專利名稱：高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
如今，我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長，人民生活水平不斷提高，各行業(yè)也都保持了迅猛的增長。同時，能源的消耗大幅增加，環(huán)境危機越來越嚴重。人們能源與環(huán)境意識的覺醒促使各種環(huán)保節(jié)能新技術(shù)的研究發(fā)展。高分子涂層材料已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個部門，是農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)必不可少的一種產(chǎn)品，而環(huán)保節(jié)能是國家環(huán)境保護和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容，是貫徹國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，因此，研究一種環(huán)保節(jié)能的新型高分子涂層材料成為當(dāng)務(wù)之急，市場前景廣闊。我國現(xiàn)有的涂層材料，只具備環(huán)保、阻燃、保溫功能中的一種或幾種，很少能夠具備自潔功能，有少量具有自潔功能的涂層材料，也很難同時具備環(huán)保、阻燃、 保溫等功能?，F(xiàn)有的各種涂層材料的典型缺點是耐污性差、戶外耐久性不好，使得建筑外墻，尤其是道路附近的建筑物或者其他建筑設(shè)施常常會沾染很多灰塵、污垢、油污等，嚴重影響美觀?，F(xiàn)有的硅丙外墻乳膠漆和氟碳涂料，其戶外耐久性、防水性和耐污性雖然有所提高，但其耐污性仍不理想，尤其是缺少自潔功能。德國專利DE19921876A1和中國專利011似643. 8 中，通過粉體的表面改性、特殊形狀鈦白粉以及低表面張力疏水劑的使用報道了兩種具有自清潔功能外墻建筑有機涂料及其制備方法，均只限于墻面灰塵通過雨水達到自清潔效果，對附著于墻面的油污和油污上面再沾灰塵則無能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有的涂層材料存在的一系列問題，提出了一種具有高溫穩(wěn)定性好、 高強度、耐高溫、耐磨、高韌性等優(yōu)點，同時具備環(huán)保、阻燃、自潔、節(jié)能保溫等功能的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，按重量份數(shù)計，包括以下組分硅丙乳液=238-260 ；彈性乳液:95-110 ；堿溶脹類增稠劑:3_5 ；聚丙烯酸酯類流平劑1-2 ；潤濕劑0. 5-1.5 ；分散劑3-5 ；消泡劑1.5-3 ；防霉劑0. 5-1.5 ；疏水劑:20-30 ；疏水助劑1. 5-15 ；丙二醇:20-30 ；Texanol酯醇成膜助劑:15-20 ；無機顏填料=145-155 ；NTB發(fā)射粉:7_12 ；陶瓷粉:65-75 ；高嶺土 45-55 ；空心玻璃微珠:75-85 ；水 185-215。優(yōu)選的是所述的無機顏填料為金紅石鈦白粉，粒徑在10-30微米。優(yōu)選的是所述的陶瓷粉粒度為650-1200目。優(yōu)選的是所述的高嶺土粒度為800-1150目。優(yōu)選的是所述的空心玻璃微珠粒度為100-250微米、壁厚為1-2微米的空心球體。本發(fā)明的另一目的在于提供一種如上所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法，其特征在于步驟如下1)備料將所需的各組分按重量份數(shù)分別備好，將其中的水和消泡劑等分為兩份；2)配制漿料將堿溶脹類增稠劑、聚丙烯酸酯類流平劑、潤濕劑、分散劑、防霉劑、 疏水劑、丙二醇、Texanol酯醇成膜助劑以及一份水、一份消泡劑加入分散罐中，攪拌制成均勻漿料；3)加入填料在漿料中加入無機顏填料，進行分散，再加入一份水、彈性乳液、NTB 發(fā)射粉、陶瓷粉、高嶺土、空心玻璃微珠，攪拌均勻，然后加入一份消泡劑，在超聲波儀器中進行超聲分散，等消泡完全即制得最終產(chǎn)品。優(yōu)選的是在配制漿料時，分散罐中的攪拌速度為600-1000轉(zhuǎn)/分，攪拌時間 8-15分鐘。優(yōu)選的是在加入填料后，攪拌速度為450-600轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明基于發(fā)射粉和中空玻璃微珠的反射和保溫功能原理，加入特定比例的聚磷酸胺和疏水劑，通過對涂層材料配方和多種高分子材料改性的研究，研發(fā)出環(huán)保的具有阻燃、自潔和保溫節(jié)能功能的高分子復(fù)合涂層材料。在理論上根據(jù)光和熱的傳導(dǎo)特點，選用一種質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、球型率高、物化性能穩(wěn)定的空心玻璃陶瓷微珠，有效降低輻射傳熱和對流傳熱，空心玻璃陶瓷微珠的空腔組成隔熱層，利用NTB發(fā)射粉組成隔熱層以達到隔熱節(jié)能保溫的效果；高分子聚合水性樹脂與疏水材料融合使涂層表面具有較低的張力，達到荷葉效果，實現(xiàn)涂料的自潔功能；以特殊助劑和阻燃材料組成防火體系以達到阻燃效果；以水作為稀釋劑且其它原材料均選用無毒環(huán)保材料來達到環(huán)保效果。