本发明涉及乳胶漆技术领域，具体说是一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆及其制备方法。
背景技术：
现在涂料市场还是以中低档产品为主，主要以装饰为目的，功能性涂料市场份额很少，不过随着科技工作的不断深化，人们对涂料的要求越来越高，新型功能性涂料不断有新产品研发成功并顺利推向市场。外墙自清洁乳胶漆作为一种功能性涂料已经进入市场，但是目前的乳胶漆长期使用表面容易沾灰尘，自清洁效果不能持久、自清洁效果差、不具有防水性、渗水、耐候性差、成本高等原因，一直没能得到很好的推广。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆及其制备方法。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆，以重量份计，由以下原料组成：聚合物乳液350～400份，成膜助剂20～30份，消泡剂1～2份，防冻剂10～15份，润湿分散剂6～8份，ph调节剂1～2份，防腐剂1～2份，流平剂3～4份，增稠剂3～4份，颜料250～280份，填料100～150份，聚合物微粉50～80份，自来水100～200份；
所述聚合物乳液为改性苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液；
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、乙二醇丁醚或丙二醇苯醚；
所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为硅灰石粉、重质碳酸钙、高岭土或滑石粉；
所述聚合物微粉为聚四氟乙烯微粉、硅微粉、亚克力微粉或聚氯乙烯微粉。
优选的，所述聚合物乳液为有机氟改性苯丙乳液。
优选的，改性苯丙乳液按照以下制备方法得到：
①将op-10、正戊醇、df-10、amps加入去离子水中，分散均匀，然后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸，搅拌均匀，得到乳化液；其中op-10、正戊醇、df-10、amps、去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸的质量比为2～4：0.4～0.6：0.8～1.2：0.4～0.6：240～260：15～18：90～100：90～100：10～15；
②向反应釜中加入步骤①所得1/5乳化液，升温至72～76℃，向其中加入过硫酸铵和碳酸氢钠，然后升温至78～82℃，并在3小时内匀速滴完剩余乳化液，该滴加速度能保证原料反应完全，并且分子链适中，避免滴加速度太快造成的分子链太短的情况发生；恒温1小时后降温至35～45℃加入氨水调节ph值至8～9，过滤，放料，得到改性苯丙乳液；
过硫酸铵、碳酸氢钠和步骤①中使用的正戊醇的质量比为1.2～1.8：1～1.5：0.4～0.6。
优选的，所述颜料为粒径为20～50nm的金红石型钛白粉。
优选的，金红石型钛白粉经过十六烷基三甲基溴化铵处理，具有疏水性能。
优选的，聚合物微粉为粒径为15～25微米的亚克力微粉。
本发明还包括一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
⑴以重量份计，将自来水100～200份加入混料槽中，加入润湿分散剂6～8份、消泡剂1～2份，分散均匀后加入颜料250～280份和填料100～150份分散均匀，得到浆料；
⑵将步骤⑴所得浆料经砂磨机研磨至15微米以下，加入聚合物微粉50～80份分散均匀，在搅拌下依次加入聚合物乳液350～400份、成膜助剂20～30份、防冻剂10～15份、防腐剂1～2份、流平剂3～4份，分散均匀后依次加入增稠剂3～4份和ph调节剂1～2份，得到耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆。
所述聚合物乳液为改性苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液；
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、乙二醇丁醚或丙二醇苯醚；
所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为硅灰石粉、重质碳酸钙、高岭土或滑石粉；
所述聚合物微粉为聚四氟乙烯微粉、硅微粉、亚克力微粉或聚氯乙烯微粉。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆，具有较好的耐沾污性能达到1级以上，接触角在135度以上，具有很强的疏水性，并且耐擦洗性好，耐老化性能好，能长期保持外墙如新，雨水能瞬间呈水珠状滑落不内渗，具有较强的疏水防水功能并且疏水效果持久，其表面微结构能使灰尘和墙面不能有效接触，达到容易脱落、自清洁的目的；
