专利名称：一种纳米多功能衬底涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米多功能衬底涂料及其制备方法。
背景技术：
复合建筑材料的生产，需要对材料表面进行修改，包括平滑、粗糙和纹理。建筑产品可能改变尺寸和大小来配合设计规模，因此要锯、打磨、冲压、剪切的繁杂操作。这些修改会改变表面外观，它们的表面受到微粒和灰尘的沾污。不幸的是，这种表面难以结合涂层材料，尤其是纤维水泥胶凝材料。对于尘土、打磨、光滑的纤维和水泥表面，涂层附着力难以实现。因此需要一种多功能衬底涂料，既能密封基材又能与涂层之间的第二和第一层(面质涂料)有紧密附着力。建筑材料需要密封和基本涂料完善建筑物。单独涂料操作复杂和成本高，一个典型的涂层工艺需要多个加热步骤，清洗、涂料、应用、加热设备、烘干、固化和包装，所有这些工序要用很多人力和设备。经常有不同涂层之间的层次兼容性问题，必须有衬底涂料衬底。 而如何制备一种具有防水、弹性、密封、粘合功能，且能提高面漆性能的衬底涂料成为本发明的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米多功能衬底涂料及其制备方法，本发明的多功能衬底涂料有利于提高水泥混凝土的耐久性，具有防水、弹性、密封、粘合功能，且能提高面漆性能的特点。为了达到上述目的，本发明的技术方案是一种纳米多功能衬底涂料，包括如下质量百分比的组分增强剂2. 3. 2%, 载体9 % 49 %，表面活性剂0. 2 % 0. 7 %，分散剂0. 2 % 1. 6 %，树脂粘合剂四％ 58%，增稠剂0. 2% 0.4%，填料6% 21%，消泡剂0. 2% 0. 5%，溶剂2% 4%，色料 11% 21%，交联剂4^-7 ^如表1所示，表1为纳米多功能衬底涂料(NMFP)的化合物组成表。所述的增强剂采用纳米PSOSiA ；所述的载体采用水；所述的树脂粘合剂采用丙烯酸乳液和硅酸盐粘合剂或丙烯酸聚氨酯粘合剂中的一种；所述的表面活性剂采用非离子表面活性剂或辛基酚乙氧基盐中的一种；所述的分散剂采用丙烯酸酯共聚物的钠盐溶液；所述的增稠剂采用聚氨酯为基础的流变改性剂；填料采用颗粒小于9微米的碳酸钙或0. 9-9 微米的滑石粉；增强剂为PSOSiA核壳结构纳米粒子；消泡剂采用炔类化合物改性的聚硅氧烷或商标Parraffinic消泡剂；颜料采用二氧化钛，溶剂采用乙二醇或乙二醇丁醚；交联剂采用异氰酸酯。所述的纳米PSOSiA为聚苯乙烯复合二氧化硅纳米粒子后的产物(PSOSiA核壳结构粒子的制备参考文献王东波，“纳米SiA表面接枝聚合改性及在PP中的分散”，合成树脂及塑料，2008年25卷1期)。
所述的硅酸盐采用硅酸钠和硅酸钾中的一种或两种。所述的表面活性剂采用Triton X-100表面活性剂(购于罗门哈斯公司)或表面活性剂BI181(购于肌K-CERA，德国)；分散剂采用BI-155 (购于Bykcera，德国)；增稠剂采用Acrysol RM-8W(购于罗门哈斯公司)；消泡剂采用Surfynol DF66(购于罗门哈斯公司)或消泡剂3010(购于Munzing化学有限公司，德国)或消泡剂SurfVnolDF75 (购于空气化工产品有限公司，Lehigh Valiey, Pa)；丙烯酸乳液和硅酸盐粘合剂采用丙烯酸树脂 UCAR6^(购于罗门哈斯公司)和硅化钾树脂Kasil(购于PQ公司，福吉谷，宾夕法尼亚州)； 丙烯酸聚氨酯粘合剂采用丙烯酸树脂Carboset CR717(购于Lubrizol公司，威克利夫，俄亥俄州)和硅酸钠粘合剂Miodocoat WTlOOO (购于Iihodia公司，Cranbury，新泽西州)；所述的颜料采用二氧化钛Hitox (购于Tor的矿产，Copus Christi，德克萨斯州)或二氧化钛 Ti-PureR931 (购于 Ε. I.