專利名稱：抗靜電硅丙外墻涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗靜電硅丙外墻涂料，不僅適用于高層建筑的外墻裝飾和保護(hù)，尤其適用于要求具有抗靜電性能的化工廠，石油化工，危險(xiǎn)品倉庫等建筑物的外墻裝飾和保護(hù)。它可以及時(shí)排除涂料表層積存的靜電，防止因靜電積聚而引發(fā)的火災(zāi)，爆炸等事故。
抗靜電涂料多是在高分子基體中添加導(dǎo)電性填料而制得。例如有添加金屬氧化物粉未和非金屬粉未的(CN-97125796)；有添加丙烯酸樹酯類聚胺鹽的(EP0512540；紫外光固化抗靜電涂料的研制，南京林業(yè)大學(xué)報(bào)，自然科學(xué)版2001，025(006)，-73-76)；有添加短切丙烯酸酯電導(dǎo)纖維的(JP57083565)，有加入氧化鋅晶須的(ZnOW/聚氨酯涂料抗靜電性能的研究，靜電1996.11(4)-23-25)等等。然而這些涂料或者是由于采用的高分子基體性能所限，或者是添加的導(dǎo)電性填料性能所限，雖然具有了一定的抗靜電性能，但仍難滿足現(xiàn)代建筑外墻對(duì)裝飾性，耐用性、保護(hù)性等方面的綜合要求。
本發(fā)明的目的就是提供一種具有良好的耐污性，耐候性，耐洗刷性，抗靜性能穩(wěn)定的高級(jí)外墻涂料。
本發(fā)明抗靜電硅丙外墻涂料是由混合溶劑、硅丙樹酯、偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須，十二烷基磺酸鈉按重量比1∶(0.3-0.7)∶(0.02-0.08)∶(0.005-0.02)通過溶液聚合而成。其中混合溶劑為醋酸乙酯，120#汽油，環(huán)已烷，乙醇按重量比1.0∶1.0∶0.3∶1.0的混合物；硅丙樹酯為甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有機(jī)硅予聚體，復(fù)合引發(fā)劑按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.3-0.5)∶(0.2-0.5)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。
有機(jī)硅予聚體是乙烯基三乙氧基硅烷；八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。復(fù)合引發(fā)劑是氧化苯甲酰和異丙苯過氧氫1∶1的混合物。
本發(fā)明抗靜電硅丙外墻涂料的制備是將混合溶劑，硅丙樹酯，偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須及十二烷基磺酸鈉按前述重量比依次加入反應(yīng)釜，升溫至60-95℃，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速100-150轉(zhuǎn)/分，攪拌3-5小時(shí)即成。其中硅丙樹酯的制備是將甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有機(jī)硅予聚體、復(fù)合引發(fā)劑按前述重量比加入反應(yīng)釜，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)份，控制溫度在50-100℃，反應(yīng)3-12小時(shí)，然后降至室溫。偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須的制備是配制5-10％KH550硅烷偶聯(lián)劑的丙酮溶液，按100份氧化鋅晶須比0.5-1.5份偶聯(lián)劑的比例，將偶聯(lián)劑丙酮溶液噴入烘烤后的氧化鋅晶須中，高速攪拌3-5分鐘，然后于120-150℃烘烤1.5-2.5小時(shí)。
有機(jī)硅予聚體的制備是將乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫按前述比例加入反應(yīng)釜，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分，升溫80-100℃反應(yīng)4-6小時(shí)，然后再升溫至130-160℃保溫0.5-1小時(shí)，開啟真空泵，減壓脫除低沸物，至釜內(nèi)壓力降至13.3KPa，溫度為150℃時(shí)結(jié)束反應(yīng)。
本發(fā)明抗靜電硅丙外墻涂料中，混合溶劑、硅丙樹酯，偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須及十二烷基磺酸鈉的最佳配比為1∶0.5∶0.05∶0.01(重量)；其中硅丙樹酯中，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、有機(jī)硅予聚體、復(fù)合引發(fā)劑的最佳配比為1.0∶0.6∶0.4∶0.3∶0.008(重量)；有機(jī)硅予聚體中，乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫的最佳配比為1.0∶0.5∶0.01(重量)。
氧化鋅晶須是一種半導(dǎo)體，作為抗靜電添加劑，具有以下優(yōu)點(diǎn)氧化鋅晶須具有四針狀三維結(jié)構(gòu)，當(dāng)其分散到基材中時(shí)，能形成非常有效的三維網(wǎng)狀導(dǎo)電通道，因而賦與導(dǎo)電性所需氧化鋅晶須的量極少，可在不失去材料原有性能的條件下獲得穩(wěn)定，長(zhǎng)期的抗靜電效果。
本發(fā)明通過化學(xué)反應(yīng)，將硅氧烷鏈引入到丙烯酸酯分子鏈上，使極性相差很大的聚合物分子間形成化合鍵，提高了兩相間的相容性，改善了有機(jī)硅的微觀形態(tài)。由此制得的硅丙樹酯，兼具了有機(jī)硅和丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn)，其綜合性能相比于醋丙、苯丙、純丙以及有簡(jiǎn)單物理混溶的有機(jī)硅改性丙烯酸酯涂料有很大提高。因而，以此硅丙樹酯為基體、并加入偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須制得的抗靜電硅丙外墻涂料，具有了眾多優(yōu)良性能(1)極強(qiáng)的自潔功能?；覊m及污垢容易被雨水自動(dòng)沖洗或用清水洗干凈；(2)極高耐沾污性。耐沾污性測(cè)試表明反射系數(shù)降低率僅為6％左右，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10％；(3)高耐候性。能經(jīng)受人工老化實(shí)驗(yàn)1500h的考驗(yàn)，相當(dāng)于天然老化15年以上的使用期；(4)優(yōu)良的耐洗刷性。耐洗刷性實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值約為2萬次，大大高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5600次；(5)優(yōu)良的抗靜電性能?？蓪⑼繉颖砻骐娮栌?.0×1015歐姆降至5.0×107歐姆左右。
實(shí)施例一、有機(jī)硅予聚體的制備將乙烯基三乙基硅烷，八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫按重量比1∶0.5∶0.01加入反應(yīng)釜，開啟攪拌，80轉(zhuǎn)/分，在80-100℃反應(yīng)4-6小時(shí)，然后再升溫至130-160℃，保溫0.5-1小時(shí)，開啟真空泵，減壓脫除低沸物，至釜內(nèi)壓力降至13.3KPa，溫度為150℃時(shí)結(jié)束反應(yīng)。
實(shí)施例二、硅丙樹酯的制備將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、有機(jī)硅予聚體，復(fù)合引發(fā)劑(過氧化苯甲酰和異丙苯過氧化氫1∶1混合物)，按重量比1.0∶0.6∶0.4∶0.3∶0.008依次加入反應(yīng)釜，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)份，控制溫度在50-100℃范圍內(nèi)，反應(yīng)3-12小時(shí)，然后降至室溫。
實(shí)施例三、偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須的制備配制5-10％KH550硅烷偶聯(lián)劑的丙酮溶液，按100份氧化鋅晶須比0.5-1.5份偶聯(lián)劑的比例，將偶聯(lián)劑丙酮溶液噴入烘烤過的氧化鋅晶須中，高速攪拌3-5分鐘，然后于120-150℃烘烤1.5-2.5小時(shí)。
實(shí)施例四、抗靜電硅丙外墻涂料的制備將混合溶劑、硅丙樹酯，偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須及十二烷基磺酸鈉按重量比1∶0.5∶0.05∶0.01依次加入反應(yīng)釜，升溫至60-95℃，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速100-150轉(zhuǎn)/分，攪拌3-5小時(shí)，降至室溫。
權(quán)利要求
