专利名称：一种建筑幕墙铝单板用底漆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及涂料领域，具体涉及一种建筑幕墙铝单板用底漆及其制备方法。
背景技术：
随着时间的推移，建筑幕墙的表面涂层在大气环境下会出现失光、变色、粉化和脱落的现象，导致幕墙基材裸露，幕墙基材与环境中的腐蚀介质接触时发生化学或电化学反应而被锈蚀，性能发生退化，甚至破坏，因此幕墙基材的防腐技术对于幕墙基材的安全性能和耐久性起着极为重要的作用。另外，大气环境中酸雨、各种粉尘污物等容易粘附在幕墙表面，酸雨对幕墙表面涂层有腐蚀性，粉尘污物在幕墙外表面形成难看的污迹，需要人工定期清洗，如果污物渗透到涂膜内，则不能将污迹清除干净，涂膜表面出现花斑，严重影响观瞻。 要改变这一现状，可以采取如下措施一是在幕墙表面涂覆耐腐蚀和耐久性强的涂层，将基材与腐蚀介质隔离；二是在幕墙表面涂覆自洁涂层(指依靠涂料本身所具有的疏水或亲水物理特性，起到防污和易洁作用的涂料)，此种方法造价较低，效果较好，应用范围广。建筑幕墙铝单板用涂料包括直接涂覆在铝单板表面以形成底涂层的底漆以及涂覆在最外层以形成面涂层的面漆等，各层的涂层对结构的防护都起到十分重要的作用。传统的建筑幕墙铝单板用底漆存在如下的一些问题涂料中通常含有铬酸锶，因而会造成重金属污染，不环保；涂料对铝单板的附着力差、耐久性有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种更环保、附着力和耐久性更好的建筑幕墙铝单板用底漆。本发明同时还要提供一种上述建筑幕墙铝单板用底漆的制备方法。为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案
一种建筑幕墙铝单板用底漆，以重量百分比计，该底漆由如下组分混合而成饱和聚酯树脂45% 55%、氨基树脂4% 6%、环氧磷酸酯19Γ1. 5%、钙离子交换型防锈颜料5% 10%、 钛白粉10% 15%、高岭土 5% 10%、分散剂0. 5% 1%、硅钛或硅锆型偶联剂0. 5°/Γ2%、防沉剂0. 1% 0. 3%、S-150芳香烃溶剂5% 10%、乙二醇丁醚5% 10% ；其中，所述分散剂为聚胺-酰-胺型分散剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。上述建筑幕墙铝单板用底漆的制备方法包括如下步骤
(1 )、取40%配方量的饱和聚酯树脂，在50(Γ700转/分钟搅拌下依次加入30%配方量的 S-150芳香烃溶剂、配方量的乙二醇丁醚、配方量的分散剂、配方量的防沉剂、配方量的钛白粉、配方量的高岭土以及配方量的钙离子交换型防锈颜料，然后在180(Γ2200转/分钟的条件下高速搅拌2(Γ30分钟，得预混合液；
(2 )、将步骤(1)所得预混合液转移至研磨机中，对该预混合液进行研磨，至得到固体颗粒细度< 20微米的混合液；
(3)、以600转/分钟的转速对步骤(2)所得的混合液进行搅拌，并依次向该混合液中加入余下的饱和聚酯树脂、配方量的氨基树脂、配方量的环氧磷酸酯、配方量的硅钛或硅锆型偶联剂，用剩余的S-150芳香烃溶剂调整混合液粘度至120秒/ 25 °C/F0RD#4杯，并在 300^400转/分钟的转速下继续搅拌纩12分钟；
(4)、用孔径为50微米的滤袋对经过步骤(3)的混合液进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用底漆。 由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点
本发明建筑幕墙铝单板用底漆摒弃了铬酸锶等重金属化合物，因此不会造成重金属污染，更为环保；采用硅钛或硅锆偶联剂，硅链能够以亲水性的无机金属钛离子或锆离子为中心形成螯合结构，使得底漆在铝单板表面的附着力大为增加，耐久性也更好；另外，本发明底漆配方合理，制备方法简单，对于铝单板和镀锌板等非铁金属材料都具有良好的防护性能。
具体实施例方式本发明底漆作为建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第一组分而用，以直接涂覆在铝单板表面形成底涂层；该自洁涂料还包括用于涂覆在所述底涂层表面以形成中间涂层的第二组分和用于涂覆在所述中间涂层表面以形成面涂层的第三组分(即面漆)。以下对本发明建筑幕墙铝单板用底漆的应用进行详细说明
本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第一组分的配方为(按重量百分比计)
饱和聚酯树脂45% 55%
氨基树脂4% 6%
环氧磷酸酯1% 1. 5%
钙离子交换型防锈颜料59TlO%
钛白粉10% 15%
高岭土5% 10%
分散剂0. 59Γ %
硅钛或硅锆型偶联剂0.
