CN116715982B - 一种高保色性的无机外墙建筑涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高保色性的无机外墙建筑涂料及其制备方法，属于无机外墙建筑涂料技术领域。高保色性的无机外墙建筑涂料，其制备原料包括如下组分：聚合物改性硅溶胶、聚合物乳液、纤维素、固态填料、涂料助剂、AMP‑95、有机色浆、水，所述聚合物改性硅溶胶由有机硅氧烷接枝聚乙烯醇系聚合物，在此基础上，通过接枝过硅氧烷的聚乙烯醇系聚合物表面的硅羟基与硅溶胶中的羟基发生反应制得。本发明利用聚乙烯醇系聚合物中柔性长链来提升无机涂料对色浆的包裹能力，采用有机硅氧烷作为聚乙烯醇系聚合物改性的硅溶胶的中间载体，改性后的硅溶胶接枝了聚合物长链，提高了硅溶胶成膜后的柔性，解决了常规无机涂料耐候性不足与颜色发花褪色等问题。

Description

一种高保色性的无机外墙建筑涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于无机外墙建筑涂料技术领域，具体涉及一种高保色性的无机外墙建筑涂料及其制备方法。
背景技术
随着国家发布实施了GB 50222-2017《建筑装修内部设计防火规范》，标准中对特别建筑、民用建筑和厂房仓库顶棚和墙面的装饰材料的燃烧性能等级有明确要求，绝大多数要求达到A级(不燃性)，而众多建筑涂料中，无机涂料因其天然的优异的防火性能备受关注。无机涂料由碱金属硅酸盐水溶液或硅溶胶为主要成膜物质，与传统的乳胶漆相比，无机涂料固化后与基材产生石化作用，附着力更强，且涂料有机物含量低，环保性更好，并且涂层还具有优异的不燃、耐久、透气等性能。
当无机涂料固化时，硅酸钾或硅溶胶会成为填料组分，PVC＞CPVC，表面多孔，难以对色浆进行有效包裹，当无机涂料在应用到外墙时，遇到雨水冲刷、温变等因素时，会造成褪色发花现象。这些问题限制了无机涂料在外墙装饰领域的发展。
专利CN105801779B提供一种富亲水基团改性纳米二氧化硅溶胶及其制备方法，富亲水基团改性纳米二氧化硅溶胶由于添加大量亲水基团聚合物，使其接支在纳米粒子表面，制成富亲水基团改性的纳米二氧化硅溶胶，提高其亲水效果。该制备方法工艺简单但易带入杂质，粉料特性难以控制，制备效率低且粒径分布不均匀，应用在涂料中对涂料粘度等性能造成影响。专利CN115124666A公开了一种丙烯酸-硅酸钾共聚乳液及制备和应用及透气难燃耐候外墙无机涂料和制备。该发明的硅酸钾和丙烯酸为化学共聚，涂料形成的漆膜中硅酸钾无机相和丙烯酸有机相之间的分散度更高，进而可增强漆膜的耐候性，提高漆膜孔隙率并降低有机物含量，从而实现无机涂料本身所应有的透气性及难燃性特点。但该发明直接通过丙烯酸来改性硅酸钾，直接采用丙烯酸改性硅酸钾不仅操作复杂，而且成功率很低。
发明内容
针对目前常规无机涂料耐候性不足与颜色发花褪色等问题，本发明提供一种高保色性的无机外墙建筑涂料及其制备方法。所述高保色性的无机外墙建筑涂料包含一种聚合物改性的硅溶胶，该硅溶胶利用聚合物中柔性长链提升无机涂料对色浆的包裹能力，并复配聚合物乳液，制备无机涂料，应用在外墙装饰领域时，800h深色样板人工加速老化无粉化现象，色差变化≤6，户外长期暴晒不易褪色。
一种高保色性的无机外墙建筑涂料，其制备原料按重量份计包括如下组分：
聚合物改性硅溶胶…………………………150-300份，
聚合物乳液…………………………………20-100份，
纤维素………………………………………2-8份，
固态填料……………………………………250-450份，
涂料助剂……………………………………5-35份，
AMP-95………………………………………1-5份，
有机色浆……………………………………10-30份，
水……………………………………………100-400份，
所述聚合物改性硅溶胶由有机硅氧烷接枝聚乙烯醇系聚合物，通过接枝过有机硅氧烷的聚乙烯醇系聚合物表面的硅羟基与硅溶胶中的羟基发生反应制得。
所述聚合物改性硅溶胶的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇系聚合物置于有机溶剂中混合均匀，加入金属钠，保持温度在25-45℃下反应，制得聚乙烯醇钠大分子引发剂溶液；
(2)向步骤(1)中加入有机硅氧烷，保持温度在40-80℃下反应2-6h，加入酸性试剂终止反应，即得有机硅氧烷接枝聚乙烯醇系聚合物；
(3)使用pH调节剂将硅溶胶pH值调整到3-4，并溶于有机溶剂得到硅溶胶溶液，将步骤(2)的反应产物添加到硅溶胶溶液中，保持温度在60-80℃下反应3-4h，即制得聚合物改性硅溶胶。
所述步骤(1)中有机溶剂为二甲基亚砜，所述步骤(3)中有机溶剂为正丁醇、异丙醇、乙醇、乙二醇、正己醇、甲醇、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯。
所述步骤(2)中有机硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷中的一种或多种；
所述步骤3)中pH调节剂为硝酸、盐酸、硫酸、醋酸、草酸、柠檬酸中的一种；
所述步骤(1)中聚乙烯醇系聚合物中羟基与金属钠的摩尔比为1-1.5:1；
所述步骤(2)中聚乙烯醇钠大分子引发剂溶液、有机硅氧烷、硅溶胶的体积比为1.2～2.5：1：25～100；其中聚乙烯醇大分子引发剂溶液中聚乙烯醇大分子引发剂的质量分数为0.5％-5％。
进一步地，所述聚合物乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液的一种或多种；
进一步地，所述纤维素为非离子型或阴离子型，选自羟乙基纤维素，羟丙基纤维素，羟甲基纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素中的一种或多种；
进一步地，所述涂料助剂包括润湿分散剂、消泡剂、疏水剂、流平剂；所述润湿分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类润湿分散剂、丙烯酸类润湿分散剂、聚醚多元醇类润湿分散剂中的一种；所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、有机硅聚醚类消泡剂、非硅类消泡剂中的一种或几种；所述疏水剂为有机硅类疏水剂；所述流平剂为有机硅类流平剂。
