一種疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]乳膠漆是水分散性涂料，它是以合成樹脂乳液為基料，填料經(jīng)過研磨分散后加入各種助劑精制而成的涂料。乳膠漆具備了與傳統(tǒng)墻面涂料不同的眾多優(yōu)點(diǎn)，如易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等。
[0003]外墻乳膠漆的主要功能是裝飾和保護(hù)建筑物面，使建筑物外貌整潔美觀，從而達(dá)到美化城市環(huán)境的目的，同時(shí)能起到保護(hù)建筑物外墻的作用，延長(zhǎng)其使用壽命。另外，隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，各地建筑物大量涌現(xiàn)，建筑物內(nèi)部外部的節(jié)能減排日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于陽光的照射，建筑物內(nèi)部的溫度會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，這樣必然導(dǎo)致空調(diào)的能耗增加。同時(shí)，工廠，活動(dòng)房屋等臨時(shí)性建筑多采用金屬屋頂，在陽光照射下，溫度升高很快，采用空調(diào)降溫的效果不佳，采用一種高效的隔熱涂料來降低建筑物表面的溫度是一種切實(shí)可行的方法。但是現(xiàn)有的乳膠漆隔熱性并不能夠滿足需要，且在長(zhǎng)時(shí)間使用的過程中，耐候性不是很好，容易發(fā)生掉皮、龜裂的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料，其耐水性、耐候性、隔熱性和耐玷污性好，能滿足外墻涂料的要求。
[0005]本發(fā)明提出的一種疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液100份、水溶性醇酸樹脂10-25份、疏水性二氧化硅氣凝膠10-25份、顏填料10-25份、丙二醇3-10份、正辛醇5_12份、乙烯基三甲氧基硅烷3-8份、纖維素納米晶5-10份、羧甲基纖維素鈉1-5份、成膜助劑5-15份、消泡劑2_5份、六偏磷酸鈉0.5-1.5份、苯并三氮唑1-3份、磷酸三丁酯1-2份、磷酸三苯酯0.5-1.2份、去離子水50-70份；
[0006]其中，所述顏填料按重量份由5-20份沉淀硫酸鋇、10-20份膨脹珍珠巖、2_10份硅藻土、10-25份滑石粉、2-12份鈦酸鉀晶須、1-8份空心玻璃微珠和2_10份金紅石型鈦白粉混合均勻而成。
[0007]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料，其原料中，有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液的重量份為100份；水溶性醇酸樹脂的重量份可以為10、12、13、15、16、18、19、19.3、21、23、24、24.5、25份;疏水性二氧化硅氣凝膠的重量份可以為 10、12、13、15、16、18、19、19.3、21、23、23.4,24,24.6、25 份；顏填料的重量份可以為 10、12、13、15、16、18、19、19.3、21、23、23.6,24,24.5、25 份；丙二醇的重量份可以為 3、4、5、6、6.3、7、8、9、9.3、10 份;正辛醇的重量份可以為 5、6、7、8、9、9.3、10、10.3、11、11.6、12份；乙烯基三甲氧基硅烷的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、7.5、8份；纖維素納米晶的重量份可以為5、6、7、8、9、9.5,10份；羧甲基纖維素鈉的重量份可以為1、1.2,1.8、2、2.3,2.8、3,3.4,3.8、4、4.6、5 份；成膜助劑的重量份可以為 5、6、7、8、9、9.3,10,10.3、11、11.6、12、12.3、13、13.5、14、14.6、15 