杜邦，Wihnington，特克拉华州)。一种纳米多功能衬底涂料的制备方法，包括如下步骤1)不锈刚容器中加入载体后依次加入表面活性剂、分散剂、消泡剂、中速混合25-31分钟获得均勻的混合物；幻缓慢加入粉状混合物颜料、填料，高速研磨混合物31-41分钟直至细度140-150微米；幻接着缓慢加入增强剂和溶剂，并缓慢加入树脂粘合剂，低速混合11-16分钟；4)测量并调整pH值， 使PH为9-10 ；5)利用150微米滤纸过滤得到产品。本发明的有益效果为纳米材料与衬底涂料相结合，可提高衬底涂料的功能。纳米二氧化硅(SiO2)是一种抗紫外线辐射(抗老化)材料，加之其极微小纳米颗粒的比表面积大，能在衬底涂料干燥时很快形成网状结构，同时增加衬底涂料的强度和粘合力。不饱和化合物附着在(Si-H)基的反应方程式为
催化
= Si-H + H2C = CHR - =Si-CH2-CH2R将SiO2纳米粒子的表面改性，聚苯乙烯接枝改性超细5102表面可以有效地避免单一纳米级(1 100纳米)团聚问题，还可以获得复合协同功能，提高颗粒的分散性、流动性和表面化学活性。其制备技术如下功能基的组合(纳米SiA粒子表面工程)—纳米SiA粒子的表面修饰(表面化学反应)一纳米SiO2粒子表面复合一层纳米的核壳材料PS(聚苯乙烯接枝共聚物)为PS@ SiO2核壳结构纳米粒子一高分子共混一纳米多功能衬底涂料。本发明中树脂粘合剂是两性的结构，既可与有机物结合也可与水化物结合。高分子聚合物包括亲油性链段和亲水性基团，因此PSlgSiO2 (聚苯乙烯接枝共聚包覆纳米二氧化硅)核壳结构纳米粒子可与树脂粘合剂相容达到增强粘附性。纳米多功能衬底涂料包含PSlgSiO2核壳结构纳米粒子、丙烯酸乳胶粘合剂和硅酸盐、丙烯酸乳液和聚氨酯粘合剂及其组合，本发明配方赋予纳米多功能粘合剂组成的行为，选定的粘合剂乳液，增强粘附复合建筑材料的性能。具有封闭基材，渗透到基材微孔内部结构，堵塞基材的毛细孔，防水渗透和抗碱隔离的作用。可防止基材的碱性水渗透到表面涂料破坏涂层。有效地补强、加固基底。水泥混凝土的水泥粒子之间存在微米量级以上的孔隙形成毛细孔通道，环境的侵蚀介质，例如引起碳化作用的(X)2产生硫酸盐侵蚀的硫酸盐化合物，以及引起钢筋锈蚀的氯化物和不断提供钢筋锈蚀所需的氧气等，大多是通过水介质进入混凝土结构内部的。因此采用多功能衬底涂料有利于提高水泥混凝土的耐久性。本发明配方纳米多功能衬底涂料具有防水、弹性、密封、粘合功能；多功能行为是独特的，区别于普通的底漆和面质涂料，具有提高面漆性能的作用。其次本发明纳米多功能衬底涂料配方提高面质涂料的附着力。这是因为本发明包含丙烯酸乳液和硅酸盐粘合剂、丙烯酸乳胶和聚氨酯粘合剂及其结合构成的粘结剂，具有多功能粘结剂和密封的特性，并且提供了卓越的柔韧性。纳米多功能衬底涂料有伸缩的特性，对于水泥混凝土基层裂缝位移变化有很大的随动性。水泥混凝土一般产生丝状裂缝的宽度为0. 1 0. 3mm,结构裂缝为0. 3mm以上，其宽度由于夏冬、昼夜的温度差别常有变化。且本发明配方采用丙烯酸乳液和硅酸盐粘合剂，能够交联、热固化、双组分固化、紫外光固化及其它热塑性固化。本发明适用于复合建筑材料，例如水泥建筑材料，提高衬底涂料的附着力和密封特性。复合建筑材料的生产，需要对材料表面进行修改，包括平滑、粗糙和纹理。