CN112778875A - 用于外墙的水性抗碱底漆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑外墙涂料技术的领域，具体公开了一种用于外墙的水性抗碱底漆及其制备方法。用于外墙的水性抗碱底漆由包括以下重量份的组分制成：底漆乳液210‑245份，水140‑160份，填料230‑265份，苯胺甲基三乙氧基硅烷10‑24份，磺化丁二酸二(2‑乙基己基)酯10‑18份，多功能助剂0.8‑1.2份，增稠剂8‑11份，消泡剂1.2‑1.8份；其制备方法为：先将水、底漆乳液、填料、多功能助剂以及消泡剂混合均匀，再加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、磺化丁二酸二(2‑乙基己基)酯和增稠剂，搅拌均匀后，得到用于外墙的水性抗碱底漆。本申请有利于减少外墙基材泛碱导致底漆加速老化的问题，而且，底漆抗老化的时间较持久，另外本申请的方法，有助于填料均匀分散，步骤简单，便于操作。

Description

用于外墙的水性抗碱底漆及其制造方法
技术领域
本申请涉及建筑外墙涂料技术的领域，更具体地说，它涉及一种用于外墙的水性抗碱底漆及其制造方法。
背景技术
建筑外墙基材一般为混凝土、水泥砂浆或石灰水泥砂浆，具有碱性强的特点。强碱环境容易导致外墙涂料发生化学降解，加速外墙涂料老化，所以，在外墙涂装中需要使用耐碱型底漆。
相关技术中，授权公告号为CN105482570B的中国发明专利公开了一种外墙抗碱底漆及其制备方法，所述底漆原料按照质量百分比包括：水性底漆乳液30.00％～45.00％；颜料5.10～12.00％；填料15.00～35.00％；润湿剂0.10～0.20％；分散剂0.30～0.60％；pH调节剂0.05～0.15％；消泡剂0.10～0.50％；防腐剂0.10～0.30％；羟乙基纤维素0.10～0.30％；增稠剂0.20～0.60％；成膜助剂2.60～4.00％；防冻剂0.10～0.20％；缓释型萘系减水剂2.00～5.00％，所述的缓释型萘系减水剂为有机碱改性萘磺酸盐甲醛缩合物；及水18.00～25.00％。
发明人认为，在空气湿度较大的地区，建筑外墙基材容易产生泛碱的情况，泛碱会导致上述外墙抗碱底漆加速老化。
发明内容
为了减少外墙基材泛碱导致底漆加速老化的问题，本申请提供一种用于外墙的水性抗碱底漆及其制造方法。
第一方面，本申请提供一种用于外墙的水性抗碱底漆，采用如下的技术方案：
一种用于外墙的水性抗碱底漆，由包括以下重量份的组分制成：底漆乳液210-245份，水140-160份，填料230-265份，苯胺甲基三乙氧基硅烷10-24份，磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯10-18份，多功能助剂0.8-1.2份，增稠剂8-11份，消泡剂1.2-1.8份。
通过采用上述技术方案，苯胺甲基三乙氧基硅烷中含有三乙氧基，三乙氧基水解后生成硅羟基，硅羟基能够与外墙基材中的硅酸盐发生化学键合，有助于改善底漆的粘附性，从而有利于底漆紧固地粘附在外墙基材表面上，并堵塞外墙基材表面的孔隙，减少外墙基材析出碱性物质；但是，底漆阻挡外墙基材析出碱性物质的持续性不够好；
本申请加入磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯，磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯中含有亲水亲油基团，可以降低外墙基材中水分子的表面张力，有助于底漆渗透到外墙基材的孔隙深处并阻塞孔隙，从而有利于底漆持续性阻挡外墙基材析出碱性物质，减缓底漆老化；因此，由于加入苯胺甲基三乙氧基硅烷和磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯，有利于减少外墙基材泛碱导致底漆加速老化的问题，而且，底漆抗老化的时间较持久。
优选的，所述底漆乳液为有机硅改性环氧树脂乳液。
通过采用上述技术方案，有机硅改性环氧树脂乳液的渗透性强，易于渗透至外墙基材内部，从而阻止外墙基材中碱性物质析出；同时，有机硅改性环氧树脂乳液中含有活泼的环氧基，环氧基能够与苯胺甲基三乙氧基硅烷发生固化反应生成网状大分子，有助于底漆固化。
优选的，所述填料为滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的组合物，所述滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的重量比为(20-35):1。
通过采用上述技术方案，滑石粉具有致密片状结构，有助于堵塞外墙基材的孔隙，纳米二氧化硅包覆氧化铝能够填充在滑石粉之间的空隙，有助于更紧密的封堵孔隙，减少碱性物质吸出；而且，纳米二氧化硅包覆氧化铝形成了核壳结构，外墙基材中的碱性物质首先与纳米二氧化硅反应生成盐，再与氧化铝反应生成不溶的氢氧化物，从而有助于底漆持续性抗老化。
优选的，所述纳米二氧化硅包覆氧化铝的制备方法包括以下步骤：(1)将氧化铝分散于醇溶液中，得氧化铝溶液；
(2)在高速搅拌下，把正硅酸乙酯、盐酸和氨水加入氧化铝溶液，搅拌20-40min后，得前驱液；
(3)将前驱液进行固液分离，将分离得到的固体干燥后，研磨至50-200nm，得纳米二氧化硅包覆氧化铝。
通过采用上述技术方案，先将氧化铝分散在醇溶液中，有助于均匀包覆氧化铝，研磨有助于减少纳米二氧化硅包覆氧化铝中的大块颗粒；此方法过程简单，反应条件温和，便于制备出纳米级的二氧化硅包覆氧化铝。
