專利名稱：水性硅丙耐候自潔型乳膠涂料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，具體是水性的丙烯酸酯類有自清潔功能的乳膠涂料及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：
近年，我國常用的丙烯酸涂料存在耐候性差的缺陷，高溫易返粘、低溫易脆裂，且該涂料沾粘塵污不能自潔，澤色不耐紫外光照射，保色性欠佳。隨著人們生活水平的提高，城鄉(xiāng)建筑事業(yè)的蓬勃發(fā)展，原有的丙烯酸涂料必將逐漸退出市場，新的、性能更優(yōu)的丙烯酸涂料在相繼研究和開發(fā)中。CN200910111721.9公開了廈門大學(xué)的“氟硅自清潔涂料及其制備方法”專利技術(shù)，對(duì)此作了很好的嘗試，對(duì)社會(huì)作出了有益的技術(shù)貢獻(xiàn)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，也有志于從另一個(gè)技術(shù)側(cè)面著手，設(shè)計(jì)出一種水性硅丙耐候自潔型乳膠涂料及其生產(chǎn)方法。
解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是 本水性硅丙耐候自潔型乳膠涂料是由下列原料及其重量份混配而成作為分散介質(zhì)的水190-210份，作為PH調(diào)節(jié)劑的AMP-95即2-氨基-2-甲基丙醇1-3份，作為濕潤分散劑的PE-100非離子型表面活性劑6-8份，作為成膜助劑的單異丁酸酯25-35份，作為消泡劑的礦物油消泡劑2-4份，作為顏料的969金紅石型鈦白粉210-230份，作為填料的重質(zhì)碳酸鈣和/或滑石粉85-95份，作為增稠劑的羥乙基纖維素3-3.4份和聚氨酯增稠劑6.6-7份，作為基料的硅丙乳液390-410份，A28殺菌劑即水性氯甲基或甲基異噻唑啉酮和溴硝基丙二醇混合體1-3份，DF19防霉劑即多菌靈和二氯苯二甲脲5-7份，遮蓋性乳液28-32份；制得的涂料在容器中無硬塊，攪拌后呈均勻狀態(tài)，穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存期≥一年，施工性能好，多道噴涂或刷涂無障礙，涂層干燥時(shí)間≤2h，對(duì)比率≥0.94，168小時(shí)的耐堿性試驗(yàn)無異常，耐擦洗次數(shù)超過5000次，耐人工老化性檢測1000小時(shí)無粉化，耐沾污性4％-6％，耐溫變性檢測5次循環(huán)無異常。
本水性硅丙耐候自潔型乳膠涂料的生產(chǎn)方法是經(jīng)過如下步驟 (1)備料備足工業(yè)用水190-210重量份(下同)，向化工商店或生產(chǎn)廠家求購國產(chǎn)的粒度1250目的重質(zhì)碳酸鈣和/或粒度800目的滑石粉85-95份，向美國羅門哈斯(Rohma&Hass)公司求購PE-100非離子表面活性劑6-8份，遮蓋性乳液28-32份和聚氨酯增稠劑6.6-7份，向美國Anguds公司求購AMP-95化學(xué)品1-3份，向美國伊士曼公司購得單異丁酸酯25-35份，向美國的國民淀粉公司購得K26硅丙乳液390-410份，向美國赫克力士公司購得250-HBR羥乙基纖維素3-3.4份，向德國的漢高(HenKel)公司購得礦物油消泡劑2-4份，向德國舒美公司購得A28殺菌劑1-3份和DF19防霉劑5-7份，向日本杜邦(Dupont)公司購得969金紅石型鈦白粉210-230份。
(2)預(yù)混合按如下的先后順序向分散機(jī)的缸中加入190-210份水、6-8份PE-100非離子型表面活性劑、2-4份中的半量礦物油消泡劑、210-230份969金紅石型鈦白粉、85-95份重質(zhì)碳酸鈣和/或滑石粉、3-3.4份羥乙基纖維素，以(300-400)r/min的轉(zhuǎn)速低速攪拌5-10min。
(3)高速分散經(jīng)步驟(2)預(yù)混合的低速攪拌5-10min后，進(jìn)行轉(zhuǎn)速為(1200-1500)r/min的高速攪拌20-30min，再加入聚氨酯增稠劑6.6-7份，按(900-1100)r/min的中速攪拌分散5-8min。
