CN116731585A - 一种透明弹性的水不粘涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及涂料领域，具体公开了一种透明弹性的水不粘涂料及其制备方法。该涂料包括改性丙烯酸酯乳液、二氧化硅气凝胶、有机蒙脱土、硅烷偶联剂、消泡剂；改性丙烯酸酯乳液制备步骤为：将部分乳化剂、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸酯基硅油、部分水混合，加热搅拌，得到预乳化液；将部分甲基丙烯酸甲酯、部分丙烯酸丁酯加入预乳化液中，加热搅拌，得到次乳化液；将部分乳化剂、部分水混合，加热搅拌，加入部分引发剂、剩余甲基丙烯酸甲酯、剩余丙烯酸丁酯，保温反应，得到种子溶液；将种子溶液加入次乳化液中，加入剩余引发剂，反应完毕，得到改性丙烯酸酯乳液。本申请制备的涂料结膜后呈无色透明状，有极佳的力学性能、防水性能。
Description
技术领域
本申请涉及防水涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种透明弹性的水不粘涂料及其制备方法。
背景技术
外墙防水是保证建筑物(构筑物)的结构不受水的侵袭、内部空间不受水的危害的一项分部防水工程。外墙防水工程在整个建筑工程中占有重要的地位。外墙防水工程涉及到建筑物(构筑物)的地下室外墙、住房外墙等诸多外墙结构，其功能就是要使建筑物或构筑物在设计耐久年限内，防止雨水、生活用水的渗漏和地下水的浸蚀，确保建筑结构、内部空间不受到污损，为人们提供一个舒适和安全的生活环境。
目前随着城市的不断发展，多层、高层楼房日益增多，楼房外墙发生渗漏水的现象也逐渐多起来。分析渗漏的原因有许多，如：结构沉降、温差变形引起墙体产生裂缝，以及外墙粉刷、面砖或马赛克粘贴施工方面的原因墙体产生局部裂缝。另外，现今许多建筑物采用框架结构，墙体为多孔砖砌筑、一旦粉刷层、面层墙体产生局部裂缝，多孔砖墙体是不防水的，这也是墙体产生渗漏水的重要原因。解决外墙渗漏的方法和材料有许多，主要是根据渗漏的部位和墙体的结构而决定。
外墙防水施工有许多材料和方法，以前采用一般沥青防水涂料对此种工程进行防水施工，虽然也能起到防水效果，但是对外墙污染太严重，此种方法已经被淘汰。目前，有用大面积喷涂无色外墙防水剂的方法对外墙进行防水施工的，但是这种方法是治标不治本，外墙裂缝没有处理，只靠无色外墙防水剂的防水，使用期不会很长。还有用胶凝剂掺纯水泥进行勾缝，大面积喷涂无色外墙防水剂的方法，效果还是不错的，但是和纯丙多功能透明弹性防水涂料对外墙进行防水施工相比还是有不足之处。用纯丙处理外墙防水，外墙不粘灰尘、基本上无色差，使用期更长。
纯丙乳液，即丙烯酸酯乳液，其是由丙烯酸酯类单体，主要是丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯在乳液中共聚而成，但实际工程应用中，单靠乳液中单体共聚物的成膜形成防水层，其性能远远达不到使用的要求。
发明内容
为了克服上述问题，本申请提供一种透明弹性的水不粘涂料及其制备方法，本申请制备的涂料结膜后呈无色透明状，有极佳的力学性能、防水性能，以及优异的耐候性。
第一方面，本申请提供一种透明弹性的水不粘涂料，采用如下的技术方案：
一种透明弹性的水不粘涂料，包括如下重量份数的组分：改性丙烯酸酯乳液80-100份、二氧化硅气凝胶10-20份、有机蒙脱土1-3份、硅烷偶联剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.3份；
所述改性丙烯酸酯乳液由如下制备步骤获得：
将70-80％的乳化剂、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸酯基硅油、70-80％水混合，加热并进行搅拌，得到稳定的预乳化液；
将70-80％的甲基丙烯酸甲酯、70-80％的丙烯酸丁酯加入至上述的预乳化液中，加热进行搅拌，得到稳定的次乳化液；
将20-30％的乳化剂、20-30％的水混合，加热进行搅拌均匀，先后加入20-30％的引发剂、20-30％的甲基丙烯酸甲酯、20-30％的丙烯酸丁酯，保温反应，得到种子溶液；
将种子溶液加入至次乳化液中，加热反应，加入70-80％的引发剂，继续反应，降温调pH，得到改性丙烯酸酯乳液。
通过采用上述技术方案，有机氟聚合物对基材附着力不佳、有机硅聚合物的耐化学性则相对较差，本申请为克服上述问题，采用有机氟、有机硅复合改性丙烯酸树脂的方式，结合有机氟与有机硅之间的协同作用，使得丙烯酸树脂表现出更加优异的综合性能。通过采用有机氟和有机硅共同对丙烯酸树脂进行改性，还可以通过减少含氟单体的含量使得成本降低。本申请制备的氟硅改性丙烯酸树脂结合了有机硅树脂优异的耐候性、耐磨性等性能，还具有有机氟树脂耐水、耐化学性的特点。
本申请采用氟硅对丙烯酸树脂改性时，采用多次预乳化的方式，制备得到的改性丙烯酸树脂乳液具有较好的稳定性，成膜后表现出优异的耐候性、耐污性和耐水性。
进一步优选为，所述改性丙烯酸乳液由包括如下重量份数的组分制成：甲基丙烯酸甲酯20-40份、丙烯酸丁酯30-50份、甲基丙烯酸3-5份、甲基丙烯酸三氟乙酯3-5份、丙烯酸酯基硅油3-5份、引发剂1-3份、乳化剂0.1-0.5份、水100-120份。
进一步优选为，所述乳化剂为由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10组成的混合物，所述二甲基二烯丙基氯化铵与OP-10的重量比为1:(1-2)。
通过采用上述技术方案，采用二甲基二烯丙基氯化铵与OP-10进行复配，并采用合适的配比，可以得到稳定较高的预乳化液、次乳化液和种子乳液，同时得到的改性丙烯酸酯乳液具有粒径小、机械性能优异且稳定的特性。
进一步优选为，所述二氧化硅气凝胶由正硅酸乙酯、硅烷偶联剂、水、酸性催化剂按照溶胶-凝胶法制得。
通过采用上述技术方案，正硅酸作为有机物的水解前驱体，经过水解缩聚反应后可以得到纳米二氧化硅颗粒，同时通过加入硅烷偶联剂对二氧化硅颗粒表面进行修饰，提高其与有机相的相容性，改善二氧化硅颗粒在丙烯酸酯聚合物中的分散性问题。
进一步优选为，所述二氧化硅气凝胶制备时，硅烷偶联剂采用十三氟辛基三甲氧基硅烷。
通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂采用十三氟辛基三甲氧基硅烷，除了能够改善二氧化硅颗粒在有机相中的分散性问题，同时降低二氧化硅颗粒表面自由能，提高疏水性。
进一步优选为，所述有机蒙脱土由如下制备步骤制得：将蒙脱土、十八烷基二甲基苄基氯化铵、聚丙烯酰胺、水混合，搅拌均匀，加热反应，加入聚乙二醇搅拌均匀，即得所述有机蒙脱土。
进一步优选为，所述蒙脱土、十八烷基二甲基苄基氯化铵、聚丙烯酰胺的质量比为1:(0.03-0.05):(0.1-0.3)。
通过采用上述技术方案，十八烷基二甲基苄基氯化铵的烷基铵离子通过离子交换反应进入蒙脱土的片层间，片层表面被有机离子上的烷基长碳链覆盖，从而使其表面变为亲油性，增加了蒙脱土与高分子聚合物的亲和性，烷基分子链在片层间以一定的方式排列，有利于聚合物大分子聚丙烯酰胺插层，使层间距进一步增大，使得有机蒙脱土更好的对丙烯酸酯乳液进行插层改性，提高涂料成膜后的力学性能。
第二方面，本申请提供一种透明弹性的水不粘涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种透明弹性的水不粘涂料的制备方法，包括以下步骤：
将改性丙烯酸酯乳液、二氧化硅气凝胶混合，搅拌均匀，继续加入有机蒙脱土、硅烷偶联剂并搅拌均匀，最后加入消泡剂，搅拌均匀，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
通过采用上述技术方案，本申请提供的涂料制备工艺，操作简单，不涉及高温高压等特殊条件，生产效率较高，适合工业规模化生产，制备得到的透明弹性的水不粘涂料具有优异的防水性能、力学性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
(1)本申请采用氟单体、硅单体对丙烯酸树脂共改性，氟硅协同作用向漆膜表面迁移，制备的透明弹性涂料具有良好的疏水性能；
