CN1517416A - 抗静电硅丙外墙涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明抗静电硅丙外墙涂料，将偶联处理过的，具有四针三维结构的氧化锌晶须均匀分散到用溶液聚合法制成的硅丙涂料中，从而使本发明的涂料具有非常优良的综合性能，极强的自洁功能，极高的耐沾污性，高耐候性，优良的耐洗刷性，持久稳定的抗静电能力，不仅在高层建筑的外墙装饰与保护方面，而且在一些需要抗静电的建筑物诸如生产易燃易爆产品的化工厂，危险品仓库等方面，有着广阔的应用前景。
Description
本发明涉及一种抗静电硅丙外墙涂料，不仅适用于高层建筑的外墙装饰和保护，尤其适用于要求具有抗静电性能的化工厂，石油化工，危险品仓库等建筑物的外墙装饰和保护。它可以及时排除涂料表层积存的静电，防止因静电积聚而引发的火灾，爆炸等事故。
抗静电涂料多是在高分子基体中添加导电性填料而制得。例如有添加金属氧化物粉未和非金属粉未的(CN-97125796)；有添加丙烯酸树酯类聚胺盐的(EP0512540；紫外光固化抗静电涂料的研制，南京林业大学报，自然科学版2001，025(006)，-73-76)；有添加短切丙烯酸酯电导纤维的(JP57083565)，有加入氧化锌晶须的(ZnOW/聚氨酯涂料抗静电性能的研究，静电1996.11(4)-23-25)等等。然而这些涂料或者是由于采用的高分子基体性能所限，或者是添加的导电性填料性能所限，虽然具有了一定的抗静电性能，但仍难满足现代建筑外墙对装饰性，耐用性、保护性等方面的综合要求。
本发明的目的就是提供一种具有良好的耐污性，耐候性，耐洗刷性，抗静性能稳定的高级外墙涂料。
本发明抗静电硅丙外墙涂料是由混合溶剂、硅丙树酯、偶联处理过的氧化锌晶须，十二烷基磺酸钠按重量比1∶(0.3-0.7)∶(0.02-0.08)∶(0.005-0.02)通过溶液聚合而成。其中混合溶剂为醋酸乙酯，120#汽油，环已烷，乙醇按重量比1.0∶1.0∶0.3∶1.0的混合物；硅丙树酯为甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有机硅予聚体，复合引发剂按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.3-0.5)∶(0.2-0.5)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。
有机硅予聚体是乙烯基三乙氧基硅烷；八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。复合引发剂是氧化苯甲酰和异丙苯过氧氢1∶1的混合物。
本发明抗静电硅丙外墙涂料的制备是将混合溶剂，硅丙树酯，偶联处理过的氧化锌晶须及十二烷基磺酸钠按前述重量比依次加入反应釜，升温至60-95℃，开启搅拌，转速100-150转/分，搅拌3-5小时即成。其中硅丙树酯的制备是将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有机硅予聚体、复合引发剂按前述重量比加入反应釜，开启搅拌，转速80转份，控制温度在50-100℃，反应3-12小时，然后降至室温。偶联处理过的氧化锌晶须的制备是配制5-10％KH550硅烷偶联剂的丙酮溶液，按100份氧化锌晶须比0.5-1.5份偶联剂的比例，将偶联剂丙酮溶液喷入烘烤后的氧化锌晶须中，高速搅拌3-5分钟，然后于120-150℃烘烤1.5-2.5小时。
有机硅予聚体的制备是将乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢按前述比例加入反应釜，开启搅拌，转速80转/分，升温80-100℃反应4-6小时，然后再升温至130-160℃保温0.5-1小时，开启真空泵，减压脱除低沸物，至釜内压力降至13.3KPa，温度为150℃时结束反应。
本发明抗静电硅丙外墙涂料中，混合溶剂、硅丙树酯，偶联处理过的氧化锌晶须及十二烷基磺酸钠的最佳配比为1∶0.5∶0.05∶0.01(重量)；其中硅丙树酯中，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、有机硅予聚体、复合引发剂的最佳配比为1.0∶0.6∶0.4∶0.3∶0.008(重量)；有机硅予聚体中，乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢的最佳配比为1.0∶0.5∶0.01(重量)。
氧化锌晶须是一种半导体，作为抗静电添加剂，具有以下优点：氧化锌晶须具有四针状三维结构，当其分散到基材中时，能形成非常有效的三维网状导电通道，因而赋与导电性所需氧化锌晶须的量极少，可在不失去材料原有性能的条件下获得稳定，长期的抗静电效果。
