本發(fā)明涉及化工材料領域，尤其涉及涂料領域，具體涉及一種有機無機復配外墻水性涂料及其制備方法。

背景技術：

目前，外墻涂料大多數(shù)為有機合成的乳液為主，其施工簡便，裝飾性以及色彩豐富，但是在生產(chǎn)以及施工過程中有有害物質揮發(fā)，而且在耐候性、耐濕熱性以及附著力方面表現(xiàn)較差，容易收紫外線影響而老化。而且涂層致密將墻體密封無法使水蒸氣透過，出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。而單純的無機涂料則存在這穩(wěn)定性差，裝飾性差等缺點，不便于進行大規(guī)模的推廣與使用。

cn101117477a公開了一種有機-無機復合防水涂料制備方法，但是參與反應原料眾多，成分含量不易控制，工藝步驟相對復雜。

cn104559507a公開了一種有機-無機復合型涂料及其制備方法，其具有良好的耐水、耐堿及耐沾污性能，但是其他方面的性能還需要進一步提高。

為解決上述問題，需要提供一種能夠克服現(xiàn)有技術的缺點，具有良好的柔韌性與穩(wěn)定性，耐濕熱性、耐候性、耐磨性以及附著力等方面都具有很好表現(xiàn)的有機無機復配水性涂料來滿足人們的多方面需求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題中的至少一個問題，本發(fā)明提供了一種有機無機復配外墻水性涂料，包含有水性合成樹脂、無機粘結材料、穩(wěn)定劑、助劑、顏填料和水，其中，

所述水性合成樹脂為紫外交聯(lián)改性的純丙乳液，

所述無機粘結材料為硅酸鹽和硅溶膠組成的混合物，

所述穩(wěn)定劑為硅氧烷。

在某些實施例中，所述水性合成樹脂的固含量為56-60％。

在某些實施例中，所述硅溶膠中sio2的含量為35-45％，顆粒粒徑為10-20nm。所述硅酸鹽與所述硅溶膠的質量比優(yōu)選為0.25-1：1。

所述硅酸鹽優(yōu)選為硅酸鉀或硅酸鈉。

在某些實施例中，所述硅氧烷為三甲基硅烷。

在某些實施例中，所述助劑為ph調(diào)節(jié)劑、潤濕劑、消泡劑、分散劑、增稠劑、流平劑中的至少一種。

在某些實施例中，所述的有機無機復配外墻水性涂料包括按質量份計的下述組分：

在某些實施例中，

所述ph調(diào)節(jié)劑為醇胺類，

所述潤濕劑為聚醚改性硅氧烷類化合物、陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑中的一種或多種，

所述消泡劑為有機硅表面活性劑和礦物油類中的一種或多種，

所述分散劑為有機和高分子聚合物分散劑和無機鹽分散劑中的一種或多種，

所述增稠劑為無機增稠劑和纖維素醚中的一種或多種，

所述流平劑為聚氨酯類，

所述顏填料為金紅石型二氧化鈦、碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、高嶺土中的一種或幾種。

本發(fā)明的另一方面還提供了一種所述的有機無機復配外墻水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，攪拌并升溫至30-40℃，然后加入穩(wěn)定劑，繼續(xù)攪拌并加入硅酸鹽，攪拌后得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，攪拌并加入顏填料，然后攪拌至漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將所述無機粘結溶液與所述漆漿混合攪拌，然后加入水性合成樹脂乳液和流平劑并攪拌均勻得到有機無機復配外墻水性涂料。

在某些實施例中，所述有機無機復配外墻水性涂料的制備方法，包括以下步驟：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，以400-600r/min的速度攪拌并升溫至30-40℃，然后加入穩(wěn)定劑，以400-600r/min速度攪拌10-30min，然后加入硅酸鹽，以600-800r/min速度攪拌10-30min，在a缸中得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，以900-1100r/min攪拌5-10min；然后顏填料加入b缸中，以1300-1500r/min分散20-40min，測試漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將a缸中無機粘結溶液加入b缸中，以1000-1200r/min的速度攪拌5-10min，然后加入水性合成樹脂乳液、流平劑并以1000-1200r/min的速度攪拌10-20min。

有益效果：本發(fā)明所述的有機無機復配外墻水性涂料，由于采用了有機乳液和無機粘結材料復配，漆膜的成膜效果好，不但具有合適的柔韌性，對物體表面的附著力也極佳，穩(wěn)定性良好，而且涂料的耐候性、耐磨性和耐濕熱性能極佳，能夠滿足多方面的需求。

具體實施方式

現(xiàn)詳細說明本發(fā)明的多種示例性實施方式，該詳細說明不應認為是對本發(fā)明的限制，而應理解為是對本發(fā)明的某些方面、特性和實施方案的更詳細的描述。