本發(fā)明中的疏水助劑采用低表面張力的疏水助劑優(yōu)先選用含蠟、含硅或含氟的樹脂乳化液或其改性的納米界面疏水劑或者混合物，該助劑能夠均勻分散，在涂料的成膜過程中又能在涂膜表面富集，形成具有很強的憎水膜。本發(fā)明提供了一種具備自潔功能的節(jié)能涂層材料并同時具備環(huán)保、阻燃、節(jié)能保溫的功能，涂層對水的接觸角> 120°，對油污的分解能力為98%以上，不但對附著于墻面的灰塵有很好的自潔效果，同時對油污也具有顯著的自潔效果。另外，該節(jié)能涂層材料具有良好的可見光、近紅外光反射率，較高的熱紅外發(fā)射率，優(yōu)越的高溫穩(wěn)定性，高強度、耐高溫、耐磨、高韌性，并且施工方便，節(jié)約成本。
具體實施例方式具體實施例一一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，按重量份數(shù)計，包括以下組分硅丙乳液238 ；彈性乳液110 ；堿溶脹類增稠劑5 ；聚丙烯酸酯類流平劑1 ；潤濕劑 0. 5 ；分散劑5 ；消泡劑1. 5 ；防霉劑1 ；疏水劑20 ；疏水助劑1. 5 ；丙二醇25 ；Texanol 酯醇成膜助劑20 ；金紅石鈦白粉145 ；NTB發(fā)射粉8 ；陶瓷粉65 ；高嶺土 55 ；空心玻璃微珠75 ；水:1950金紅石鈦白粉的粒徑為10微米，陶瓷粉的粒度為650目，高嶺土粒度為800目，空心玻璃微珠粒度為250微米、壁厚為1微米的空心球體。
本實施例的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法如下1)備料將所需的各組分按上述的重量份數(shù)分別備好，將其中的水和消泡劑等分為兩份；2)配制漿料將堿溶脹類增稠劑、聚丙烯酸酯類流平劑、潤濕劑、分散劑、防霉劑、 疏水劑、丙二醇、Texanol酯醇成膜助劑以及一份水、一份消泡劑加入分散罐中，在800轉(zhuǎn)/ 分的轉(zhuǎn)速下，攪拌8分鐘，制成均勻漿料；3)加入填料在漿料中加入金紅石鈦白粉，在450轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下進行分散，再加入一份水、彈性乳液、NTB發(fā)射粉、陶瓷粉、高嶺土、空心玻璃微珠，攪拌均勻，然后加入一份消泡劑，在超聲波儀器中進行超聲分散，等消泡完全即制得最終產(chǎn)品。具體實施例二 一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，按重量份數(shù)計，包括以下組分硅丙乳液260 ；彈性乳液95 ；堿溶脹類增稠劑3 ；聚丙烯酸酯類流平劑2 ；潤濕劑 1.5 ；分散劑3 ；消泡劑3 ；防霉劑1.5 ；疏水劑30 ；疏水助劑15 ；丙二醇20 ；Texanol 酯醇成膜助劑15 ；金紅石鈦白粉155 ；NTB發(fā)射粉-J ；陶瓷粉75 ；高嶺土 45 ；空心玻璃微珠85 ；水:1850金紅石鈦白粉的粒徑為20微米，陶瓷粉的粒度為1200目，高嶺土粒度為1000目， 空心玻璃微珠粒度為100微米、壁厚為2微米的空心球體。本實施例的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法如下1)備料將所需的各組分按重量份數(shù)分別備好，將其中的水和消泡劑等分為兩份；2)配制漿料將堿溶脹類增稠劑、聚丙烯酸酯類流平劑、潤濕劑、分散劑、防霉劑、 疏水劑、丙二醇、Texanol酯醇成膜助劑以及一份水、一份消泡劑加入分散罐中，在600轉(zhuǎn)/ 分的轉(zhuǎn)速下，攪拌15分鐘制成均勻漿料；3)加入填料在漿料中加入金紅石鈦白粉，在600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下進行分散，再加入一份水、彈性乳液、NTB發(fā)射粉、陶瓷粉、高嶺土、空心玻璃微珠，攪拌均勻，然后加入一份消泡劑，在超聲波儀器中進行超聲分散，等消泡完全即制得最終產(chǎn)品。具體實施例三一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，按重量份數(shù)計，包括以下組分硅丙乳液248 ；彈性乳液103 ；堿溶脹類增稠劑4. 2 ；聚丙烯酸酯類流平劑1.4； 潤濕劑1. 1 ；分散劑4 ；消泡劑2. 2 ；防霉劑0. 5 ；疏水劑25 ；疏水助劑8 ；丙二醇30 ； Texanol酯醇成膜助劑18 ；金紅石鈦白粉:150 ；NTB發(fā)射粉12 ；陶瓷粉70 ；高嶺土 50 ； 空心玻璃微珠:80 ；水215。金紅石鈦白粉的粒徑為30微米，陶瓷粉的粒度為930目，高嶺土粒度為1150目， 空心玻璃微珠粒度為180微米、壁厚為1. 5微米的空心球體。本實施例的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法如下1)備料將所需的各組分按上述的重量份數(shù)分別備好，將其中的水和消泡劑等分為兩份；2)配制漿料將堿溶脹類增稠劑、聚丙烯酸酯類流平劑、潤濕劑、分散劑、防霉劑、 疏水劑、丙二醇、Texanol酯醇成膜助劑以及一份水、一份消泡劑加入分散罐中，在1000轉(zhuǎn)/ 分的轉(zhuǎn)速下，攪拌11分鐘制成均勻漿料；3)加入填料在漿料中加入金紅石鈦白粉，在520轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下進行分散，再加入一份水、彈性乳液、NTB發(fā)射粉、陶瓷粉、高嶺土、空心玻璃微珠，攪拌均勻，然后加入一份消泡劑，在超聲波儀器中進行超聲分散，等消泡完全即制得最終產(chǎn)品。
