专利名称：水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料的制作方法
技术领域：
本发明水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料涉及一种涂装材料，主要应用于建筑内、外墙的涂装，也能应用于混凝土、石膏板、木质纤维板及金属等材料的涂装。
背景技术：
建筑涂料的发展方向是高装饰性、强耐污性、高耐久性及节省资源、节省能源、无公害、无污染、利于环保，符合可持续发展的要求。从装饰性和耐污耐久的角度考虑，溶剂型涂料比较容易满足要求，如溶剂型丙烯酸涂料，尤其是新近开发出来的溶剂型氟碳涂料，其耐沾污、抗老化性能已达到相当高的水平，但其溶剂用量多、毒性大、涂层透气性差、易起皮剥落；水性涂料如水性丙烯酸类、水性环氧类、水性聚酯类及水性硅丙类等乳胶涂料，其耐沾污性、抗老化性等实不及溶剂型涂料。为提高涂料的耐沾污性、抗老化性与改善其环保性能，实现涂料高性能与环保性的结合，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种常温固化自分层水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料。以提高涂层耐沾污性、抗老化性与改善其环保性能。
本发明的目的可通过下述技术方案实现将水性氟碳乳液与水性丙烯酸类乳液组成的成膜物质，并掺入纳米材料，使其实现常温固化自分层的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料。本发明可以是由水性氟碳乳液、丙烯酸类乳液及自交联型有机硅改性的丙烯酸类乳液组成主要成膜物质，并掺入纳米材料。其中，所述纳米材料为至少SiO2、TiO2中的一种。
本发明配方如下水 12.00--14.00润湿剂 0.01--0.05分散剂 0.40--0.60防腐防霉剂 0.10--0.50成膜助剂 3.00--4.50有机胺助剂 0.15--0.25消泡剂 0.30--0.45纳米SiO2浆(SiO2含量10-15％) 0.00--0.80纳米TiO2浆(TiO2含量10-15％) 0.00--0.80钛白粉(金红石型用于外墙、锐钛型用于内墙)0.00--24.00颜、填料 0.00--24.00
功能填料 2.00--8.00水性氟碳乳液(固含量40-55％)10.00--20.00自交联有机硅改性丙烯酸乳液及丙烯酸类乳液(固含量30-50％)44.00--34.00丙烯酸碱溶胀乳 0.10--1.00特种助剂 0.45--1.00在本发明配方中，所述润湿剂为聚氧乙烯四氟碳醚、聚氧乙烯烷基醚等非离子型聚氧乙烯醚，以及烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等阴离子型烷基酸盐中的一种或一种以上；所述分散剂为聚丙烯酸钠盐、胺盐或油酰基环氧烷烃嵌段共聚物中的一种或一种以上；所述防腐防霉剂为苯并咪唑氨基酸酯、苯并异噻唑啉酮等杂环化合物或硫代氨基酸酯、水杨酰苯胺、二硫化四甲基秋兰姆等胺类化合物中的一种或一种以上；所述成膜助剂为丙二醇、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚等二元醇及其醚类化合物，或2，2，2-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或一种以上；所述有机胺助剂为二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或一种以上；所述消泡剂为含疏水粒子非硅酮类矿油混合物；所述功能填料为蜡粉、二氧化硅、尿—甲醇树脂中的一种或一种以上；所述特种助剂为聚醚改性硅氧烷、非离子型聚氨酯中的一种或一种以上。
本发明将水性氟碳乳液与丙烯酸类乳液及自交联型有机硅改性的丙烯酸类乳液进行共混，引入纳米SiO2和纳米TiO2功能材料，制成贮存稳定性良好的乳胶涂料。其中，所述纳米材料为至少SiO2、TiO2中的一种。该涂料在成膜干固过程中，共混树脂由于极性不同，表面能产生梯度自分层。具有C-C键与C-Si(C-Ti)键的丙烯酸树脂或有机硅改性的丙烯酸树脂向基层富集，形成对基层的良好粘附力；具有F-C键的氟碳类树脂向空气面层富集，使涂膜表面呈现氟树脂涂料的超耐候耐污及抗划伤、耐磨、耐水耐酸、碱等优异特性。这样涂层的综合实用性能大幅度提升，依据昂贵的氟树脂用量大幅度的减少，成本降低涂料具有良好的性能价格比。
本发明的工艺过程如下第一步在容器内加入重量份水12.00--14.00润湿剂0.01--0.05分散剂0.40--0.60防腐防霉剂0.10--0.50成膜助剂 3.00--4.50将搅拌速度调至500-600转/分，在搅拌状态下，依次投入以下物料有机胺助剂0.15--0.25消泡剂0.20--0.30纳米SiO2浆(SiO2含量10-15％) 0.00--0.24纳米TiO2浆(TiO2含量10-15％) 0.00--0.24
钛白粉(金红石型用于外墙、锐钛型用于内墙)0.00--24.00颜、填料0.00--24.00功能填料2.00--8.00投料完毕，再将搅拌速度提升至800-1000转/分，高速搅拌30-40分钟，使细度≤15μm。第二步分散细度达到要求后，将搅拌速度调至400-500转/分依次投入以下物料水性氟碳乳液(固含量40-55％) 10.00--20.00自交联有机硅改性丙烯酸乳液及丙烯酸类乳液(固含量30-50％) 44.00--34.00丙烯酸碱溶胀乳液 0.10--1.00特种助剂 0.45--1.00消泡剂0.10--0.15投料完毕，搅拌分散30--40分钟，使物料分散均匀，再用80--100目尼龙布过滤、包装、成品。
本发明涂料既具有溶剂型涂料优异的超耐候性与强耐沾污性，同时具有溶剂型涂料难以达到的水性涂料的良好透气性与环境要求。
具体实施例方式