优选的，所述底漆还包括聚羧酸钠铵盐分散剂3-7重量份。
通过采用上述技术方案，聚羧酸钠铵盐分散剂有助于填料均匀分散在底漆中，而且，聚羧酸钠铵盐分散剂具有疏水改性结构，有助于减少盐碱随水分的迁移，从而进一步减小泛碱对底漆老化的影响。
优选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素中的一种或两种的组合物。
通过采用上述技术方案，羟乙基纤维素与甲基羟丙基纤维素均具有良好的增稠性能，羟乙基纤维素的保水能力较好，具有较好的流动调节性。
优选的，所述多功能助剂选用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
通过采用上述技术方案，2-氨基-2-甲基-1-丙醇具有低分子量和高碱性，能够有效控制PH值，从而提高底漆的稳定性；同时，2-氨基-2-甲基-1-丙醇有助于纤维素增稠剂发挥增稠作用,减少底漆中增稠剂的用量。
第二方面，本申请提供一种用于外墙的水性抗碱底漆的制备方法，采用如下的技术方案：
一种用于外墙的水性抗碱底漆的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份，在搅拌状态下，将水、底漆乳液、填料、多功能助剂以及消泡剂混合均匀，得到混合液；
(2)向混合液中加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯和增稠剂，搅拌均匀后，得到用于外墙的水性抗碱底漆。
通过采用上述技术方案，预先将填料、多功能助剂以及消泡剂分散在底漆乳液中，再加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯和增稠剂，有助于填料均匀分散，本申请的制备方法步骤简单，便于操作。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用胺甲基三乙氧基硅烷与磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯，有利于减少外墙基材泛碱导致底漆加速老化的问题，而且，底漆抗老化的时间较持久；
2、本申请中优选有机硅改性环氧树脂乳液，有助于阻止外墙基材中碱性物质析出，有助于底漆固化；
3、本申请中优选滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝，有助于底漆持续性抗老化；
4、本申请中优选聚羧酸钠铵盐分散剂，有助于进一步减小泛碱对底漆老化的影响；
5、本申请中优选2-氨基-2-甲基-1-丙醇，有助于提高底漆的稳定性,并且减少底漆中增稠剂的用量；
6、本申请的方法，有助于填料均匀分散，步骤简单，便于操作。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请进一步详细说明。
本实施例中所使用的原料均可通过市售获得。其中正硅酸乙酯购自济南汇锦川化工有限公司，消泡剂选用消泡剂NXZ，有机硅改性环氧树脂乳液为购自郑州新启顺化工产品有限公司的XQS-305，苯胺甲基三乙氧基硅烷购自湖北科孚乐材料科技有限公司，磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯购自湖北诺纳科技有限公司，聚羧酸钠铵盐分散剂为购自广东恒宇化工有限公司的731a。
原料制备例
制备例
纳米二氧化硅包覆氧化铝中，采用如下方法制备：
(1)将7kg氧化铝分散于50L去离子水与20L无水乙醇的溶液中，超声分散30min，得氧化铝溶液；
(2)在360r/min的搅拌条件下，把正硅酸乙酯、盐酸和氨水加入氧化铝溶液，搅拌30min后，得前驱液；
(3)将前驱液进行离心，将固液分离得到的固体在80℃下干燥6h，在球磨机中研磨至50-200nm，得纳米二氧化硅包覆氧化铝。
实施例
实施例1～5
如表1所示，实施例1～5的主要区别在于原料的用量不同。
以下以实施例1为例进行说明。
实施例1提供的一种用于外墙的水性抗碱底漆，按照如下的制备方法进行制备：
(1)按重量，在160r/min的搅拌状态下，将水、底漆乳液、填料、多功能助剂以及消泡剂混合均匀，得到混合液；
(2)向混合液中加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯和增稠剂，搅拌均匀后，得到用于外墙的水性抗碱底漆。
其中，填料中滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的重量比为35:1。
表1-实施例1～5底漆组分含量表
Figure BDA0002880804900000051
实施例6
本实施例与实施例1不同之处在于，填料中滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的重量比为27:1。
实施例7
本实施例与实施例1不同之处在于，填料中滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的重量比为20:1。
实施例8
本实施例与实施例1不同之处在于，底漆中还包括聚羧酸钠铵盐分散剂5kg。
实施例9
本实施例与实施例1不同之处在于，用等量的羟乙基纤维素替换甲基羟丙基纤维素。
对比例
对比例1
本对比例与实施例3的区别之处在于，不添加苯胺甲基三乙氧基硅烷和磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯。
