高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆及其制备方法

发布时间:2018-3-31 9:37:41

  申请日2015.11.25

  公开(公告)日2016.04.06

  IPC分类号C09D135/02; C09D133/12; C09D5/16; C09D7/12

  摘要

  本发明涉及一种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆,其由以下原料组成:水、纤维素、pH调节剂、润湿剂、分散剂、重钙、煅烧高岭土、沉淀硫酸钡、二氧化钛、乳液、成膜助剂、杀菌防霉剂、聚氨酯增稠剂或碱溶胀型增稠剂、附着力增强剂、防冻剂、消泡剂。该发明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。

  权利要求书

  1.一种高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆,其特征在于: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0.1-0.2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。

  2.根据权利要求1所述的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆,其特征在于: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。

  3.根据权利要求2所述的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆,其特征在于: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。

  4.根据权利要求1所述的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆,其特征在于: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。

  5.根据权利要求1-4任一所述的高效耐候、耐水、耐沾污水性生物基漆的 制备方法,其特征在于:其包括在常温和常压下依次进行的以下步骤,

  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℃,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0.5-1.5h,随后升温至75-85℃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;

  ②制浆工艺:

  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1500-1800rpm转速下边分散边加入二氧化钛、重钙、煅烧高岭土和沉淀硫酸钡,分散18-22min,即制得浆液;

  ③调漆工艺:

  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。

  说明书

  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

  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

  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。

  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产品选择。

  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。

  现有市面上具具有高效耐候、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

  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。

  本发明的技术方案如下:

  一种高效耐候、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0.1-0.2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。

  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APEO,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。

  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。

  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。

  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。

  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:

  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℃,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0.5-1.5h,随后升温至75-85℃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;

  ②制浆工艺:

  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1500-1800rpm转速下边分散边加入二氧化钛、重钙、煅烧高岭土和沉淀硫酸钡,分散18-22min,即制得浆液;

  ③调漆工艺:

  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。

  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。

  与现有技术相比,本发明申请具有以下优点:

  1)采用生物基型原材料,安全环保;

  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1000h,其漆膜的色差ΔE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;

  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。

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