一種有機無機複合乳液和包含該複合乳液的外牆彈性塗料的製作方法

2023-06-17 13:45:21 1

本發明涉及一種有機無機複合乳液和包含該複合乳液的外牆彈性塗料，屬於塗料
技術領域：
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背景技術：
：近年來，高分子牆面裝飾材料行業在美國、西歐、日本和亞太地區發展十分迅速，尤其是在亞太地區，使用量大，產品品種多。國內由於房地產行業井噴式發展，建築裝飾材料發展也十分迅猛。2015年，我國建築裝飾材料產量為560萬噸，同比增長7.36％，比2002年增長了5.6倍。建築物的外牆牆面由於長時間暴露在外，其表面砂漿層在雨水、陽光的影響下，會出現粉化、開裂等問題。與普通外牆牆面裝飾材料相比，彈性外牆裝飾材料具有優異的耐水性、耐候性，且能在較大的溫度範圍內保持一定的回彈性、韌性及良好的延伸率，具有很大的潛在應用價值。目前，市售的彈性外牆裝飾材料雖然具有一定的彈性，但耐沾汙性較差，由於我國環境汙染嚴重、空氣品質較差，其裝飾性能大打折扣，制約了其發展。主要是因為市售的彈性外牆塗料所採用的彈性乳液的玻璃化溫度較低，塗膜的使用溫度通常都在tg以上，因而塗膜比較軟，尤其在夏季高溫條件下，塗膜表面易發軟，極易沾灰，導致塗膜的耐沾汙性能急劇下降。因此，如何平衡塗膜彈性與耐沾汙性之間的矛盾，在保證一定彈性的前提下儘可能地提高塗層的耐沾汙性，是彈性裝飾材料研究中最重要的問題。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種有機無機複合乳液和包含該複合乳液的外牆彈性塗料。本發明所採取的技術方案是：一種有機無機複合乳液，由以下質量份的原料製備而成：甲基丙烯酸甲酯12～20份、丙烯酸丁酯22～30份、丙烯酸0～5份、十二烷基硫酸鈉0～2份、烷基酚聚氧乙烯醚0～2份、過硫酸銨0～1份、乙烯基三甲氧基矽烷0～2份、矽溶膠0～10份、水43～53份。上述有機無機複合乳液的製備方法包括以下步驟：1)預乳化液的製備：將十二烷基硫酸鈉和水混合均勻，再加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基酚聚氧乙烯醚、乙烯基三甲氧基矽烷和矽溶膠，混合均勻，得到預乳化液；2)種子聚合：將一部分過硫酸銨和一部分預乳化液混合，進行聚合反應，得到種子乳液；3)乳液聚合：將剩餘的過硫酸銨和預乳化液加入種子乳液中，充分反應，得到有機無機複合彈性乳液。一種包含有機無機複合乳液的外牆彈性塗料，由以下質量份的原料製備而成：有機無機複合乳液28～35份、金紅石型鈦白粉15～20份、填料18～27份、改性羥乙基纖維素0.4～0.8份、潤溼劑0.1～2.0份、消泡劑0.1～0.5份、成膜助劑0～2份、防凍融助劑0.1～1份、殺菌劑0.1～0.5份、防黴劑0.1～0.5份、ph調節劑0.1～0.5份、功能助劑1～10份、氟助劑0.1～2份、水18～33份。所述的填料為方解石粉、矽灰石、滑石粉、硫酸鋇中的至少一種。所述的潤溼劑為烷基聚氧乙烯醚。所述的消泡劑為聚合物礦物油類消泡劑。所述的成膜助劑為十二碳醇酯。所述的防凍融助劑為丙二醇。所述的殺菌劑為碘代丙炔基氨基甲酸丁脂。所述的防黴劑為1，2-苯並異噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮中的至少一種。所述的ph調節劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述的功能助劑為丙烯酸聚合物。所述的氟助劑為含氟水性陰離子表面活性劑。