CN105504914B - 一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料及其制备方法 - Google Patents

一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：水性丙烯酸乳液20‑50份，丙烯酸丁酯4‑8份，纳米TiO21‑2份，珠光云母粉1‑1.5份，空心玻璃微珠0.5‑1份，六偏磷酸钠0.8‑1.2份，乙氧基化烷基酚硫酸铵1.1‑1.5份，丙基三甲氧基硅烷0.5‑1份，pH调节剂2‑3份，其他助剂2‑5份，去离子水10‑20份。本发明还公开了该涂料的制备方法。该涂料涂膜性能好，耐候性、耐冲刷性能优异，附着力强，且无毒，对环境无害，且制备方法简单，工艺条件温和，易于控制，生产成本低。

Description

一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料制备领域，具体的涉及一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
背景技术：
目前我国建筑能耗约占全部能源消耗的28％左右，随着人民生活水平的提高，建筑能耗所占比例还会继续增加。建筑涂料因其经济、质轻，施工方便等优点而越来越多的应用于建筑中。但是建筑涂料尤其是外墙涂料的应用环境比较恶劣，紫外线、热能、微生物、水、空气重污染物都能引起涂料中聚合物的老化。
现在的建筑外墙涂料，主要表现在抗老化能力差，易粉化、易变色，附着力差，易脱落，耐水性、耐玷污性能差，这不但影响对建筑物的装饰美化，而且影响对建筑物的保护。故提高建筑外墙的性能，尤其是其耐老化性能是涂料开发的关键。
中国专利(03118029.9，公开日：2003.1.20)公开了一种多功能纳米建筑外墙涂料，其组分为：水、分散剂、六偏磷酸钠、防腐剂、增稠剂、消泡剂、纳米TiO2、纳米ZnO、纳米SiO2、绢云母、超细碳酸钙、钛白粉、高岭土、硅丙乳液、氨水、成膜助剂、流平剂，防冻剂。该发明制备得到的涂料综合性能有所提高，特别是超强的耐洗刷性、耐候性和抗菌自洁功能，但是纳米填料的分散性比较差，制备得到的涂料涂膜性能差。
发明内容：
本发明的目的是提供一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，该涂料涂膜性能好，耐候性、耐冲刷性能优异，附着力强，且无毒，对环境无害。
本发明的另一个目的是提供该多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液20-50份，
丙烯酸丁酯4-8份，
纳米TiO2 1-2份，
珠光云母粉1-1.5份，
空心玻璃微珠0.5-1份，
六偏磷酸钠0.8-1.2份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.1-1.5份，
丙基三甲氧基硅烷0.5-1份，
pH调节剂2-3份，
其他助剂2-5份，
去离子水10-20份。
作为上述技术方案的优选，一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液50份，
丙烯酸丁酯6份，
纳米TiO2 1.5份，
珠光云母粉1.3份，
空心玻璃微珠0.7份，
六偏磷酸钠1份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.3份，
丙基三甲氧基硅烷1份，
pH调节剂2.5份，
其他助剂4份，
去离子水20份。
作为上述技术方案的优选，所述纳米TiO2的粒径大小为10-15nm，其为锐钛矿相纳米氧化钛。
作为上述技术方案的优选，所述珠光云母粉的松散密度为0.15-0.2g/cm3。
作为上述技术方案的优选，所述空心玻璃微珠的粒度为10-20微米，壁厚为1-2微米。
作为上述技术方案的优选，所述其他助剂以重量份计，包括消泡剂1-2份，分散剂1.5-2份，流平剂0.5-1.5份，增稠剂1-2份，成膜助剂2-3份。
作为上述技术方案的优选，所述分散剂为马来酸酐-丙烯酸共聚物、α-烯烃磺酸盐的混合物，二者质量比为1:2。
作为上述技术方案的优选，所述成膜助剂为聚乙烯醇、乙烯基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚的混合物。
作为上述技术方案的优选，所述pH调节剂为乙酸、乙酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种混合。
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在500-1000W的功率下超声1-3h，继续加入其他助剂，继续超声30-60min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在3000-6000转/分的状态下搅拌20-50min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌20-40min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
本发明具有以下有益效果：
本发明选择合适的分散剂以及分散工艺对纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠进行表面改性，制备得到稳定性优异的分散液，然后与水性丙烯酸乳液混合，制备的的涂料涂膜性能好，耐候性、耐冲刷性能优异，附着力强，隔热能力强，且无毒，对环境无害。
具体实施方式：
为了更好的解释本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限制。
实施例1
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液20份，丙烯酸丁酯4份，
纳米TiO2 1份，珠光云母粉1份，
空心玻璃微珠0.5份，六偏磷酸钠0.8份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.1份，丙基三甲氧基硅烷0.5份，
pH调节剂2份，其他助剂2份，去离子水10份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在500W的功率下超声1h，继续加入其他助剂，继续超声30min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在3000转/分的状态下搅拌20min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌20min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
实施例2
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液50份，丙烯酸丁酯8份，
纳米TiO2 2份，珠光云母粉1.5份，
空心玻璃微珠1份，六偏磷酸钠1.2份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.5份，丙基三甲氧基硅烷1份，
pH调节剂3份，其他助剂5份，去离子水20份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在1000W的功率下超声3h，继续加入其他助剂，继续超声60min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在6000转/分的状态下搅拌50min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌40min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
实施例3
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液50份，丙烯酸丁酯6份，
纳米TiO2 1.5份，珠光云母粉1.3份，
空心玻璃微珠0.7份，六偏磷酸钠1份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.3份，丙基三甲氧基硅烷1份，
pH调节剂2.5份，其他助剂4份，去离子水20份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在600W的功率下超声1.5h，继续加入其他助剂，继续超声35min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在3500转/分的状态下搅拌30min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌25min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
实施例4
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液30份，丙烯酸丁酯5份，
纳米TiO2 1.4份，珠光云母粉1.1份，
空心玻璃微珠0.6份，六偏磷酸钠0.9份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.2份，丙基三甲氧基硅烷0.6份，
pH调节剂2.4份，其他助剂3份，去离子水14份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在700W的功率下超声1.8h，继续加入其他助剂，继续超声45min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在4000转/分的状态下搅拌35min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌30min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
实施例5
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液40份，丙烯酸丁酯6份，
纳米TiO2 1.6份，珠光云母粉1.2份，
空心玻璃微珠0.7份，六偏磷酸钠1份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.3份，丙基三甲氧基硅烷0.7份，
pH调节剂2.6份，其他助剂4份，去离子水16份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在800W的功率下超声2h，继续加入其他助剂，继续超声50min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在4500转/分的状态下搅拌40min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌35min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
实施例6
一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液45份，丙烯酸丁酯7份，
纳米TiO2 1.8份，珠光云母粉1.3份，
空心玻璃微珠0.8份，六偏磷酸钠1.1份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.4份，丙基三甲氧基硅烷0.9份，
pH调节剂2.6份，其他助剂4.5份，去离子水18份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在900W的功率下超声2.5h，继续加入其他助剂，继续超声55min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在5000转/分的状态下搅拌45min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌40min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
下面对本发明提供的多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料进行测试。
1、涂膜的耐水性
涂膜的耐水性按GB/T 1733-93来进行测定。实验采用的是浸水实验法。首先将板材按照标准处理好，然后向玻璃水槽中加入去离子水，调节水温23-25℃，并在整个过程中保持温度不变，把样板放入其中，并使每块样板的2/3浸泡于水中。在产品规定的浸泡时间内结束，将样板从槽中取出，用滤纸吸干，目视检查样板是否有失光、变色、起泡、起皱、脱落、生锈等现象。
2、涂膜附着力
采用划格法，标准为QJ990.14-1986，将处理好的试样用保险刀片划破涂层直到底板，然后按照涂膜的厚度确定划格间距，涂层厚度大于120μm，确定划线的间距为3mm，划格数量为9个。
3、涂膜的耐冲击性
涂膜的耐冲击性按照GB/T 1732-93进行测定。样板在一定条件下处理好后将漆膜朝上平放在铁毡上，重锤控制在一定的高度上面，然后让重锤自由落地于冲头上，观察涂膜有无裂纹、剥落等现象。
测试结果如表1所示：
表1
附着力等级说明如表2所示：
表2
从表1、表2可以看出，本发明制得的涂料性能优异。