(2)本申请采用氟硅单体改性丙烯酸酯乳液时，通过调整原料加入顺序，采用预乳化单体，预乳化功能单体，再进行混合反应的方式，得到的改性丙烯酸酯乳液具有高稳定性的特点，原料反应完全，得到的涂料具有防水性能高、力学性能优异的特点；
(3)通过加入二氧化硅气凝胶，在于改性丙烯酸树脂乳液共聚合成膜时，二氧化硅纳米结构既能增强树脂的力学性能，同时能够构建高稳定性超疏水仿生界面，提高涂料的疏水防水性能；
(4)本申请通过对蒙脱土进行插层改性，使其具有亲油性能，增加蒙脱土与丙烯酸酯的共聚稳定性，提高蒙脱土在丙烯酸酯中的插层成功性，相应的，提高涂料稳定性和力学性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请所用引发剂采用偶氮二异丁腈；酸性催化剂采用盐酸溶液，质量浓度38％。
制备例
制备例1
一种改性丙烯酸酯乳液，由如下制备步骤获得：
S1、将0.35kg的乳化剂、5kg甲基丙烯酸、5kg甲基丙烯酸三氟乙酯、5kg丙烯酸酯基硅油、84kg水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌20min，得到稳定的预乳化液；
S2、将28kg的甲基丙烯酸甲酯、35kg的丙烯酸丁酯加入至上述的预乳化液中，继续搅拌15min，得到稳定的次乳化液；
S3、将0.15kg的乳化剂、36kg的水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌10min，先后加入0.9kg的引发剂、12kg的甲基丙烯酸甲酯、15kg的丙烯酸丁酯，反应2h后，得到种子溶液；
S4、将种子溶液加入至次乳化液中，加热至90℃，反应1h，加入2.1kg的引发剂，继续反应3.5h，降温至35℃，采用氨水调pH至7.8，得到改性丙烯酸酯乳液。
其中，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:1组成。
制备例2
一种改性丙烯酸酯乳液，由如下制备步骤获得：
S1、将0.08kg的乳化剂、3kg甲基丙烯酸、3kg甲基丙烯酸三氟乙酯、3kg丙烯酸酯基硅油、80kg水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌20min，得到稳定的预乳化液；
S2、将16kg的甲基丙烯酸甲酯、24kg的丙烯酸丁酯加入至上述的预乳化液中，继续搅拌15min，得到稳定的次乳化液；
S3、将0.02kg的乳化剂、20kg的水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌10min，先后加入0.2kg的引发剂、4kg的甲基丙烯酸甲酯、6kg的丙烯酸丁酯，反应2h后，得到种子溶液；S4、将种子溶液加入至次乳化液中，加热至90℃，反应1h，加入0.8kg的引发剂，继续反应3.5h，降温至35℃，采用氨水调pH至7.8，得到改性丙烯酸酯乳液。
其中，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:1组成。
制备例3
一种改性丙烯酸酯乳液，由如下制备步骤获得：
S1、将0.225kg的乳化剂、4kg甲基丙烯酸、4kg甲基丙烯酸三氟乙酯、4kg丙烯酸酯基硅油、82.5kg水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌20min，得到稳定的预乳化液；
S2、将22.5的甲基丙烯酸甲酯、30kg的丙烯酸丁酯加入至上述的预乳化液中，继续搅拌15min，得到稳定的次乳化液；
S3、将0.075的乳化剂、27.5的水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌10min，先后加入0.5kg的引发剂、7.5的甲基丙烯酸甲酯、10kg的丙烯酸丁酯，反应2h后，得到种子溶液；
S4、将种子溶液加入至次乳化液中，加热至90℃，反应1h，加入1.5kg的引发剂，继续反应3.5h，降温至35℃，采用氨水调pH至7.8，得到改性丙烯酸酯乳液。
其中，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:1组成。
制备例4
