CN112574622B

CN112574622B - 一种耐候性自修复涂料及其制备方法和应用

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Publication number: CN112574622B
Application number: CN202011615725.3A
Authority: CN
Inventors: 陈玮; 赵红阳; 郑凤云; 邢燕燕; 吴通达; 陈志勇; 崔随国; 闫勇; 刘千河; 温银华; 刘利苹; 魏丽丽; 陈志娟; 宋建德; 田文敏; 李晓辉; 李霄飞; 叶小好; 彭壮壮; 张晓培
Original assignee: Puyang Hongye Environment Protection New Materials Co ltd; Puyang Shengkai Environmental Protection New Material Technology Co ltd
Current assignee: Puyang Shengkai Environmental Protection New Material Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112574622A

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种耐候性自修复涂料及其制备方法和应用。本发明所述耐候性自修复涂料，主要由涂料配方复配二氧化硫脲、还原染料组成，各组分的质量百分比为：聚丙烯酸类乳液5%～30%，颜色填料20%～50%，防腐剂0.1%～0.5%，消泡剂0.1%～0.5%，成膜助剂0.5%～1.0%，二氧化硫脲单体或者二氧化硫脲微胶囊3‑5%，还原染料单体或者还原染料微胶囊2‑5%，余量为水。本发明所述耐候性自修复涂料涂覆于碱性墙体后，与墙体中碱性物质反应，可以实现对墙体颜色的修补，达到颜色加深的效果。

Description

一种耐候性自修复涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种耐候性自修复涂料及其制备方法和应用。

背景技术

涂料在使用一段时间后，经过风吹日晒雨淋，避免不了会褪色，颜色变浅的问题。现有技术中常见的做法是通过增加颜填料的牢度以增加使用年限，但是效果不佳，例如图1所示，同时粉刷的墙面，二楼因为有屋檐保护，受到的雨水侵蚀比较少，颜色保留较多，而一楼受不到屋檐保护，雨水侵蚀较多，且有空调风吹等加剧颜色的退化。

公开号为CN108715728A的中国专利公开了一种高耐磨可自动修复刮痕聚氨酯涂料，所述聚氨酯涂料为双组份涂料，包括涂料A剂、涂料B剂、稀释剂；所述涂料A剂包括以下重量份数组分：功能性羟基丙烯酸树脂40-60、直链化聚脂多元醇树脂3-11、非离子型表面活性剂1-5、气相二氧化硅2-8、芳烃溶剂6-13、乙酸丁酯9-17、异丁酸异丁酯3-9、二异丁基酮1-4；所述涂料B剂包括以下重量份数组分：异氰酸酯43-61、无水乙酸丁酯33-48；所述稀释剂为水。此专利能够显著增强哑光聚氨酯涂料漆膜的耐磨性能，并且漆膜在刮伤后，刮痕在短时间内可以自动修复如初，提高产品的使用效果及保护功效，但是，此专利方案只是提高漆膜的耐磨性能，并在刮伤后对漆膜进行修复，而漆膜中的颜料或染料无法向外迁移进行补充。

发明内容

本发明提供了一种具有耐久性、且能够自动修复颜色的耐候性自修复涂料，该涂料在使用一段时间后，涂料内部的染料会向外侧迁移，已补充褪色的部分。该涂料还可以使涂料的颜色更加均匀。

本发明还提供了上述耐候性自修复涂料的制备方法。

本发明又进一步提供了所述耐候性自修复涂料的应用。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种耐候性自修复涂料，主要由涂料配方复配二氧化硫脲、还原染料组成，各组分的质量百分比为：聚丙烯酸类乳液5%～30%，颜色填料20%～50%，防腐剂0.1%～0.5%，消泡剂0.1%～0.5%、成膜助剂0.5%～1.0%，二氧化硫脲单体或者二氧化硫脲微胶囊3-5%，还原染料单体或者还原染料微胶囊2-5%，余量为水。

