本发明涉及一种建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种防水透气的纯硅树脂外墙涂料及其制备方法。
背景技术：
：外墙涂料，是用于涂刷建筑外立墙面的，用特定的施工方法涂覆到物体表面后，经固化使物体表面形成美观而有一定强度的连续性保护膜，或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品，它可以遮盖被涂面上的各种缺陷，使其美观，即具有装饰性；它可以控制水分，隔绝空气中的二氧化碳、二氧化硫、氯化氢等腐蚀性气体，防止气候对被涂物影响及金属底材生锈，即具有保护功能；它可以赋予被涂物表面各种颜色，具有标志作用。作为一种环保、施工方便的装饰材料，近年来水性涂料在外墙装饰中的应用越来越广泛。但由于涂料中的各个原料的配比不合理引发涂料的色差变化大、粉化程度严重、透气性差、耐沾污性差和耐刷洗性差的问题。技术实现要素：本发明提供了一种防水透气的纯硅树脂外墙涂料及其制备方法以解决上述问题。本发明的目的是以下述技术方案实现的：一种防水透气的纯硅树脂外墙涂料，它是由以下体积份的原料制备而成：去离子水270-330份、orotan1124分散剂35-45份、聚磷酸钠1.5-2.5份、防腐剂1.5-2.5份、羟乙基纤维素醚2.5-3.5份、nxz消泡剂2.5-3.5份、硅树脂乳液90-110份、纯丙乳液90-100份、有机硅憎水剂9-11份、白云石120-150份、重晶石100-120份、二氧化钛70-90份、氧化铁红35-45份、聚氨酯类增稠剂1.5-2.5份。优选的，所述的一种防水透气的纯硅树脂外墙涂料，它是由以下体积份的原料制备而成：去离子水300份、orotan1124分散剂40份、聚磷酸钠2份、防腐剂2份、羟乙基纤维素醚3份、nxz消泡剂3份、硅树脂乳液100份、纯丙乳液95份、有机硅憎水剂10份、白云石135份、重晶石110份、二氧化钛80份、氧化铁红40份、聚氨酯类增稠剂2份。所述的防水透气的纯硅树脂外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯类增稠剂、有机硅憎水剂、nxz消泡剂、orotan1124分散剂、防腐剂、纯硅树脂乳液、硅树脂乳液和去离子水加入搅拌机中，在40-50℃下以30-50rpm的搅拌速度搅拌20-30min；（2）加入二氧化钛、氧化铁红和羟乙基纤维素醚120-180rpm的搅拌速度搅拌6-12min，然后加入白云石、重晶石和聚磷酸钠，高速剪切混合均匀，制得建筑外墙耐温变抗氧化彩色涂料。本发明的有益效果如下：1、配方中颜料和填料的体积占总体积的比例（pvc）是关键，本发明中以二氧化钛和氧化铁红为颜料，以白云石和重晶石为填料，pvc在35%或进一步增大颜料比例时，涂料对比率高，色差变化少，粉化程度较轻微。2、当pvc小于临界比时随硅树脂乳液占乳液总体积的比例增加，涂料的透气性增加。当硅树脂乳液占乳液总体积的比例小于60%时涂料的耐沾污性随硅树脂乳液占乳液总体积的比例增加而增加。当硅树脂乳液占乳液总体积的比例大于60%时涂料的耐沾污性随硅树脂乳液占乳液总体积的比例增加而降低。硅树脂乳液中—si—o—si—键键能是452kj/mol，比c—c键键能356kj/mol高很多，所以当紫外线能量以418kj/mol照射200h后，纯丙乳液漆膜中聚合物会有部分降解，导致漆膜耐洗刷性能下降，但硅树脂乳液基本不受影响。因此硅树脂乳液占乳液总体积的比例不超过60%的范围内比例越高，其透气性、耐沾污性和耐洗刷性更优。3、不同的助剂种类和添加量对涂料性能影响较大，0.3%nxz可获得较好的消泡效果和外观。2%润湿剂和4%orotan1124分散剂配合在有色涂料中可以得到比较好的展色性。具体实施方式实施例1一种防水透气的纯硅树脂外墙涂料，它是由以下体积份的原料制备而成：去离子水270-330份、orotan1124分散剂35-45份、聚磷酸钠1.5-2.5份、防腐剂1.5-2.5份、羟乙基纤维素醚2.5-3.5份、nxz消泡剂2.5-3.5份、硅树脂乳液90-110份、纯丙乳液90-100份、有机硅憎水剂9-11份、白云石120-150份、重晶石100-120份、二氧化钛70-90份、氧化铁红35-45份、聚氨酯类增稠剂1.5-2.5份。