所述固态填料为钛白粉、滑石粉、高岭土、重钙、膨润土中的一种或多种混合。
进一步地，所述有机色浆可以为颜料红254、颜料红112、颜料橙36、颜料黄74、颜料黄154、颜料绿7、颜料紫23、颜料黑7等。
另方面，本发明还提供了所述高保色性的无机外墙建筑涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将纤维素和AMP-95均匀分散于水中，待纤维素溶胀后，添加润湿分散剂，混合均匀；
(1)向步骤(1)中加入固态填料，搅拌分散使细度降至50μm以下；继续添加聚合物乳液，分散均匀；然后添加聚合物改性硅溶胶，分散均匀后，再添加疏水剂、流平剂、消泡剂及有机色浆，混合均匀并控制粘度在80-95KU，得到高保色性的无机外墙建筑涂料。
与现有比较，本发明具有如下有益效果：
本发明利用聚乙烯醇系聚合物中柔性长链来提升无机涂料对色浆的包裹能力，采用有机硅氧烷作为聚乙烯醇系聚合物改性的硅溶胶的中间载体，有机硅氧烷接枝聚乙烯醇系聚合物与硅溶胶中的羟基发生链接反应，从而达到聚乙烯醇系聚合物改性硅溶胶的目的，改性后的硅溶胶接枝了聚合物长链，提高了硅溶胶成膜后的柔性，复配聚合物乳液制备的无机涂料成膜致密且对填料具有很好的包裹能力，应用在外墙装饰领域时，1000h深色样板人工加速老化无粉化现象，色差变化≤6，户外长期暴晒不易褪色。
附图说明
图1为实施例1涂层表面微观形貌(左)和水接触角测试(右)；
图2为对比例1涂层表面微观形貌(左)和水接触角测试(右)。
具体实施方式
在下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
各实施例及对比例中，硅溶胶型号为KS33，购自西谱森新材料有限公司；AMP-95购自陶氏化学；有机硅疏水剂型号为SS2，购自上海澳润化工有限公司；有机硅流平剂型号为SS1，购自上海澳润化工有限公司；润湿分散剂型号为388，购自北京澳汉有限公司；消泡剂型号为SD250，购自西谱森新材料有限公司。
实施例1
将0.35g聚乙烯醇(PVA)在50mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.15g金属钠，保持温度在35℃下充分搅拌反应3h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与八甲基环四硅氧烷按体积比1.5:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在60℃下反应4h后用盐酸终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用盐酸将硅溶胶pH值调整到3.5，以正丁醇、异丙醇为溶剂，按八甲基环四硅氧烷与硅溶胶1:50的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到70℃，300r/min转速搅拌3.5h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在400g的去离子水中添加6g的非离子型羟乙基纤维素和3g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加4g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加100g金红石型钛白粉、85g1200目高岭土、150g800目重钙、3g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加60g苯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加190g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、8g有机硅流平剂，2g消泡剂，20g颜料红254，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
实施例2
将0.32g聚乙烯醇(PVA)在45mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.12g金属钠，保持温度在40℃下充分搅拌反应2.5h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与甲基三甲氧基硅烷按体积比1.5:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在40℃下反应5h后用盐酸终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用草酸将硅溶胶pH值调整到3，以正丁醇、二甲苯为溶剂，按甲基三甲氧基硅烷与硅溶胶1:30的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到60℃，300r/min转速搅拌3h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在150g的去离子水中添加3g的阴离子型的羟乙基纤维素和1g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加6g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加130g金红石型钛白粉、60g1200目高岭土、30g1000目滑石粉、130g800目重钙、4g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加90g纯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加250g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加8g有机硅疏水剂、6g有机硅流平剂，5g消泡剂，10g颜料红112，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
