專利名稱：水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備方法，具體地講，涉及到由二氧化硅納米級超細微粉、多種助劑及水等配制而成一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，水性建筑外墻涂料由于在戶外長期經(jīng)受風吹雨淋，陽光曝曬，干濕交替以及溫度的冷熱變換會出現(xiàn)涂料涂膜粉化、失色、龜裂起皮等老化現(xiàn)象，從而失去涂料對建筑物外墻的裝飾和保護功能。人們經(jīng)長期的試驗研究和工程應(yīng)用逐步認識到，建筑外墻涂料老化主要是由于太陽光中含有的少量紫外線對涂料涂膜的直接照射所引起的。
陽光中除可見光和紅外線外，還有紫外線。按波長大小，紫外線可分為短波UVC 190nm-280nm、中波UVB 280nm-320nm和長波UVA 320nm-400nm。紫外線波長越短，能量越強，對有機物的破壞越嚴重。由表1可見，較長的光波能量僅能使分子產(chǎn)生振動和旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生熱量，而紫外線UVA，UVB，UVC能對有機物中C-H、C-C、C-Cl等化學鍵以及具有相同鍵能的物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用，從而引起有機物、高分子化合物降解成為小分子。涂料中成膜物質(zhì)和有機顏料的基本化學鍵就是C-C鍵和C-H鍵等，而紫外線對涂料成膜物質(zhì)和顏料的破壞則能引起涂料的失光、退色、粉化、龜裂等老化現(xiàn)象。
預(yù)防或減少涂料老化的主要方法是在涂料中添加紫外光穩(wěn)定劑，如瑞士Ciba精化公司依靠在涂料中添加Tinuvin1130紫外光吸收劑和Tinuvin292受阻胺光穩(wěn)定劑來增加涂料的使用壽命，瑞士Clariant公司依靠在涂料中添加Saduvoy 3225 Dispersion紫外光穩(wěn)定劑來增加涂料的使用壽命。
表1光的波長和能量及常見有機化合物化學鍵能

在涂料中添加紫外光穩(wěn)定劑來增加使用壽命的方法有一定的缺陷，Ciba精化公司所用的紫外光穩(wěn)定劑多為非極性油狀有機化合物，不適宜用于水性建筑涂料，而Clariant公司所用的紫外光穩(wěn)定劑為水乳液，只能在水性建筑涂料生產(chǎn)過程的調(diào)漆階段加入。在水性建筑涂料生產(chǎn)中，迫切需要一種能在生產(chǎn)過程的任意階段加入，使用方便且效果明顯的水性建筑涂料用紫外光穩(wěn)定劑。
最近十年來，對于稱之為納米材料的顆粒尺寸在1-100nm的超微細材料的研究十分火熱，促進了納米材料學科和納米科技的發(fā)展。納米材料具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。納米材料由于小尺寸效應(yīng)使它具有常規(guī)大塊材料不具備的光學特性，如光學非線性、光吸收、光反射、光傳輸過程中的能量損耗等都與納米微粒的尺寸有很強的依賴關(guān)系。研究表明納米二氧化硅粉體對波長在200-400nm的紫外光有強烈吸收，因此，為利用納米二氧化硅配制水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑打下了基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑，并可在水性建筑涂料生產(chǎn)過程的任意階段加入紫外光穩(wěn)定劑，有益于耐老化水性建筑外墻涂料的生產(chǎn)。
本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑是由納米二氧化硅粉末、潤濕分散劑、多功能分散劑等助劑制成的漿體。具體的配制方法是原材料按下列重量％配制納米SiO2粉末 20-40；壬基酚聚氧乙烯醚 2-8；2-氨基-2-甲基-1-丙醇 0.5-2.51，2-丙二醇 2-85-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮 0.1-0.2；聚甲基三乙基硅烷 0.3-0.7；二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦 0.1-0.3；去離子水 58-66。
最佳原料重量％配制為納米SiO2粉末 25-35；壬基酚聚氧乙烯醚 3-7；2-氨基-2-甲基-1-丙醇 1-2；1，2-丙二醇 3-7；
5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮 0.1-0.2；聚甲基三乙基硅烷0.4-0.6；二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦0.1-0.3；去離子水60-64。配料中采用壬基酚聚氧乙烯醚作為潤濕分散劑，其分子式 其中n約為7-12；2-氨基-2-甲基-1-丙醇為多功能分散劑；1，2-丙二醇為保濕劑；5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮為殺菌劑；聚甲基三乙基硅烷為消泡劑；二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦為穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備工藝是把稱量好的配料加入到去離子水中，攪拌5-10分鐘使它們混合均勻，然后加入納米SiO2粉末，攪拌20-40分鐘，最后將混合料漿組分加入球磨機中球磨43-53h，直至形成均勻的粘稠狀漿狀物，漿狀物PH值控制在7-10之間，制成本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑。