建筑产品可能改变尺寸和大小来配合设计规模，因此要锯、打磨、冲压、剪切的繁杂操作。这些修改会改变表面外观，它们的表面受到微粒和灰尘的沾污。不幸的是，这种表面难以结合涂层材料，尤其是纤维水泥胶凝材料。对于尘土、打磨、光滑的纤维和水泥表面，涂层附着力难以实现。因此需要一种多功能衬底涂料，既能密封基材又能与涂层之间的第二和第一层(面质涂料)有紧密附着力。建筑材料需要密封和基本涂料完善建筑物。单独涂料操作复杂和成本高，一个典型的涂层工艺需要多个加热步骤，清洗、涂料、应用、加热设备、烘干、固化和包装，所有这些工序要用很多人力和设备。经常有不同涂层之间的层次兼容性问题，必须有衬底涂料衬底。 多功能衬底涂料与其它面质涂料配合应用，既提高了涂料的耐用性和功能性，又减少了大量的人力和物力资源。
图1为本发明纳米多功能衬底涂料的湿附着力(压敏胶带测定附着力，级)与纳米PSOSiA核壳结构粒子含量的相关性；图2为本发明衬底涂料的湿附着力与颜料体积浓度的相关性；图3为本发明纳米多功能衬底涂料的干附着力(压敏胶带测定附着力，级)与硅酸盐粘合剂的重量相关性；图4为本发明在复合建筑材料的砂质表面，纳米多功能衬底涂料的干附着力与涂层厚度的相关性；图5为本发明在复合建筑材料的切割边缘粗质表面，纳米多功能衬底涂料的干附着力与涂层厚度的相关性；图6为本发明在复合建筑材料的砂质涂覆层表面，纳米多功能衬底涂料的湿附着力与涂层厚度的相关性；图7为本发明在复合建筑材料的砂质涂覆层表面，纳米多功能衬底涂料的干膜厚度与表面涂层的湿附着力的相关性。
具体实施例方式实施例1本实施例在一个1000毫升的不锈钢容器中，加入349克蒸馏水，1. 5克Triton X-100表面活性剂(购于罗门哈斯公司)，1. 5克分散剂BI-155(购于Bykcera，德国)，1. 5 克增稠剂Acrysol RM-8W (购于罗门哈斯公司)，0. 4克消泡剂Surfynol DF66(购于罗门哈斯公司)的混合在25至31分钟中等速度，直到获得均勻的混合物。缓慢加入粉状混合物 79克二氧化钛和139克碳酸钙。然后研磨混合物高分散31至46分钟得到细度140-150微米。缓慢加入PS@Si02核壳结构粒子[聚苯乙烯复合二氧化硅纳米粒子后的产物(PSOSiA 核壳结构粒子的制备参考文献王东波，“纳米SW2表面接枝聚合改性及在PP中的分散”， 合成树脂及塑料，2008年25卷1期)]乙二醇=1 3的悬浮液6克。缓慢加入286克丙烯酸树脂UCAR6^ (购于罗门哈斯公司)，低速混合11-16分钟。再加入143克硅酸钾粘合剂Kasil (购于PQ公司，福吉谷，宾夕法尼亚州)，低速混合11-16分钟。完成时加入0. 11 克消泡剂3010(购于Munzing化学有限公司，德国)混合11-16分钟。最后调整pH值为 9-10，用150微米滤纸过滤得到多功能衬底涂料(底漆)。上述例1的多功能衬底涂料，可用刷子(例如泡沫刷，或其它)涂覆在基材(如建筑物表面)。一个或多个表面都可涂多功能衬底涂料。例如粗纤维水泥基质可能有一个磨光的上表面和四个边经过锯切的粗面。所有的基质表面都可以涂。此湿涂料的用量在面与边的涂层干后的厚度相同。纤维水泥的典型样本为87. 5mmX300mmX25mm，初始湿重含量 4%-49%，初始板温度71°C-82°C。涂覆多功能衬底涂料在这样本的上表面和每个边，然后放入实验室烘箱烘烤，设定温度232°C自动降温到板表面温度71°C -88°C取出。纳米多功能衬底涂料的涂覆样本在室温条件下进一步老化至少M小时，然后进行分析。在涂刷表面涂料之前，上述样本可以冷却到32°C -50°C。