防沉剂0. 1°/Γθ. 3%
S-150芳香烃溶剂5% 10%
乙二醇丁醚5% 10%。上述配方中，饱和聚酯树脂可选用上海风标化学科技有限公司生产和销售的牌号为FB8131的聚酯树脂或者上海沪洁化工原料有限公司生产和销售的牌号为K668A的聚酯树脂；氨基树脂可选用美国氰特工业有限公司生产和销售的CYMEL 303 ；所述钙离子交换型防锈颜料可选用格雷斯公司生产和销售的SHIELDEX C 303 ；所述钛白粉可选用杜邦公司生产和销售的R-960金红石型钛白粉；所述分散剂可选用德国BI公司生产和销售的 ANTI-TERRA U，它的化学组成是不饱和聚胺-酰-胺盐和低分子量酸酯的混合液，能够改善颜料的润湿性，减少研磨过程所需时间及使颜料分散得更稳定；所述偶联剂可选用上海莫尔化工有限公司生产和销售的MOAP 1306、杜邦公司生产和销售的Tyzor AA或Tyzor NPZ ； 所述防沉剂可选用德国迪高沙公司生产和销售的牌号为Aerosil 200的气相二氧化硅；所述环氧磷酸酯可选用台湾长兴化学工业股份有限公司生产和销售的ETERKYD 490P-B-72或者自制的环氧磷酸酯；
自制环氧磷酸酯的方法如下
按重量比1:0. 84:0. 41分别称取环氧树脂、正丁醇和质量分数为85%的磷酸，先将环氧树脂、正丁醇加入带有搅拌装置和温控装置的反应器中，搅拌下致环氧树脂完全溶解；在 300^400转/分钟的搅拌条件下将磷酸缓慢加入上述反应体系中，并控制反应体系的温度为40°C 50°C;搅拌1小时后，将搅拌转速升至70(Γ800转/分钟，继续搅拌20分钟；然后， 使反应体系自然降温至常温，获得固含量约为60%的自制环氧磷酸酯。本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第一组分按如下方法制备
(1 )、取40%配方量的饱和聚酯树脂，在50(Γ700转/分钟搅拌下依次加入30%配方量的 S-150芳香烃溶剂、配方量的乙二醇丁醚、配方量的分散剂、配方量的防沉剂、配方量的钛白粉、配方量的高岭土以及配方量的钙离子交换型防锈颜料，然后在180(Γ2200转/分钟的条件下高速搅拌2(Γ30分钟，得预混合液；
(2 )、将步骤(1)所得预混合液转移至研磨机中，对该预混合液进行研磨，至得到固体颗粒细度< 20微米的混合液；
(3)、以600转/分钟的转速对步骤(2)所得的混合液进行搅拌，并依次向该混合液中加入余下的饱和聚酯树脂、配方量的氨基树脂、配方量的环氧磷酸酯、配方量的硅钛或硅锆偶联剂，用剩余的S-150芳香烃溶剂调整混合液粘度至120秒/ 25 °C/F0RD#4杯，并在 300^400转/分钟的转速下继续搅拌纩12分钟；
(4)、用孔径为50微米的滤袋对经过步骤(3)的混合液进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第一组分；
本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第二组分由以下组分构成(按重量百分比计)
FEVE氟碳树脂45% 55%
钛白粉15% 25%
钴黑洲 5%
防沉剂0. 1°/Γθ. 6%
分散剂0. 2°Γθ. 5%
甲苯5% 10%
二甲苯
醋酸丁酯8% 10%
丙烯酸流平剂0. 059Γ0. 15%
有机锡催化剂0. 19Π). 3%
脂肪族异氰酸酯固化剂7% 10%
其中，甲苯、二甲苯与醋酸丁酯构成混合溶剂，脂肪族异氰酸酯固化剂与3/10配方量的该混合溶剂构成独立包装的B组分，其他物质和剩余的7/10配方量的混合溶剂构成独立包装的A组分，A组分与B组分配套使用，两者单独存放，施工前再将两者混合。上述配方中，FEVE氟碳树脂是一种在芳烃、酯类或酮类溶剂中可溶的氟烯烃和乙烯基醚的共聚树脂，以氟的质量含量大于15%为好，具体可选用日本旭硝子公司生产和销售的Lumiflon系列氟碳树脂(如LF-552或LF-600X)、日本大金公司生产和销售的^FFLE GK-570或者上海三爱富新材料股份有限公司生产和销售的JF-3X ；所述防沉剂可选用美国英格尔哈德公司(Engelhard)生产和销售的牌号为SD-2的膨润土 ；所述分散剂可选用德国 BYK公司生产和销售的BI-110或者日本楠木化成有限公司生产的DISPARL0N 2150 ；所述丙烯酸流平剂可选用德国BI公司生产和销售的BI350或者BI355 ；所述脂肪族异氰酸酯固化剂可选用德国拜耳公司生产和销售的N-3390固化剂。本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第二组分的制备分为A组分的制备和B组分的制备两部分，A组分的制备方法如下
(1 )、取40%配方量的FEVE氟碳树脂，在500 700转/分钟搅拌下依次加入7/10配方量的混合溶剂、配方量的分散剂、配方量的防沉剂、配方量的钛白粉及配方量的钴黑颜料， 得预混合液；
(2)、将步骤(1)所得的预混合液转移至研磨机中，对该预混合液进行研磨，至得到固体颗粒细度< 20微米的混合液；
(3)、以600转/分钟的转速对步骤(2)所得的混合液进行搅拌，并依次向该混合液中加入余下的raVE氟碳树脂、配方量的丙烯酸流平剂、配方量的有机锡催化剂，用剩余的部分混合溶剂调整混合液粘度至7025 °C/斯托默粘度计，并在30(Γ400转/分钟的转速下继续搅拌纩12分钟；
(4)、用孔径为50微米的滤袋对经过步骤(3)的混合液进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用自洁涂料第二组分中的A组份；
所述第二组分中的B组分的制备方法如下
取配方量的脂肪族异氰酸酯固化剂和余下的约3/10配方量的混合溶剂混合均勻，所得混合液用孔径为10微米的滤袋进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用自洁涂料第二组分中的B组份。本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第三组分由以下组分构成(按重量百分比计)
FEVE氟碳树脂60% 70%
有机硅树脂5% 10%
丙烯酸流平剂0. 059ΓΟ. 1%
有机硅流平剂0. 1°Γθ. 3%
苯并三唑类紫外光吸收剂0. 39Π). 8%
受阻胺类光稳定剂0. 39Π). 8%
有机锡催化剂0. 19Π). 3%
醋酸丁酯10% 15%
二甲苯10% 15%
脂肪族异氰酸酯固化剂99Γ13% ；
其中，醋酸丁酯与二甲苯构成混合溶剂，脂肪族异氰酸酯固化剂与1/5配方量的该混合溶剂构成独立包装的Y组分，其他物质和剩余的4/5配方量的混合溶剂构成独立包装的 X组分，X组分与Y组分配套使用，两者单独存放，施工前再将两者混合。上述配方中，有机硅树脂选用德国迪高化工公司(TEGO)生产和销售的ftOtect 5001 ；所述有机硅流平剂可选用德国BI公司生产和销售的BI310或者BI306 ；所述苯并三唑类紫外光吸收剂可选用汽巴(中国)有限公司生产和销售的Tinuvin 1130 ；所述受阻胺类光稳定剂可选用汽巴(中国)有限公司生产和销售的Tinuvin 2920其余组分具体选用的生产厂家和牌号可参见第二组分的配方介绍。本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第三组分的制备分为X组分的制备和Y组分的制备两部分，X组分的制备方法如下
(1 )、取配方量的FEVE氟碳树脂，在50(Γ700转/分钟的搅拌条件下依次加入配方量的有机硅树脂、配方量的丙烯酸流平剂、配方量的有机硅流平剂、配方量的苯并三唑类紫外光吸收剂、配方量的受阻胺类光稳定剂、配方量的有机锡催化剂、4/5配方量的混合溶剂，调整混合液的粘度至65 士 5KU/ 25 °C/斯托默粘度计，并在30(Γ400转/分钟的转速下继续搅拌8 12分钟；
(2)、用孔径为10微米的滤袋对经过步骤(1)的混合液进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用自洁涂料第三组分中的X组份； 所述第三组分中的Y组分的制备方法如下
取配方量的脂肪族异氰酸酯固化剂和约1/5配方量的混合溶剂混合均勻，所得混合液用孔径为10微米的滤袋进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用自洁涂料第三组分中的Y组份。将本发明建筑幕墙铝单板用自洁涂料的第一组分涂覆在铝合金板的表面，涂膜制备条件如下