防水透气的纯硅树脂外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯类增稠剂、有机硅憎水剂、nxz消泡剂、orotan1124分散剂、防腐剂、纯硅树脂乳液、硅树脂乳液和去离子水加入搅拌机中，在40-50℃下以30-50rpm的搅拌速度搅拌20-30min；（2）加入二氧化钛、氧化铁红和羟乙基纤维素醚120-180rpm的搅拌速度搅拌6-12min，然后加入白云石、重晶石和聚磷酸钠，高速剪切混合均匀，制得建筑外墙耐温变抗氧化彩色涂料。在颜料和填料的体积在总体积的占比一定的情况下，随着硅树脂乳液加量的增加，涂层耐沾污性能具有较明显的提高，这是由于当硅树脂乳液添加到外墙乳胶漆后，能形成类似网状结构的大分子，这种网状结构比较坚硬，与普通丙烯酸乳液具有热塑性不同的是，硅树脂乳液具有热固性，表观硬度几乎不随温度变化，所以即使在外界温度较高如夏天户外的环境中，硅树脂涂料仍具有良好的耐沾污性。实施例2一种防水透气的纯硅树脂外墙涂料，它是由以下体积份的原料制备而成：去离子水300份、orotan1124分散剂40份、聚磷酸钠2份、防腐剂2份、羟乙基纤维素醚3份、nxz消泡剂3份、硅树脂乳液100份、纯丙乳液95份、有机硅憎水剂10份、白云石135份、重晶石110份、二氧化钛80份、氧化铁红40份、聚氨酯类增稠剂2份。防水透气的纯硅树脂外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯类增稠剂、有机硅憎水剂、nxz消泡剂、orotan1124分散剂、防腐剂、纯硅树脂乳液、硅树脂乳液和去离子水加入搅拌机中，在40-50℃下以30-50rpm的搅拌速度搅拌20-30min；（2）加入二氧化钛、氧化铁红和羟乙基纤维素醚120-180rpm的搅拌速度搅拌6-12min，然后加入白云石、重晶石和聚磷酸钠，高速剪切混合均匀，制得建筑外墙耐温变抗氧化彩色涂料。对通过上述配比和制备方法制备出的纯硅树脂外墙涂料的性能测试得出，该纯硅树脂外墙涂料透气性好、吸水性低、耐擦洗性能和耐候性能优异。本发明实施例3-26提供的面层用高硬度自流平材料的配方见表1-4，其制备方法同实施例2。表1原料实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8去离子水270300330280290330orotan1124分散剂454035364535聚磷酸钠21.52.522.51.5防腐剂2.51.51.5221.5羟乙基纤维素醚2.53.532.533.5nxz消泡剂33.532.52.53.5硅树脂乳液1101051009590100纯丙乳液9095100919293有机硅憎水剂1091110119白云石150120135150135120重晶石100105110115120115二氧化钛807090758580氧化铁红453540363738聚氨酯类增稠剂21.522.51.52.5表2原料实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14去离子水300270310320300270orotan1124分散剂403738403545聚磷酸钠1.522.51.52.52防腐剂2.522.521.52.5羟乙基纤维素醚32.53.533.52.5nxz消泡剂32.53.52.533.5硅树脂乳液110901009590110纯丙乳液9510090949695有机硅憎水剂9101191110白云石125130120135150135重晶石120100105110110115二氧化钛907085759075氧化铁红454035394142聚氨酯类增稠剂1.52.521.522.5表3原料实施例15实施例16实施例17实施例18实施例19实施例20去离子水330280300330270290orotan1124分散剂394035454142聚磷酸钠2.521.52.51.52防腐剂2.51.52.522.21.5羟乙基纤维素醚3.52.533.532.5nxz消泡剂3.533.52.53.53.5硅树脂乳液1059011010510095纯丙乳液90100979895100有机硅憎水剂1191011109白云石140120150135150120重晶石120100105105115120二氧化钛858070907075氧化铁红403545434440聚氨酯类增稠剂1.522.51.52.52表4原