一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料及其制备方法。

背景技术：

随着社会经济的快速发展、人们生活水平的日益提高，高性能、环保型的建筑涂料日益受到人们的青睐，涂层的装饰性越来越被人们重视。涂层的耐沾污性对涂层装饰性的影响至关重要，已经成为衡量涂料质量(特别是建筑涂料)的一个非常重要的指标。然而传统的建筑外墙涂料往往存在耐沾污性差、耐老化性能不足的缺陷，已不能满足现代人的需求。

氟碳涂料因c-f键具有高键能(486kj/mol)、且f原子半径小、极化率低等原因，具有超耐候性、耐腐蚀性、耐化学性等特点，被广泛应用于建筑领域、交通运输领域等领域。氟碳涂料具有较低的表面能，突出的不粘性，理论上应该具有优异的耐沾污性能，然而无论实验室数据还是现场实例考察结果来看，氟碳涂料在实际使用过程中容易产生“雨痕”，耐沾污性能并不理想。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料及其制备方法，该氟碳涂料的耐沾污能力显著增强。

本发明是这样实现的：

本发明目的之一在于提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料，所述建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的原料包括重量比为100：8～20的a组分和b组分；

所述a组分的原料按重量分数计包括：水性氟碳乳液40～60份、钛白粉20～30份、季铵化聚硅氧烷0.5～10份、消泡剂0.2～1份、润湿剂0.1～1份、分散剂0.2～1份、纳米二氧化硅0.1～1份、丙二醇1～3份、成膜助剂2～10份、流平剂0.1～0.5份、基材润湿剂0.1～1份、流变助剂0.1～1份、多功能胺助剂0.1～0.3份、催化剂0.01～0.2份、水5～20份；

所述b组分的原料按重量分数计包括：hdi固化剂40～60份、丙二醇甲醚醋酸酯40～60份。

优选地，所述水性氟碳乳液为feve水性氟碳乳液；所钛白粉为杜邦r706；所述消泡剂为海明斯ap7072。

优选地，所述润湿剂为海明斯fx365；所述分散剂海明斯fx600。

优选地，所述成膜助剂为醇酯-12；所述流平剂为迪高glide410；所述基材润湿剂为迪高wetkl245。

优选地，所述流变助剂为ashlandxls-530；所述多功能胺助剂为陶氏amp-95。

优选地，所述催化剂为有机锡类催化剂borcherslh10；所述季铵化聚硅氧烷为季铵化聚醚硅氧烷、季铵化羟基聚硅氧烷、季铵化羟基聚醚硅氧烷中的一种或几种。

优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为3～20nm。

优选地，所述hdi固化剂为拜耳3100、拜耳xp2655中的一种或两种。

本发明目的之二在于提供所述的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的制备方法的制备方法，所述制备方法包括：

步骤1、将所述a组分的原料按所述配比混合、搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆a组份；

步骤2、将所述b组分的原料hdi固化剂、丙二醇甲醚醋酸酯按所述配比混合，搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆b组份；

步骤3、将所述水性氟碳漆a组份和水性氟碳漆b组份按照重量比为100：8～20的比例混合，搅拌均匀得到该建筑外墙用耐沾污氟碳涂料。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：

1、本发明提供的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料为双组份水性涂料，一方面各成分协同配合使得其有较高的交联密度，通过提高涂层的致密性使污染物不易渗入减少了吸入性污染；另一方面各成分协同配合改善了涂层的表面性能(改变涂层表面的亲、疏水性能)使污染物难以吸附并容易除去，即具有较低的表面能，污染物不易在漆膜表面附着，有良好的自洁性。因此本发明的氟碳涂料的耐沾污能力较一般的氟碳涂料显著增强。

2、本发明提供的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的配方中加入的纳米二氧化硅，粒径小、表面能较高，在成膜过程中可以迅速填补孔隙，增加了漆膜的致密度和平整度，进一步提高了耐沾污性；