本發(fā)明產(chǎn)品的光熱反射率(太陽反射比)達到0.9，拉伸強度達到1.6MPa，斷裂伸長率達到200%，耐洗刷性達到2500次以上，對油污的分解能力達到98%以上，達到多種高分子材料穩(wěn)定性檢測指標產(chǎn)品，使用壽命達到20年以上，比溶劑型涂層材料顯著提高，不褪色，不掉色。
權(quán)利要求
1.一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，其特征在于按重量份數(shù)計，包括以下組分 硅丙乳液238-260 ；彈性乳液95-110 ；堿溶脹類增稠劑3_5 ；聚丙烯酸酯類流平劑1_2 ； 潤濕劑0. 5-1. 5 ；分散劑3-5 ；消泡劑1. 5-3 ；防霉劑0. 5-1. 5 ；疏水劑:20-30 ；疏水助劑1. 5-15 ；丙二醇:20-30 ；Texanol酯醇成膜助劑:15-20 ；無機顏填料=145-155 ；NTB發(fā)射粉7-12 ；陶瓷粉=65-75 ；高嶺土 =45-55 ；空心玻璃微珠:75-85 ；水185_215。
2.如權(quán)利要求1所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，其特征在于所述的無機顏填料為金紅石鈦白粉，粒徑在10-30微米。
3.如權(quán)利要求1所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，其特征在于所述的陶瓷粉粒度為650-1200目。
4.如權(quán)利要求1所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，其特征在于所述的高嶺土粒度為800-1150目。
5.如權(quán)利要求4所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料，其特征在于所述的空心玻璃微珠粒度為100-250微米、壁厚為1-2微米的空心球體。
6.一種如權(quán)利要求1所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法，其特征在于步驟如下1)備料將所需的各組分按重量份數(shù)分別備好，將其中的水和消泡劑等分為兩份；2)配制漿料將堿溶脹類增稠劑、聚丙烯酸酯類流平劑、潤濕劑、分散劑、防霉劑、疏水劑、疏水助劑、丙二醇、Texanol酯醇成膜助劑以及一份水、一份消泡劑加入分散罐中，攪拌制成均勻漿料；3)加入填料在漿料中加入無機顏填料，進行分散，再加入一份水、彈性乳液、NTB發(fā)射粉、陶瓷粉、高嶺土、空心玻璃微珠，攪拌均勻，然后加入一份消泡劑，在超聲波儀器中進行超聲分散，等消泡完全即制得最終產(chǎn)品。
7.如權(quán)利要求6所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法，其特征在于在配制漿料時，分散罐中的攪拌速度為600-1000轉(zhuǎn)/分，攪拌時間8-15分鐘。
8.如權(quán)利要求7所述的高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料的制備方法，其特征在于在加入填料后，攪拌速度為450-600轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高自潔性環(huán)保型高分子涂層材料及其制備方法，按重量份數(shù)計，包括以下組分硅丙乳液238-260；彈性乳液95-110；堿溶脹類增稠劑3-5；聚丙烯酸酯類流平劑1-2；潤濕劑0.5-1.5；分散劑3-5；消泡劑1.5-3；防霉劑0.5-1.5；疏水劑20-30；疏水助劑1.5-15；丙二醇20-30；Texanol酯醇成膜助劑15-20；無機顏填料145-155；NTB發(fā)射粉7-12；陶瓷粉65-75；高嶺土45-55；空心玻璃微珠75-85；水185-215。制備方法為1)備料；2)配制漿料；3)加入填料。本發(fā)明不但對附著于墻面的灰塵有很好的自潔效果，同時對油污也具有顯著的自潔效果。另外，該節(jié)能涂層材料具有良好的可見光、近紅外光反射率，較高的熱紅外發(fā)射率，優(yōu)越的高溫穩(wěn)定性，高強度、耐高溫、耐磨、高韌性，并且施工方便，節(jié)約成本。
文檔編號C09D5/33GK102229770SQ20111014066
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者周鐵, 欒宏先, 欒永紅, 王仲華, 王至潤 申請人:青島格爾美環(huán)保涂料有限公司