一种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆及其制备方法，应用在外墙 涂料领域里。
【背景技术】
[0002] 根据《国家化学建材产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》，"十五"期间，我国 城镇住宅建设每年仍将以5亿平方米左右的建设速度发展，我国涂料行业发展的主要任务 将以建筑涂料为重点，使建筑涂料在外墙装饰中的应用占到60份以上。
[0003] 然而涂料的合成制备原材料绝大多数都是依赖石油能源，在过去的几十年里，随 着石油资源日益短缺、价格不断上涨，以及人类对全球变暖、环境污染的担忧，涂料工业在 材料种类的选择和技术方面经历了重大的变革。越来越多的企业正在研发生物基水性替代 品来增加或扩大其产品线，为配方设计师和终端用户提供更多既环保但又不影响产品性能 的漆料广品选择。
[0004] 建筑外墙涂料如此广阔的市场前景加之日益短缺的能源，其发展既是机遇也是挑 战。外墙涂料在起到美观的装饰效果的同时，也直接暴露在大自然中，经受风雨和日晒的侵 袭，因此，要求外墙涂料要具备较一般涂料更为优异的性能，如耐候、耐水、耐沾污等性能。
[0005] 现有市面上具具有尚效耐候、耐水、耐沾污性能的环保型外墙漆尚属空白。因此提 供一种能运用在各类外墙上的既环保又具有良好的耐候、耐水、耐沾污性能的水性生物基 漆及其制备方法己成为当务之亟。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆及其制备方法，其克服了现 有外墙漆不能同时具备既环保又具高效耐候、耐水、耐沾污性能的缺点，其同时具有环保和 良好的耐候、耐水、耐沾污性能的优点。
[0007] 本发明的技术方案如下：
[0008] -种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆，其由以下重量份的原料组成:水17-20 份、纤维素0.15-0.3份、pH调节剂0.1-0.25份、润湿剂0.1-0.4份、分散剂0.1-0.6份、重钙 14-25份、煅烧高岭土0-5份、沉淀硫酸钡3-10份、二氧化钛14-20份、乳液25-40份、成膜助剂 0.5-1.5份、杀菌防霉剂0.2-0.4份、聚氨酯增稠剂0-0.2份或碱溶胀型增稠剂0-0.25份、附 着力增强剂〇. 1-0.2份、防冻剂0.5-5份、消泡剂0.3-0.6份;其中，乳液由以下重量份的原料 组成，水40-50份、甲基丙烯酸甲酯10-18份、丙烯酸正丁酯10-20份、丙烯酸异辛酯2-8份、衣 康酸二丁酯10-25份、引发剂0.1-0.3份、pH缓冲剂0.1-0.2份、阴离子乳化剂0.3-1.5份、非 离子乳化剂0.4-0.6份、三异丙醇胺0.1-0.8份。
[0009] 本申请的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆无毒无味，安全环保。其主要成分 选用了以生物基为原材料的乳液，即采用了由衣康酸二丁酯单体和丙烯酸甲酯单体等改性 合成的生物基改性丙烯酸酯类乳液，其固含量为49%，无ΑΡΕ0,且性质稳定、聚合效果佳，再 加之选用颜料锐钛型二氧化钛、沉淀硫酸钡等填料并调节整个组合物的乳液、颜填料比例， 从而使得制备的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆耐侯、耐水、耐沾污、耐化学腐蚀的性 能更佳。当将该漆刷在建筑外墙上后，包括乳液、颜填料、成膜助剂等在内组分形成漆膜，在 保护了原有外墙基材的同时，也显著地提高了漆膜的高效耐候、耐水、耐沾污等性能，使得 基材得到长久的保护和装饰。
[0010]所述纤维素为羟乙基纤维素或羟丙基纤维素，消泡剂为矿物油消泡剂或二氧化硅 改性消泡剂，防冻剂为乙二醇或者丙二醇。使用优选的纤维素、消泡剂以及防冻剂有利于提 升漆膜的均匀度以及耐候、耐水、耐沾污等相关性能。
[0011] 所述高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆，其由以下重量份的原料组成，水19.8 份、羟乙基纤维素0.25份、pH调节剂0.2份、润湿剂0.3份、分散剂0.5份、重钙20份、煅烧高岭 土 2份、沉淀硫酸钡6份、二氧化钛18份、乳液30份、成膜助剂0.9份、杀菌防霉剂0.2份、聚氨 酯增稠剂0.2份、附着力增强剂0.15份、乙二醇1份、矿物油消泡剂0.5份。上述的优选成分以 及配比的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆的耐候、耐水、耐沾污性能更佳。
[0012] 所述成膜助剂为2,2,4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯；润湿剂为聚甲基丙烯酸 胺，分散剂为聚甲基丙烯酸钠，杀菌防霉剂为氯噻唑啉酮，二氧化钛为锐钛型二氧化钛。上 述优选的成膜助剂、润湿剂、分散剂、杀菌防霉剂和二氧化钛可以使得所制备的高效耐候、 耐水、耐沾污水性生物基漆漆膜成型度更佳，且防菌防霉性能更佳。