本发明通过化学反应，将硅氧烷链引入到丙烯酸酯分子链上，使极性相差很大的聚合物分子间形成化合键，提高了两相间的相容性，改善了有机硅的微观形态。由此制得的硅丙树酯，兼具了有机硅和丙烯酸酯的优点，其综合性能相比于醋丙、苯丙、纯丙以及有简单物理混溶的有机硅改性丙烯酸酯涂料有很大提高。因而，以此硅丙树酯为基体、并加入偶联处理过的氧化锌晶须制得的抗静电硅丙外墙涂料，具有了众多优良性能：(1)极强的自洁功能。灰尘及污垢容易被雨水自动冲洗或用清水洗干净；(2)极高耐沾污性。耐沾污性测试表明反射系数降低率仅为6％左右，远低于标准规定的10％；(3)高耐候性。能经受人工老化实验1500h的考验，相当于天然老化15年以上的使用期；(4)优良的耐洗刷性。耐洗刷性实验实测值约为2万次，大大高于国家标准规定的5600次；(5)优良的抗静电性能。可将涂层表面电阻由7.0×1015欧姆降至5.0×107欧姆左右。
实施例一、有机硅予聚体的制备
将乙烯基三乙基硅烷，八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢按重量比1∶0.5∶0.01加入反应釜，开启搅拌，80转/分，在80-100℃反应4-6小时，然后再升温至130-160℃，保温0.5-1小时，开启真空泵，减压脱除低沸物，至釜内压力降至13.3KPa，温度为150℃时结束反应。
实施例二、硅丙树酯的制备
将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、有机硅予聚体，复合引发剂(过氧化苯甲酰和异丙苯过氧化氢1∶1混合物)，按重量比1.0∶0.6∶0.4∶0.3∶0.008依次加入反应釜，开启搅拌，转速80转份，控制温度在50-100℃范围内，反应3-12小时，然后降至室温。
实施例三、偶联处理过的氧化锌晶须的制备
配制5-10％KH550硅烷偶联剂的丙酮溶液，按100份氧化锌晶须比0.5-1.5份偶联剂的比例，将偶联剂丙酮溶液喷入烘烤过的氧化锌晶须中，高速搅拌3-5分钟，然后于120-150℃烘烤1.5-2.5小时。
实施例四、抗静电硅丙外墙涂料的制备
将混合溶剂、硅丙树酯，偶联处理过的氧化锌晶须及十二烷基磺酸钠按重量比1∶0.5∶0.05∶0.01依次加入反应釜，升温至60-95℃，开启搅拌，转速100-150转/分，搅拌3-5小时，降至室温。
Claims (6)
1、一种抗静电硅丙外墙涂料，其特征在于所含组分混合溶剂，硅丙树酯、偶联处理过的氧化锌晶须，十二烷基磺酸钠的重量比配方为1∶(0.3-0.7)∶(0.02-0.08)∶(0.005-0.02)，其中混合溶剂为醋酸乙酯、120#汽油、环已烷，乙醇按重量比1.0∶1.0∶0.3∶1.0的混合物，硅丙树酯为甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有机硅予聚体，复合引发剂按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.3-0.5)∶(0.2-0.5)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。
2、如权利要求1所述的抗静电硅丙外墙涂料，其特征在于有机硅予聚体是乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。
3、如权利要求1所述的抗静电硅丙外墙涂料，其特征在于复合引发剂是过氧化苯甲酰和异丙苯过氧化氢1∶1的混合物。
4、一种如权利要求1所述的抗静电硅丙外墙涂料的制备方法，其特征在于将混合溶剂，硅丙树酯，偶联处理过的氧化锌晶须及十二烷基磺酸钠按权利要求1所述的配比依次加入反应釜，升温至60-95℃，开启搅拌，转速100-150/分，搅拌3-5小时，其中硅丙树酯的制备方法为将甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有机硅予聚体，复合引发剂按权利要求1所述比列加入反应釜，开启搅拌，转速80转/分，在50-100℃反应3-12小时，然后降至室温，偶联处理过的氧化锌晶须的制备方法是选用双官能团偶联剂，KH550硅烷偶联剂处理，配制5-10％KH550硅烷偶联剂丙酮溶液，按100份氧化锌晶须比0.5-1.5份偶联剂的比例，将偶联剂丙酮溶液喷入烘烤后的氧化锌晶须中，高速搅拌3-5分钟，然后于120-150℃烘烤1.5-2.5小时。
5、如权利要求中4所述的抗静电硅丙外墙涂料的制备方法，其特征在于，有机硅予聚体的制备是将乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢按权利要求2所述的比例加入反应釜，开启搅拌，转速80转/分，升温80-100℃反应4-6小时，然后再升温至130-160℃，保温0.5-1小时，开启真空泵，减压脱除低沸物至釜内压力降至13.3KPa，温度为150℃时结束反应。
6、一种抗静电硅丙外墙涂料，其特征在于混合溶剂，硅丙树酯，偶联处理过的氧化锌晶须及十二烷基磺酸钠的最佳配比为1∶0.5∶0.05∶0.01，其中硅丙树酯中，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有机硅予聚体，复合引发剂的最佳配比为1.0∶0.6∶0.4∶0.3∶0.008；有机硅予聚体中，乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基环四硅氧烷，异丙苯过氧化氢的最佳配比为1.0∶0.5∶0.01。
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