含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料及其制備方法，屬于化工涂料技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，建筑外墻涂料已成為國(guó)外外墻裝飾的主流。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道上世紀(jì)九十年 代初美國(guó)、德國(guó)、瑞士等國(guó)家，建筑物外墻使用外墻涂料裝飾率達(dá)80 %，丙烯酸酯和苯乙烯 丙烯酸酯類(lèi)外墻涂料獲得大量應(yīng)用，并成為主要品種。有機(jī)硅改性的硅-丙乳液是近年來(lái) 廣泛研究的新型建筑涂料用的乳液，硅丙乳液既保留了丙烯酸酯聚合物和有機(jī)硅聚合物的 優(yōu)越性，又補(bǔ)充了它們各自的缺陷，既具有良好的成模性，又賦予漆膜良好的耐沾污性、耐 水性、耐堿性以及耐刷洗性。
[0003] 據(jù)預(yù)測(cè)，有機(jī)硅改性丙烯酸酯涂料是近年來(lái)發(fā)展最快、最有開(kāi)發(fā)前景，且還處于研 究開(kāi)發(fā)階段的高性能外墻涂料品種之一。目前已有不少聚硅氧烷-丙烯酸酯乳液達(dá)到實(shí)用 價(jià)值，其理論研究也由宏觀的聚合物共混，發(fā)展到亞微觀的復(fù)合高分子乳液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料及其制備方法，本發(fā)明所制備的 含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料施工性能優(yōu)異、耐水性好、耐刷洗性好、耐老化及耐沾污性能 優(yōu)異。
[0005] 本發(fā)明技術(shù)方案如下：
[0006] -）方案一：
[0007] -種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料，其特征在于：它由以下原料按以下重量配比 配制而成：
[0008] 水 30-4:0份 增稠劑 0. 1-2份 PH調(diào)節(jié)劑 0. 1-1份 潤(rùn)濕劑 0. 1-1份 消泡劑 0. 1-1份
[0009] 分散劑 0. 1-1份 硅藻土 6-10份 高嶺土 7-10份 金紅石型鈦白粉 10-20份 碳酸鈣 10-16份 核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液 15-25份 防凍劑 1-3份 成膜助劑 0. 5-2份 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑 3. 0-8. 0份 太陽(yáng)熱反射添加劑 5。0-10, 0份。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液由以下組分按以下重量份數(shù)比配制而成：
[0011] 甲基丙烯酸甲酯 10. 0(M5. 00份 丙烯酸丁酯 60. 00-70, 00份 苯乙烯 65, 00-75. 0()份 丨人』烯酸 2.00-5. 00份 可聚合乳化劑 3. 69-6. 67份 引發(fā)劑 0.85-1.3份 水 丨36. 00-174. 00份 有機(jī)硅 2. 10-4. 20份 奴水 1.00-1.20份；
[0012] 所述的可聚合乳化劑是指質(zhì)量比為1-2:1-2的可聚合的陰離子乳化劑及可聚合 非離子乳化劑的混合物。
[0013] 進(jìn)一步地，所述的可聚合陰離子乳化劑是含丙烯基的長(zhǎng)鏈烷基銨鹽，所述非離 子乳化劑是含丙烯基的長(zhǎng)鏈烷基醇；所述的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀中的一種；所 述有機(jī)硅由0. 70-1. 20份的八四基環(huán)四硅氧烷、0. 70-1. 50份的乙烯基三乙氧基硅烷及 0. 70-1. 50份的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合而成。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液是由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行 的步驟制備而成：
[0015] 1)制備丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液：
[0016] 將60. 00-75. 00份的水、2. 29-3. 97份的可聚合乳化劑、0. 45-0. 70份的引發(fā)劑、 10. 00-15. 00份的甲基丙烯酸甲酯、60. 00-70. 00份的丙烯酸丁酯、65. 00-75. 00份的苯乙 烯及2. 00-5. 00份的丙烯酸單體加入到反應(yīng)器Α中，在1000-1200r/min的攪拌轉(zhuǎn)速下分 散20-30分鐘得到丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液；
[0017] 2)制備種子乳液：
[0018] 在室溫及攪拌速率為300-400r/min下，在反應(yīng)器B中，加入60. 00-75. 00份的水 和1. 40-2. 70份的可聚合乳化劑，然后升溫到75-80°C，接著加入引發(fā)劑水溶液和5-10%步 驟1)制備的丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液，之后再保溫反應(yīng)20-30分鐘，至反應(yīng)瓶中出現(xiàn)藍(lán)光， 得到種子乳液；
