[发明专利]一种高性能环保型纳米硅丙外墙涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于建筑外墙的新型高性能纳米环保型硅丙涂料及其制备方法，属于涂料领域。本发明涂料具体公开了如下质量百分比计的组分：改性树脂基材乳液25～45％、成膜助剂4～10％、颜料+填料30～40％和水余量。本发明采用价格较低稳定性较好的含乙烯基类硅油最为主改性剂，进一步添加一种改性后的纳米粒子作为涂料辅助改性剂，制备出有机硅改性丙烯酸酯乳液型外墙涂料，本发明制备得到的涂料相比同类硅丙乳液型外墙涂料具有以下优点：低成本、高耐候、耐水性、耐沾污及高保色性，同时能很好地满足现代生活人类对环保的需求，有很好的推广价值和发展空间。

技术领域

本发明属于涂料领域，更具体的，涉及一种水性环保型涂料及其制备方法，尤其是用于建筑外墙的新型高性能纳米环保型硅丙涂料及其制备方法。

背景技术

丙烯酸酯有着优异的成膜性能，附着力强、保光性好、以及单体众多、合成容易和价格便宜等优点，经过多年的发展，我国丙烯酸类乳胶涂料的生产技术已经成熟，再中低建筑上得到广泛的应用，但是基本使用寿命一般只有5～10年左右。随着社会经济的不断发展，各大城市建筑都向着大型化，高层化发展，作为建筑外墙涂料纯丙烯酸涂料高温易返粘，低温易脆裂、其防水性、表面张力等性能较差等缺点，已经无法满足其需具有耐候、耐沾污、高保色性及低污染等性能。

针对丙烯酸酯类涂料得缺点，近年来人们采用键能高，表面能较低，具有突出耐水、耐候、耐高低温性的有机硅聚合物对其进行改性。据现有报道可知基本上都是大多采用含双键的硅烷偶联剂的单体对其进行改性，由于其中含有可水解基团，在反应过程中会发生一定程度的水解、缩合，造成聚合过程中分子交联过度从而导致反应不稳定，以及聚合物后期储存不稳定性等问题。虽然有人采用水解抑制剂、单体延缓滴加等方法来解决水解问题，但是有机硅单体的用量也只占单体总质量的10～15％左右。在少许报道中也可看到有采用不易水解带双键含长链的新型硅烷偶联剂和含氟的硅烷偶联剂进行改性，虽然以上两类改性单体具有更够在较少用量下达到较好的改性效果，但是其价格非常昂贵并不适合实现工业产业化。

本发明针对现阶段硅丙乳液型外墙涂料，常用有机硅氧烷类改性剂易水解而添加量少及价格较昂贵的缺点采用相对廉价的含乙烯基类硅油作为丙烯酸酯主改性剂，具有添加量高、稳定较好的特点。进一步添加一种改性后的纳米粒子作为涂料辅助改性剂，该涂料具有相比同类硅丙乳液型外墙涂料具有低成本、高耐候、耐水性、耐沾污、高保色性及环保性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有硅丙乳液型外墙涂料、常用有机硅氧烷类改性剂易水解而添加量少及价格较昂贵的缺点，提供一种高性能环保型纳米硅丙外墙涂料。

本发明另一要解决的技术问题是高性能环保型纳米硅丙外墙涂料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种高性能环保型纳米硅丙外墙涂料，包括如下质量百分比计的组分：

所述改性树脂基材乳液通过下述方法制备得到：

S1.将乳化剂和适量蒸馏水混合搅拌5～60min配置固含为40％的乳液，然后滴加丙烯酸类及丙烯酸酯类单体，继续搅拌0.5～2h，后采用超声均质10～30min，得到核的预乳液，后续采用同样的方法制备壳的预乳液；

S2.取一半核的预乳液，与引发剂水溶液混合加入反应器中，在保护气氛下温度升至60～65℃后，体系出现明显蓝光，然后开始滴加另一半核的预乳液和引发剂，滴加完毕后60～80℃继续保温反应0.5～3h，得聚合乳液；

S3.向聚合乳液中滴加壳层混合单体和引发剂水溶液，滴加完后70～90℃保温反应1～3h，冷却至室温调节乳液PH至中性出料，得到改性树脂基材乳液；

其中，步骤S3中壳层混合单体包括乙烯基类硅油得预乳化液、有机无机有机硅改性纳米粒子和丙烯酸类及丙烯酸酯类；