为80KV。
[0157] SEM :将样品用去离子水稀释至固含约0.3%，滴至导电胶上的锡箱纸上，自然干 燥后用于SEM测试。使用荷兰的NOVA NAN0SEM 430高倍扫描电子显微镜，其加速电压为 20KV，扫描周期为100s，脉冲计数率为2000cps，工作距离为34mm。
[0158] EDS :EDS 为连接在 SEM 上。
[0159] 采用加速老化仪测试漆膜的防紫外线性能，紫外光源为UVA_340nm规格的灯管， 辐照强度为〇. 60W/m2;
[0160] 按GB/T 6739-2006测定漆膜的硬度；
[0161] 按GB 5209-1985测定漆膜的耐水性；
[0162] 按GB 9274-1988测定漆膜的耐碱性；
[0163] 按GB/T9266-88测定漆膜的耐擦洗性。
[0164] 由图1可以看出纳米二氧化钛全部分布在丙烯酸酯聚合物微球上，分散性优异， 由图2可以看出丙烯酸酯聚合物表面光滑，纳米二氧化钛没有在其表面，而图3显示该复合 微球中含有钛元素，说明纳米二氧化钛分布在丙烯酸酯聚合物微球内部，其结构为以纳米 二氧化钛为核，丙烯酸酯聚合物为壳的核壳结构。
[0165] 表1防紫外线外墙涂料性能测试结果
[0167] 表1的数据说明了本发明所述的涂料储存稳定性好，并且漆膜的硬度高，有利于 抵抗物理损坏；耐水性、耐酸碱性以及耐擦洗性能优异；防紫外线性能已超过优等品的标 准（600h)。
[0168] 检测情况均超过优等品的标准，与中国发明专利申请CN102134424A相比， CN102134424A所得涂料200多小时已经开始黄化、粉化了，该现有技术中纳米二氧化钛直 接添加在涂料中，由于纳米二氧化钛粒径小，比较面积大，表面富含羟基等在涂料中极易团 聚，团聚体的紫外线屏蔽性能大大降低。本发明所得产品性能远远好于CN102134424A。
[0169] 需要强调的是，本发明不但在纳米二氧化钛表面包覆一层丙烯酸酯聚合物，而且 本发明通过合理控制包覆工艺和整个防紫外线外墙涂料配方体系，将纳米二氧化钛表面 是在包覆后再添加到外墙涂料中，纳米二氧化钛表面的丙烯酸酯聚合物参与外墙涂料的成 膜，这种协同作用不但使漆膜的防紫外性能优异，还可以提高漆膜的硬度、耐擦洗性能等， 具体性能检测情况见表1。
【主权项】
1. 一种防紫外线外墙涂料，其特征在于，按质量份数计，其原料包括以下组份： 丙烯酸酯聚合物乳液25~40 纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液5~15 颜填料15~25 防冻剂1. 2~1. 5 润湿剂0. 1~0. 2 成膜助剂1. 2~1. 8 分散剂〇. 3~0. 6 消泡剂0. 1~0. 4 增稠剂〇. 1~〇. 4 防腐剂〇. 1~〇. 3 pH调节剂0.1~0.2 去离子水20~40 所述的丙烯酸酯聚合物乳液为固含40%的苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液、叔丙乳液或 硅丙乳液； 所述的纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液乳胶粒子以纳米二氧化钛为核，丙烯 酸酯聚合物为壳的核壳结构，按如下步骤制备得到： (1) 制备改性纳米二氧化钛 按质量份数计，将〇. 25~5份纳米二氧化钛与20~200份溶剂混合后超声分散，加 入0. 1~5份硅烷偶联剂，60~80°C反应1~6h，离心，用无水乙醇洗涤，离心、洗涤，烘 干，得到改性纳米二氧化钛；所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或丙酮；所述的硅烷偶联剂 为y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中 的一种； (2) 制备纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液 按质量份数计，将〇. 25~5份改性纳米二氧化钛分散在20~50份丙烯酸酯单体和 0. 5~2份助乳化剂的混合液中，超声分散，加入到乳化剂水溶液中，其中乳化剂的量为 0. 5~2份，去离子水的量为40~80份，搅拌，超声分散，升温至60~80°C，加入0. 25~ 5份引发剂，保温2~6h，得到纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液；所述的丙烯酸酯 单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基酯、丙 烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种或多种；所述的助乳化剂为十六烷、十六醇、正 戊醇或环己醇；所述的乳化剂为油酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、吐温80、吐 温20、烷基酚聚氧乙烯醚-10失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯和聚 氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯中的一种或多种；所述的引发剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫 酸铵或过硫酸钾-亚硫酸氢钠中的一种。2. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述的颜填料为钛白粉、重 钙粉、滑石粉、硫酸钡、云母粉和高岭土中的一种或多种；所述的防冻剂为乙二醇或丙二醇； 所述的润湿剂为PE-100、乙醇、丙二醇或甘油。3. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述将0. 25~5份纳米二 氧化钛与20~200份溶剂混合后超声分散是功率为400~800W超声分散5~30min。4. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述烘干是在50~KKTC 烘12~24h。5. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述制备纳米二氧化钛/丙 烯酸酯聚合物复合乳液的超声分散都是在超声功率为400~800W分散10~60min ;所述 制备纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液的搅拌是在转速为100~400rpm条件下搅 拌 5 ~30min。6. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述的分散剂为十二烷基 硫酸钠、聚氧乙烯烷基苯基醚、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、油酸钠、聚丙烯酸钠或聚异丁烯顺 丁烯二酸钠盐；成膜助剂为乙二醇、丙二醇、己二醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、甲基苄醇或 乙二醇丁醚醋酸酯。7. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述的消泡剂为丁醇、 1，2-丙二醇、辛醇、磷酸三丁酯、乳化二甲基硅油、乳化苯甲基硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊 四醇醚或聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。8. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述的增稠剂为邻苯二甲 酸二丁酯、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、黄原胶、XG-60、XG-903、SN-612或 TT-935。9. 根据权利要求1所述的防紫外线外墙涂料，其特征在于，所述的防腐剂为BIT、BIT/ MIT、CMIT/MIT或DBNPA中的一种；所述的pH调节剂为AMP-95、氨水、氢氧化钠或氢氧化钾 中的一种或多种。10. 权利要求1-9任一项所述的防紫外线外墙涂料的制备方法，其特征在于包括如下 步骤： (1) 制备纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液； (2) 按下述步骤制备防紫外线外墙涂料： 1) 按配方称取物料，在500~1500rpm搅拌下依次加入去离子水、润湿剂、分散剂、pH 稳定剂、消泡剂，充分搅拌10~60min，得到预聚合物料； 2) 在500~1500rpm搅拌下，在所述预聚合物料中加入配方量的颜填料，混合均勾后 1000~2000rpm搅拌30~90min，得到颜填料分散浆； 3) 把纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液充分分散在丙烯酸酯聚合物外墙乳液 中，将防冻剂在300~600rpm搅拌下缓慢加入上述混合乳液中，搅拌10~30min，把得到的 混合液加入颜填料分散衆，然后在500~1000 rpm搅拌下加入消泡剂、成膜助剂，搅拌10~ 60min ； 4) 用pH调节剂调节pH至8~9,加入增稠剂，500~1000 rpm搅拌10~60min，得到 防紫外线外墙涂料。
【专利摘要】本发明公开了一种防紫外线外墙涂料及其制备方法。该制备方法先在纳米二氧化钛表面包覆一层丙烯酸酯聚合物得到纳米二氧化钛/丙烯酸酯聚合物复合乳液，然后将该复合乳液与丙烯酸酯聚合物外墙乳液充分混合，再加入颜填料、助剂和水。该涂料在纳米二氧化钛表面包覆一层丙烯酸酯聚合物，显著提高了纳米二氧化钛在涂料中的分散性和稳定性，避免形成纳米二氧化钛团聚体，团聚体的防紫外线性能将大大降低甚至没有。该涂料不但具有丙烯酸酯聚合物外墙涂料优良的耐水性、耐碱性及耐擦洗性等特点，还提高了其硬度和防紫外线性能，延长了涂料的使用寿命，并且制备方法简单，生产成本低，有利于工业化生产。
【IPC分类】C09D133/04, C09D125/14, C09D7/12
【公开号】CN105017871
【申请号】CN201510409810
【发明人】张心亚, 汪春玲
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月13日