(4)調(diào)漆當(dāng)顏料和填料達(dá)到設(shè)計(jì)要求的分散度時(shí)，再加入1-3份AMP-95、25-35份單異丁酸酯、390-410份K26硅丙乳液、剩余的礦物油消泡劑、1-3份A28殺菌劑、5-7份DF19防霉劑，此過程在調(diào)漆缸中以(300-400)r/min轉(zhuǎn)速攪拌5-10min，經(jīng)檢驗(yàn)合格后桶裝即成成品，直接用于外墻涂裝。
本發(fā)明的有益效果是采用上述方法生產(chǎn)的本涂料高溫不返粘、低溫不脆裂、耐候性好，施工時(shí)不流掛、流平性好，易施工，涂料本身有自清潔功能，保持外墻面的潔凈，穩(wěn)定性好，儲(chǔ)存期超過一年。

具體實(shí)施例方式 下面，本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。先將生產(chǎn)本涂料的各原料及其重量份按八項(xiàng)實(shí)施例列于下表
注表中原料名稱有的為簡稱，每項(xiàng)實(shí)施例中，礦物油消泡劑分前后兩次加入。
實(shí)施例1(對(duì)照上表相應(yīng)實(shí)施例的原料與重量份配比值)按序?qū)?00份工業(yè)用水、7份PE-100非離子型表面活性劑、1.5份礦物油消泡劑、220份969金紅石型鈦白粉、45份重質(zhì)碳酸鈣、45份滑石粉、3.2份羥乙基纖維素先后加入到分散機(jī)的缸中，以(300-400)r/min的轉(zhuǎn)速低速攪拌5-10min進(jìn)行預(yù)混合，繼而以(1200-1500)r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高轉(zhuǎn)速的分散20-30min，再加入聚氨酯增稠劑6.8份，按(900-1000)r/min的轉(zhuǎn)速攪拌分散5-8min，當(dāng)顏料和填料的分散度達(dá)到要求時(shí)，進(jìn)入調(diào)漆步驟，加入2份AMP-95、30份單異丁酸酯、400份K26硅丙乳液、1.5份礦物油消泡劑、2份A28殺菌劑、6份DF19防霉劑，在調(diào)漆缸中以(300-400)r/min的轉(zhuǎn)速攪拌5-10min后經(jīng)檢驗(yàn)、桶裝即成。
其余實(shí)施例2-8均按照表中對(duì)應(yīng)實(shí)施例、原料及重量份配比值，與實(shí)施例1相同方法制得本涂料。
生產(chǎn)本涂料所購得的原料經(jīng)嚴(yán)格而認(rèn)真的篩選，現(xiàn)將一些主要原料的篩選情況和有關(guān)理化機(jī)理介紹如下 1顏料顏料是金紅石型鈦白粉和銳鈦型納米TiO2搭配使用，金紅石型鈦白粉具有良好的耐候性能，其最佳用量為15％～20％銳鈦型納米TiO2為白色粉體，該粉體的特殊復(fù)合結(jié)構(gòu)有利于光致載流子的分離和運(yùn)輸，因而具有很高的光催化活性，使用壽命長。納米粒子的用量很關(guān)鍵，若加量不足，則起不到預(yù)期的效應(yīng)；加量過多，不僅是一種浪費(fèi)，反而會(huì)起副作用，使涂料質(zhì)量下降，所以其最佳用量為5％～8％。
2填料有高嶺土(SK-T-401250目)、絹云母(GA-1800目)、硅灰石(1250目)等。填料的使用不僅會(huì)降低成本，而且會(huì)賦予涂料一些特殊的性能。如高嶺土的片狀結(jié)構(gòu)使涂料具有一定的觸變性，提高涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；絹云母的片狀結(jié)構(gòu)對(duì)紫外線、微波、紅外線具有良好的屏蔽效應(yīng)，增強(qiáng)涂料的抗老化性、抗紫外線等耐候性指標(biāo)。但填料的用量不宜過多，以保證體系的顏料體積濃度(PVC)在25％～35％為佳。
