3中一致。
对比例3
一种外墙防酸雨保温面漆，与实施例4的不同之处在于，在步骤(1)中加入25g普通的丙烯酸树脂。
对比例4
一种外墙防酸雨保温面漆，与实施例4的不同之处在于，在步骤2中加入6g粒度为500目的膨胀蛭石，10g粒度为1480目的电气石粉。
对比例5
一种外墙防酸雨保温面漆，与实施例7的不同之处在于，在步骤(2)中未加入膨胀蛭石和电气石粉。
性能检测试验
试验样板使用符合GB/T9271-2008规定的底材，尺寸约为150mm×100mm×1mm，然后按规定处理每一块试板,按规定在4h内使用空气压缩机和喷枪在0.6MPa空气压力下将待测试产品喷涂在试板上，试板的背面与边缘也用待试产品涂覆，用GB/T134522-2008规定的非破坏性方法之一测定干涂层的厚度，以微米计，涂覆试板按规定应在温度(23±2)℃和相对湿度(50±5)％，在具有空气循环、不受阳光直接曝晒的条件下干燥至少16h，然后将试板进行封边和封背后尽快投入试验，所有测试数据均测试10次后取平均值。
性能检测试验1(保温性检测)
将实施例1～8和对比例1～5所得到的面漆采用上述方法涂覆在试板上，漆膜厚度为100微米，然后将试板放在测试箱，同时对试板裸露面漆的一面进行加热(热源为200℃)，并加热相同的时间30min、60min、120min，待加热完毕后，同时记录试板后背的温度，测试结果见表1。
性能检测试验2(防酸性检测)
耐酸雨性测试参照HG/T4104-2009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。然后分别将实施例1～8和对比例1～5中的面漆在标准无石棉水泥纤维测试板制膜，按标准养护后，按GB/T9274-1988中浸泡法将制备好的测试样板浸泡48h、96h、168h，在散射日光下目视观察，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。若试板中未出现起泡、开裂、剥落、掉粉、明显变色，则面漆评为“无异常”。测试结果见表1。
[表1]
Figure BDA0002694492550000121
Figure BDA0002694492550000131
由上述表1可以看出，通过对比实施例1至8和对比例1至5中的数据可以看出，本申请实施例1至8制得的外墙防酸雨保温面漆具有较好的保温性能和防酸雨性能，可以较长时间保护酸雨分布区建筑物免被破坏。
通过对比实施例1与实施例3的数据，以及实施例2和实施例4的数据，可以发现，中空聚合物的加入对面漆的耐酸性及导热性均有影响，通过向面漆中加入中空聚合物可起到提升面漆的保温性能和防酸雨性能的效果。
相比之下，对比例1和2采用了在本申请范围之外的配比，由此制得的外墙面漆保温性能和防酸雨性能均明显所下降，这说明并非任意配比的组成均能够达到本申请的面漆的性能。
实施例4与对比例3的数据对比可表明，丙烯酸有机硅树脂的使用可以在大幅提高面漆的抗酸雨能力的同时提高面漆的保温性能，这是由于丙烯酸有机树脂中富含大量碳碳键和硅氧键，键能大而不易断裂，进而使面漆防酸雨性能增强，同时丙烯酸树脂可使面漆的交联程度增大，使面漆不易出现开裂，进而增强面漆的保温性能。
根据实施例4和对比例4至5可知，膨胀蛭石和电气石粉对面漆的保温性能及防酸雨性能有至关重要的影响，二者的相互配合作用会使面漆的保温效果和防酸雨效果更佳。当对比例4中的膨胀蛭石和电气石粉粒度不合适时，也会使面漆的保温性能及防酸雨性能降低。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种外墙防酸雨保温面漆，其特征在于，包括以下按重量份计的组分：水120～150份、丙烯酸有机硅树脂20～25份、丙烯酸聚氨酯16～19份、丙二醇苯醚15～20份、填料10～20份、丙二醇1～4份、水性有机硅防水剂1～3份、丙烯酸铵盐分散剂5～8份、羟丙基甲基纤维素1～2份、固化剂9～18份、膨胀蛭石6～7份和电气石粉8～10份；
所述丙烯酸有机硅树脂采用以下方法制备：按重量份计，将5～10份丙烯酸树脂、10～15份硅烷偶联剂和30～80份乙二醇单丁醚混合搅拌，在130～160℃温度下反应4～6h，减压蒸馏除掉溶剂后得到产品；
所述面漆还包括按重量份计4～6份的中空聚合物乳胶粒子，所有物料按重量份计，所述中空聚合物乳胶粒子的制备方法包括：
S1：将5～6份苯乙烯、10～11份丙烯酸丁酯和12～13份水在氮气气氛下混合，升温至65～75℃，加入3～4份过硫酸钾,搅拌反应8～10h，之后保温30～45min后得种子乳液；
S2：在氮气气氛下向S1中制得的种子乳液中加入2～4份水和3～9份过硫酸钾总量的2/3，同时滴入包含2～4份苯乙烯、1～3份丙烯酸丁酯和1～2份4-甲基丙烯酸的混合单体，在80～90℃的反应温度下反应4～6h，再加入剩余的过硫酸钾，恒温继续反应2～3h，之后保温40～45min后得到三元共聚乳液；
S3：将2～3份水、3～4份丁酮和3～4份十二烷基硫酸钠加入S2中得到的三元共聚乳液中，搅拌并升温至80～90℃，加入质量浓度1％的KOH水溶液，调节体系的pH值为12.5，反应2～3h，冷却至室温；
S4：向S3中得到的乳液中，加入3～4份十二烷基硫酸钠，然后搅拌升温至70～85℃，加入质量浓度1％的HCl水溶液，调节体系的pH值为2.5，反应2～3h，冷却至室温；
S5：将S4中得到的乳液在60℃温度下减压蒸馏，即得到所述中空聚合物乳胶粒子；
所述外墙防酸雨保温面漆的制备方法，包括如下步骤：
（1）向水中加入丙烯酸有机硅树脂、丙烯酸聚氨酯、丙二醇苯醚、丙二醇、水性有机硅防水剂和丙烯酸铵盐分散剂，之后在25～45℃、100～200r/min的条件下分散15～20min；
（2）在40～60℃、500～600r/min的条件下，向步骤（1）的所得物中加入填料、膨胀蛭石、电气石粉和中空聚合物乳胶粒子进行分散30～40min；
（3）在60～70℃、100～200r/min的条件下，向步骤（2）的所得物中加入固化剂和羟丙基甲基纤维素进行分散，当体系粘度达到90～100Pa∙s时得到成品；
所述膨胀蛭石的粒度为700～1000目，以及电气石粉的粒度为800～1250目；
所述填料按重量份计包括钛白粉2～4份、硫酸钡1～3份、硅藻土2～5份和云母粉5～8份；
所述固化剂按重量份计包括环氧树脂4～8份和聚异氰酸酯5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种外墙防酸雨保温面漆，其特征在于：所述面漆包括以下按重量份计的组分：水130～140份、丙烯酸有机硅树脂22～23份、丙烯酸聚氨酯17～18份、丙二醇苯醚16～18份、填料10～20份、丙二醇2～4份、水性有机硅防水剂1～2份、丙烯酸铵盐分散剂5～7份、羟丙基甲基纤维素1～2份、固化剂9～18份、膨胀蛭石6～7份和电气石粉8～10份。
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Denomination of invention: Acid rain proof and thermal insulation finish for exterior wall and its preparation method

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Denomination of invention: A type of exterior wall acid rain proof insulation topcoat and its preparation method

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Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Changning sub branch

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