加入的了季铵化聚硅氧烷，在成膜过程中，季铵化聚硅氧烷中的活泼氢会与固化剂中异氰酸酯反应，将季铵化聚硅氧烷和水性氟碳乳液中的氟碳树脂聚合成一网状结构，增加了整个体系的亲水性及亲水性的持久性；

且季铵化聚硅氧烷兼具亲水性季铵基团和疏水性聚硅氧烷的综合性能。在成膜过程中，亲水基团会迁移至涂层表面，一方面，让亲油类污染物在其表面不易附着；另一方面，降低涂膜表面的水接触角，使得涂层很容易润湿，避免雨痕问题。

附图说明

图1为实施例1制备得到的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的接触角测试图；

图2为实施例2制备得到的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的接触角测试图；

图3为实施例3制备得到的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的接触角测试图；

图4为实施例4制备得到的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的接触角测试图；

图5为对比例1的常规氟碳涂料的接触角测试图。

具体实施方式

实施例1

1、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料，其原料包括重量比为100：20的a组分和b组分；

所述a组分的原料按重量分数计包括：水性氟碳乳液60份、钛白粉20份、季铵化聚醚硅氧烷0.5份、消泡剂0.2份、润湿剂0.1份、分散剂0.2份、纳米二氧化硅0.1份、丙二醇2.6份、成膜助剂10份、流平剂0.1份、基材润湿剂0.5份、流变助剂0.5份、多功能胺助剂0.19份、催化剂0.01份、水5份；

所述b组分的原料按重量分数计包括：hdi固化剂40份、丙二醇甲醚醋酸酯60份。

2、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的制备方法为：

步骤1、将所述a组分的原料按所述配比混合、搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆a组份；

步骤2、将所述b组分的原料hdi固化剂、丙二醇甲醚醋酸酯按所述配比混合，搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆b组份；

步骤3、将所述水性氟碳漆a组份和水性氟碳漆b组份按照所述重量比为混合，搅拌均匀得到该建筑外墙用耐沾污氟碳涂料。

实施例2

1、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料，其原料包括重量比为100：8的a组分和b组分；

所述a组分的原料按重量分数计包括：水性氟碳乳液40份、钛白粉30份、季铵化羟基聚硅氧烷3份、消泡剂0.3份、润湿剂0.5份、分散剂1份、纳米二氧化硅0.2份、丙二醇1份、成膜助剂2份、流平剂0.5份、基材润湿剂0.3份、流变助剂1份、多功能胺助剂0.1份、催化剂0.1份、水20份；

所述b组分的原料按重量分数计包括：hdi固化剂60份、丙二醇甲醚醋酸酯40份。

2、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的制备方法为：

步骤1、将所述a组分的原料按所述配比混合、搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆a组份；

步骤2、将所述b组分的原料hdi固化剂、丙二醇甲醚醋酸酯按所述配比混合，搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆b组份；

步骤3、将所述水性氟碳漆a组份和水性氟碳漆b组份按照所述重量比为混合，搅拌均匀得到该建筑外墙用耐沾污氟碳涂料。

实施例3

1、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料，其原料包括重量比为100：10的a组分和b组分；

所述a组分的原料按重量分数计包括：水性氟碳乳液40份、钛白粉30份、季铵化羟基聚醚硅氧烷10份、消泡剂0.3份、润湿剂1份、分散剂1份、纳米二氧化硅0.2份、丙二醇1份、成膜助剂3份、流平剂0.2份、基材润湿剂0.1份、流变助剂1份、多功能胺助剂0.1份、催化剂0.1份、水12份；

所述b组分的原料按重量分数计包括：hdi固化剂50份、丙二醇甲醚醋酸酯50份。

2、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的制备方法为：

步骤1、将所述a组分的原料按所述配比混合、搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆a组份；

步骤2、将所述b组分的原料hdi固化剂、丙二醇甲醚醋酸酯按所述配比混合，搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆b组份；