3增稠劑增稠劑主要是羥乙基纖維素，其作用是增加水相的粘度以提高顏填料的分散效率、增加涂料的最終粘度，最佳用量為0.3％～0.4％；聚氨酯增稠劑是膠態(tài)無機(jī)礦物型增稠劑，其作用是為體系帶來抗流掛性，控制粘度，分散性能好，改善涂料的流平性，最佳用量0.1％～0.2％.這兩種增稠劑配合使用，可有效的調(diào)整涂料在低、中、高剪切速率下的流變行為，獲得流平性好、不流掛、穩(wěn)定性好、易施工的涂料。
4乳液配方中所用聚合物乳液不同于現(xiàn)在市面上常用于外墻涂料的純丙、苯丙乳液，而是一種利用化學(xué)共聚法將有不飽和鍵的有機(jī)硅氧烷單體和丙烯酸酯類單體共聚，在聚合物主鏈上引入硅氧烷的改性硅丙乳液，最佳用量是漆總量的30％～40％. 本涂料的基料是高耐候性硅丙乳液。它在干燥成膜時(shí)，硅氧烷水解、縮聚，可在聚合物分子之間以及聚合物與基材之間形成牢固交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò)(-Si-O-Si-)結(jié)構(gòu)，使漆膜具有很強(qiáng)的耐水性和附著力，而且，聚硅氧烷分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，甲基向外排列并繞Si-O鏈旋轉(zhuǎn)，分子體積大，內(nèi)聚能密度低，從而使乳液有很強(qiáng)的增水性和防塵性。另外，硅丙乳液中Si-O的鍵能遠(yuǎn)大于C-C鍵和C-O鍵，這使得硅丙乳液的耐熱性、耐候性、抗氧能力增強(qiáng)。因此，該涂料的耐水性、抗污性、抗水性性能明顯優(yōu)于純丙烯酸涂料，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性，儲(chǔ)存期可達(dá)一年以上。
本涂料所選用的顏料除了添加金紅石型鈦白粉外，還添加了具有特殊結(jié)構(gòu)的納米級(jí)銳鈦型TiO2.是由超微細(xì)無機(jī)功能材料復(fù)合而成，粒徑小、比表面積大，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。將其添加到涂料中，可通過光催化反應(yīng)，分解附著在涂料表面的污染物，從而起到自清潔的作用。同時(shí)，利用銳鈦型鈦白粉容易粉化這一現(xiàn)象，加入少量的納米級(jí)銳鈦型TiO2，在紫外光照射下，一年左右發(fā)生微粉化，大約消耗(6～8)μm的漆膜厚度，使沾在墻體上的灰塵隨之脫落，墻體也能長期保持清潔。其漆膜本身具有自潔功能，這對(duì)空氣粉塵污染日益嚴(yán)重的城市環(huán)境來說十分重要。
總之，以有機(jī)硅氧烷改性的丙烯酸乳液制備的耐候自清潔外墻涂料(1)涂層不易粉化及褪色，具有很好的耐候性、遮蓋力及觸變性，漆膜耐水、耐堿性以及耐擦洗性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過乳液型外墻涂料的國家標(biāo)準(zhǔn)；(2)與普通乳膠漆外墻涂料相比，由于硅丙乳液的粒徑遠(yuǎn)小于普通乳液，使其涂料具有極佳的附著力，漆膜不易脫落，同時(shí)還可阻隔雨水和空氣中二氧化碳侵入墻體，可對(duì)水泥砂漿墻壁進(jìn)行長期保護(hù)；(3)具有很好的耐凍融穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性，且漆膜本身具有自潔功能及很好的耐溫變性；(4)從長遠(yuǎn)角度分析，由于硅丙外墻涂料不易脫落、褪色及粉化，其使用壽命長，可節(jié)省翻修所用的材料費(fèi)和工時(shí)費(fèi)；(5)涂料不僅常溫貯存穩(wěn)定性好、時(shí)間長，而且耐凍融和熱貯存穩(wěn)定性均很好，可避免涂料過期所造成的不必要的浪費(fèi)。
本硅丙外墻涂料質(zhì)輕，是水性無光外墻涂料，主要用于水泥砂漿、石棉板、灰膏墻等基材的外涂裝。涂刷各種建筑物的外墻壁及經(jīng)常處于濕熱的墻壁。
權(quán)利要求
