一种建筑外立面涂料及其制备方法
【专利说明】一种建筑外立面涂料及其制备方法 所属技术领域
[0001] 本发明涉及建筑涂料领域，具体涉及一种建筑外立面涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 涂料就是能够涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附着的连续薄膜的材料，这种材 料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄 膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。
[0003] 近年来，建筑涂料朝着环保、耐磨、隔热保温、安全、超长寿命等方面发展。现有的 防水涂料有多种，有的施工操作复杂且性能差；有的防水效果差，耐候性能差，有的需要现 场配料不仅施工麻烦而且存在配料不准导致性能下降影响防水效果。聚氨酯防水涂料是一 种在聚氨酯的分子链中含有亲水性基团的聚氨酯树脂，与水具有很强的亲和性，采用特定 的工艺能使之在水中分散并形成稳定的体系。
[0004] 水性聚氨酯涂料是使用水作为分散体系而制备的聚氨酯涂料。由于其高环保性、 高装饰性、高耐磨性、高抗粘、抗裂性，以及相对较宽的施工温度范围，在国内外发展迅速， 应用广泛。隔热保温涂料在与建筑物的围护结构复合后，可使建筑达到保温和隔热的目的， 是常用的建筑节能材料。聚氨酯保温涂料具有导热系数低、强度高、耐老化、防水性能好等 特点，因此在建筑节能材料上具有很广泛的应用。但水性聚氨酯成膜后具有一定的亲水性 能，故耐水性能一般不高。在涂层中引入有机硅、有机氟两类低表面能的物质以及构筑微/ 纳米复合的粗糙结构都能够提高涂层的疏水性。但直接以含氟、含硅类低表面能树脂作为 成膜树脂往往导致涂层和基底的附着力变差。
[0005] 超疏水涂层具有超高的水接触角和极低的滚动角可使水滴在涂层表面快速滑落， 带走表面的灰尘和污垢，赋予涂层自清洁功能。超疏水涂层因为其独特的润湿性能和自清 洁性能在防污、防覆冰、防雾及海洋防腐等领域有广阔的应用前景。目前文献报道的超疏水 涂层多存在耐磨性差、附着力低，不能长久保持疏水性等问题，严重限制了其实际应用。
[0006] 研究发现，低表面能的表面可有效防止涂鸦附着和污染，使用高性能防涂鸦涂料， 是对付涂鸦的一个直接有效的手段，尤其是长效持久的防涂鸦涂料，其表面坚硬、滑爽，涂 鸦材料难以沾污其上，且极易清除。聚硅氧烷具有优异的憎水憎油性及润滑性，将其应用于 涂料中，可显著降低涂膜的表面能，取得极佳的低表面能效果。
[0007]热反射防腐涂料的隔热效果，主要通过配方中加入的特殊填料对太阳光的反射而 获得。高分子有机树脂由于具有非常高的太阳光穿透率，所以在配方中只起到成膜的作用， 对热反射并没有贡献，然而，耐候性差的高分子树脂非但对热反射没有帮助，还会降低漆膜 的隔热功效。在户外环境中，使用耐候性差的高分子树脂的漆膜在太阳光的照射下发生黄 变、粉化，使漆膜的L值降低，另外，由于表面的粉化导致漆膜更容易受到污染，污染物堆积 镶嵌在漆膜表面，进一步降低L值，而L值下降，漆膜的太阳光反射率就会下降，由此使得油 漆的隔热性变差。
[0008]虽然有些防腐涂料应用在建筑外立面上，但是随着社会的发展，人们对建筑所用 涂料的性能提出了更高的要求，现有的涂料其耐腐蚀性、耐高温性能和阻燃性能欠佳，附着 力不好，在使用的过程中容易脱落，已经不能满足高速发展的社会的需要，需要进行改进。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种建筑外立面涂料及其制备方法，旨在解决现有的建筑 外立面涂料不能同时满足耐腐蚀性好、耐高温和阻燃性能好、涂层与基底附着力好、疏水性 强和环保性能好的问题。
[0010] 为了实现上述目的，本发明提供一种建筑外立面涂料，该涂料包括组分一和组分 二，其中：
[0011] 所述组分一包括如下质量份数的下列组分：
[0012] 水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液45-50份；
[0013] 羟基丙烯酸树脂10-25份；
[0014] 硼酸改性有机硅树脂2-10份；
[0015] 改性疏水颗粒5-10份
[0016] 硅烷偶联剂1-3份；
[0017] 含硅表面能助剂0.5-4份；
[0018] 热反射颜料6-8份；
[0019] 其他助剂1-5份；
[0020] 组分二为质量份数如下的组分组成
[0021] 异氰酸酯固化剂17-25份；
[0022] 二甲硫基甲苯二胺3-4份。
[0023] 优选的，以所述羟基丙烯酸树脂的质量为100%计，所述羟基丙烯酸树脂中，羟基 的质量百分含量为2-5 %，树脂固含质量百分含量为65-80%;所述羟基丙烯酸树脂玻璃化 温度-40°C-10°C，柔韧性< 1mm。羟基丙烯酸树脂具有高耐侯性，其特殊的分子结构使得与 水性聚氨酯-丙烯酸酯有非常好的相溶性，可进一步提升涂料的附着力和鲜映性。