份;消泡劑的重量份可以為 2、2.3,2.8、3、3.4,3.8、4、4.6、5 份；六偏磷酸鈉的重量份可以為0.5、0.6、0.8、1、1.2、1.3、1.35、1.4、1.5份；苯并三氮唑的重量份可以為1、1.2、1.8、2、2.1、2.6、2.8、2.9、3份；磷酸三丁酯的重量份可以為1、1.2、1.5、1.8、2份；磷酸三苯酯的重量份可以為0.5、0.6、0.8、0.9、1、1.1,1.16、1.2份；去離子水的重量份可以為 50、52、53、56、56.8、58、59、59.3、62、64、67、68、68.6、69、69.3、70 份。
[0008]優(yōu)選地，其原料中，有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液、水溶性醇酸樹脂的重量比為100:17-22。
[0009]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液100份、水溶性醇酸樹脂18-20份、疏水性二氧化硅氣凝膠17-20份、顏填料17-20份、丙二醇6_8份、正辛醇8-10份、乙烯基三甲氧基硅烷6-7份、纖維素納米晶7-9份、羧甲基纖維素鈉2.8-3.5份、成膜助劑8-12份、消泡劑3-4.5份、六偏磷酸鈉0.8-1.2份、苯并三氮唑1.8-2.2份、磷酸三丁酯1.5-1.8份、磷酸三苯酯0.8-1.1份、去離子水60-65份。
[0010]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液100份、水溶性醇酸樹脂19份、疏水性二氧化硅氣凝膠18份、顏填料20份、丙二醇7份、正辛醇9份、乙烯基三甲氧基硅烷6.5份、纖維素納米晶8.2份、羧甲基纖維素鈉3份、成膜助劑10份、消泡劑3.6份、六偏磷酸鈉I份、苯并三氮唑2.1份、磷酸三丁酯1.6份、磷酸三苯酯I份、去離子水63份。
[0011]優(yōu)選地，所述顏填料按重量份由13-16份沉淀硫酸鋇、14-17份膨脹珍珠巖、5_8份硅藻土、18-21份滑石粉、6-10份鈦酸鉀晶須、5-7份空心玻璃微珠和7-9份金紅石型鈦白粉混合均勻而成。
[0012]優(yōu)選地，所述顏填料按重量份由14份沉淀硫酸鋇、16份膨脹珍珠巖、7份硅藻土、20份滑石粉、8份鈦酸鉀晶須、6.5份空心玻璃微珠和8份金紅石型鈦白粉混合均勻而成。
[0013]優(yōu)選地，所述疏水性二氧化硅氣凝膠按照以下工藝進(jìn)行制備:按摩爾份將I份正硅酸乙酯、4-8份無水乙醇、12-18份去離子水和0.01-0.05份催化劑混合均勻，然后加入3-10份氨水?dāng)嚢杈鶆蚝蠹尤?.1-0.5份玻璃纖維和0.3-0.8份二氧化鋯，攪拌5_10h后形成凝膠；將凝膠浸入無水乙醇中老化3-4d，然后加入1-1.5份改性劑進(jìn)行表面改性3-4d，用正己烷洗滌至中性后加入馬弗爐中，在400-550°C下熱處理80-120min，降溫后得到疏水性二氧化娃氣凝膠。
[0014]優(yōu)選地，所述疏水性二氧化硅氣凝膠按照以下工藝進(jìn)行制備:按摩爾份將I份正硅酸乙酯、6份無水乙醇、15份去離子水和0.04份催化劑混合均勻，然后加入7份氨水?dāng)嚢杈鶆蚝蠹尤?.3份玻璃纖維和0.5份二氧化鋯，攪拌Sh后形成凝膠；將凝膠浸入無水乙醇中老化3d，然后加入1.2份改性劑進(jìn)行表面改性3d，用正己烷洗滌至中性后加入馬弗爐中，在500°C下熱處理lOOmin，降溫后得到疏水性二氧化硅氣凝膠；在疏水性二氧化硅氣凝膠的制備過程中，加入了玻璃纖維和二氧化鋯對(duì)其改性，改善了二氧化硅氣凝膠的強(qiáng)度、韌性、抗紫外線性和耐候性，同時(shí)選擇了改性劑作為疏水劑，使在凝膠表面的羥基被疏水基團(tuán)取代，使二氧化硅氣凝膠由親水變?yōu)槭杷恢筮M(jìn)行煅燒，通過調(diào)節(jié)煅燒的工藝參數(shù)，在維持凝膠結(jié)構(gòu)的情況下，除去未反應(yīng)的雜質(zhì)，將其加入涂料中，改善了涂料的隔熱性、耐水性和強(qiáng)度。
[0015]優(yōu)選地，所述催化劑為鹽酸、硝酸中的一種或者兩種的混合物。
[0016]優(yōu)選地，所述改性劑為三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷中的一種或者多種的混合物。
[0017]優(yōu)選地，所述成膜助劑為醇酯十二、乙二醇單丁醚、三乙二醇單丁醚、二丙二醇單丁醚、丙二醇苯醚中的一種或者多種的混合物。
[0018]本發(fā)明所述疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料可以按照常規(guī)的乳液涂料制備工藝制備而成。
[0019]丙烯酸乳液是一種粘結(jié)性強(qiáng)、成膜性好的高分子材料，但是其耐熱性、耐寒性和耐溶劑性不是很理想，且具有回黏性，涂膜存在耐熱性、耐沾污性能差的缺陷，限制了其在外墻涂料和其他苛刻條件下的應(yīng)用；有機(jī)硅具有高度的柔韌性、耐高溫性、耐低溫性、耐化學(xué)品性和耐紫外光性，且有機(jī)硅表面能低，涂層不易積塵，具有耐沾污的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明中選擇了有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液作為主要的成膜物質(zhì)，其結(jié)合了丙烯酸乳液和有機(jī)硅的性質(zhì)，賦予涂膜優(yōu)異的耐高低溫性、耐水性、耐沾污性和耐候性；醇酸樹脂具有優(yōu)異的光澤和韌性，且附著力強(qiáng)，并具有良好的耐磨性、耐候性等，本發(fā)明選擇了水溶性醇酸樹脂作為輔助成膜物質(zhì)，與有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液進(jìn)行配合，進(jìn)一步改善了涂膜的耐候性和附著力，提高了乳膠漆的裝飾性；疏水性二氧化硅氣凝膠的表面有大量的疏水基團(tuán)，阻止了水滲入凝膠內(nèi)部而導(dǎo)致其破裂，保持了凝膠結(jié)構(gòu)性能的完整性，將其加入到體系中，因其表面羥基數(shù)量明顯減少，從而抑制了物理吸附水和化學(xué)吸附水的存在，從而提高了涂膜的耐水性，同時(shí)與顏填料中的沉淀硫酸鋇、膨脹珍珠巖、硅藻土、滑石粉、鈦酸鉀晶須、空心玻璃微珠和金紅石型鈦白粉具有協(xié)同作用，提高了涂膜的隔熱性、強(qiáng)度和耐腐蝕性，同時(shí)滑石粉能維持疏水性二氧化硅氣凝膠的完整性，提高了其機(jī)械強(qiáng)度和疏水性；丙二醇、正辛醇加入體系中，具有助溶的作用，與乙烯基三甲氧基硅烷配合后改善了體系中各原料的相容性，同時(shí)提高了涂料的抗凍融性；磷酸三丁酯、磷酸三苯酯配合加入體系中，提高了涂料的韌性，同時(shí)賦予涂料一定的阻燃性，另外，其還具有消泡的作用，減少了消泡劑的用量。
[0020]對(duì)本發(fā)明所述疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料進(jìn)行性能檢測(cè)，其涂膜外觀平整、無硬塊、手感好、光澤度好；耐洗刷性試驗(yàn):5000次通過，涂膜無破損；耐人工老化性試驗(yàn):2000小時(shí)涂膜不起泡、不剝落、無裂紋；耐水性:140h涂膜無破損:耐堿性:120h涂膜無破損。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]本發(fā)明提出的一種疏水性二氧化硅氣凝膠改性丙烯酸酯乳液涂料，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液100份、水溶性醇酸樹脂10份、疏水性二氧化硅氣凝膠25份、顏填料10份、丙二醇10份、正辛醇5份、乙烯基三甲氧基硅烷8份、纖維素納米晶5份、羧甲基纖維素鈉5份、醇酯十二 5份、消泡劑5份、六偏磷酸鈉0.5份、苯并三氮唑3份、磷酸三丁酯I份、磷酸三苯酯1.2份、去離子水50份；
[0024]其中，所述顏填料按重量份由20份沉淀硫酸鋇、10份膨脹珍珠巖、10份硅藻土、10份滑石粉、12份鈦酸鉀晶須、I份空心玻璃微珠和10份金紅石型鈦白粉混合均勻而成。
[0025]實(shí)施例2