[0013]所述高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆的制备方法，包括在常温和常压下依次 进行的以下步骤：
[0014]①乳液制备工艺:将水、pH缓冲剂、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、引发剂、甲基丙 烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和衣康酸二丁酯混合，并以400-600rpm的转速分散 28-32min，制备成预乳化混合液;从所述预乳化混合液中取出少于其总体积的1/2的量进行 搅拌并缓慢升温至70_80°C，等到预乳化混合液变为蓝色时，将剩余的预乳化混合液缓慢滴 加入其中，之后恒温反应〇. 5-1.5h，随后升温至75-85°C保温0.3-0.8h，再降至室温后滴加 三异丙醇胺调节pH至7-8，过滤，即得所述乳液；
[0015] ②制衆工艺：
[0016] 将水和纤维素按所述比例混合后，在300-600rpm转速下边分散边加入pH调节剂、 消泡剂、润湿剂、分散剂和杀菌防霉剂，分散3_5min;之后在800-1200rpm转速下分散2-4min;接着在1500-1800印111转速下边分散边加入二氧化钛、重|15、煅烧高岭土和沉淀硫酸 钡，分散18_22min，即制得浆液；
[0017]③调漆工艺：
[0018]在400-600rpm转速下，向步骤①制得的浆液中边分散边缓慢加入步骤①制备的乳 液，分散2-4min;之后于800-1000rpm转速下边分散边加入成膜助剂、防冻剂、增稠剂和附着 力增强剂，分散4_6min至混合液体均匀，即制得所述高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆。
[0019] 本申请的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆制备工艺简单、低碳环保，具有很 强的工业化能力与广阔的市场前景。
[0020] 与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
[0021 ] 1)采用生物基型原材料，安全环保；
[0022] 2)与现有技术制备的外墙水性漆相比，当涂刷在建筑外墙基材上之后，包括生物 基改性丙烯酸酯类乳液、二氧化钛、沉淀硫酸钡、重钙、煅烧高岭土、成膜助剂等在内的组分 均会在装饰、保护原有建筑基材的同时，显著地增强自身漆膜的耐候、耐水、耐沾污等性能， 从而使得基材得到长久的保护和装饰，具体的试验数据为:将该高效耐候、耐水、耐沾污水 性生物基漆涂装于建筑外墙涂料上进行人工耐老化试验lOOOh，其漆膜的色差ΔΕ值小于 1.0,进行耐水测试(大于300h)无脱粉起泡开裂现象，进行耐沾污测试(2循环)数值小于10 份；
[0023] 3)其制备工艺简单、低碳环保，具有很强的工业化能力与广阔的市场前景。
[0024] 说明书附图
[0025]图1是洗刷试验的辅助设备示意图。
[0026] 标号说明：
[0027] 1黑色塑料片、2湿膜制备器、3漆膜。
【具体实施方式】
[0028]下面结合各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0029]原料来源：
[0030] 羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素:三星化学公司；
[0031] 二氧化钛:型号R-706,杜邦公司；
[0032]重钙:平度天一制粉；
[0033]碱溶胀型增稠剂、聚氨酯增稠剂:型号分别为TT935、RM2020,罗门哈斯公司；
[0034]pH调节剂:AMP-95多功能助剂，德谦公司；
[0035]成膜助剂:TEXAN0L多功能助剂，伊斯曼公司。
[0036] 实施例1
[0037] -种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆，其由以下重量份的原料组成:水19.8 份、羟乙基纤维素0.25份、pH调节剂0.2份、聚甲基丙烯酸胺0.3份、聚甲基丙烯酸钠0.5份、 重钙20份、煅烧高岭土 2份、沉淀硫酸钡6份、锐钛型二氧化钛18份、乳液30份、2,2,4_三甲 基-1，3-戊二醇单异丁酸酯0.9份、氯噻唑啉酮0.2份、聚氨酯增稠剂0.2份、附着力增强剂 0.15份、乙二醇1份、矿物油消泡剂0.5份。其中，乳液由以下重量份的原料组成:水45份、甲 基丙烯酸甲酯16份、丙烯酸正丁酯15份、丙烯酸异辛酯6份、衣康酸二丁酯20份、引发剂0.2 份、pH缓冲剂0.15份、阴离子乳化剂1.1份、非离子乳化剂0.5份、三异丙醇胺0.5份；
[0038]该高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆的制备方法，其包括在常温和常压下依次 进行的以下步骤：
[003