表面涂料是水溶性的外层涂料，100%丙烯酸乳胶。刷涂表面和边角的涂料量控制在1. 5-2. 5立方厘米干膜厚度。 然后这表面涂料放入实验室烘箱老化到板表面温度71°C _88°C取出。表面涂料的涂覆样本在室温条件下进一步老化至少M小时，然后进行分析。实施例2本实施例在一个500毫升的不锈钢容器，加入49克蒸馏水，8克溶剂乙二醇丁醚， 1. 1克表面活性剂Β (181 (购于BI-CERA，德国)，4. 7克分散剂Β (155 (购于BI-CERA，德国)和1. 1克消泡剂SurfvnolDF75(购于空气化工产品有限公司，Lehigh Valiey, Pa)，中速混合25-31分钟直至获得均勻的混合物。缓慢加入粉状混合物31克二氧化钛Hitox (购于Tor的矿产，Copus Christi，德克萨斯州),40克二氧化钛Ti-Pure R931 (购于Ε. I.杜邦，Wihnington，特克拉华州)和49克滑石粉Pioneer Talc2620。高速研磨混合物31-41 分钟直至细度140-150微米。缓慢加入PSOSiA核壳结构粒子[聚苯乙烯复合二氧化硅纳米粒子后的产物(PSOSiA核壳结构粒子的制备参考文献王东波，“纳米SW2表面接枝聚合改性及在PP中的分散”，合成树脂及塑料，2008年25卷1期)]乙二醇=1 3的悬浮液6克。缓慢加入92克丙烯酸树脂Carboset CR717 (购于Lubrizol公司，威克利夫，俄亥俄州)。在低速混合中加入46克硅酸钠粘合剂Rhodocoat WTlOOO (购于Rhodia公司， Cranbury,新泽西州)，继续低速混合11_16分钟。完成后测量pH值及调整产品pH值为9-10，最后经过150微米滤纸过滤得到产品多功能衬底涂料。采用25mm泡沫刷，进行例2产品多功能衬底涂料的应用在纤维水泥样品，它的形貌是砂表面和四边锯切的粗面及未刷涂料。此涂料的湿用量要控制在样品面和边的干膜厚度相同。样品的尺寸为87. 5mmX300mmX25mm，样品的初始湿重(％ )为6-49%，样品的初始板温度为10°C -82°C .湿的多功能衬底涂料刷覆样品的面和边，送进一个实验室用的传送式烘箱，设定在232°C可自动调速烘干，板面温度为71°C _88°C取出样品。纳米多功能衬底涂料的涂覆样本在室温条件下进一步老化至少M小时，然后进行分析。有些样品还要涂覆表面涂料。在涂刷表面涂料之前，上述样本可以冷却到 32°C-60°C。表面涂料是水溶性的外层涂料，100%丙烯酸乳胶。刷涂表面和边角的涂料量控制在1. 6-2. 6立方厘米干膜厚度。然后这表面涂料放入实验室烘箱烘烤到板表面温度 71°C _88°C取出。表面涂料的涂覆样本在室温条件下进一步老化至少M小时，然后进行分析。上述描述的样品显示，纳米多功能衬底涂料改进了粘性在复合建筑材料。纳米多功能衬底涂料具有底漆和密封胶的功能，此配方中粘接剂包括丙烯酸乳液和硅酸盐组成的粘合剂，丙烯酸酯硅酸盐粘合剂，丙烯酸聚氨酯粘合剂，或这些粘合剂的结合物。这种纳米多功能衬底涂料可以用于适合的建筑物基质表面，既使其表面是粒状、灰尘或磨光，皆有优异的粘附性能。本发明的纳米多功能衬底涂料(底漆)提高了粘性在表面涂料(面漆)的接触面。 本配方揭示此衬底涂料可以应用于合适的建筑物基材、多孔复合材料、表面涂料，例如建筑物内外油漆、着色、清漆，施工用过的布满灰尘的或灼烧表面的基材。因此本配方纳米多功能衬底涂料提高了漆或表面涂料的使用期寿命。上述经过改进的纳米多功能衬底涂料有效地密封，可阻止潮湿渗透复合建筑材料。