一种改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的不同之处在于，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:1.5组成。
制备例5
一种改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的不同之处在于，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:2组成。
制备例6
一种二氧化硅气凝胶，由如下制备步骤获得：
将5kg水升温至40℃，在1.5h内持续加入1kg正硅酸乙酯、4.5kg硅烷偶联剂、1kg盐酸，升温至60℃，保温5h，得到二氧化硅气凝胶。
其中，硅烷偶联剂采用KH-550。
制备例7
一种二氧化硅气凝胶，与制备例6的不同之处在于，硅烷偶联剂采用十三氟辛基三甲氧基硅烷。
制备例8
一种有机蒙脱土，由如下制备步骤获得：
将1kg蒙脱土、0.02kg十八烷基二甲基苄基氯化铵、0.05kg聚丙烯酰胺、10kg水混合，搅拌均匀，加热至90℃，反应0.5h，加入0.2kg聚乙二醇分散均匀，即得所述有机蒙脱土。
制备例9
一种有机蒙脱土，由如下制备步骤获得：
将1kg蒙脱土、0.03kg十八烷基二甲基苄基氯化铵、0.1kg聚丙烯酰胺、10kg水混合，搅拌均匀，加热至90℃，反应0.5h，加入0.2kg聚乙二醇分散均匀，即得所述有机蒙脱土。
制备例10
一种有机蒙脱土，由如下制备步骤获得：
将1kg蒙脱土、0.04kg十八烷基二甲基苄基氯化铵、0.2kg聚丙烯酰胺、10kg水混合，搅拌均匀，加热至90℃，反应0.5h，加入0.25kg聚乙二醇分散均匀，即得所述有机蒙脱土。
制备例11
一种有机蒙脱土，由如下制备步骤获得：
将1kg蒙脱土、0.05kg十八烷基二甲基苄基氯化铵、0.3kg聚丙烯酰胺、10kg水混合，搅拌均匀，加热至90℃，反应0.5h，加入0.3kg聚乙二醇分散均匀，即得所述有机蒙脱土。
对比制备例
对比制备例1
一种改性丙烯酸酯乳液，由如下制备步骤获得：
S1、将0.5kg的乳化剂、5kg甲基丙烯酸、5kg甲基丙烯酸三氟乙酯、5kg丙烯酸酯基硅油、120kg水混合，加热至48℃，在600r/min下搅拌30min，同时加入3kg引发剂、40kg的甲基丙烯酸甲酯、50kg的丙烯酸丁酯，继续搅拌反应45min，加热至90℃，反应4.5h，降温至35℃，采用氨水调pH至7.8，得到改性丙烯酸酯乳液。
其中，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:1组成。
对比制备例2
一种改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的不同之处在于，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:0.8组成。
对比制备例3
一种改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的不同之处在于，乳化剂由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10按照质量比1:2.2组成。
性能检测
对制备例1-5、对比制备例1-3制得的丙烯酸酯乳液进行稳定性、吸水率试验，具体测试方法如下：
离子稳定性：配制质量分数为10％的CaCl2溶液，将CaCl2溶液与丙烯酸酯乳液以1:5的比例混合，摇匀后静置24h，观察乳液是否出现分层、破乳现象。
冻融稳定性：将丙烯酸酯乳液在-10℃下冷冻16h，室温融化8h，完成一次冻融循环，循环5次。
吸水率
将丙烯酸酯乳液涂覆后，于25℃下干燥7d得到涂膜，将制成的涂膜浸泡在蒸馏水中24h，然后测定吸水率。
吸水率＝(浸泡后涂膜质量-浸泡前涂膜质量)/浸泡前涂膜质量×100％。
测试结果计入下表1中。
表1丙烯酸酯乳液稳定性、吸水率测试结果
| 测试项目 | 离子稳定性 | 冻融稳定性 | 吸水率 |
| 制备例1 | 通过 | 通过 | 3.41％ |