應理解本發(fā)明中所述的術語僅僅是為描述特別的實施方式，并非用于限制本發(fā)明。另外，對于本發(fā)明中的數(shù)值范圍，應理解為具體公開了該范圍的上限和下限以及它們之間的每個中間值。在任何陳述值或陳述范圍內(nèi)的中間值以及任何其他陳述值或在所述范圍內(nèi)的中間值之間的每個較小的范圍也包括在本發(fā)明內(nèi)。這些較小范圍的上限和下限可獨立地包括或排除在范圍內(nèi)。

除非另有說明，否則本文使用的所有技術和科學術語具有本發(fā)明所述領域的常規(guī)技術人員通常理解的相同含義。雖然本發(fā)明僅描述了部分實施例的方法和材料，但是在本發(fā)明的實施或測試中也可以使用與本文所述相似或等同的任何方法和材料。

在不背離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可對本發(fā)明說明書的具體實施方式做多種改進和變化，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。由本發(fā)明的說明書得到的其他實施方式對技術人員而言是顯而易見得的。本申請說明書和實施例僅是示例性的。

關于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開放性的用語，即意指包含但不限于。

本發(fā)明中所述的“份”或％如無特別說明，均按質量計。

本發(fā)明采用了有機無機復配的方式，綜合了有機涂料以及無機涂料的優(yōu)點，用硅氧烷作為穩(wěn)定劑處理過的10-20nm硅溶膠，復配硅酸鹽例如硅酸鉀得到高穩(wěn)定性的無機粘結材料，同時復配以紫外交聯(lián)改性的純丙乳液，改善了漆膜的脆性并提高了漆膜的柔韌性以及成膜效果，極大的保證漆膜的耐候性。

本發(fā)明所述的紫外交聯(lián)改性的純丙乳液是指經(jīng)過紫外照射進行改性處理過的純丙乳液，通過調(diào)節(jié)紫外交聯(lián)改性的時間來獲得固含量在56-60％的乳液。本發(fā)明所述的固含量是指乳液在規(guī)定條件下烘干后剩余部分占總量的質量百分數(shù)。所述紫外交聯(lián)改性的純丙乳液的固含量保持在56-60％時，能夠使制備的涂料成膜速度更快，不但具有合適的柔韌性和良好的附著力，而且耐候性和耐濕熱性更好。

本發(fā)明所述的硅溶膠是指納米級的二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液，可以通過多種工藝制備得到，例如離子交換法。在本發(fā)明中，所述的硅溶膠的顆粒粒徑在10-20nm之間，sio2含量為35-45％，能夠使硅溶膠在經(jīng)過硅氧烷穩(wěn)定劑處理后能夠更好的與硅酸鉀起到協(xié)同作用，尤其是兩者的質量比例在0.25-1：1之間，制備的涂料的耐磨性更好，對物體表面的附著力也更強。

本發(fā)明所述的增稠劑是一種流變助劑，不僅可以使涂料增稠，防止施工中出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，而且能賦予涂料優(yōu)異的機械性能和貯存穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的增稠劑可以為任何常用的增稠劑，在本發(fā)明的某些實施例中，所述的增稠劑為2-4份凹凸棒土和1份羥基纖維素組合成的組合物，其能夠改善制備的涂料的施工性以及儲存穩(wěn)定性。

本發(fā)明所述的漆膜柔韌性通過參考國家標準《gb1731—79漆膜柔韌性測定法》來測試，規(guī)定使用軸棒測定器，測試時是將涂漆的馬口鐵板在不同直徑的軸棒上彎曲，以其彎曲后不引起漆膜破壞的最小軸棒的直徑(mm)來表示。

本發(fā)明所述的漆膜的耐濕熱性是涂膜對高溫高濕環(huán)境作用的抵抗能力，也能體現(xiàn)了涂膜耐腐蝕性的好壞，通過控制一定的溫度、濕度和時間來進行檢驗，以樣板的外觀破壞程度評定等級，觀察生銹等級和超泡等級來進行評定，具體可以參考gb/t1740-2007《漆膜耐濕熱測定法》。

本發(fā)明所述的漆膜的耐磨性通過接觸性摩擦法來測定，采用100n力，用不同轉速摩擦帶旋轉摩擦至涂層未見底。具體可參考gb/t1768-2006《色漆和清漆耐磨性的測定旋轉橡膠砂輪法》。本發(fā)明所述的漆膜的耐候性是指鍍層或涂覆層對氣候的耐受能力，是評價鍍層或涂層耐久性的一項重要指標。在本發(fā)明中對涂膜進行人工加速老化60℃/8h+50℃/4h冷卻循環(huán)，在保光性≥50％；顏色穩(wěn)定性≤3時，通過涂膜能夠進行冷卻循環(huán)的最長時間來確定涂膜耐候性的好壞。