实施例3
将0.30g聚乙烯醇(PVA)在42mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.11g金属钠，保持温度在40℃下充分搅拌反应2h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与甲基三甲氧基硅烷按体积比1.3:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在80℃下反应3h后用盐酸终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用草酸将硅溶胶pH值调整到4，以醋酸丁酯、乙二醇为溶剂，按甲基三甲氧基硅烷与硅溶胶1:90的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到60℃，300r/min转速搅拌4h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在400g的去离子水中添加8g的阴离子型的羟丙基纤维素和5g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加5g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加100g金红石型钛白粉、150g1000目滑石粉、3g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加80g纯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加170g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、10g有机硅流平剂，2g消泡剂，30g颜料橙36，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
实施例4
将0.36g聚乙烯醇(PVA)在45mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.13g金属钠，保持温度在40℃下充分搅拌反应3h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与二甲基二甲氧基硅烷按体积比1.8:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在70℃下反应5h后用盐酸终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用醋酸将硅溶胶pH值调整到4，以正丁醇、甲醇为溶剂，按二甲基二甲氧基硅烷与硅溶胶1:60的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到70℃，300r/min转速搅拌3h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在400g的去离子水中添加8g的阴离子型的羟甲基纤维素和1g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加8g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加100g金红石型钛白粉、50g1200目高岭土、120g800目重钙、4g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加100g纯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加180g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、10g有机硅流平剂，2g消泡剂，10g颜料黄74，10g颜料红254，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
实施例5
将0.4g聚乙烯醇(PVA)在50mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.15g金属钠，保持温度在40℃下充分搅拌反应3h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与乙烯基三甲氧基硅烷按体积比2.1:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在60℃下反应3h后用酸性试剂终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用硝酸将硅溶胶pH值调整到4，以乙醇、异丙醇为溶剂，按乙烯基三甲氧基硅烷与硅溶胶1:80的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到60℃，300r/min转速搅拌3h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在360g的去离子水中添加6g的阴离子型的羟乙基纤维素和1g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加8g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加120g金红石型钛白粉、60g1200目高岭土、120g800目重钙、4g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加60g纯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加190g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加8g有机硅疏水剂、8g有机硅流平剂，6g消泡剂，15g颜料绿7，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