进一步的，所述颜色填料具体为轻质碳酸钙和/或重质碳酸钙；防腐剂具体为苯并咪唑氨基甲酸甲酯；所述消泡剂为含硅油的二甲苯溶液，其中硅油的体积百分比为5%；所述成膜助剂为十二碳醇酯。

进一步的，所述二氧化硫脲微胶囊为高分子化合物（聚脲或聚氨酯）外壳与二氧化硫脲单体形成微胶囊复合结构。

进一步的，所述还原染料微胶囊为高分子化合物（聚脲或聚氨酯）外壳与还原染料单体形成微胶囊复合结构。

具体的，本发明所述微胶囊是：聚氨酯类物质或聚脲类物质，优选N-烷基丙烯酰胺聚合物，具体的制备方法及微胶囊结构详见公开号为CN 106117423 A的中国专利温敏性纳米胶囊及其制备方法。

进一步的，所述还原染料包括但不限于普通还原染料，还原染料为硫化还原染料（硫化黑、硫化宝蓝或硫化深蓝）或者靛蓝染料（靛蓝）等可被还原成水溶性隐色体的染料。

一种耐候性自修复涂料的制备方法，包括如下步骤：

先将二氧化硫脲固体单体加入水中，再依次加入聚丙烯酸类乳液、颜色填料、防腐剂、消泡剂、成膜助剂，在二氧化硫脲表面形成乳液包衣，最后加入还原染料单体，再搅拌分散即得所述耐候性自修复涂料。

所述耐候性自修复涂料的制备方法，还可以采用以下步骤获得：

依次在水中加入聚丙烯酸类乳液、颜色填料、防腐剂、消泡剂、成膜助剂、二氧化硫脲微胶囊、还原染料微胶囊，再搅拌分散即得所述耐候性自修复涂料。

所述耐候性自修复涂料在用作室外装饰材料中的应用。

本发明所述耐候性自修复涂料的作用原理为：将本发明所述涂料涂覆于碱性墙体后，二氧化硫脲从包衣材料中释放，与墙体中碱性物质反应，生成甲醚亚磺酸，同时被微胶囊包裹的还原染料还原剂在碱性条件下缓慢释放，甲醚亚磺酸将将还原染料还原成可溶于水的隐色体钠盐中，该隐色体在水的作用下具有迁移性，并由墙体内侧向外侧迁移，后被空气中氧气氧化成不溶于水的染料固体，沉积在表层，从而实现对墙体颜色的修补，达到颜色加深的效果。其中，墙体中的碱性物质提供，比如水泥，砖等可以与二氧化硫脲反应。

所述还原性自修复涂料可以被还原成可溶于水的隐色体盐，比不溶于水而需要分散的普通色浆更加均匀。所述还原性自修复涂料在用作墙面涂料使用时，当该涂料局部被剐蹭或破坏掉色时，其他位置的染料会转变为隐色体钠盐会随水迁移至受损位置，并氧化成固体固着与墙面。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明所述耐候性自修复涂料涂覆于碱性墙体后，二氧化硫脲从包衣材料中释放，与墙体中碱性物质反应，生成甲醚亚磺酸，甲醚亚磺酸将将还原染料还原成可溶于水的隐色体钠盐中，该隐色体在水的作用下具有迁移性，并由墙体内侧向外侧迁移，后被空气中氧气氧化成不溶于水的染料固体，沉积在表层，从而实现对墙体颜色的修补，达到颜色加深的效果。

附图说明

图1为采用普通涂料粉刷墙面经过一段时间后墙面褪色的照片；

图2为采用实施例1的耐候性自修复涂料粉刷墙面经过一段时间后墙面颜色的照片。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1

一种耐候性自修复涂料，该涂料各组分的质量百分比为：苯丙乳液（聚丙烯酸类乳液）11%，颜色填料（轻质碳酸钙20%和重质碳酸钙32.5%），防腐剂（苯并咪唑氨基甲酸甲酯）0.15%，消泡剂（含硅油5%（体积分数）的二甲苯溶液）1.5%、成膜助剂（十二碳醇酯）0.55%，二氧化硫脲微胶囊4%，还原染料微胶囊3%，余量为水。

