一种涂料组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明具体涉及一种涂料组合物，还涉及一种涂料组合物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 现有的建筑材料中，涂料以其多姿多彩的装饰效果、较低的使用成本，安全环保等 优势，成为建筑装饰材料的主导。但是，目前阶段，涂料普遍存在着耐污性差、耐候性差、附 着力不强等缺点，长期暴露在大气中涂层容易老化、开裂、剥落、脱粉等，使其失去原有的装 饰性和保护性。
[0003] 涂料耐候性差的表现为涂层老化，而大气中的紫外线是导致涂层老化最主要的因 素。当外墙涂层受到阳光照射，其中的紫外线引起涂层中主要成膜物质分子链断裂，形成活 性游离基，这些游离基能进一步引发整个主要成膜物质的分子链发生降解。因此，游离基的 不断反应过程是导致涂层老化的主要原因。为了解决这个问题，目前部分涂料生产商常通 过添加紫外线吸收剂，以提高涂层的抗老化性。然而目前所使用的抗紫外线涂料稳定性能 较差，长期使用时随着吸收剂分子的分解和挥发，涂料的抗紫外线能力下降，难以长期保持 高抗光氧化性，而且会随着吸收剂的分解产生一定的毒性。
[0004] 此外，在外墙涂饰过程中，普遍存在涂层耐沾污性差的问题，从而影响外墙涂料的 使用效果。导致涂层耐沾污性较差的主要原因是由于涂膜的玻璃化温度（Tg)较低和吸水 性过高：Tg过低时，涂膜随气温升高而变软返粘，污染物易于粘附在涂膜表面而造成污染， 同时难以清除；当涂膜吸水性过高时，通过涂膜吸水而粘附在涂膜表面的灰尘（溶解于水 或分散于水中的灰尘）就多，从而造成涂层容易显脏。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有涂料耐候性、耐沾污性的不足之处，提供一种抗老化 耐沾污性的涂料组合物。此外本发明还提供了该涂料组合物的制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下： 一种涂料组合物，其特征在于，以重量份计，所述涂料组合物包含： Si02/Ti02/Zn0 纳米球 2. 5 ~5 ; 聚醚砜改性苯丙乳液 0. 5~5 ; 纯丙乳液 50~70 ; 无机填料 8~12 ; 金红石型钛白粉 15~20; 去离子水 15~20 ; 所述Si02/Ti02/Zn0纳米球由包含ZnO粉末、十二烷基苯磺酸钠（PSS)、PVP、聚二烯丙基 二甲基氯化铵（PDDA)、钛酸四丁酯（ΤΒ0Τ)、羟基丙烯酸酯以及5102溶胶的原料制备得到， 所述聚醚砜改性苯丙乳液由包含侧链接枝芳香烃的聚醚砜、苯乙烯单体、丙烯酸酯单体的 原料制备得到，所述侧链接枝芳香烃的聚醚砜由包含磺化聚醚砜、多聚磷酸以及烷基芳香 烃的原料制备得到。
[0007] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述Si02/Ti02/Zn0纳米球的结构由内至外 依次包括内层、中层和外层，其中内层为ZnO,中层为Ti02，外层为Si02。
[0008] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述Si02/Ti02/Zn0纳米球的直径为30~120 nm，所述ZnO与1102的层间距离为10~40nm，所述TiO2与SiO2的层间距离为10~40 nm〇
[0009] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述Si02/Ti02/Zn0纳米球的Si02、Ti02、ZnO 的摩尔比为1~5 :1 :1。
[0010] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述侧链接枝化合物为烷基芳香烃化合物， 烷基芳香烃化合物选自烷基二苯醚、烷基联苯、烷基二苯砜、烷基联邻甲苯、烷基联苯二胺 中的任意一种或多种。
[0011] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述聚醚砜的侧链接枝物为烷基二苯醚。
[0012] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述聚醚砜的接枝率为3%~10%。
[0013] 作为本发明的一种优选的技术方案，所述涂料组合物还包括pH调节剂、成膜助 剂、增稠剂。
[0014] 本发明的另一方面提供了一种制备上述涂料组合物的方法，具体包括如下步骤： 预混合工序，使去离子水、填料、金红石型钛白粉搅拌混合均匀，研磨成颜料浆； 搅拌分散工序，将聚醚砜改性苯丙乳液、纯丙乳液、Si02/Ti02/Zn0球形纳米颗粒混合均 匀，加入到上述颜料浆中，搅拌分散，研磨混合，获得< 45微米细度的浆料； 后处理工序，在该浆料中加入成膜助剂、pH调节剂、增稠剂，搅拌，制得所需的涂料组合 物。