1.一種水性硅丙耐候自潔型乳膠涂料，其特征是由下列原料及其重量份混配而成作為分散介質(zhì)的水190-210份，作為pH調(diào)節(jié)劑的AMP-95即2-氨基-2-甲基丙醇1-3份，作為濕潤分散劑的PE-100非離子型表面活性劑6-8份，作為成膜助劑的單異丁酸酯25-35份，作為消泡劑的礦物油消泡劑2-4份，作為顏料的969金紅石型鈦白粉210-230份，作為填料的重質(zhì)碳酸鈣和/或滑石粉85-95份，作為增稠劑的羥乙基纖維素3-3.4份和聚氨酯增稠劑6.6-7份，作為基料的硅丙乳液390-410份，A28殺菌劑即水性氯甲基或甲基異噻唑啉酮和溴硝基丙二醇混合體1-3份，DF19防霉劑即多菌靈和二氯苯二甲脲5-7份，遮蓋性乳液28-32份；儲(chǔ)存期≥一年，涂層干燥時(shí)間≤2h，對(duì)比率≥0.94，168小時(shí)的耐堿性試驗(yàn)無異常，耐擦洗次數(shù)超過5000次，耐人工老化性檢測1000小時(shí)無粉化，耐沾污性4％-6％，耐溫變性檢測5次循環(huán)無異常。
2.如權(quán)利要求1所述的水性硅丙耐候自潔型乳膠涂料的生產(chǎn)方法，其特征是經(jīng)過如下步驟
(1)備料備足工業(yè)用水190-210重量份(下同)，向化工商店或生產(chǎn)廠家求購國產(chǎn)的粒度1250目的重質(zhì)碳酸鈣和/或粒度800目的滑石粉85-95份，向美國羅門哈斯(Rohma&Hass)公司求購PE-100非離子表面活性劑6-8份，遮蓋性乳液28-32份和聚氨酯增稠劑6.6-7份，向美國Anguds公司求購AMP-95化學(xué)品1-3份，向美國伊士曼公司購得單異丁酸酯25-35份，向美國的國民淀粉公司購得K26硅丙乳液390-410份，向美國赫克力士公司購得250-HBR羥乙基纖維素3-3.4份，向德國的漢高(HenKel)公司購得礦物油消泡劑2-4份，向德國舒美公司購得A28殺菌劑1-3份和DF19防霉劑5-7份，向日本杜邦(Dupont)公司購得969金紅石型鈦白粉210-230份；
(2)預(yù)混合按如下的先后順序向分散機(jī)的缸中加入190-210份水、6-8份PE-100非離子型表面活性劑、2-4份中的半量礦物油消泡劑、210-230份969金紅石型鈦白粉、85-95份重質(zhì)碳酸鈣和/或滑石粉、3-3.4份羥乙基纖維素，以(300-400)r/min的轉(zhuǎn)速低速攪拌5-10min；
(3)高速分散經(jīng)步驟(2)預(yù)混合的低速攪拌5-10min后，進(jìn)行轉(zhuǎn)速為(1200-1500)r/min的高速攪拌20-30min，再加入聚氨酯增稠劑6.6-7份，按(900-1100)r/min的中速攪拌分散5-8min；
(4)調(diào)漆當(dāng)顏料和填料達(dá)到設(shè)計(jì)要求的分散度時(shí)，再加入1-3份AMP-95、25-35份單異丁酸酯、390-410份K26硅丙乳液、剩余的礦物油消泡劑、1-3份A28殺菌劑、5-7份DF19防霉劑，此過程在調(diào)漆缸中以(300-400)r/min轉(zhuǎn)速攪拌5-10min，經(jīng)檢驗(yàn)合格后桶裝即成成品，直接用于外墻涂裝。
全文摘要
一種水性硅丙耐候自潔型乳液涂料，由下列原料及其重量份混配而成190-210份水、1-3份AMP-95、6-8份PE100非離子型表面活性劑、25-35份單異丁酸酯、2-4份礦物油消泡劑、210-230份969金紅石型鈦白粉、85-95份填料、3-3.4份羥乙基纖維素、6.6-7份聚氨酯增稠劑、390-410份硅丙乳液、1-3份A28殺菌劑、5-7份DF19防霉劑、28-32份遮蓋性乳液，儲(chǔ)存期大于一年，涂層干燥時(shí)間≤2h，白色對(duì)比率≥0.94，耐擦洗＞5000次，耐人工老化1000h無粉化，耐沾污性4-6％，耐溫度檢測五次循環(huán)無異常。生產(chǎn)本涂料的方法經(jīng)過備料、預(yù)混合、高速分散和調(diào)漆四個(gè)步驟，制成的涂料具有穩(wěn)定性、流平性、防老化性、抗水性和耐候性好的優(yōu)點(diǎn)，且施工容易，具有自清潔功能。
文檔編號(hào)C09D5/02GK101812263SQ20101014768
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者王月琴, 曾新明 申請(qǐng)人:杭州美多樂化工有限公司