实施例6
将0.35g聚乙烯醇(PVA)在45mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.15g金属钠，保持温度在40℃下充分搅拌反应3h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与甲基三甲氧基硅烷按体积比1.2:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在50℃下反应4h后用盐酸终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用草酸将硅溶胶pH值调整到3，以正丁醇、异丙醇为溶剂，按甲基三甲氧基硅烷与硅溶胶1:60的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到70℃，300r/min转速搅拌4h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在360g的去离子水中添加6g的非离子型的羟甲基纤维素和1g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加8g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加120g金红石型钛白粉、60g1200目高岭土、120g800目重钙、4g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加60g纯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加190g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、8g有机硅流平剂，2g消泡剂，20g颜料黑7，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
实施例7
将0.4g聚乙烯醇(PVA)在55mL二甲基亚砜(DMSO)溶液中充分搅拌直至混合均匀，加入约0.17g金属钠，保持温度在40℃下充分搅拌反应2.5h，即得大分子引发剂(PVA-ONa)溶液。将聚乙烯醇钠引发剂溶液与乙烯基三甲氧基硅烷按体积比2:1的比例加入三口烧瓶，保持温度在70℃下反应4h后用酸性试剂终止反应，洗涤并真空烘干后，可得聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物，再使用硝酸将硅溶胶pH值调整到3，以正丁醇、异丙醇为溶剂，按乙烯基三甲氧基硅烷与硅溶胶1:80的体积比，将聚乙烯醇接枝聚硅氧烷共聚物添加到硅溶胶溶液中，水浴加热到6℃，300r/min转速搅拌4h，即得所述聚合物改性硅溶胶水溶液；
在360g的去离子水中添加6g的阴离子型的羟乙基纤维素和1g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加10g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加80g金红石型钛白粉、90g1200目高岭土、150g800目重钙、5g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加65g硅丙乳液，搅拌分散10min；然后添加170g聚合物改性硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、10g有机硅流平剂，2g消泡剂，20g颜料紫23，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
对比例1
对比例1是基于实施例1设定，其与实施例1区别之处在于采用了不经改性的硅溶胶，其他条件均与实施例1一致。
在400g的去离子水中添加6g的非离子型羟乙基纤维素和3g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加4g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加100g金红石型钛白粉、85g1200目高岭土、150g800目重钙、3g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加60g苯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加190g硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、8g有机硅流平剂，2g消泡剂，20g颜料红254，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
对比例2
对比例1是基于实施例1设定，其与实施例1区别之处在于采用了专利CN105801779B实施例1制备的富亲水基团改性纳米二氧化硅溶胶替代聚合物改性硅溶胶，其他条件均与实施例1一致。
在400g的去离子水中添加6g的非离子型羟乙基纤维素和3g的AMP-95，在转速为500r/min时搅拌5min，待纤维素溶胀后，添加4g的润湿分散剂，在转速500r/min时分散10min；接着添加100g金红石型钛白粉、85g1200目高岭土、150g800目重钙、3g膨润土，调整转速为1500r/min，搅拌分散30min使细度降至50μm以下；调整转速为600r/min，添加60g苯丙乳液，搅拌分散10min；然后添加190g按专利CN105801779B实施例1制备的富亲水基团改性纳米二氧化硅溶胶，搅拌10min，再逐步添加10g有机硅疏水剂、8g有机硅流平剂，2g消泡剂，20g颜料红254，搅拌均匀并控制粘度在85KU，得到高保色性外墙无机涂料。