| 制备例2 | 通过 | 通过 | 3.55％ |
| 制备例3 | 通过 | 通过 | 3.48％ |
| 制备例4 | 通过 | 通过 | 3.01％ |
| 制备例5 | 通过 | 通过 | 3.56％ |
| 对比制备例1 | 未通过 | 未通过 | 21.27％ |
| 对比制备例2 | 通过 | 未通过 | 8.51％ |
| 对比制备例3 | 通过 | 未通过 | 8.64％ |
由表1测试结果可以看出，本申请制备的改性丙烯酸乳液具有较高的稳定性和较低的吸水率，即具有良好的疏水性。
将制备例1、对比制备例1的测试结果进行比较，可以看出，采用常规的乳液聚合方式制备得到的改性丙烯酸酯乳液，其稳定性无法通过测试，吸水率也较高，说明乳化聚合的方式选择，对改性丙烯酸酯乳液的性能影响较大，直接决定了其是否能够应用于水不粘涂料中。
将制备例1、对比制备例2、3的测试结果进行比较，可以看出乳化剂的选择对改性丙烯酸酯乳液的最终性能具有较大的影响，当乳化剂为由二甲基二烯丙基氯化铵与OP-10按照质量比1:(1-2)组成时，制备的改性丙烯酸酯乳液相对较为稳定，吸水率也稳定小于3.55％，具有良好的疏水性，且当二甲基二烯丙基氯化铵与OP-10的质量比为1:1.5时，得到的改性丙烯酸酯乳液具有最优的稳定性和疏水性。
实施例
实施例1
一种透明弹性的水不粘涂料，通过如下步骤制备获得：
将80kg改性丙烯酸酯乳液、10kg二氧化硅气凝胶混合，800r/min下分散15min，继续加入1kg有机蒙脱土、0.1kg硅烷偶联剂KH-550并分散10min，最后加入0.1kg消泡剂，继续分散15min，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
其中，改性丙烯酸酯乳液采用制备例1中制得的改性丙烯酸酯乳液。
二氧化硅气凝胶采用制备例6中制得的二氧化硅气凝胶。
有机蒙脱土采用制备例8中制得的有机蒙脱土。
实施例2
一种透明弹性的水不粘涂料，通过如下步骤制备获得：
将90kg改性丙烯酸酯乳液、15kg二氧化硅气凝胶混合，800r/min下分散15min，继续加入2kg有机蒙脱土、0.2kg硅烷偶联剂KH-550并分散10min，最后加入0.2kg消泡剂，继续分散15min，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
其中，改性丙烯酸酯乳液采用制备例1中制得的改性丙烯酸酯乳液。
二氧化硅气凝胶采用制备例6中制得的二氧化硅气凝胶。
有机蒙脱土采用制备例8中制得的有机蒙脱土。
实施例3
一种透明弹性的水不粘涂料，通过如下步骤制备获得：
将100kg改性丙烯酸酯乳液、20kg二氧化硅气凝胶混合，800r/min下分散15min，继续加入3kg有机蒙脱土、0.3kg硅烷偶联剂KH-550并分散10min，最后加入0.3kg消泡剂，继续分散15min，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
其中，改性丙烯酸酯乳液采用制备例1中制得的改性丙烯酸酯乳液。
二氧化硅气凝胶采用制备例6中制得的二氧化硅气凝胶。
有机蒙脱土采用制备例8中制得的有机蒙脱土。
实施例4
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用制备例2中制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例5
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用制备例3中制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例6
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用制备例4中制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例7