步骤3、将所述水性氟碳漆a组份和水性氟碳漆b组份按照所述重量比为混合，搅拌均匀得到该建筑外墙用耐沾污氟碳涂料。

实施例4

1、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料，其原料包括重量比为100：13的a组分和b组分；

所述a组分的原料按重量分数计包括：水性氟碳乳液50份、钛白粉20份、季铵化聚硅氧烷6份(季铵化羟基聚硅氧烷3份+季铵化羟基聚醚硅氧烷3份)、消泡剂1份、润湿剂0.3份、分散剂0.6份、纳米二氧化硅1份、丙二醇3份、成膜助剂6份、流平剂0.5份、基材润湿剂1份、流变助剂0.1份、多功能胺助剂0.3份、催化剂0.2份、水10份；

所述b组分的原料按重量分数计包括：hdi固化剂50份、丙二醇甲醚醋酸酯50份。

2、本实施例提供一种建筑外墙用耐沾污氟碳涂料的制备方法为：

步骤1、将所述a组分的原料按所述配比混合、搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆a组份；

步骤2、将所述b组分的原料hdi固化剂、丙二醇甲醚醋酸酯按所述配比混合，搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆b组份；

步骤3、将所述水性氟碳漆a组份和水性氟碳漆b组份按照所述重量比为混合，搅拌均匀得到该建筑外墙用耐沾污氟碳涂料。

对比例1

1、本对比例提供一种常规的建筑外墙双组份氟碳涂料，其原料包括重量比为100：13的a组分和b组分；

所述a组分的原料按重量分数计包括：水性氟碳乳液50份、钛白粉20份、消泡剂0.2份、润湿剂0.2份、分散剂0.6份、丙二醇3份、成膜助剂5份、流平剂0.2份、基材润湿剂0.2份、流变助剂0.5份、多功能胺助剂0.1份、水20份；

所述b组分的原料按重量分数计包括：hdi固化剂50份、丙二醇甲醚醋酸酯50份。

2、本对比例提供一种常规的建筑外墙双组份氟碳涂料的制备方法为：

步骤1、将所述a组分的原料按所述配比混合、搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆a组份；

步骤2、将所述b组分的原料hdi固化剂、丙二醇甲醚醋酸酯按所述配比混合，搅拌均匀后过滤，得到水性氟碳漆b组份；

步骤3、将所述水性氟碳漆a组份和水性氟碳漆b组份按照所述重量比为混合，搅拌均匀得到该建筑外墙用双组份氟碳涂料。

实验例1

将实施例1-实施例4制得的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料配方总结如表1所示。

表1

将实施例1-实施例4以及对比例1制得的建筑外墙用耐沾污氟碳涂料性能测试结果(包括接触角、耐玷污性和90d外雨水污痕)进行统计如表2所示。所述接触角测试依据标准gb/t30447-2013中静态接触角的测量方法进行。所述耐沾污性依据标准为gb/t9780-2013，该标准采用试验用灰标准样品与水(质量比1:1)的混合液作为污染源，采用刷涂法将污染源涂刷在涂层样板上，涂刷好的样板按标准中a法(标准状态法)进行试验。通过测定反射系数，计算其耐沾污性。所述户外雨水污痕试验(90d)依据gb/t31815-2015进行。

表2

由表2可知：本发明中的氟碳涂料因季铵化聚硅氧烷的加入，亲水性增强，接触角降低，增加了水对涂层的润湿性，从而减少了雨水污痕，耐沾污性较普通氟碳涂料有明显提升。

涂层经户外雨水污痕90天测试，漆膜无异常，有轻微雨水污痕，耐沾污性有所降低，但降低速率远低于普通氟碳涂料。

综上可知，本发明中各成分协同配合，使得涂层有较高的交联密度、致密度和平整度，提高了其耐沾污性能。各成分的协同作用也提升了涂层了综合性能，增加了涂层的功能耐久性。户外90天测试后，涂层依据平整光滑，耐沾污性能优异。

所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。