底材铬处理铝合金板涂装粘度90 士 5秒/FORD # 4杯/常温底涂层厚8士2μ m 静置时间30-50秒/常温干燥条件2;34°C X 100秒(板温) 涂装方式滚涂涂装
稀释剂S-150芳香烃溶剂/乙二醇丁醚=1 1
对第一组分所形成的底涂层进行性能测试，测试结果示于表1
表1底涂层的性能
权利要求
1.一种建筑幕墙铝单板用底漆，其特征在于以重量百分比计，所述底漆由如下组分混合而成饱和聚酯树脂459Γ55%、氨基树脂4%飞％、环氧磷酸酯19Γ1. 5%、钙离子交换型防锈颜料59TlO%、钛白粉109Γ15%、高岭土 59TlO%、分散剂0. 5°/Γ %、硅钛或硅锆型偶联剂 0. 5%1%、防沉剂0. 19Γ0. 3%、S-150芳香烃溶剂5% 10%、乙二醇丁醚5% 10% ；其中，所述分散剂为聚胺-酰-胺型分散剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的建筑幕墙铝单板用底漆，其特征在于所述环氧磷酸酯由以下方法制备而得按重量比1:0. 84:0. 41分别称取环氧树脂、正丁醇和质量分数为85%的磷酸，先将环氧树脂、正丁醇加入带有搅拌装置和温控装置的反应器中，搅拌下致环氧树脂完全溶解；在 300^400转/分钟的搅拌条件下将磷酸缓慢加入上述反应体系中，并控制反应体系的温度为40°C 50°C;搅拌1小时后，将搅拌转速升至70(Γ800转/分钟，继续搅拌20分钟；然后， 使反应体系自然降温至常温，获得固含量在559Γ65%之间的环氧磷酸酯。
3.根据权利要求1所述的建筑幕墙铝单板用底漆，其特征在于所述钛白粉为金红石型钛白粉。
4.一种如权利要求1所述的建筑幕墙铝单板用底漆的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1 )、取40%配方量的饱和聚酯树脂，在50(Γ700转/分钟搅拌下依次加入30%配方量的 S-150芳香烃溶剂、配方量的乙二醇丁醚、配方量的分散剂、配方量的防沉剂、配方量的钛白粉、配方量的高岭土以及配方量的钙离子交换型防锈颜料，然后在180(Γ2200转/分钟的条件下高速搅拌2(Γ30分钟，得预混合液；(2 )、将步骤(1)所得预混合液转移至研磨机中，对该预混合液进行研磨，至得到固体颗粒细度< 20微米的混合液；(3)、以600转/分钟的转速对步骤(2)所得的混合液进行搅拌，并依次向该混合液中加入余下的饱和聚酯树脂、配方量的氨基树脂、配方量的环氧磷酸酯、配方量的硅钛或硅锆型偶联剂，用剩余的S-150芳香烃溶剂调整混合液粘度至120秒/ 25 °C/F0RD#4杯，并在 300^400转/分钟的转速下继续搅拌纩12分钟；(4)、用孔径为50微米的滤袋对经过步骤(3)的混合液进行过滤，滤液即为所述建筑幕墙铝单板用底漆。
5.权利要求1至3中任一项权利要求所述的建筑幕墙铝单板用底漆在卷铝幕墙中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种建筑幕墙铝单板用底漆及其制备方法，以重量百分比计，该底漆包括饱和聚酯树脂45%~55%、氨基树脂4%~6%、环氧磷酸酯1%~1.5%、钙离子交换型防锈颜料5%~10%、钛白粉10%~15%、高岭土5%~10%、分散剂0.5%~1%、硅钛或硅锆型偶联剂0.5%~2%、防沉剂0.1%~0.3%、S-150芳香烃溶剂5%~10%、乙二醇丁醚5%~10%；其中，分散剂为聚胺-酰-胺型分散剂；所述防沉剂为气相二氧化硅。本发明底漆摒弃了传统配方中的铬酸锶等重金属化合物，因此不会造成重金属污染，更为环保；采用硅钛或硅锆偶联剂，使得底漆在铝单板表面的附着力大为增加，耐久性也更好。本发明底漆配方合理，制备方法简单，对于铝单板和镀锌板等非铁金属材料都具有良好的防护性能。
文档编号E04B2/88GK102277068SQ20111020790
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者于少堂, 章基昌, 章永瑞 申请人:苏州金近幕墙有限公司