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用制备例5中制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例8
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，二氧化硅气凝胶采用制备例7中制得的二氧化硅气凝胶。
实施例9
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例8的不同之处在于，有机蒙脱土采用制备例9中制得的有机蒙脱土。
实施例10
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例8的不同之处在于，有机蒙脱土采用制备例10中制得的有机蒙脱土。
实施例11
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例8的不同之处在于，有机蒙脱土采用制备例11中制得的有机蒙脱土。
对比例
对比例1
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用对比制备例1中制得的改性丙烯酸酯乳液。
对比例2
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用对比制备例2中制得的改性丙烯酸酯乳液。
对比例3
一种透明弹性的水不粘涂料，与实施例1的不同之处在于，改性丙烯酸酯乳液采用对比制备例3中制得的改性丙烯酸酯乳液。
对比例4
一种透明弹性的水不粘涂料，通过如下步骤制备获得：
将80kg改性丙烯酸酯乳液、1kg有机蒙脱土、0.1kg硅烷偶联剂KH-550，800r/min下分散20min，加入0.1kg消泡剂，继续分散15min，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
其中，改性丙烯酸酯乳液采用制备例1中制得的改性丙烯酸酯乳液。
有机蒙脱土采用制备例8中制得的有机蒙脱土。
与实施例1的区别在于，本对比例中，涂料制备过程中不加入二氧化硅气凝胶。
对比例5
一种透明弹性的水不粘涂料，通过如下步骤制备获得：
将80kg改性丙烯酸酯乳液、10kg二氧化硅气凝胶、0.1kg硅烷偶联剂KH-550，800r/min下分散20min，加入0.1kg消泡剂，继续分散15min，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
其中，改性丙烯酸酯乳液采用制备例1中制得的改性丙烯酸酯乳液。
二氧化硅气凝胶采用制备例6中制得的二氧化硅气凝胶。
与实施例1的区别在于，本对比例中，涂料制备过程中不加入二氧化硅气凝胶。
性能检测
将上述各实施例、对比例制得的透明弹性的水不粘涂料制成涂层进行性能检测，具体的测试方法和标准如下：
接触角：采用接触角测量仪(DSA 100S)进行测量涂层对水接触角。在试验环境条件下(温度23±2℃，相对湿度50±5％)，将待测涂层放置于测试台上，水滴大小参数设置为2μL，在不超过60s时间的测试过程中连续测试十次，取平均值。测量采用的方法为座滴法，对同一个涂层样品需进行五次不同位置的测试。
自清洁测试：把石墨粉均匀撒于制备好的涂层试样表面上，放置的倾斜角为10°，采用吸管吸取自来水，在10cm高度上滴落在涂层试样表面上，观察水滴滚动的过程是否能够将石墨粉带走，恢复涂层表面的清洁状态，并根据石墨粉的残留量判断涂层自清洁能力。
硬度：依照ASTM D3363-2020《用铅笔测试漆膜硬度的标准测试方法》进行。
冲击强度：依照GB/T 1732-1993《漆膜耐冲击测定法》进行。
测试结果计入下表2中
表2实施例1-11、对比例1-5性能测试结果
由表2测试结果可以看出，本申请制备的透明弹性涂料具有优异的疏水性，自清洁性，以及优异的强度和冲击强度。
将实施例1、实施例8、9的测试结果进行比较，可以看出，硅烷偶联剂的选择对最终涂层的疏水性能具有较大的影响，但是对涂层的力学性能影响较小。这说明普通的硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性后，能够达到改善二氧化硅气凝胶与聚合物之间的相容性，即改善最终涂层的力学性能，而选择十三氟辛基三甲氧基硅烷对二氧化硅进行改性后，除了能够改善二氧化硅气凝胶与聚合物之间的相容性，提高涂层的力学性能外，还能够提高涂层的疏水性。这说明含氟硅烷偶联剂除了改善有机物与无机物之间的相容性外，同时降低了二氧化硅颗粒表面的自由能，从而提高了涂层的疏水性。