[0024] 优选的，水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液采用如下方法制得：（1)水性聚氨酯乳 液的制备：取聚丙二醇5-20份，异佛尔酮二异氰酸酯2-10份，2, 2-二羟甲基丙酸5-15 份，加入反应容器中，用丙酮3-16份溶解，升温至55-95Γ，反应100-150分钟，再降温至 30-60°C，加入三乙胺3-16份，中和反应10-25分钟，然后加入蒸馏水10-15份，高速搅拌 使其充分分散，得水性聚氨酯乳液；（2)聚丙烯酸酯乳液的制备：将甲基丙烯酸甲酯5-15 份、丙烯酸3-18份、丙烯酸丁酯15-35份、双丙酮丙烯酰胺3-15份、蒸馏水5-45份，引发剂 8-19份及复合乳化剂2-20份加入另一反应器中，于50-90°C下搅拌反应2-5小时；降温至 35-65Γ，用氨水调PH值至7-9,得聚丙烯酸酯乳液；上述各原料均以质量份计；（3)复合乳 液的制备：将上述水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液按1 : 1-1 : 4的质量比混合均匀，即 得水性聚氨酯聚丙烯酸酯复合乳液。
[0025] 优选的，水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液采用如下方法制得：
[0026]取聚丙二醇lg、异佛尔酮二异氰酸酯20g、2,2_二羟甲基丙酸0.lg加入四口烧瓶 中，用12g丙酮溶解；升温到100°C开始反应，反应80分钟，降温到30°C，加入三乙胺0.lg， 中和反应30分钟；加入蒸馏水水15g，高速搅拌（转速为120r/min)分散30分钟，得水性 聚氨酯乳液；
[0027] 再取另一四口烧瓶，加入复合乳化剂0.lg(十二烷基硫酸钠0. 05g，吐 温2D〇.〇5g)、蒸馏水20g，升温到60°C，滴加甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸lg、丙烯酸丁酯 50g、双丙酮丙烯酰胺5g，引发剂过硫酸铵0.lg;滴加完毕后保温反应6小时，得到混合液； 降温到30°C，用质量分数为10%的氨水调PH值至8,制得聚丙烯酸酯乳液；
[0028] 将上述水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液按1:3的质量比混合均匀，即得水性 聚氨酯聚丙烯酸酯复合乳液。
[0029] 另一优选的，水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液采用如下方法制得：称取聚丙二醇 4〇g，异佛尔酮二异氰酸酯20g，2,2-二羟甲基丙酸12g，加入四口烧瓶中，用15g丙酮溶解； 升温到40°C，反应100分钟；降温到30°C，加入三乙胺0.lg，中和反应30分钟；加入蒸馏水 30g，高速搅拌（转速为300r/min)分散5分钟，得水性聚氨酯乳液；
[0030] 取另一四□烧瓶，加入复合乳化剂20g(十二烷基硫酸钠5g，吐温2(]15g)、蒸馏水 50g，升温到60°C，开始滴加甲基丙稀酸甲酯lg，丙稀酸20g，丙稀酸丁酯50g，双丙酮丙稀酰 胺5g，引发剂过硫酸铵0.lg，滴加完毕后保温反应3小时，得到混合液；降温到30°C，用质 量百分数10%的氨水调PH值至10,即可制得聚丙烯酸酯乳液；
[0031] 将上述水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液按1:1的质量比混合均匀，即得水性 聚氨酯聚丙烯酸酯复合乳液。
[0032] 优选的，所述的改性疏水颗粒是按照以下操作制得：于20-30°C下，在含有45-55 份乙醇和20-30份氨水的碱性介质中，将10-20份的无机颗粒和0. 5-5份的疏水改性剂混 合，在超声波或机械搅拌作用下处理〇. 5-3h，抽滤、干燥后获得改性疏水颗粒；
[0033] 所述疏水改性剂为乙烯基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基 三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚 基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；
[0034] 所述无机颗粒为二氧化硅、γ型三氧化二铝、金红石型二氧化钛、碳酸钙或滑石 粉，且无机颗粒的粒径为50nm_lμπι。
[0035] 通过在基体树脂中复合改性的疏水颗粒，向涂层中引入低表面能组分的同时，也 在涂层表面构建了足够的粗糙度，显著地增大了涂层的水接触角。
[0036] 热反射颜料是涂料为了达到相应的性能而加入的填料。作为优选，所述热反射颜 料为以二氧化钛为内核，以累托石、有机分散体为包裹的热反射隔热颜料。作为最佳方案， 所述热反射颜料为上海羽唐实业