本發(fā)明所述的漆膜的附著力是指涂膜與被涂物件通過物理和化學力的作用結合在一起的堅固程度。通過劃格法進行測定。

實施例1

本實施例中所用的物質及含量如下：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，以500r/min的速度攪拌并升溫至35℃，然后加入穩(wěn)定劑，以500r/min速度攪拌20min，然后加入硅酸鉀，以700r/min速度攪拌20min，在a缸中得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，以1000r/min攪拌10min；然后顏填料加入b缸中，以1400r/min分散30min，測試漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將a缸中無機粘結溶液加入b缸中，以1100r/min的速度攪拌10min，然后加入水性合成樹脂乳液、流平劑并以1100r/min的速度攪拌20min，得到有機無機復配外墻水性涂料。

實施例2

本實施例中所用的物質及含量如下：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，以400r/min的速度攪拌并升溫至40℃，然后加入穩(wěn)定劑，以600r/min速度攪拌30min，然后加入硅酸鉀，以600r/min速度攪拌10min，在a缸中得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，以900r/min攪拌5min；然后顏填料加入b缸中，以1300r/min分散40min，測試漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將a缸中無機粘結溶液加入b缸中，以1000r/min的速度攪拌5min，然后加入水性合成樹脂乳液和流平劑并以1000r/min的速度攪拌10min，得到有機無機復配外墻水性涂料。

實施例3

本實施例中所用的物質及含量如下：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，以600r/min的速度攪拌并升溫至30℃，然后加入穩(wěn)定劑，以400r/min速度攪拌10min，然后加入硅酸鈉，以800r/min速度攪拌30min，在a缸中得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，以1100r/min攪拌10min；然后顏填料加入b缸中，以1500r/min分散20min，測試漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將a缸中無機粘結溶液加入b缸中，以1000-1200r/min的速度攪拌10min，然后加入水性合成樹脂乳液、流平劑并以1200r/min的速度攪拌20min，得到有機無機復配外墻水性涂料。

實施例4

本實施例中所用的物質及含量如下：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，以500r/min的速度攪拌并升溫至35℃，然后加入穩(wěn)定劑，以500r/min速度攪拌20min，然后加入硅酸鉀，以700r/min速度攪拌20min，在a缸中得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，以1000r/min攪拌5min；然后顏填料加入b缸中，以1400r/min分散30min，測試漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將a缸中無機粘結溶液加入b缸中，以1100r/min的速度攪拌8min，然后加入水性合成樹脂乳液、流平劑并以1000r/min的速度攪拌10min，得到有機無機復配外墻水性涂料。

實施例5

本實施例中所用的物質及含量如下：

制備無機粘結溶液：按照配方量，將硅溶膠加入a缸中，以600r/min的速度攪拌并升溫至35℃，然后加入穩(wěn)定劑，以500r/min速度攪拌30min，然后加入硅酸鉀，以800r/min速度攪拌10min，在a缸中得到無機粘結溶液備用，

制備漆漿：按照配方量，將ph調(diào)節(jié)劑、分散劑、潤濕劑、消泡劑、增稠劑和去離子水加入b缸中，以1000r/min攪拌5min；然后顏填料加入b缸中，以1400r/min分散30min，測試漆漿細度≤50μm，得到漆漿，

混合步驟：將a缸中無機粘結溶液加入b缸中，以1200r/min的速度攪拌10min，然后加入水性合成樹脂乳液、流平劑并以1000r/min的速度攪拌15min，得到有機無機復配外墻水性涂料。

對比例1

將所用乳液改為固含量為50％的紫外交聯(lián)改性的純丙乳液，其他條件與實施例1相同，制備得到有機無機復配外墻水性涂料。

對比例2

將所用乳液改為固含量為65％的紫外交聯(lián)改性的純丙乳液，其他條件與實施例1相同，制備得到有機無機復配外墻水性涂料。

對比例3

將所用增稠劑由3份凹凸棒土和1份羥乙基纖維素改為4份羥乙基纖維素，其他條件與實施例1相同，制備得到有機無機復配外墻水性涂料。

對比例4

將所用的硅溶膠改為sio2含量為50％的硅溶膠，其他條件與實施例1相同，制備得到有機無機復配外墻水性涂料。

對比例5

將100份硅酸鹽和200份硅溶膠改為200份硅酸鹽和100份硅溶膠，其他條件與實施例1相同，制備得到有機無機復配外墻水性涂料。

表1

上述實施例1-5和對比例1-5中制備得到的有機無機復配外墻水性涂料的表征測試結果如表1所示，可以看出，采用本發(fā)明所述的技術方案制備的有機無機復配外墻水性涂料在柔韌性、附著力、耐候性、耐磨性和耐濕熱性方面都表現(xiàn)出來很優(yōu)異的性能。而當改變實施例1中的某一反應條件或者原料成分時，而控制其他條件不變時，得到的對比例1-5中的有機無機復配外墻水性涂料，在各方面性能上都有一定下降，這說明本發(fā)明提供的技術方案制備的有機無機復配外墻水性涂料性能極佳，能夠滿足多方面的需求。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。