Claims (7)

1.一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液20-50份，
丙烯酸丁酯4-8份，
纳米TiO2 1-1.6份，
珠光云母粉1-1.5份，
空心玻璃微珠0.5-1份，
六偏磷酸钠0.8-1.2份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.1-1.5份，
丙基三甲氧基硅烷0.5-1份，
pH调节剂2-3份，
其他助剂2-5份，
去离子水10-20份；
其中，所述其他助剂以重量份计，包括消泡剂1-2份，分散剂1.5-2份，流平剂0.5-1.5份，增稠剂1-2份，成膜助剂2-3份；所述分散剂为马来酸酐-丙烯酸共聚物、α-烯烃磺酸盐的混合物，二者质量比为1:2；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将纳米TiO2、珠光云母粉、空心玻璃微珠、六偏磷酸钠和去离子水混合搅拌均匀，在500-1000W的功率下超声1-3h，继续加入其他助剂，继续超声30-60min，得到分散液；
(2)将水性丙烯酸乳液、丙烯酸丁酯、丙基三甲氧基硅烷加入到高速搅拌机中混合均匀，在3000-6000转/分的状态下搅拌20-50min，边搅拌边加入乙氧基化烷基酚硫酸铵、步骤(1)得到的分散液，继续搅拌20-40min，加入pH调节剂，搅拌混合均匀，得到多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料。
2.如权利要求1所述的一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
水性丙烯酸乳液50份，
丙烯酸丁酯6份，
纳米TiO2 1.5份，
珠光云母粉1.3份，
空心玻璃微珠0.7份，
六偏磷酸钠1份，
乙氧基化烷基酚硫酸铵1.3份，
丙基三甲氧基硅烷1份，
pH调节剂2.5份，
其他助剂4份，
去离子水20份。
3.如权利要求1所述的一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，所述纳米TiO2的粒径大小为10-15nm，其为锐钛矿相纳米氧化钛。
4.如权利要求1所述的一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，所述珠光云母粉的松散密度为0.15-0.2g/cm3。
5.如权利要求1所述的一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒度为10-20微米，壁厚为1-2微米。
6.如权利要求1所述的一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，所述成膜助剂为聚乙烯醇、乙烯基三乙氧基硅烷、烷基酚聚氧乙烯醚的混合物。
7.如权利要求1所述的一种多功能纳米建筑外墙环保绿色涂料，其特征在于，所述pH调节剂为乙酸、乙酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠中的一种或多种混合。
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