一種建筑外立面涂料及其制備方法
【專利說明】一種建筑外立面涂料及其制備方法 所屬技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及建筑涂料領域，具體涉及一種建筑外立面涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 涂料就是能夠涂覆在被涂物件表面并能形成牢固附著的連續(xù)薄膜的材料，這種材 料可以用不同的施工工藝涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定強度、連續(xù)的固態(tài)薄 膜。這樣形成的膜通稱涂膜，又稱漆膜或涂層。
[0003] 近年來，建筑涂料朝著環(huán)保、耐磨、隔熱保溫、安全、超長壽命等方面發(fā)展?，F(xiàn)有的 防水涂料有多種，有的施工操作復雜且性能差；有的防水效果差，耐候性能差，有的需要現(xiàn) 場配料不僅施工麻煩而且存在配料不準導致性能下降影響防水效果。聚氨酯防水涂料是一 種在聚氨酯的分子鏈中含有親水性基團的聚氨酯樹脂，與水具有很強的親和性，采用特定 的工藝能使之在水中分散并形成穩(wěn)定的體系。
[0004] 水性聚氨酯涂料是使用水作為分散體系而制備的聚氨酯涂料。由于其高環(huán)保性、 高裝飾性、高耐磨性、高抗粘、抗裂性，以及相對較寬的施工溫度范圍，在國內(nèi)外發(fā)展迅速， 應用廣泛。隔熱保溫涂料在與建筑物的圍護結(jié)構(gòu)復合后，可使建筑達到保溫和隔熱的目的， 是常用的建筑節(jié)能材料。聚氨酯保溫涂料具有導熱系數(shù)低、強度高、耐老化、防水性能好等 特點，因此在建筑節(jié)能材料上具有很廣泛的應用。但水性聚氨酯成膜后具有一定的親水性 能，故耐水性能一般不高。在涂層中引入有機硅、有機氟兩類低表面能的物質(zhì)以及構(gòu)筑微/ 納米復合的粗糙結(jié)構(gòu)都能夠提高涂層的疏水性。但直接以含氟、含硅類低表面能樹脂作為 成膜樹脂往往導致涂層和基底的附著力變差。
[0005] 超疏水涂層具有超高的水接觸角和極低的滾動角可使水滴在涂層表面快速滑落， 帶走表面的灰塵和污垢，賦予涂層自清潔功能。超疏水涂層因為其獨特的潤濕性能和自清 潔性能在防污、防覆冰、防霧及海洋防腐等領域有廣闊的應用前景。目前文獻報道的超疏水 涂層多存在耐磨性差、附著力低，不能長久保持疏水性等問題，嚴重限制了其實際應用。
[0006] 研究發(fā)現(xiàn)，低表面能的表面可有效防止涂鴉附著和污染，使用高性能防涂鴉涂料， 是對付涂鴉的一個直接有效的手段，尤其是長效持久的防涂鴉涂料，其表面堅硬、滑爽，涂 鴉材料難以沾污其上，且極易清除。聚硅氧烷具有優(yōu)異的憎水憎油性及潤滑性，將其應用于 涂料中，可顯著降低涂膜的表面能，取得極佳的低表面能效果。
[0007]熱反射防腐涂料的隔熱效果，主要通過配方中加入的特殊填料對太陽光的反射而 獲得。高分子有機樹脂由于具有非常高的太陽光穿透率，所以在配方中只起到成膜的作用， 對熱反射并沒有貢獻，然而，耐候性差的高分子樹脂非但對熱反射沒有幫助，還會降低漆膜 的隔熱功效。在戶外環(huán)境中，使用耐候性差的高分子樹脂的漆膜在太陽光的照射下發(fā)生黃 變、粉化，使漆膜的L值降低，另外，由于表面的粉化導致漆膜更容易受到污染，污染物堆積 鑲嵌在漆膜表面，進一步降低L值，而L值下降，漆膜的太陽光反射率就會下降，由此使得油 漆的隔熱性變差。
[0008]雖然有些防腐涂料應用在建筑外立面上，但是隨著社會的發(fā)展，人們對建筑所用 涂料的性能提出了更高的要求，現(xiàn)有的涂料其耐腐蝕性、耐高溫性能和阻燃性能欠佳，附著 力不好，在使用的過程中容易脫落，已經(jīng)不能滿足高速發(fā)展的社會的需要，需要進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種建筑外立面涂料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有的建筑 外立面涂料不能同時滿足耐腐蝕性好、耐高溫和阻燃性能好、涂層與基底附著力好、疏水性 強和環(huán)保性能好的問題。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種建筑外立面涂料，該涂料包括組分一和組分 二，其中：
[0011] 所述組分一包括如下質(zhì)量份數(shù)的下列組分：
[0012] 水性聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液45-50份；
[0013] 羥基丙烯酸樹脂10-25份；
[0014] 硼酸改性有機硅樹脂2-10份；
[0015] 改性疏水顆粒5-10份
[0016] 硅烷偶聯(lián)劑1-3份；
[0017] 含硅表面能助劑0.5-4份；
[0018] 熱反射顏料6-8份；
[0019] 其他助劑1-5份；
[0020] 組分二為質(zhì)量份數(shù)如下的組分組成
[0021] 異氰酸酯固化劑17-25份；
[0022] 二甲硫基甲苯二胺3-4份。