所述还原染料为靛蓝。

所述耐候性自修复涂料的制备方法，包括如下步骤：

依次在水中加入苯丙乳液、颜色填料、防腐剂、消泡剂、成膜助剂、二氧化硫脲微胶囊、还原染料微胶囊，再搅拌分散即得所述耐候性自修复涂料。

实施例2

一种耐候性自修复涂料，该耐候性自修复涂料各组分的质量百分比为：苯丙乳液（聚丙烯酸类乳液）15%，颜色填料（轻质碳酸钙20%和重质碳酸钙32.5%），防腐剂（苯并咪唑氨基甲酸甲酯）0.15%，消泡剂（含硅油5%（体积分数）的二甲苯溶液）1.5%、成膜助剂（十二碳醇酯）0.55%，氧化硫脲单体4%，还原染料单体3%，余量为水。

所述还原染料同实施案例1。

所述耐候性自修复涂料的制备方法，包括如下步骤：

先将二氧化硫脲固体单体加入水中，再依次加入聚丙烯酸类乳液、颜色填料、防腐剂、成膜助剂，在二氧化硫脲表面形成乳液包衣，最后加入还原染料单体，再搅拌分散即得所述耐候性自修复涂料。

试验例

涂料性能测试，应包括附着力测试，色牢固程度测试等。将本发明实施例1所述的涂料（以及普通涂料）涂覆于墙面进行测试，测试结果如表1所示，实施例1涂覆墙面的结果如图2所示。

表1。

试验环境：经纬度是115.20,36.07，河南省濮阳市南乐县城北二公里，濮阳宏业环保新材料股份有限公司院内，一楼墙面，颜色蓝色。属于暖温带半湿润季风型大陆性气候，平均年降雨38天,降雨总量572.8毫米。

采用CIELAB表色系表示颜色色差的变化程度。

其中：L表示照度，相当于亮度，a表示从洋红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围；L的值域由0到100，L=50时，就相当于50%的黑，a和b的值域都是由+127至-128，其中+127 a就是洋红色，渐渐过渡到-128 a的时候就变成绿色；同样原理+127 b是黄色-128 b是蓝色，所有的颜色就以这三个值交互变化所组成。

Claims

1.一种耐候性自修复涂料，其特征在于，各组分的质量百分比为：聚丙烯酸类乳液5%～30%，颜色填料20%～50%，防腐剂0.1%～0.5%，消泡剂0.1%～0.5%，成膜助剂0.5%～1.0%，二氧化硫脲单体或者二氧化硫脲微胶囊3-5%，还原染料单体或者还原染料微胶囊2-5%，余量为水；

所述颜色填料为轻质碳酸钙和/或重质碳酸钙；

所述成膜助剂为十二碳醇酯；

所述还原染料为硫化还原染料或者靛蓝染料。

2.根据权利要求1所述的耐候性自修复涂料，其特征在于，所述防腐剂为苯并咪唑氨基甲酸甲酯。

3.根据权利要求1所述的耐候性自修复涂料，其特征在于，所述消泡剂为含硅油的二甲苯溶液。

4.权利要求1-3任一所述耐候性自修复涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

先将二氧化硫脲固体单体加入水中，再依次加入聚丙烯酸类乳液、颜色填料、防腐剂、消泡剂、成膜助剂，在二氧化硫脲表面形成乳液包衣，最后加入还原染料单体，再搅拌分散即得所述耐候性自修复涂料；

或者，依次在水中加入聚丙烯酸类乳液、颜色填料、防腐剂、消泡剂、成膜助剂、二氧化硫脲微胶囊、还原染料微胶囊，再搅拌分散即得所述耐候性自修复涂料。

5.权利要求1-3任一所述耐候性自修复涂料在用作室外装饰材料中的应用。