料实施例21实施例22实施例23实施例24实施例25实施例26去离子水300330270310320300orotan1124分散剂404535434440聚磷酸钠1.61.82.21.522.5防腐剂22.51.521.61.8羟乙基纤维素醚2.533.53.52.53nxz消泡剂2.5332.52.53硅树脂乳液9010011095105100纯丙乳液9099909510099有机硅憎水剂9101111910白云石145140135120150140重晶石100110115120100110二氧化钛858080707585氧化铁红453540354540聚氨酯类增稠剂1.522.51.52.52颜填料在涂料中的体积比对涂料性能影响的试验原料中颜料使用二氧化钛和氧化铁红，体积比为2:1，填料使用抗粉化性好、不易沉降、耐磨性好、吸水量少的白云石和重晶石。颜料与填料添加的体积比同实施例2。通过添加纯丙乳液调整pvc，此时不添加硅树脂乳液。试验结果见表5。表5不同颜填料比例对涂料色差、粉化程度的影响pvc对比率△e分化程度10%0.852.6很严重20%0.882.1严重30%0.901.6轻微35%0.931.2轻微40%0.960.9轻微45%0.970.8很轻微50%0.980.7很轻微从表5可以看出，当pvc在35%或进一步增大颜料比例时，涂料对比率达到优等品要求，色差变化少,粉化程度轻微。硅树脂乳液添加量对涂料透气性和耐沾污性影响的试验在配方中，选择纯丙乳液，调整涂料中pvc为35%、40%、50%和65%，颜料使用二氧化钛和氧化铁红，体积比为2:1，颜料与填料添加的体积比同实施例2。在保持pvc不变的情况下，用硅树脂乳液对纯丙乳液进行替换，体积比例分别为0、20%、40%、60%、80%和100%。涂料透气性sd值（单位：m）测试结果见表6。表6硅树脂乳液添加量对透气性的影响硅树脂乳液替换体积比020%40%60%80%100%pvc35%0.640.620.570.480.430.39pvc40%0.540.520.450.400.360.30pvc50%0.450.410.350.320.290.23pvc65%0.150.150.140.140.140.14纯丙乳液成膜时会形成连续的漆膜，降低涂层透气性，导致墙面中的水汽不能逸出墙体，影响涂膜的附着力。硅树脂不堵塞毛细孔，具有很好的透气性。从表6可看出pvc越高透气性越好，pvc对涂料的透气性影响较大。乳液刚好能完全包裹住颜料和填料时的pvc称为临界比，当pvc为65%时硅树脂乳液替换体积比的变化对透气性基本没有作用，而且透气性良好，是因为pvc超过了临界比，超过临界比时乳液不能完全包裹住颜料和填料，因此硅树脂乳液的含量对透气性影响不大，但pvc超过临界比时防水性差。当pvc没有超过临界比时，涂料中乳液能完全包裹住颜填料，因此涂料的透气性随硅树脂乳液的含量增加，透气性会增加。涂料耐沾污性（单位：%）测试结果见表7。表7硅树脂乳液添加量对耐沾污性的影响硅树脂乳液替换体积比020%40%60%80%100%pvc35%18179789pvc40%171612101110pvc50%161412121311pvc65%312318172023从表7测试结果可以看出，不同pvc涂料耐沾污性能差异也很大。当pvc为35%、40%和50%时，此时pvc小于临界比，涂料中乳液能完全包裹住颜填料，耐沾污性能主要取决于乳液的玻璃化温度。当pvc大于临界比时，由于乳液不能完全包裹住颜填料，耐沾污性能会有较明显下降。但在同一pvc体系中，随着硅树脂乳液加量的增加，涂层耐沾污性能具有较明显的提高，这是由于当硅树脂乳液添加到外墙乳胶漆后，能形成类似网状结构的大分子，这种网状结构比较坚硬，与普通纯丙乳液具有热塑性不同的是，硅树脂乳液具有热固性，表观硬度几乎不随温度变化，所以即使在外界温度较高如夏天户外的环境中，硅树脂涂料仍具有良好的耐沾污性。但硅树脂乳液替换体积比超过60%后，性能略有下降，是硅树脂乳液添加量超过一定程度后，带来了过多的微孔，影响了涂料耐沾污性。硅树脂中—si—o—si—键键能是452kj/mol，比c—c键键能356kj/mol高很多，所以当紫外线能量以418kj/mol照射200h后，纯丙乳液漆膜中聚合物会有部分降解，导致漆膜耐洗刷性能下降，但硅树脂乳液基本不受影响。所以加入硅树脂乳液对提高涂料耐候性也有很好的效果。当前第1页12