实施例1，常温固化水性白色漆其配比为重量份(总计1000Kg)
水 124.00润湿剂(聚氧乙烯四氟碳醚) 0.10分散剂(聚丙烯酸胺盐类固含量体30％) 5.00防腐防霉剂(异噻唑啉酮类) 1.90丙二醇 25.00丙二醇苯醚 8.002-氨基-2-甲基-1-丙醇 2.00非硅酮矿物油 3.50纳米TiO2浆(固含量12％) 3.50金红石型钛白粉 220.00蜡粉(粒径7μm) 30.00二氧化硅 20.00尿—甲醇树脂 10.00水性氟碳乳液(固含量50％) 150.00自交联有机硅改性丙烯酸乳液(固含量48％)390.00碱溶胀聚丙烯酸乳液 3.00聚醚改性硅氧烷 2.00非离子性聚氨酯树脂 2.00耐洗刷性≥10000次，涂料耐冻融性不变质，涂层耐温变化(10次)无变化。实施例2，常温固化水性透明漆其配比为重量份(总计100Kg)水 15.60润湿剂(聚氧乙烯四氟碳醚)0.12分散剂(聚丙烯酸胺盐类) 0.18防腐防霉剂(异噻唑啉酮类)0.10丙二醇 2.30丙二醇丁醚 3.502-氨基-2-甲基-1-丙醇0.14非硅酮矿物油0.18纳米SiO2浆(固含量12％) 0.30金红石型钛白粉 220.00蜡粉(粒径7μm) 1.44二氧化硅20.00尿—甲醇树脂3.60水性氟碳乳液(固含量50％)18.00自交联有机硅改性丙烯酸乳液(固含量48％)54.00碱溶胀聚丙烯酸乳液 0.18聚醚改性硅氧烷 0.14非离子性聚氨酯树脂 0.22性能与实施例1相近，远远超出国家标准。
权利要求
1，水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于由水性氟碳乳液、丙烯酸类乳液及自交联型有机硅改性的丙烯酸类乳液组成主要成膜物质，并掺入纳米材料。
2，根据权利要求1所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述纳米材料为至少SiO2、TiO2中的一种。
3，根据权利要求1、2所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于水12.00--14.00润湿剂0.01--0.05分散剂0.40--0.60防腐防霉剂0.10--0.50成膜助剂 3.00--4.50有机胺助剂0.15--0.25消泡剂0.30--0.45纳米SiO2浆(SiO2含量10-15％) 0.00--0.80纳米TiO2浆(TiO2含量10-15％) 0.00--0.80钛白粉(金红石型用于外墙、锐钛型用于内墙)0.00--24.00颜、填料 0.00--24.00功能填料 2.00--8.00水性氟碳乳液(固含量40-55％)10.00--20.00自交联有机硅改性丙烯酸乳液及丙烯酸类乳液(固含量30-50％)44.00--34.00丙烯酸碱溶胀乳液0.10--1.00特种助剂 0.45--1.00
4，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述润湿剂为聚氧乙烯四氟碳醚、聚氧乙烯烷基醚等非离子型聚氧乙烯醚，以及烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等阴离子型烷基酸盐中的一种或一种以上。
5，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述分散剂为聚丙烯酸钠盐、胺盐或油酰基环氧烷烃嵌段共聚物中的一种或一种以上。
6，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述防腐防霉剂为苯并咪唑氨基酸酯、苯并异噻唑啉酮等杂环化合物或硫代氨基酸酯、水杨酰苯胺、二硫化四甲基秋兰姆等胺类化合物中的一种或一种以上。
7，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述成膜助剂为丙二醇、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚等二元醇及其醚类化合物，或2，2，2-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯中的一种或一种以上。
8，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述有机胺助剂为二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或一种以上。
9，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述消泡剂为含疏水粒子非硅酮类矿油混合物。
10，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述功能填料为蜡粉、二氧化硅、尿—甲醇树脂中的一种或一种以上。
11，根据权利要求3所述的水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料，特征在于所述特种助剂为聚醚改性硅氧烷、非离子型聚氨酯中的一种或一种以上。
全文摘要
本发明水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料涉及一种涂装材料,主要应用于建筑内、外墙的涂装,也能应用于混凝土、石膏板、木质纤维板及金属等材料的涂装。水性氟硅丙纳米溶胶超耐候耐污涂料,以水性氟碳乳液、丙烯酸类乳液及自交联型有机硅改性的丙烯酸类乳液组成主要成膜物质,并掺入纳米材料。具有溶剂型涂料优异的超耐候性与强耐沾污性,同时具有溶剂型涂料难以达到的水性涂料的良好透气性与环境要求。
文档编号C09D133/00GK1354211SQ01139089
公开日2002年6月19日 申请日期2001年12月7日 优先权日2001年12月7日
发明者张人韬 申请人:上海大学