本发明的特定成分的聚合物微粉和其他组分的混合使用使漆膜具有很强的自清洁效果和疏水防水效果，原因如下：首先，聚合物微粉本身具有很强的疏水性并且由于表面合适密度的突起，水落到上面突起与突起之间会密封有空气，使水和漆膜不能接触，从而大大提高了疏水防水效果；其次，聚合物微粉种类和数量的选择，一方面能在漆膜表面能形成仿荷叶表面结构，使得漆膜表面分布一定密度的突起，降低水与漆膜的接触面，灰尘与漆膜不能有效接触，起到自清洁效果，另一方面能增加涂膜硬度和表面润滑度，提高漆膜的耐擦洗性，并且其在漆膜表面合适密度的排布，灰尘不能与漆膜有效接触，也容易脱落，从而起到自清洁作用。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆及其制备方法，通过以下技术方案实现：
具有疏水性能的，经过十六烷基三甲基溴化铵处理的金红石型钛白粉，按照以下步骤得到：
将钛白粉粉体与去离子水按质量比1:8～12放入反应釜中，低速搅拌均匀，加入改性剂十六烷基三甲基溴化铵，改性剂与钛白粉配比(质量比)为1：45～55，升温至80℃后500r/min恒温匀速分散2h，放料并用真空抽滤出改性后钛白粉，将抽滤出的钛白粉经烘干、研磨后得到改性具有疏水性能钛白粉。
优选的钛白粉粉体与去离子水按质量比1:10；改性剂与钛白粉配比(质量比)为1：50；本申请实施例中采用优选的比例制备具有疏水性能的，经过十六烷基三甲基溴化铵处理的金红石型钛白粉。
烷基酚聚氧乙烯醚简称apeo，其中壬基酚聚氧乙烯醚(npeo)最多，占80％以上；其次是辛基酚聚氧乙烯醚(opeo)，占15％以上；十二烷基聚氧乙烯醚(dpeo)和二壬基酚聚氧乙烯醚(dnpeo)各占1％左右。
op-10为聚氧乙烯烷基酚醚，df-10为n-乙基全氟辛基磺酰胺乙醇，amps为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯磺酸；亚克力，又叫pmma或有机玻璃，源自英文acrylic(丙烯酸塑料)，化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯；
非离子型聚氨酯缔合型增稠剂即聚氨酯增稠剂，简称heur，是一种疏水基改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物，属于非离子型缔合增稠剂。
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆，由以下原料组成：聚合物乳液350kg，成膜助剂20kg，消泡剂1kg，防冻剂10kg，润湿分散剂6kg，ph调节剂1kg，防腐剂1kg，流平剂3kg，增稠剂3kg，颜料250kg，填料100kg，聚合物微粉50kg，自来水100kg；
所述聚合物乳液为改性苯丙乳液；
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；
所述消泡剂为矿物油类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为硅灰石粉；
所述聚合物微粉为聚四氟乙烯微粉。
实施例2
一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆，由以下原料组成：聚合物乳液400kg，成膜助剂30kg，消泡剂2kg，防冻剂15kg，润湿分散剂8kg，ph调节剂2kg，防腐剂2kg，流平剂4kg，增稠剂4kg，颜料280kg，填料150kg，聚合物微粉80kg，自来水200kg；
所述聚合物乳液为纯丙乳液；
所述成膜助剂为乙二醇丁醚；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为重质碳酸钙；
所述聚合物微粉为硅微粉。
实施例3
一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆，由以下原料组成：聚合物乳液380kg，成膜助剂24kg，消泡剂1.2kg，防冻剂12kg，润湿分散剂6.5kg，ph调节剂1.6kg，防腐剂1.4kg，流平剂3.6kg，增稠剂3.2kg，颜料260kg，填料120kg，聚合物微粉60kg，自来水140kg；
所述聚合物乳液为硅丙乳液；
所述成膜助剂为丙二醇苯醚；
所述消泡剂为聚醚类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为高岭土；颜料为粒径为20～50nm的金红石型钛白粉；
所述聚合物微粉为15～25微米的亚克力微粉。
实施例4