本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑與現(xiàn)有的紫外光穩(wěn)定劑相比的優(yōu)點是本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑為水性漿體，可在涂料生產(chǎn)的任何過程中添加，且與常見的乳膠及水溶性樹脂有很好的相容性；本發(fā)明的水性漿體所用的納米二氧化硅粉體，可從國內(nèi)市場購得，其主要技術(shù)指標純度≥99.9％。平均粒徑10nm、比表面積640m2/g、物相非晶。本發(fā)明的水性漿體還可選用眾所周知的添加劑，如丙二醇作為保濕劑、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮作為殺菌劑、二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦作為穩(wěn)定劑、聚甲基三乙基硅烷為消泡劑等，基本用量按熟知涂料技術(shù)的人所采用的量，并可獲得滿意的貯存期、外觀、粘度等性能。
采用本發(fā)明方法所制備的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑經(jīng)檢測，其性能為平均粒徑 50nm粘度 2000mPa·sPH值 8.5狀態(tài) 白色粘稠漿體把制備好的紫外光穩(wěn)定劑加入硅丙涂料經(jīng)500h人工老化，老化前后的變色差ΔE如下表2，老化實驗表明，加入紫外光穩(wěn)定劑后，涂料老化程度大大減弱。
表2紫外光穩(wěn)定劑對涂料老化的影響

具體實施方式
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳實施方法是實例1按下列重量％配料納米SiO2粉末 25；壬基酚聚氧乙烯醚 5；2-氨基-2-甲基-1-丙醇 1.51，2-丙二醇5
5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮 0.15；聚甲基三乙基硅烷 0.5；二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦 0.15；去離子水 62.7。
配方中的壬基酚聚氧乙烯醚的n值為10。
工藝是把5％的壬基酚聚氧乙烯醚、1.5％的2-氨基-2-甲基-1-丙醇、5％的1，2-丙二醇、0.15％的5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、0.5％的聚甲基三乙基硅烷、0.15％的二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦加入去離子水中，攪拌5分鐘使它們混合均勻，然后加入納米SiO2粉末，攪拌30分鐘，最后將混合料漿組分加入球磨機中球磨48h，直至形成均勻的粘稠狀漿狀物，漿狀物PH值控制在8-9之間，制成本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑。
權(quán)利要求
1.一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的原料按下列重量％配料納米SiO2粉末20-40；壬基酚聚氧乙烯醚 2-8；2-氨基-2-甲基-1-丙醇 0.5-2.5；1，2-丙二醇 2-8；5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮 0.1-0.2；聚甲基三乙基硅烷 0.3-0.7；二(焦磷酸二辛酯)羥乙酸鈦 0.1-0.3；去離子水58-66。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于按下列工藝步驟制備，把壬基酚聚氧乙烯醚、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1，2-丙二醇、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、聚甲基三乙基硅烷加入去離子水中，攪拌5-10分鐘使它們混合均勻，然后加入納米SiO2粉末，攪拌20-40分鐘，最后將混合料漿組分加入球磨機中球磨43-53h，直至形成均勻的粘稠狀漿狀物，漿狀物即紫外光穩(wěn)定劑的PH值控制在7-10之間。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑制備方法，其特征在于所述的壬基酚聚氧乙烯醚分子式為 其中n為7-12。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑的制備方法。它以納米二氧化硅為主，加入潤濕分散劑、多功能分散劑、保濕劑、穩(wěn)定劑、消泡劑、殺菌劑等，經(jīng)攪拌、球磨而成。它添加在建筑外墻涂料中可大大增加涂料的抗老化性能。本發(fā)明的水性建筑外墻涂料用紫外光穩(wěn)定劑是一種使用時對環(huán)境友好的并能與各種水性涂料如苯丙水性涂料、純丙水性涂料、硅丙水性涂料、乙丙水性涂料及常見的乳膠及水溶性樹脂有良好相容性的水性漿體，可在涂料生產(chǎn)的任何過程中添加。
文檔編號C09D7/12GK1428380SQ0113861
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者關(guān)延濤, 顧軍, 郭保文, 咸才軍, 歐陽林 申請人:北京納美科技發(fā)展有限責任公司, 北京市建筑材料科學研究院