1.一種抗靜電硅丙外墻涂料，其特征在于所含組分混合溶劑，硅丙樹酯、偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須，十二烷基磺酸鈉的重量比配方為1∶(0.3-0.7)∶(0.02-0.08)∶(0.005-0.02)，其中混合溶劑為醋酸乙酯、120#汽油、環(huán)已烷，乙醇按重量比1.0∶1.0∶0.3∶1.0的混合物，硅丙樹酯為甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有機(jī)硅予聚體，復(fù)合引發(fā)劑按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.3-0.5)∶(0.2-0.5)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的抗靜電硅丙外墻涂料，其特征在于有機(jī)硅予聚體是乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫按重量比1.0∶(0.5-0.8)∶(0.005-0.01)共聚而成的高分子聚合物。
3.如權(quán)利要求1所述的抗靜電硅丙外墻涂料，其特征在于復(fù)合引發(fā)劑是過氧化苯甲酰和異丙苯過氧化氫1∶1的混合物。
4.一種如權(quán)利要求1所述的抗靜電硅丙外墻涂料的制備方法，其特征在于將混合溶劑，硅丙樹酯，偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須及十二烷基磺酸鈉按權(quán)利要求1所述的配比依次加入反應(yīng)釜，升溫至60-95℃，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速100-150/分，攪拌3-5小時(shí)，其中硅丙樹酯的制備方法為將甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有機(jī)硅予聚體，復(fù)合引發(fā)劑按權(quán)利要求1所述比列加入反應(yīng)釜，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分，在50-100℃反應(yīng)3-12小時(shí)，然后降至室溫，偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須的制備方法是選用雙官能團(tuán)偶聯(lián)劑，KH550硅烷偶聯(lián)劑處理，配制5-10％KH550硅烷偶聯(lián)劑丙酮溶液，按100份氧化鋅晶須比0.5-1.5份偶聯(lián)劑的比例，將偶聯(lián)劑丙酮溶液噴入烘烤后的氧化鋅晶須中，高速攪拌3-5分鐘，然后于120-150℃烘烤1.5-2.5小時(shí)。
5.如權(quán)利要求中4所述的抗靜電硅丙外墻涂料的制備方法，其特征在于，有機(jī)硅予聚體的制備是將乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫按權(quán)利要求2所述的比例加入反應(yīng)釜，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分，升溫80-100℃反應(yīng)4-6小時(shí)，然后再升溫至130-160℃，保溫0.5-1小時(shí)，開啟真空泵，減壓脫除低沸物至釜內(nèi)壓力降至13.3KPa，溫度為150℃時(shí)結(jié)束反應(yīng)。
6.一種抗靜電硅丙外墻涂料，其特征在于混合溶劑，硅丙樹酯，偶聯(lián)處理過的氧化鋅晶須及十二烷基磺酸鈉的最佳配比為1∶0.5∶0.05∶0.01，其中硅丙樹酯中，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸，有機(jī)硅予聚體，復(fù)合引發(fā)劑的最佳配比為1.0∶0.6∶0.4∶0.3∶0.008；有機(jī)硅予聚體中，乙烯基三乙氧基硅烷，八甲基環(huán)四硅氧烷，異丙苯過氧化氫的最佳配比為1.0∶0.5∶0.01。
全文摘要
本發(fā)明抗靜電硅丙外墻涂料，將偶聯(lián)處理過的，具有四針三維結(jié)構(gòu)的氧化鋅晶須均勻分散到用溶液聚合法制成的硅丙涂料中，從而使本發(fā)明的涂料具有非常優(yōu)良的綜合性能，極強(qiáng)的自潔功能，極高的耐沾污性，高耐候性，優(yōu)良的耐洗刷性，持久穩(wěn)定的抗靜電能力，不僅在高層建筑的外墻裝飾與保護(hù)方面，而且在一些需要抗靜電的建筑物諸如生產(chǎn)易燃易爆產(chǎn)品的化工廠，危險(xiǎn)品倉庫等方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09D183/04GK1517416SQ0311716
公開日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者薛合倫, 賴中元, 呂云偉 申請(qǐng)人:成都正光科技股份有限公司