性能测试
将实施例及对比例制备的涂料使用120μm和80μm线棒刮涂在无石棉纤维水泥板上，30min即可实干，养护7天制得涂层。
测试实施例1及对比例1涂层表面微观形貌和水接触角测试，涂层表面微观形貌采用扫描电镜能谱仪拍摄涂层表面的SEM图，水接触角测试采用标格达精密仪器(广州)有限公司SDC-350型接触角仪，在室温(25℃)下，用3μL去离子水测定了涂层的静态接触角。测试结果如附图1及附图2。
实施例1是聚乙烯醇改性硅溶胶制备得无机涂料，与对比例1普通硅溶胶制备无机涂料相比，在表面微观形貌SEM图中可以看出，改性后硅溶胶无机涂层的涂料明显比普通硅溶胶无机涂层更为致密，疏松多孔的现象得到了很大的改善；同样的，从两种无机涂层的水接触角，也能反应出聚乙烯醇改性硅溶胶无机涂层更为致密，其水接触角为94.9°，而普通硅溶胶制备的无机涂层仅为79.5°，改善结果明显。
将养护7天制得的涂层进行人工紫外老化800h测试，采用翁开尔(上海)仪器有限公司LU-8047-TM型紫外光加速老化试验机对涂层进行800h人工紫外老化实验，按GBT1766-2008标准要求进行测试。采用重庆晟达因特科技有限公司BGD 556分光色差仪测量涂层表面色差变化，在涂层表面五个不同的位置进行测量并记录平均值，对测试结果进行分析。测试结果如表1所示：
表1实施例1-7和对比例1-2涂层人工紫外老化800h和色差变化值表
实施例1-7是聚乙烯醇改性硅溶胶制备得调色无机涂料，经过聚乙烯醇改性硅溶胶制备得调色无机涂料老化色差均小于6，满足外墙无机涂料Ⅰ级标准；对比例1为普通硅溶胶制备调色无机涂料，在800h人工紫外老化色差变化实验中可以看出，普通硅溶胶制备调色无机涂料老化色差高于6，不能满足紫外老化Ⅰ级标准；实施例1与对比例2相比，对比例2硅溶胶为富亲水基团改性纳米二氧化硅溶胶，其制备成涂料应用在外墙环境中，由于其亲水性能好，容易导致涂层耐水性能差，吸水率高，造成有机色浆更容易被水冲刷脱落，使其保色性能更差。

Claims (10)

1.一种高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，其制备原料按重量份计包括如下组分：
聚合物改性硅溶胶…………………………150-300份，
聚合物乳液…………………………………20-100份，
纤维素………………………………………2-8份，
固态填料……………………………………250-450份，
涂料助剂……………………………………5-35份，
AMP-95………………………………………1-5份，
有机色浆……………………………………10-30份，
水……………………………………………100-400份，
所述聚合物改性硅溶胶由有机硅氧烷接枝聚乙烯醇系聚合物，通过接枝过有机硅氧烷的聚乙烯醇系聚合物表面的硅羟基与硅溶胶中的羟基发生反应制得。
2.根据权利要求1所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述聚合物改性硅溶胶的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇系聚合物置于有机溶剂中混合均匀，加入金属钠，保持温度在25-45℃下反应，制得聚乙烯醇钠大分子引发剂溶液；
(2)向步骤(1)中加入有机硅氧烷，保持温度在40-80℃下反应2-6h，加入酸性试剂终止反应，即得有机硅氧烷接枝聚乙烯醇系聚合物；
(3)使用pH调节剂将硅溶胶pH值调整到3-4，并溶于有机溶剂得到硅溶胶溶液，将步骤(2)的反应产物添加到硅溶胶溶液中，保持温度在60-80℃下反应3-4h，即制得聚合物改性硅溶胶。
3.根据权利要求2所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂为二甲基亚砜，所述步骤(3)中有机溶剂为正丁醇、异丙醇、乙醇、乙二醇、正己醇、甲醇、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、醋酸丁酯。
4.根据权利要求2所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述步骤(2)中有机硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述步骤(1)中聚乙烯醇系聚合物中羟基与金属钠的摩尔比为1-1.5:1；所述步骤(2)中聚乙烯醇钠大分子引发剂溶液、有机硅氧烷、硅溶胶的体积比为1.2～2.5：1：25～100，其中聚乙烯醇大分子引发剂溶液中聚乙烯醇大分子引发剂的质量分数为0.5％-5％。
6.根据权利要求1所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述聚合物乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液的一种或多种。
7.根据权利要求1所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述纤维素为非离子型或阴离子型，选自羟乙基纤维素，羟丙基纤维素，羟甲基纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述涂料助剂包括润湿分散剂、消泡剂、疏水剂、流平剂。
9.根据权利要求1所述高保色性的无机外墙建筑涂料，其特征在于，所述固态填料为钛白粉、滑石粉、高岭土、重钙、膨润土中的一种或多种混合。
10.权利要求1-9中任一项所述高保色性的无机外墙建筑涂料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将纤维素和AMP-95均匀分散于水中，待纤维素溶胀后，添加润湿分散剂，混合均匀；
(2)向步骤(1)中加入固态填料，搅拌分散使细度降至50μm以下；继续添加聚合物乳液，分散均匀；然后添加聚合物改性硅溶胶，分散均匀后，再添加疏水剂、流平剂、消泡剂及有机色浆，混合均匀并控制粘度在80-95KU，得到高保色性的无机外墙建筑涂料。
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