[0015] 上述涂料组合物适用于建筑物外墙的装饰。
[0016] 本发明的技术原理：涂料组合物因其具有优异的防水性，遮盖基层微细裂缝的能 力而得到广泛应用，但是涂料中的主要成膜物质受到紫外线照射容易发生解聚反应，导致 涂层老化、脱粉，最终影响涂料的装饰效果。实践证明，添加Ti02、Si02纳米粒子可以屏蔽紫 外线，保护涂层中的乳液分子免受紫外线的侵害。为了解决涂料耐候性差、易粘附污染物等 问题，本发明采用聚醚砜改性的苯丙乳液和纯丙乳液为基料，通过纳米Si02/Ti02/Zn0球形 纳米颗粒对其进行改性，控制颜填料和多功能助剂的优选而制备的涂料组合物，实现了涂 膜致密性、耐候性、耐沾污性、防水性等诸多性能的统一。因此，本发明具有广泛的应用领域 和广阔的市场前景。
[0017] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0018] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
[0019] "任选的"或者"任选地"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描 述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0020] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近 似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可 以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0021] "聚合物"表示通过将相同类型的单体或不同类型的单体聚合而制备的聚合化合 物。一般性术语"聚合物"包括术语"均聚物"、"共聚物"等。
[0022] "共聚物"表示通过将至少两种不同类型的单体聚合而制备的聚合物，包括术语 "二元共聚物"（其通常用于表示由两种不同单体制备的聚合物）以及术语"三元共聚物"（其 通常用于表示由三种不同类型单体制备的聚合物)。它也包括将四种或更多单体聚合而制 备的聚合物。
[0023] 本发明的第一方面涉及一种涂料组合物，以重量份计，所述涂料组合物包含： Si02/Ti02/Zn0 纳米球 2. 5 ~5 ; 聚醚砜改性苯丙乳液 0. 5~5 ; 纯丙乳液 50~70 ; 无机填料 8~12 ; 金红石型钛白粉 15~20; 去离子水 15~20 Si(yTi02/Zn0 纳米球 所述Si02/Ti02/Zn0纳米球由包含ZnO粉末、十二烷基苯磺酸钠（PSS)、PVP、聚二烯丙基 二甲基氯化铵（PDDA)、钛酸四丁酯（ΤΒ0Τ)、羟基丙烯酸酯以及5102溶胶的原料制备得到， 所述聚醚砜改性苯丙乳液由包含侧链接枝芳香烃的聚醚砜、苯乙烯单体、丙烯酸酯单体的 原料制备得到。
[0024] 用于本申请的Si02/Ti02/Zn0球形纳米颗粒可采用如下合成方法： 将ZnO粉末超声分散于适量乙醇中，加入十二烷基苯磺酸钠（PSS)，搅拌、离心、洗涤， 加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、异丙醇，向溶液中滴加氨水，室温搅拌约30min。然后在溶液中 加入异丙醇和钛酸四丁酯（ΤΒ0Τ)的混合溶液，继续室温搅拌约9h。随后，加入H)DA、NaCl 混合溶液，搅拌、离心，加入乙醇、Si02溶胶、羟基丙烯酸酯，搅拌分散后，滴加氨水，搅拌、分 散，经冷冻、干燥后放入马弗炉中，在600~700°C下培烧3h，即可得到Si02/Ti02/Zn0球形 纳米颗粒。
[0025] 在一种优选地实施方式中，所述羟基丙烯酸酯选自（甲基）丙烯酸2-羟乙酯、（甲 基）丙烯酸3-羟丙酯、4-羟基-正丁基（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸2-羟丙酯、2-羟 基-正丁基（甲基）丙烯酸酯、3-羟基-正丁基（甲基）丙烯酸酯、1，4_环己烷二甲醇单 (甲基）丙烯酸酯、N-(2_羟乙基）（甲基）丙烯酰胺、单（甲基）丙烯酸甘油酯、聚乙二醇 单（甲基）丙烯酸酯、聚丙二醇单（甲基）丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基（甲基）丙烯 酸酯、2-(甲基）丙烯酰氧基乙基-2-羟乙基邻苯二甲酸酯、末端具有羟基的内酯改性（甲 基）丙烯酸酯中的一种或几种。
[0026] 在一种优选地实施方式中，所述Si02/Ti02/Zn0纳