本发明的纳米多功能衬底涂料应用于复合建筑材料，具有优异的湿粘附性和干粘附性。 改变本配方纳米多功能衬底涂料的涂层厚度可以操作它的粘性。无论如何，本发明的衬底涂料可以应用于合适的建筑物基材、多孔复合材料、表面涂料，例如建筑物内外油漆、着色、 清漆，施工用过的布满灰尘的或灼烧表面的基材。因此本发明纳米多功能衬底涂料提高了漆或表面涂料的粘附性。见表1，表1为本发明纳米多功能衬底涂料(NMFP)的化合物组成表，其中*表示聚苯乙烯(PQ复合二氧化硅Si02纳米粒子；本发明实施例的各个配方涂料的多功能性体现在密封和衬底涂料的行为。术语“密封”表达它是衬底涂料，适用于基材表面的密封。例如，它通常作为油漆、污渍和清漆的基材涂料。衬底涂料的配方被设计用于建筑材料的基材，特别适用于复合建筑材料，包括纤维水泥基材及其被锯割的粗糙砂表面。表2为本发明各实施例纳米多功衬底质涂料的百分比含量与重量体积的相关性。涂料中成分的固体含量以Kg/L为计算单位。NMFP(N0.)表示纳米多功能衬底涂料的有效成分成分，NVM表示质量固体含量(Kg/Kg) %的百分比，NVV表示体积固体含量(Kg/L)%的百分比，PVC表示纳米PSOSiA粒子或色料体积浓度(Kg/L) %的百分比，CPVC表示纳米PSOSiA 粒子或色料临界体积浓度(Kg/L) %的百分比。表3为实施例1中有丙烯酸硅粘合剂的纳米多功能衬底涂料(NMFP)固含量(1. 20-1. 3Ig/L)的百分比重量与重量的相关性。树脂粘合剂A表示丙烯酸酯粘合剂，树脂粘合剂B表示硅酸盐粘合剂。*NVM表示质量的固体含量；NVV表示体积的固体含量；PVC表示体积浓度；CPVC表示临界体积浓度。**NMFP5A表示丙烯酸酯粘合剂；NMFP5B表示硅酸盐粘合剂。由表3可知NVM < 43%, NVV < 26%, PVC =39%, CPVC = 56%，此配方的固体含量为1. 20 1. 32Kg/L。表4为实施例2中有丙烯酸-聚氨酯粘合剂的纳米多功能衬底涂料(NMFP)固含量(1. 44-1. 56Kg/L)的重量与浓度的相关性。*NVM表示质量的固体含量；NVV表示体积的固体含量；PVC表示体积浓度；CPVC 表示临界体积浓度。**NMFP5C表示丙烯酸酯粘合剂；NMFP5D表示异氰酸酯粘合剂。由表 4可知质量固体含量(NVM) < 59%，体积固体含量(NVV) < 46%，纳米PSOSiO2体积浓度 < 20%，颜色体积浓度(PVC)=，纳米PSOSiO2临界体积浓度(CPVC) = 30%，色料临界体积浓度(CPVC) = 51%，此配方的固体含量为1. 44 1. 56Kg/L。表5为本发明实施例纳米多功能衬底涂料(NMFP)的防水/密封/弹性/粘合性能表，显示防水密封性能(Water Sensitivity,测试标准ASTMD4062)。纳米多功能衬底涂料应用于混凝土水泥砂基材表面， 基材为100mmxl00mmx2(K)mm，本衬底涂料刷布在此基材，在室温21°C 25°C和相对湿度 45% 55%干燥M小时，干膜厚大于20微米。然后刷布本衬底涂料制作方形围水槽测试 (Water Sport Test，ASTMD1308)，在无盖的方形围水槽内加入2 3毫升水，24小时后本衬底涂料膜没有起水泡，也没有渗透出水。膜可以软化，但M小时恢复期后膜完整能够复原。执行ASTMD3363标准，膜完整被解释为硬度变小不超过一支铅笔硬度单位。这是与没有经水浸过的膜(对照样品)比较的结果。由表5可知纳米多功能衬底涂料能应用于多种基材类型，包括混凝土水泥砂基材、金属基材和表面粗糙盖顶基材，具有优异的防水、密封、 弹性和粘合性能。