[0019] 3)核殼結(jié)構(gòu)丙烯酸乳液的制備：
[0020] 接著在上述步驟2)制備而成的種子乳液中，滴加引發(fā)劑水溶液和80-85%步驟1) 制備的丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液，所述丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液滴加時(shí)間為1. 5-2小時(shí)， 所述的引發(fā)劑水溶液的滴加時(shí)間為1. 5-2小時(shí)，所述的丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液和引發(fā)劑 水溶液同時(shí)滴加完成，在滴加完成后，升高溫度至82-85°C，然后再保溫反應(yīng)20-30分鐘，得 到核殼結(jié)構(gòu)丙烯酸乳液；
[0021] 4)制備核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液：
[0022] 接著將步驟1)制備的丙烯酸單體預(yù)乳化儲(chǔ)備液的剩余部分與2. 10-4. 20份有 機(jī)硅混合，在82-85Γ下，將混合液滴加入上述步驟3)制備而成的核殼結(jié)構(gòu)丙烯酸乳液 中，滴加時(shí)間為20-30分鐘，然后在82-85°C下保溫反應(yīng)2-3小時(shí)，然后降溫至室溫，加入 1. 00-1. 20份的氨水，過(guò)濾，出料；
[0023] 步驟2)和步驟3)所述的引發(fā)劑水溶液均是由0. 20-0. 30份的引發(fā)劑和 8. 00-12. 00份的水混合而成。
[0024] 進(jìn)一步地，所述的增稠劑為羥乙基纖維素增稠劑。
[0025] 進(jìn)一步地，所述的PH調(diào)節(jié)劑為氨水或其他胺類(lèi)化合物。
[0026] 進(jìn)一步地，所述的潤(rùn)濕劑為多元醇聚氧乙烯基醚類(lèi)化合物。
[0027] 進(jìn)一步地，所述的消泡劑為礦物油消泡劑。
[0028] 進(jìn)一步地，所述的分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑。
[0029] 進(jìn)一步地，所述的防凍劑為丙二醇。
[0030] 進(jìn)一步地，所述的成膜助劑為十二碳醇酯型成膜助劑。
[0031] 進(jìn)一步地，所述的納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑為納米氧化鋅分散液。
[0032] 進(jìn)一步地，所述的太陽(yáng)熱反射添加劑為高紅外反射性能的改性金紅石型二氧化鈦 顏料。
[0033] 二）方案二：一種用于制備方案一所述的含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料，其特征 在于的制備方法，該方法包括以下依次進(jìn)行的步驟：
[0034] 在600_800r/min的攪拌下依次加入7K、增稠劑、潤(rùn)濕劑、堿性PH調(diào)節(jié)劑、分散劑、 消泡劑、混合均勾，然后提高攪拌速度至1800-2000r/min，依次加入娃藻土、高嶺土、金紅石 型鈦白粉、碳酸鈣、太陽(yáng)熱反射添加劑，攪拌20-30分鐘，之后降速到1000-1200r/min，加入 核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液、納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑、成膜助劑、防凍劑，攪拌20-30分鐘后即可裝罐。
[0035] 本發(fā)明的發(fā)明原理如下：
[0036]本發(fā)明將制備的核殼結(jié)構(gòu)的硅丙乳液應(yīng)用于建筑外墻涂料，由于硅丙乳液中含有 硅氧烷鍵（Si-0-Si)，其鍵能為452. 5kJ/mol，比碳碳鍵高，鍵長(zhǎng)比碳碳鍵長(zhǎng)，因此使含硅丙 乳液外墻涂料具有高度的柔順性，優(yōu)異的耐高、低溫性能、紫外光老化性能，由于表面張力 小，水及其它污物不易附著，所以含硅丙乳液的建筑涂料具有良好的防潮性、抗水和水汽 性。
[0037] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0038] 1)含硅丙乳液的建筑外墻涂料，由于硅丙乳液的優(yōu)異性能從而使外墻涂料具有高 度的柔順性、優(yōu)異的耐高、低溫性能、紫外光老化性能，由于表面張力小，水及其它污物不 易附著，所以含硅丙乳液的建筑涂料具有良好的防潮性、抗水和水汽性。
[0039] 2)本發(fā)明外墻涂料中加入具有核殼結(jié)構(gòu)的硅丙乳液，這不同于一般的硅丙乳液共 聚物和共混物。在相同原料組成情況下，由于有機(jī)硅聚合物完全處于殼層，乳膠粒的核殼化 結(jié)構(gòu)可以顯著提高聚合物乳液的耐磨、耐水、耐候、抗污、防輻射性能以及抗張強(qiáng)度、抗粘強(qiáng) 度和粘結(jié)強(qiáng)度。
[0040] 3)選用納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑具有環(huán)保安全無(wú)毒、長(zhǎng)期抗菌的效果，太陽(yáng)熱反射添 加劑可以有效反射太陽(yáng)光，達(dá)到控溫節(jié)能的效果。
[0041] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】、實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
【具體實(shí)施方式】
[0042] 實(shí)施例1:
[0043] 一種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料，它由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行 的步驟制備而成：
[0044] 水 31.0汾 增稠劑 1.45份 PH調(diào)節(jié)劑 0. 1份 潤(rùn)濕劑 0. 1份 消泡劑 0. 4份 殺菌劑 0.3份 分散劑 0. 45份 桂藻土 8. 0份 高嶺土 8. 0份 金紅石型鈦白粉 14.0份 碳酸鈣 11.0份 核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液 27. 5份 防凍劑 2份 成膜助劑 1.2份 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑 E. 〇份 太陽(yáng)熱反射添加劑 5.0份。
[0045] 在600r/min的攪拌下依次加入水、增稠劑、潤(rùn)濕劑、堿性PH調(diào)節(jié)劑、分散劑、消泡 劑、混合均勻，然后提高攪拌速度至1800r/min，依次加入硅藻土、高嶺土、金紅石型鈦白粉、 碳酸鈣、太陽(yáng)熱反射添加劑，攪拌20分鐘，之后降速到lOOOr/min，加入核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液、 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑、成膜助劑、防凍劑，攪拌20分鐘后即可裝罐。
[0046] 實(shí)施例2:
[0047] -種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料，它由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行 的步驟制備而成：
[0048] 水 30份 增稠劑 1.45份 調(diào)節(jié)劑 〇. 1份 潤(rùn)濕劑 0. 1份 消泡劑 0.4份 分散劑 0. 45份 石圭藻土 8份
[0049] 高嶺土 9份 金紅石型鈦白粉 18份 碳酸鈣 11份 核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液 21. 5份 防凍劑 2份 成膜助劑 L2份 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑 5· 0份 太陽(yáng)熱反射添加劑 8. 0份
[0050] 在800r/min的攪拌下依次加入7Κ、增稠劑、潤(rùn)濕劑、堿性ΡΗ調(diào)節(jié)劑、分散劑、消泡 劑、混合均勻，然后提高攪拌速度至2000r/min，依次加入硅藻土、高嶺土、金紅石型鈦白粉、 碳酸鈣、太陽(yáng)熱反射添加劑，攪拌30分鐘，之后降速到1200r/min，加入核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液、 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑、成膜助劑、防凍劑，攪拌30分鐘后即可裝罐。
[0051] 實(shí)施例3:
[0052] -種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料，它由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行 的步驟制備而成：
[0053] 水 30份 增稠劑 1.45份 PH調(diào)節(jié)劑 G. 1份 潤(rùn)濕劑 0. 1份 消泡劑 0.4份 分散劑 0. 45份 硅藻土 7份 高嶺土 9份 金紅石型釹白粉 15份 碳酸鈣 13份 核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液 23. 5份 防凍劑 2份 成膜助劑 1.2份 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑 8. 0份 太陽(yáng)熱反射添加劑 10. 0份
[0054] 在700r/min的攪拌下依次加入7K、增稠劑、潤(rùn)濕劑、堿性PH調(diào)節(jié)劑、分散劑、消泡 劑、混合均勻，然后提高攪拌速度至1900r/min，依次加入硅藻土、高嶺土、金紅石型鈦白粉、 碳酸鈣、太陽(yáng)熱反射添加劑，攪拌25分鐘，之后降速到llOOr/min，加入核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液、 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑、成膜助劑、防凍劑，攪拌25分鐘后即可裝罐。
[0055] 實(shí)施例4 :
[0056] -種含核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液外墻涂料，它由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行 的步驟制備而成：
[0057] 水 38份 增稠劑 1.45份 PH調(diào)節(jié)劑 0.〗份 潤(rùn)濕劑 0. 1份 消泡劑 0.4份 分散劑 0. 45份 硅藻土 10:份 高嶺土 8份 金紅石型釹白粉 14汾 碳酸鈣 11份 核殼結(jié)構(gòu)硅丙乳液 20. 5份 防凍劑 2汾 成膜助劑 1.2份 納米無(wú)機(jī)抗菌除醛劑 5. 0份 太陽(yáng)熱反射添加劑 8. 0份
[0058] 在600r/min的攪拌下依次加入7K、