上述包含有機無機複合乳液的外牆彈性塗料的製備方法包括以下步驟：1)預混：將潤溼劑和水混合均勻，加入改性羥乙基纖維素，混合均勻，溶液成漿狀後加入ph調節劑、填料和金紅石型鈦白粉，混合均勻；2)調稀：取樣，當粒度在50μm以下時，加入十二碳醇酯、防凍融助劑和殺菌劑，混合均勻，加入有機無機複合乳液、消泡劑、防黴劑、功能助劑和氟助劑，混合均勻，得到包含有機無機複合乳液的外牆彈性塗料。本發明的有益效果是：1)本發明的有機無機複合乳液的tg較高，由其製備得到的塗層耐沾汙性能好，延伸率大；2)本發明的外牆塗料的顏填料體積濃度配比適宜，能夠恰好完全包裹顏填料粒子，得到的漆膜緻密，汙染物很難進入漆膜形成吸入性汙染，耐沾汙性能好，且添加有功能助劑，漆膜的耐候性能好、延伸率大、遮蓋力強、低成本低。具體實施方式一種有機無機複合乳液，由以下質量份的原料製備而成：甲基丙烯酸甲酯12～20份、丙烯酸丁酯22～30份、丙烯酸0～5份、十二烷基硫酸鈉0～2份、烷基酚聚氧乙烯醚0～2份、過硫酸銨0～1份、乙烯基三甲氧基矽烷0～2份、矽溶膠0～10份、水43～53份。上述有機無機複合乳液的製備方法包括以下步驟：1)預乳化液的製備：將十二烷基硫酸鈉和水混合均勻，再加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基酚聚氧乙烯醚、乙烯基三甲氧基矽烷和矽溶膠，混合均勻，得到預乳化液；2)種子聚合：將一部分過硫酸銨和一部分預乳化液混合，進行聚合反應，得到種子乳液；3)乳液聚合：將剩餘的過硫酸銨和預乳化液加入種子乳液中，充分反應，得到有機無機複合彈性乳液。優選的，一種有機無機複合乳液的製備方法包括以下步驟：1)預乳化液的製備：將乳化劑加入水中，混合均勻，再加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、烷基酚聚氧乙烯醚、乙烯基三甲氧基矽烷和矽溶膠，混合均勻，得到預乳化液；2)種子聚合：將一部分過硫酸銨和一部分預乳化液加入水中，80～90℃攪拌反應20～40min，得到種子乳液；3)乳液聚合：將剩餘的過硫酸銨和預乳化液加入種子乳液中，80～90℃攪拌反應1～2h，得到有機無機複合彈性乳液。一種包含有機無機複合乳液的外牆彈性塗料，由以下質量份的原料製備而成：有機無機複合乳液28～35份、金紅石型鈦白粉15～20份、填料18～27份、改性羥乙基纖維素0.4～0.8份、潤溼劑0.1～2.0份、消泡劑0.1～0.5份、成膜助劑0～2份、防凍融助劑0.1～1份、殺菌劑0.1～0.5份、防黴劑0.1～0.5份、ph調節劑0.1～0.5份、功能助劑1～10份、氟助劑0.1～2份、水18～33份。優選的，所述的填料為方解石粉、矽灰石、滑石粉、硫酸鋇中的至少一種。優選的，所述的潤溼劑為烷基聚氧乙烯醚。進一步優選的，所述的潤溼劑為科寧的disponila3065、聖諾普科的sn-wet996中的至少一種。優選的，所述的消泡劑為聚合物礦物油類消泡劑。進一步優選的，所述的消泡劑為巴斯夫的st2410ac。優選的，所述的成膜助劑為十二碳醇酯。優選的，所述的防凍融助劑為丙二醇。優選的，所述的殺菌劑為碘代丙炔基氨基甲酸丁脂。優選的，所述的防黴劑為1，2-苯並異噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮中的至少一種。優選的，所述的ph調節劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。優選的，所述的功能助劑為丙烯酸聚合物。優選的，所述的氟助劑為含氟水性陰離子表面活性劑。