由图1和2所示，图1为本发明纳米多功能衬底涂料的湿附着力(压敏胶带测定附着力，级)与纳米PSOSiA核壳结构粒子含量的相关性；图2为本发明衬底涂料的湿附着力与颜料体积浓度的相关性；可得纳米多功能衬底涂料的湿附着力与纳米PSOSiA核壳结构粒子含量和颜料体积浓度的相关性。描述了在外表锯切的复合材料样品粗糙边缘，用此配方制备的多功能衬底涂料与上面涂层具有的湿粘附力。上面涂层是水性丙烯酸涂料厚度为 1. 5立方厘米。多功能衬底涂料包括丙烯酸-硅酸盐粘合剂，此涂层厚度为0. 8立方厘米。 纳米PSOSiO2核壳结构粒子含量为2. 3. (w/w)，颜料体积浓度在观％ 42% (Kg/ L)之间。此衬底涂料应用到复合建筑材料及其水性丙烯酸酯涂层，具有良好的湿粘附力，特别纳米PS@Si02核壳结构粒子的增强作用显著提高了湿粘附力。本测试采用ASTMD3359-95 《附着力试验方法标准，用压敏胶带试验测定附着力》。附着力的指标为0 5A，5A级是最好的附着力。对于湿粘附力，样品包括水泥、砂构成的建筑材料，切割成样品尺寸 87. 5mmX300mmX25mm。样品的每边角均有砂和切割，在室温和湿度为 60%，没有密封剂，涂覆衬底涂料厚度0. 8立方厘米干膜厚度，此衬底涂料在升高温度(烘炉温度为60°C 880C )硬化，然后冷却。涂覆丙烯酸乳液厚度为1. 5立方厘米干膜厚度，同样升高温度硬化后冷却。此样品在水中浸泡M小时后，取出样品用手纸擦干表面的水。测试涂覆在复合建筑材料样品的衬底涂料的湿附着力，在底漆上切出一个直至基材(底材)的X形切口，应用压敏胶带(25mm宽)贴在切口上1小时在室温(25 °C +/_5°C )， 然后撕下。按照标准ASTMD3359-95的0A-5A等级定性地评定附着力。图1和图2各需要测定9个以上样品。湿附着力的级别，按漆膜从衬底涂层上脱落的面积来判断。
对于图2和3，硅酸盐粘合剂与丙烯酸酯粘合剂的比例为1 2(Kg/Kg)。图1说明了纳米PSOSiO2核壳结构粒子能够增强湿附着力，从提高性能和经济效益来衡量，2. 1% PSiSiO2核壳结构粒子为最佳。图4描述了硅酸盐粘合剂对丙烯酸酯粘合剂的质量比例，样品的制备与上述一样。对于图4，湿附着力在粗切割边的复合建筑材料样品表面涂覆此配方的多功能衬底涂料及100%丙烯酸乳液。涂覆多功能衬底涂料的厚度为0. 9立方厘米，顶层表面涂料厚度为1. 5立方厘米。图4显示了硅酸盐粘合剂对丙烯酸酯粘合剂的重量比为 0.7 1.4是合适的。图5说明了干附着力的级别，在砂和水泥的混凝土复合建筑材料的砂表面，涂覆丙烯酸-聚氨酯多功能衬底涂料，此基质涂料以重量比(％)来计算。图5表示多功能衬底涂料具有很好的干附着力。无论如何，各个不同厚度的衬底涂料涂覆在砂面的混凝土，一般少于5. 3%多功能衬底涂料膜被压敏胶带移除。涂层厚度实质地不改变附着力的级别。在需要的时候，较厚的多功能衬底涂料膜可以用来减少移除少于2. 3%漆膜。采用恰当的底衬涂层厚度有助于应付一切腻子的表面涂饰。图6显示了干附着力的级别，在砂和水泥的混凝土复合建筑材料粗切割边的表面，如图5所示，涂覆丙烯酸-聚氨酯多功能基质涂料，此衬底涂料以重量比(％)来计算。 图6表示多功能衬底涂料具有很好的干附着力。无论如何，各个不同厚度的衬底涂料涂覆在粗切割边的混凝土，一般少于6. 3%多功能衬底涂料膜被压敏胶带移除。涂层厚度实质地不改变附着力的级别。在需要的时候，较厚的多功能衬底涂料膜可以用来减少移除漆膜。 采用恰当的底衬涂层厚度有助于应付一切腻子的表面涂饰。图7描绘了湿附着力的级别，在砂和水泥的混凝土复合建筑材料的砂表面，涂覆丙烯酸-聚氨酯多功能衬底涂料，此衬底涂料以重量比(％)来计算。如图2、3、4和5所示，在此衬底涂料层加涂丙烯酸乳液为顶层表面涂料。图7表示多功能衬底涂料具有很好的湿附着力在湿条件。无论如何，各个不同厚度的基质涂料涂覆在砂面的混凝土，一般少于 6. 5%多功能衬底涂料膜被压敏胶带移除。涂层厚度实质地不改变附着力的级别。在需要的时候，较厚的多功能衬底涂料膜可以用来减少移除少于2. 3%漆膜。采用恰当的底衬涂层厚度有助于应付一切腻子的表面涂饰。图8描述了湿附着力的级别，在砂和水泥的混凝土复合建筑材料粗切割边的表面，涂覆丙烯酸-聚氨酯多功能衬底涂料，此衬底涂料以重量比(％)来计算。在此衬底涂料层加涂丙烯酸乳液为顶层表面涂料。图8表示多功能衬底涂料的干膜厚度对于湿附着力在复合建筑材料粗切割边的表面有着明显的影响。纳米多功能衬底涂料厚度大于0. 75立方厘米，在湿条件少于9. 7%顶层表面涂料膜被压敏胶带移除。在此所用的样品，复合建筑材料是孔状的一或二种不同材料构成的。例如，石膏复合材料，水泥复合材料，地矿聚合物复合材料，或其它复合材料具有一种无机粘合剂的综合建筑材料。材料表面可能是打磨、锯切割、打孔、水射流切割、剪切、加工、抛光、挤出、模压， 或用其它工艺制成的所需各种尺寸、形状的物件。复合建筑材料可以是完全加工的、部分加工的，或没有加工的自然状态。复合建筑材料可能进一步包括石膏板、纤维水泥板、纤维网或布增强水泥板、石膏短纤维板、网状纤维、线状纤维、无机木材和纤维复合材料、木材和地矿物聚合物增强纤维板、混泥土屋面瓦材料和纤维-塑料复合材料。理想的纤维包括各种纤维素的纤维材料，例如，处理的或未处理的、漂白的或未漂白的牛皮纸浆。还有其它形式的纤维素可以使用。例如，陶瓷、玻璃、矿棉、钢、合成高分子(聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚丙烯氰、聚丙烯氰胺、粘胶、尼龙、聚氯乙烯、聚乙烯醇、人造丝、玻璃陶瓷、碳及其混合物)。任何添加剂可以选择加入复合材料，包括密度改性剂、分散剂、纳米二氧化硅粒子复合材料颗粒、二氧化钛、阻燃剂、粘度改性剂、增稠剂、颜料、着色剂、防霉剂、发泡剂、絮凝剂、防水剂、铝粉、高岭土、氢氧化铝、云母、碳酸钙、高分子树脂乳液及其混合物。纳米多功能衬底涂料改进了建筑材料的基材物理和化学性质，比较目前现有的底漆性能高和功能多。此描述的多功能衬底涂料既有密封、防水功能，又有底漆腻子的优良性能。在实际应用中，此描述的纳米多功能衬底涂料涂覆在复合建筑材料有着非常优良的粘附力。改变此衬底涂料配方的颜料体积浓度、树脂与粘合剂的比例，提供了更多更好的性质。在另一应用实例中，此描述的纳米多功能衬底涂料涂覆在满是灰尘的或抛光的纤维水泥基材，改进了材料基质与底漆腻子之间的附着力，提高了面漆(油漆，清漆，水性涂料)的附着力。这是体现了纳米多功能衬底涂料的表面包容性和渗透性。具体地说纳米多功能衬底涂料既能够包容表面灰尘进入该涂料，又能够粘附进入纤维水泥基材的抛光表面微孔，因此它具有卓越的粘附功能。纳米多功能衬底涂料，为复合建筑材料的内外涂料提高了粘附性能。重要的是，此设计的配方提供了衬底涂料卓越的耐用性，并且性能比传统的产品更好。以下提供的例子是代表性的和无限制的配方工艺、施工应用纳米多功能衬底涂料。虽然前述事项已经具体化的描述，详细说明和指出了肯定的新颖的本发明内容。 但是将要理解的方面，在阐明及其应用中各种忽略、代替和变化，有技能的工艺者可以按照本发明的内容进行操作。实际上赞赏本发明具体化的应用可以有明显的本身的形式。表 1
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权利要求
1.一种纳米多功能衬底涂料，其特征在于包括如下质量百分比的组分增强剂 2. 3. 2%，载体9% 49%，表面活性剂0. 2% 0. 7%，分散剂0. 2% 1.6%，树脂粘合剂四％ 58 %，增稠剂0. 2 % 0. 4 %，填料6 % 21 %，消泡剂0. 2 % 0. 5 %，溶剂 2% 4%，色料11 % 21%，交联剂4% 7%。
2.如权利要求1所述的一种纳米多功能衬底涂料，其特征在于所述的增强剂采用纳米PSlgSiO2 ；所述的载体采用水；所述的树脂粘合剂采用丙烯酸乳液和硅酸盐粘合剂或丙烯酸聚氨酯粘合剂中的一种；所述的表面活性剂采用非离子表面活性剂或辛基酚乙氧基盐中的一种；所述的分散剂采用丙烯酸酯共聚物的钠盐溶液；所述的增稠剂采用聚氨酯为基础的流变改性剂；填料采用颗粒小于9微米的碳酸钙或0. 9-9微米的滑石粉；增强剂为PSO SiO2核壳结构纳米粒子；消泡剂采用炔类化合物改性的聚硅氧烷或商标ParrafTinic消泡剂；颜料采用二氧化钛，溶剂采用乙二醇或乙二醇丁醚；交联剂采用异氰酸酯。
3.如权利要求2所述的一种纳米多功能衬底涂料，其特征在于所述的纳米PSfgSiO2* 聚苯乙烯复合二氧化硅纳米粒子后的产物。
4.如权利要求2所述的一种纳米多功能衬底涂料，其特征在于所述的硅酸盐采用硅酸钠和硅酸钾中的一种或两种。丙烯酸酯与硅酸盐粘合剂的比例一般在1. 40和0. 70。
5.如权利要求2所述的一种纳米多功能衬底涂料，其特征在于所述的表面活性剂采用Triton X-100表面活性剂或表面活性剂BIlSl ；分散剂采用BI-155 ；增稠剂采用 Acrysol RM-8W ；消泡剂采用Surfynol DF66或消泡剂3010或消泡剂Surfvnol DF75 ；丙烯酸乳液和硅酸盐粘合剂采用丙烯酸树脂UCAR6^和硅化钾树脂Kasil ；丙烯酸聚氨酯粘合剂采用丙烯酸树脂Carboset CR717和Rhodocoat WTlOOO ；所述的颜料采用二氧化钛Hitox 或二氧化钛 Ti-Pure R931。
6.一种如权利要求1所述的纳米多功能衬底涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)不锈刚容器中加入载体后依次加入表面活性剂、分散剂、消泡剂、中速混合25-31分钟获得均勻的混合物；幻缓慢加入粉状混合物颜料、填料，高速研磨混合物31-41分钟直至细度140-150微米；3)接着缓慢加入增强剂和溶剂，并缓慢加入树脂粘合剂，低速混合 11-16分钟；4)测量并调整pH值，使pH为9-10 ;5)利用150微米滤纸过滤得到产品。
全文摘要
本发明公开了一种纳米多功能衬底涂料，其特征在于包括如下质量百分比的组分增强剂2.1％～3.2％，载体9％～49％，表面活性剂0.2％～0.7％，分散剂0.2％～1.6％，树脂粘合剂29％～58％，增稠剂0.2％～0.4％，填料6％～21％，消泡剂0.2％～0.5％，溶剂2％～4％，色料11％～21％，交联剂4％～7％；及其制备方法。本发明的多功能衬底涂料有利于提高水泥混凝土的耐久性，具有防水、弹性、密封、粘合功能，且能提高面漆性能的特点。
文档编号C09D133/00GK102433050SQ201110265908
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者姜友青, 张云波 申请人:华侨大学