将实施例1、对比例1的测试结果进行比较，可以看出，丙烯酸酯乳液的制备工艺对涂层各项性能影响也较大，采用常规的乳化聚合方法得到的丙烯酸酯乳液不仅稳定性较低，涂层的疏水性、表面硬度和冲击强度也相对较低。本申请采用多次乳化聚合的方式制备丙烯酸酯乳液，得到的乳液不仅稳定性高、吸水率较低，且涂层的疏水性、力学性能也大幅提高。
将实施例1、对比例4、5的测试结果进行比较，可以看出，二氧化硅气凝胶与有机蒙脱土的加入均能够大幅提高涂层的硬度和冲击强度，但是二氧化硅气凝胶的加入，同时大幅提升了涂层的疏水性能。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：改性丙烯酸酯乳液80-100份、二氧化硅气凝胶10-20份、有机蒙脱土1-3份、硅烷偶联剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.3份；
所述改性丙烯酸酯乳液由如下制备步骤获得：
将70-80%的乳化剂、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸酯基硅油、70-80%水混合，加热并进行搅拌，得到稳定的预乳化液；
将70-80%的甲基丙烯酸甲酯、70-80%的丙烯酸丁酯加入至上述的预乳化液中，加热进行搅拌，得到稳定的次乳化液；
将20-30%的乳化剂、20-30%的水混合，加热进行搅拌均匀，先后加入20-30%的引发剂、20-30%的甲基丙烯酸甲酯、20-30%的丙烯酸丁酯，保温反应，得到种子溶液；
将种子溶液加入至次乳化液中，加热反应，加入70-80%的引发剂，继续反应，降温调pH，得到改性丙烯酸酯乳液。
2.根据权利要求1所述的透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸乳液由包括如下重量份数的组分制成：甲基丙烯酸甲酯20-40份、丙烯酸丁酯30-50份、甲基丙烯酸3-5份、甲基丙烯酸三氟乙酯3-5份、丙烯酸酯基硅油3-5份、引发剂1-3份、乳化剂0.1-0.5份、水100-120份。
3.根据权利要求2所述的透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，所述乳化剂为由二甲基二烯丙基氯化铵、OP-10组成的混合物，所述二甲基二烯丙基氯化铵与OP-10的重量比为1:(1-2)。
4.根据权利要求1所述的透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶由正硅酸乙酯、硅烷偶联剂、水、酸性催化剂按照溶胶-凝胶法制得。
5.根据权利要求4所述的透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶制备时，硅烷偶联剂采用十三氟辛基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，所述有机蒙脱土由如下制备步骤制得：将蒙脱土、十八烷基二甲基苄基氯化铵、聚丙烯酰胺、水混合，搅拌均匀，加热反应，加入聚乙二醇搅拌均匀，即得所述有机蒙脱土。
7.根据权利要求6所述的透明弹性的水不粘涂料，其特征在于，所述蒙脱土、十八烷基二甲基苄基氯化铵、聚丙烯酰胺的质量比为1:(0.03-0.05):(0.1-0.3)。
8.一种权利要求1-7任一所述的透明弹性的水不粘涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将改性丙烯酸酯乳液、二氧化硅气凝胶混合，搅拌均匀，继续加入有机蒙脱土、硅烷偶联剂并搅拌均匀，最后加入消泡剂，搅拌均匀，即得所述透明弹性的水不粘涂料。
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