对比例
本对比例与实施例3的区别之处在于，不添加磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯。
对比例3
本对比例与实施例6的区别之处在于，填料仅为滑石粉。
对比例4
本对比例与实施例6的区别之处在于，填料仅为纳米二氧化硅包覆氧化铝。
对比例5
本对比例与实施例3的区别之处在于，底漆乳液选用上海巴德富RS-306乳液。
性能检测试验
针对实施例1～9、对比例1～5提供的底漆样品，进行如下的性能检测，检测数据见表2。
参照《建筑外墙底漆抗泛碱性和基材加固性的实效检测方法》测定底漆样品的抗泛碱性。选用600×400mm、板厚4mm、板厚4mm、孔径8mm、孔距30mm、穿孔率19.6％的穿孔纤维水泥板作为试板，然后在试板上批刮厚度为2mm的腻子，在试板上刷涂底漆两遍，干燥时间2h；在试板上刷涂铁蓝水溶液两遍，干燥后将试板置于在试验容器中，并与20℃、湿度85％条件下进行检测。
结合实施例1～5和对比例1并结合表2可以看出，实施例1～5的抗泛碱性均优于对比例1的抗泛碱性，而且实施例1～5的72h后铁蓝变色面积较小，这说明苯胺甲基三乙氧基硅烷与磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯复配，有助于提高底漆的抗泛碱性，而且，底漆抗老化的时间更持久。
表2-试验检测数据
Figure BDA0002880804900000061
Figure BDA0002880804900000071
结合实施例1、6和7并结合表2可以看出，实施例1、6和7均具有较好的抗泛碱性，而且72h后铁蓝变色面积均较小，这说明滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的重量比在(20-35):1的范围内，有助于延长底漆抗老化的时间。
结合实施例1和实施例8并结合表2可以看出，聚羧酸钠铵盐分散剂有助于增强底漆的抗泛碱性。
结合实施例1和实施例9并结合表2可以看出，羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素均有助于增强底漆的抗泛碱性。
结合实施例6和对比例3以及对比例4并结合表2可以看出，填料仅为滑石粉或仅为纳米二氧化硅包覆氧化铝时，底漆的抗泛碱性能大幅下降。
结合实施例1和对比例5并结合表2可以看出，实施例1的抗泛碱性均优于对比例5的抗泛碱性，这说明，有机硅改性环氧树脂乳液有助于提高抗碱底漆的抗泛碱性。
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 (8)

1.一种用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：底漆乳液210-245份，水140-160份，填料230-265份，苯胺甲基三乙氧基硅烷10-24份，磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯10-18份，多功能助剂0.8-1.2份，增稠剂8-11份，消泡剂1.2-1.8份。
2.根据权利要求1所述的用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于：所述底漆乳液为有机硅改性环氧树脂乳液。
3.根据权利要求1所述的用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于：所述填料为滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的组合物，所述滑石粉与纳米二氧化硅包覆氧化铝的重量比为(20-35):1。
4.根据权利要求3所述的用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于：所述纳米二氧化硅包覆氧化铝的制备方法包括以下步骤：
（1）将氧化铝分散于醇溶液中，得氧化铝溶液；
（2）在高速搅拌下，把正硅酸乙酯、盐酸和氨水加入氧化铝溶液，搅拌20-40min后，得前驱液；
（3）将前驱液进行固液分离，将分离得到的固体干燥后，研磨至50-200nm，得纳米二氧化硅包覆氧化铝。
5.根据权利要求1所述的用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于：所述底漆还包括聚羧酸钠铵盐分散剂3-7重量份。
6.根据权利要求1所述的用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素中的一种或两种的组合物。
7.根据权利要求1所述的用于外墙的水性抗碱底漆，其特征在于：所述多功能助剂选用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
8.权利要求1-7任一所述的用于外墙的水性抗碱底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量份，在搅拌状态下，将水、底漆乳液、填料、多功能助剂以及消泡剂混合均匀，得到混合液；
（2）向混合液中加入苯胺甲基三乙氧基硅烷、磺化丁二酸二(2-乙基己基)酯和增稠剂，搅拌均匀后，得到用于外墙的水性抗碱底漆。
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