一种耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆，由以下原料组成：聚合物乳液360kg，成膜助剂26kg，消泡剂1.5kg，防冻剂14kg，润湿分散剂7kg，ph调节剂1.5kg，防腐剂1.5kg，流平剂3.5kg，增稠剂3.5kg，颜料270kg，填料130kg，聚合物微粉70kg，自来水150kg；
所述聚合物乳液为有机氟改性苯丙乳液；
所述成膜助剂为乙二醇丁醚；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为滑石粉；颜料为粒径为20～50nm的金红石型钛白粉；
所述聚合物微粉为聚氯乙烯微粉。
实施例5
除聚合物乳液的种类为改性苯并乳液外，其余成分和比例均同实施例4。
其中改性苯丙乳液按照以下制备方法得到：
①将op-10、正戊醇、df-10、amps加入去离子水中，分散均匀，然后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸，搅拌均匀，得到乳化液；其中op-10、正戊醇、df-10、amps、去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸的质量比为2：0.4：0.8：0.4：240：15：90：90：10；
②向反应釜中加入步骤①所得1/5乳化液，升温至72℃，向其中加入过硫酸铵和碳酸氢钠，然后升温至78℃，并在3小时内匀速滴完剩余乳化液，恒温1小时后降温至35℃加入氨水调节ph值至8，过滤，放料，得到改性苯丙乳液；
过硫酸铵、碳酸氢钠和步骤①中使用的正戊醇的质量比为1.2：1：0.4。
实施例6
除聚合物乳液的种类为改性苯并乳液外，其余成分和比例均同实施例4。
改性苯丙乳液按照以下制备方法得到：
①将op-10、正戊醇、df-10、amps加入去离子水中，分散均匀，然后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸，搅拌均匀，得到乳化液；其中op-10、正戊醇、df-10、amps、去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸的质量比为4：0.6：1.2：0.6：260：18：100：100：15；
②向反应釜中加入步骤①所得1/5乳化液，升温至76℃，向其中加入过硫酸铵和碳酸氢钠，然后升温至82℃，并在3小时内匀速滴完剩余乳化液，恒温1小时后降温至45℃加入氨水调节ph值至9，过滤，放料，得到改性苯丙乳液；
过硫酸铵、碳酸氢钠和步骤①中使用的正戊醇的质量比为1.8：1.5：0.6。
实施例7
除聚合物乳液的种类为改性苯并乳液，并且颜料为具有疏水性能的经过十六烷基三甲基溴化铵处理后的金红石型钛白粉外，其余成分和比例均同实施例4。
改性苯丙乳液按照以下制备方法得到：
①将op-10、正戊醇、df-10、amps加入去离子水中，分散均匀，然后依次加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸，搅拌均匀，得到乳化液；其中op-10、正戊醇、df-10、amps、去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯酸的质量比为3：0.5：1.0：0.5：250：16：95：95：12；
②向反应釜中加入步骤①所得1/5乳化液，升温至74℃，向其中加入过硫酸铵和碳酸氢钠，然后升温至80℃，并在3小时内匀速滴完剩余乳化液，恒温1小时后降温至40℃加入氨水调节ph值至8.5，过滤，放料，得到改性苯丙乳液；
过硫酸铵、碳酸氢钠和步骤①中使用的正戊醇的质量比为1.5：1.2：0.5；
金红石型钛白粉经十六烷基三甲基溴化铵处理的步骤为：
将钛白粉粉体与去离子水按质量比1:10放入反应釜中，低速搅拌均匀，加入改性剂十六烷基三甲基溴化铵，改性剂与钛白粉配比(质量比)为1：50，升温至80℃后500r/min恒温匀速分散2h，放料并用真空抽滤出改性后钛白粉，将抽滤出的钛白粉经烘干、研磨后得到改性具有疏水性能钛白粉。
实施例8
实施例1的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
⑴将自来水100kg加入混料槽中，加入润湿分散剂6kg、消泡剂1kg，分散均匀后加入颜料250kg和填料100kg分散均匀，得到浆料；
⑵将步骤⑴所得浆料经砂磨机研磨至15微米以下，加入聚合物微粉50kg分散均匀，在搅拌下依次加入聚合物乳液350kg、成膜助剂20kg、防冻剂10kg、防腐剂1kg、流平剂3kg，分散均匀后依次加入增稠剂3kg和ph调节剂1kg，得到耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆；
所述聚合物乳液为改性苯丙乳液；
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；
所述消泡剂为矿物油类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为硅灰石粉；
所述聚合物微粉为聚四氟乙烯微粉。
实施例9
实施例2的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
⑴将自来水200kg加入混料槽中，加入润湿分散剂8kg、消泡剂2kg，分散均匀后加入颜料280kg和填料150kg分散均匀，得到浆料；
⑵将步骤⑴所得浆料经砂磨机研磨至15微米以下，加入聚合物微粉80kg分散均匀，在搅拌下依次加入聚合物乳液400kg、成膜助剂30kg、防冻剂15kg、防腐剂2kg、流平剂4kg，分散均匀后依次加入增稠剂4kg和ph调节剂2kg，得到耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆；
所述聚合物乳液为纯丙乳液；
所述成膜助剂为乙二醇丁醚；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为重质碳酸钙；
所述聚合物微粉为硅微粉。
实施例10
实施例3的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
⑴将自来水140kg加入混料槽中，加入润湿分散剂6.5kg、消泡剂1.2kg，分散均匀后加入颜料260kg和填料120kg分散均匀，得到浆料；
⑵将步骤⑴所得浆料经砂磨机研磨至15微米以下，加入聚合物微粉60kg分散均匀，在搅拌下依次加入聚合物乳液380kg、成膜助剂24kg、防冻剂12kg、防腐剂1.4kg、流平剂3.6kg，分散均匀后依次加入增稠剂3.2kg和ph调节剂1.6kg，得到耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆；所述聚合物乳液为硅丙乳液；
所述成膜助剂为丙二醇苯醚；
所述消泡剂为聚醚类消泡剂；
所述防冻剂为丙二醇；所述润湿分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述ph调节剂为amp-95；所述防腐剂为甲基氯异噻唑啉酮；所述流平剂为dsx3116；所述增稠剂为非离子型聚氨酯缔合型增稠剂；所述填料为高岭土；颜料为粒径为20～50nm的金红石型钛白粉；
所述聚合物微粉为15～25微米的亚克力微粉。
实施例11
实施例4的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
⑴将自来水150kg加入混料槽中，加入润湿分散剂7kg、消泡剂1.5kg，分散均匀后加入颜料270kg和填料130kg分散均匀，得到浆料；
⑵将步骤⑴所得浆料经砂磨机研磨至15微米以下，加入聚合物微粉70kg分散均匀，在搅拌下依次加入聚合物乳液360kg、成膜助剂26kg、防冻剂14kg、防腐剂1.5kg、流平剂3.5kg，分散均匀后依次加入增稠剂3.5kg和ph调节剂1.5kg，得到耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆。
实施例12
实施例5的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，制备过程同实施例10，只是将聚合物乳液的种类为改性苯并乳液。
实施例13
实施例6的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，制备过程同实施例10，只是将聚合物乳液的种类为改性苯并乳液。
实施例14
实施例7的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的制备方法，制备过程同实施例10，只是将聚合物乳液的种类为改性苯并乳液；颜料为具有疏水性能的经过十六烷基三甲基溴化铵处理后的金红石型钛白粉。
本发明的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆使用时墙面外墙腻子找平，刷一道抗碱封闭底漆，干燥后辊涂或喷涂两道本申请的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆。
对实施例1～7的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆进行性能检测，结果如表1所示：
表1实施例1～7的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆的性能检测数据表
由表1的检测数据可以看出，本发明的耐磨防水自清洁超疏水荷叶效果乳胶漆具有较强的疏水防水功能，并且耐沾污性好，能达到1级以上，具有很好的耐擦洗性和耐老化性能。