[0023] 優(yōu)選的，以所述羥基丙烯酸樹脂的質(zhì)量為100%計，所述羥基丙烯酸樹脂中，羥基 的質(zhì)量百分含量為2-5 %，樹脂固含質(zhì)量百分含量為65-80%;所述羥基丙烯酸樹脂玻璃化 溫度-40°C-10°C，柔韌性< 1mm。羥基丙烯酸樹脂具有高耐侯性，其特殊的分子結(jié)構(gòu)使得與 水性聚氨酯-丙烯酸酯有非常好的相溶性，可進一步提升涂料的附著力和鮮映性。
[0024] 優(yōu)選的，水性聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液采用如下方法制得：（1)水性聚氨酯乳 液的制備：取聚丙二醇5-20份，異佛爾酮二異氰酸酯2-10份，2, 2-二羥甲基丙酸5-15 份，加入反應容器中，用丙酮3-16份溶解，升溫至55-95Γ，反應100-150分鐘，再降溫至 30-60°C，加入三乙胺3-16份，中和反應10-25分鐘，然后加入蒸餾水10-15份，高速攪拌 使其充分分散，得水性聚氨酯乳液；（2)聚丙烯酸酯乳液的制備：將甲基丙烯酸甲酯5-15 份、丙烯酸3-18份、丙烯酸丁酯15-35份、雙丙酮丙烯酰胺3-15份、蒸餾水5-45份，引發(fā)劑 8-19份及復合乳化劑2-20份加入另一反應器中，于50-90°C下攪拌反應2-5小時；降溫至 35-65Γ，用氨水調(diào)PH值至7-9,得聚丙烯酸酯乳液；上述各原料均以質(zhì)量份計；（3)復合乳 液的制備：將上述水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液按1 : 1-1 : 4的質(zhì)量比混合均勻，即 得水性聚氨酯聚丙烯酸酯復合乳液。
[0025] 優(yōu)選的，水性聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液采用如下方法制得：
[0026]取聚丙二醇lg、異佛爾酮二異氰酸酯20g、2,2_二羥甲基丙酸0.lg加入四口燒瓶 中，用12g丙酮溶解；升溫到100°C開始反應，反應80分鐘，降溫到30°C，加入三乙胺0.lg， 中和反應30分鐘；加入蒸餾水水15g，高速攪拌（轉(zhuǎn)速為120r/min)分散30分鐘，得水性 聚氨酯乳液；
[0027] 再取另一四口燒瓶，加入復合乳化劑0.lg(十二烷基硫酸鈉0. 05g，吐 溫2D〇.〇5g)、蒸餾水20g，升溫到60°C，滴加甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸lg、丙烯酸丁酯 50g、雙丙酮丙烯酰胺5g，引發(fā)劑過硫酸銨0.lg;滴加完畢后保溫反應6小時，得到混合液； 降溫到30°C，用質(zhì)量分數(shù)為10%的氨水調(diào)PH值至8,制得聚丙烯酸酯乳液；
[0028] 將上述水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液按1:3的質(zhì)量比混合均勻，即得水性 聚氨酯聚丙烯酸酯復合乳液。
[0029] 另一優(yōu)選的，水性聚氨酯-丙烯酸酯復合乳液采用如下方法制得：稱取聚丙二醇 4〇g，異佛爾酮二異氰酸酯20g，2,2-二羥甲基丙酸12g，加入四口燒瓶中，用15g丙酮溶解； 升溫到40°C，反應100分鐘；降溫到30°C，加入三乙胺0.lg，中和反應30分鐘；加入蒸餾水 30g，高速攪拌（轉(zhuǎn)速為300r/min)分散5分鐘，得水性聚氨酯乳液；
[0030] 取另一四□燒瓶，加入復合乳化劑20g(十二烷基硫酸鈉5g，吐溫2(]15g)、蒸餾水 50g，升溫到60°C，開始滴加甲基丙稀酸甲酯lg，丙稀酸20g，丙稀酸丁酯50g，雙丙酮丙稀酰 胺5g，引發(fā)劑過硫酸銨0.lg，滴加完畢后保溫反應3小時，得到混合液；降溫到30°C，用質(zhì) 量百分數(shù)10%的氨水調(diào)PH值至10,即可制得聚丙烯酸酯乳液；
[0031] 將上述水性聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液按1:1的質(zhì)量比混合均勻，即得水性 聚氨酯聚丙烯酸酯復合乳液。
[0032] 優(yōu)選的，所述的改性疏水顆粒是按照以下操作制得：于20-30°C下，在含有45-55 份乙醇和20-30份氨水的堿性介質(zhì)中，將10-20份的無機顆粒和0. 5-5份的疏水改性劑混 合，在超聲波或機械攪拌作用下處理〇. 5-3h，抽濾、干燥后獲得改性疏水顆粒；
[0033] 所述疏水改性劑為乙烯基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基 三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚 基丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種；
[0034] 所述無機顆粒為二氧化硅、γ型三氧化二鋁、金紅石型二氧化鈦、碳酸鈣或滑石 粉，且無機顆粒的粒徑為50nm_lμπι。
[0035] 通過在基體樹脂中復合改性的疏水顆粒，向涂層中引入低表面能組分的同時，也 在涂層表面構(gòu)建了足夠的粗糙度，顯著地增大了涂層的水接觸角。
[0036] 熱反射顏料是涂料為了達到相應的性能而加入的填料。作為優(yōu)選，所述熱反射顏 料為以二氧化鈦為內(nèi)核，以累托石、有機分散體為包裹的熱反射隔熱顏料。作為最佳方案， 所述熱反射顏料為上海羽唐實業(yè)