上述包含有機無機複合乳液的外牆彈性塗料的製備方法包括以下步驟：1)預混：將潤溼劑和水混合均勻，加入改性羥乙基纖維素，混合均勻，溶液成漿狀後加入ph調節劑、填料和金紅石型鈦白粉，混合均勻；2)調稀：取樣，當粒度在50μm以下時，加入十二碳醇酯、防凍融助劑和殺菌劑，混合均勻，加入有機無機複合乳液、消泡劑、防黴劑、功能助劑和氟助劑，混合均勻，得到包含有機無機複合乳液的外牆彈性塗料。下面結合具體實施例對本發明作進一步的解釋和說明。實施例1：一種有機無機複合乳液，其原料組成如下表：表1有機無機複合乳液的原料組成表原料質量份甲基丙烯酸甲酯18丙烯酸丁酯22丙烯酸2十二烷基硫酸鈉1烷基酚聚氧乙烯醚1.5過硫酸銨0.5乙烯基三甲氧基矽烷2水53實施例2：一種有機無機複合乳液，其原料組成如下表：表2有機無機複合乳液的原料組成表原料質量份甲基丙烯酸甲酯14丙烯酸丁酯26丙烯酸2十二烷基硫酸鈉1烷基酚聚氧乙烯醚1.5過硫酸銨0.5乙烯基三甲氧基矽烷1矽溶膠1水53實施例3：一種有機無機複合乳液，其原料組成如下表：表3有機無機複合乳液的原料組成表原料質量份甲基丙烯酸甲酯12丙烯酸丁酯28丙烯酸5十二烷基硫酸鈉0.5烷基酚聚氧乙烯醚0.5過硫酸銨1乙烯基三甲氧基矽烷1.5矽溶膠5水46.5實施例4：一種有機無機複合乳液，其原料組成如下表：表4有機無機複合乳液的原料組成表實施例5：一種有機無機複合乳液，其原料組成如下表：表5有機無機複合乳液的原料組成表原料質量份甲基丙烯酸甲酯20丙烯酸丁酯30丙烯酸1十二烷基硫酸鈉2烷基酚聚氧乙烯醚1過硫酸銨0.2乙烯基三甲氧基矽烷0.3矽溶膠2.5水43實施例6：一種外牆彈性塗料，其原料組成如下表：表6外牆彈性塗料的原料組成表實施例7：一種外牆彈性塗料，其原料組成如下表：表7外牆彈性塗料的原料組成表實施例8：一種外牆彈性塗料，其原料組成如下表：表8外牆彈性塗料的原料組成表實施例9：一種外牆彈性塗料，其原料組成如下表：表9外牆彈性塗料的原料組成表實施例10：一種外牆彈性塗料，其原料組成如下表：表10外牆彈性塗料的原料組成表對比例1：一種普通外牆塗料，其原料組成如下表：表11普通外牆塗料的原料組成表原料質量份普通純丙乳液31金紅石型鈦白粉15填料(方解石粉/1000目)18改性羥乙基纖維素0.5分散劑0.5潤溼劑1.0消泡劑(st2410ac)0.5成膜助劑(十二碳醇酯)1.2防凍融助劑(丙二醇)0.5殺菌劑(碘代丙炔基氨基甲酸丁脂)0.3防黴劑(1，2-苯並異噻唑-3-酮)0.2ph調節劑(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)0.1水31.2對比例2：一種普通外牆塗料，其原料組成如下表：表12普通外牆塗料的原料組成表對比例3：一種普通外牆塗料，其原料組成如下表：表13普通外牆塗料的原料組成表原料質量份普通苯丙乳液31金紅石型鈦白粉15填料(方解石粉/1000目)27改性羥乙基纖維素0.5分散劑0.5潤溼劑1.0消泡劑(st2410ac)0.5成膜助劑(十二碳醇酯)1.2防凍融助劑(丙二醇)0.5殺菌劑(碘代丙炔基氨基甲酸丁脂)0.3防黴劑(1，2-苯並異噻唑-3-酮)0.2ph調節劑(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)0.1水22.2測試例1：對實施例1～5的有機無機複合乳液進行性能測試，測試結果如下表：表14實施例1～5的有機無機複合乳液的性能測試結果測試例2：對實施例6～10和對比例1～3製備的外牆彈性塗料進行耐沾汙性測試，測試結果如下表：表15實施例6～10和對比例1～3的外牆彈性塗料的耐沾汙性測試結果測試例3：對本發明的外牆彈性塗料和市售某外牆乳膠漆進行性能測試，測試結果如下表：表16本發明的外牆彈性塗料和市售某外牆乳膠漆的性能測試結果上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁12