本發(fā)明涉及一種建筑涂料，尤其是一種聚氨酯建筑涂料。

背景技術(shù)：

由于世界工業(yè)日益發(fā)達(dá)以及人類對(duì)大自然的破壞，節(jié)能降耗工作已引起了世界各國(guó)的關(guān)注和重視，我國(guó)的建筑能耗占人類能源消耗的30％以上，提高建筑物保溫隔熱性能、提高建筑物使用功能、節(jié)能降耗是目前建筑選材設(shè)計(jì)又一重要考慮因素。在建筑涂料領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外的發(fā)展目標(biāo)也是向著高效、節(jié)省能源和資源、無害化、無污染方向發(fā)展。近年開發(fā)出的建筑熱反射隔熱涂料不僅具有裝飾性，而且具有熱反射隔熱效果，應(yīng)用在建筑屋面和內(nèi)外墻面對(duì)光和熱具有很好的阻斷及反射作用，在炎熱的夏季可抵抗大陽光和環(huán)境熱對(duì)建筑物的烘烤，使室內(nèi)溫度顯著降低，在冬季減少熱穿墻損耗，達(dá)到冬暖夏涼的效果，對(duì)建筑節(jié)能具有一定貢獻(xiàn)。

建材工業(yè)除了傳統(tǒng)的鋼鐵、水泥外，還包括20世紀(jì)末興起的新的建材工業(yè))化學(xué)建材。聚氨酯(PU)就是其中的一種。聚氨酯作為一種高分子材料，具有可發(fā)泡性、彈性、耐磨性、粘結(jié)性、耐低溫性、耐溶劑性以及耐生物老化性等，因此以其優(yōu)異的物理機(jī)械性能在建筑領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，特別是在建筑防水行業(yè)、建筑膠粘劑和建筑保溫行業(yè)這三個(gè)方面體現(xiàn)得更加突出。

在聚氨酯建筑涂料方面檢索到的相關(guān)專利有：

1、中國(guó)專利，名稱：聚氨酯涂料；申請(qǐng)（專利）號(hào)：201010141800.7，此發(fā)明提供了一種聚氨酯涂料，包含80%-90%的聚氨基甲酸酪、3%-6%的高聯(lián)劑、1%-2%的阻燃劑、2%-6%的催化劑、1%-3%的發(fā)泡劑、2%-4%的泡沫穩(wěn)定劑，所述的聚氨基甲酸酪為含羥基的聚醚樹脂與異氰酸醋反應(yīng)生成，所述發(fā)泡劑為異氰酸醋與水反應(yīng)生成的二氧化碳。成分簡(jiǎn)單，成本比較低，制作工藝簡(jiǎn)單，并且產(chǎn)品質(zhì)量好。

2、中國(guó)專利，名稱：一種可用于建筑的阻燃型水性聚氨酯涂料；申請(qǐng)（專利）號(hào)：201510669827.6，此發(fā)明公開了一種可用于建筑的阻燃型水性聚氨酯涂料，制備方法為：在三氟甲磺酸二丁酯催化劑存在下，將1，4-雙苯與六亞甲基二異氰酸酯按重量比2:1混合，與80-110℃下反應(yīng)2-4h，再加入對(duì)硫磷與反應(yīng)體系，反應(yīng)溫度80-110℃，反應(yīng)時(shí)間40-60min，得到聚氨酯預(yù)聚體；向聚氨酯預(yù)聚體中間加入擴(kuò)鏈劑和丁酮，于65-85℃條件下攪拌反應(yīng)3-5h，加入三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)10-40min，加水進(jìn)行乳化，形成一種水性聚氨酯；將鋁鹽分散液、L-焦谷氨酸、螺環(huán)磷酰四氫吡咯酯和N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到水性聚氨酯中，在pH為7的條件下剪切攪拌40-80min，得到阻燃型水性聚氨酯涂料。所得聚氨酯涂料的阻燃性、力學(xué)性能均大幅度提高。

3、中國(guó)專利，名稱：一種水性聚氨酯防水材料；申請(qǐng)（專利）號(hào)：201310104511；此發(fā)明涉及一種防水涂料，具體涉及一種水性聚氨酯防水涂料，屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域。一種水性聚氨酯防水涂料，由以下原料按其重量百分比配制而成：水性聚氨酯樹脂50-60%，自交聯(lián)丙烯酸彈性乳液25-30%，消泡劑2-3%，分散劑2-3%，苯甲醇1-2%，流平劑0.2-0.3%去離子水余量；所屬消泡劑為Nopco；所述分散劑為六偏磷酸納；所述流平劑為RM-2020。該產(chǎn)品強(qiáng)度高、延伸率達(dá)、彈性好，防水效果佳。

聚氨酯具有較好的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異的柔韌性和良好的耐磨損性能，但是單一的聚氨酯涂料的固含量低、自增稠性差，乳膠膜的光澤差，耐水性不足。因此制備高固含量、低成本、無污染的涂料很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上面的不足而本研發(fā)一種不但具有附著力強(qiáng)、耐化學(xué)性強(qiáng)、耐酸堿性、耐水性、耐溶劑性好、耐溫變性、耐候性好、耐沾污性好、涂膜使用壽命長(zhǎng)，而且具有：環(huán)保、安全、無污染、無毒害的聚氨酯建筑涂料。

本發(fā)明一種聚氨酯建筑涂料是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種聚氨酯建筑涂料，它的主要原料和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

水固型聚氨酯 40-50份

水性丙烯酸樹脂 15-25份

水 5-8份

硅烷粘接促進(jìn)劑 3-7份

鈦白粉 6-10份

空心玻璃微珠 5-9份

此外還包括助劑8-12份和填充料12-16份。

所述水固化聚氨酯是由甲苯二異氰酸酯、聚醚多元醇為主要原料合成聚氨酯預(yù)聚體，再引入含酮羥基的雙羥基化合物與預(yù)聚體進(jìn)行交聯(lián)，合成穩(wěn)定高交聯(lián)度的水固型聚氨酯。單組分濕固化聚氨酯涂料是一種含有-NCO 端基的預(yù)聚體，適于在潮濕環(huán)境中施工。它可與濕氣反應(yīng)，進(jìn)一步交聯(lián)固化形成高彈性、堅(jiān)固耐用的無接縫防水涂膜。涂膜中含有大量的脲鍵以及氨基甲酸酯鍵，由于氫鍵等的作用，涂膜具有優(yōu)良的附著力、耐磨、耐油、耐酸堿、耐沖擊性能，并且電絕緣性好，但須控制含水量，不易過多或過少，否則都將引起交聯(lián)度和拉伸強(qiáng)度的變化。

所述的水性丙烯酸樹脂以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和丙烯酸羥乙酯為只要原料，用偶氮二異丁腈引發(fā)，制備樹脂預(yù)聚體，再以三乙胺中和鹽化實(shí)現(xiàn)樹脂的水溶性，合成具有較好耐水性丙烯酸樹脂水分散體，其具有許多優(yōu)異的性能，如紫外光照射下不易分解變黃，保色性、耐候性、耐老化性能好，耐酸堿腐蝕，原料種類較多并且軟硬度可調(diào)等。

所述硅烷粘接促進(jìn)劑為天冬氨酸。通過在聚氨酯中引入硅烷，用于交聯(lián)可增強(qiáng)模量及拉伸強(qiáng)度而減小伸長(zhǎng)率，使密封膠粘接性、耐熱、耐濕性和機(jī)械性能提高，且提高了樹脂和填料間的浸潤(rùn)性、耐溶劑性和耐候性，解決固化速度慢，高濕熱環(huán)境下可產(chǎn)生氣泡和裂紋，降低粘接強(qiáng)度、貯存不穩(wěn)定的問題。

所述的鈦白粉為金紅石型二氧化鈦，對(duì)介質(zhì)的穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，并能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長(zhǎng)漆膜壽命，具有較優(yōu)的反射和隔熱性能。

所述的空心微珠為陶瓷空心微珠或玻璃微珠，主要成分二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、硅酸鈉等。粒度為10-20微米、壁厚為1-2微米的空心球體，為內(nèi)部充斥CO2氣體的封閉微型球體。填充于涂料中具有優(yōu)良的隔熱和保溫效果，并且具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、無毒、不燃、化學(xué)穩(wěn)定性好、高分散等優(yōu)點(diǎn)。

所述助劑為：擴(kuò)鏈劑1-3份，流平劑1-2份，分散劑1-3份，增稠劑1-3份，殺菌防霉劑0.5-1份，消泡劑0.5-1.5份，防沉劑1-2份。

所述的擴(kuò)鏈劑為乙二胺，它們具有能與反應(yīng)體系進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的特定基團(tuán)，能使聚氨酯迅速擴(kuò)鏈和交聯(lián)，促進(jìn)分子鏈延伸、擴(kuò)展；所述的流平劑為醋酸丁酸纖維素，它具有優(yōu)良抗?jié)?，耐紫外光、耐寒、柔韌、透明、電絕緣等性能，并能與樹脂和高沸點(diǎn)增塑劑有較好的相容性，還能做可剝涂料、絕緣漆、耐候高檔漆和人造纖維；所述分散劑為所述的分散劑是帶顏料親和基團(tuán)的丙烯酸酯共聚體，例如分散劑BYK-116（商品名），該分散劑可達(dá)到高光澤并提高著色力，使透明度和遮蓋力增加，還可降低粘度，改善流平；所述的增稠劑為羥乙基纖維素，其是一種白色或淡黃色，無味、無毒的纖維狀或粉末狀固體，具有增稠、懸浮、粘合、乳化、分散、保持水分及保護(hù)膠體等性能；所述的殺菌防霉劑是雙硫代氨基甲酸酯或五氯苯酚，殺菌防霉劑通過阻礙菌體呼吸，或干擾病原菌的生物合成、破壞細(xì)胞壁的合成、阻礙類酯的合成等達(dá)到殺菌防霉的目的；所述消泡劑是破泡聚合物與聚硅氧烷的混合物，可在較低濃度下保持很好的消抑泡效果，抑泡性能突出，在中高溫強(qiáng)堿條件下性能優(yōu)良，在水中易分散且和起泡介質(zhì)的相容性好；所述防沉劑是改性聚脲的N-甲基吡咯烷酮溶液，通過與涂料體系有選擇地不相容，在合適的攪拌速度下，產(chǎn)生細(xì)小、針狀結(jié)晶，通過結(jié)晶間的鍵合力，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而為體系提供了較強(qiáng)的觸變性，也就提供了優(yōu)越的防沉、防流掛性能。

所述填充料為超細(xì)滑石粉和云母粉，二者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1:1。超細(xì)滑石粉，作為填充料不僅可以起到骨架作用，還可以提高漆膜硬度、增加張力強(qiáng)度、降低變形、伸張率；同時(shí)片狀結(jié)構(gòu)的滑石粉能阻止小分子溶劑向涂膜內(nèi)部滲透，有效改善與提高熱塑性丙烯酸建筑外墻涂料的耐溶劑性；云母粉呈薄片狀結(jié)構(gòu)，在涂膜中平行去向排列，能夠增大涂膜的封閉性能，提高涂料的耐老化性和耐腐蝕性。

本涂料的制備方法包括以下步驟：

（1）在混合器中依次加入配方量的水、鈦白粉、空心玻璃微珠、助劑、填充料，攪拌均勻；

（2）將步驟（1）所得溶液通過磨砂機(jī)研磨至粒度為40微米以內(nèi)，再將溶液放回混合器；

（3）向混合器中投入硅烷粘接促進(jìn)劑、水固化聚氨酯和水性丙烯酸樹脂，與步驟（2）中的溶液混合，攪拌均勻。

所述涂料主要用于建筑內(nèi)墻和建筑外墻的涂刷。

傳統(tǒng)的物理共混方法是通過機(jī)械攪拌，將穩(wěn)定的PU乳液和PA乳液混合均勻，得到共混型PUA復(fù)合乳液。PU乳液通常采用聚醚二元醇和多異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚，然后擴(kuò)鏈，引入羧基，再用堿中和后用水強(qiáng)力分散乳化，得到陰離子自乳化PU乳液；PA乳液是采用傳統(tǒng)的乳液聚合方法，制備混合丙烯酸酯的共聚乳液。這種復(fù)合乳液在一定程度上兼具PU和PA乳液的性能，PU和PA兩者能有較好的相容性，但并不完全相容，還存在一定的相分離，這主要是由于聚氨酯氨酯鍵的極性氫原子與丙烯酸鏈段中酯基上的氧原子形成氫鍵作用不太強(qiáng)。

化學(xué)共混法同樣可以是先制備PU乳液和PA乳液，然后在任一乳液中加入交聯(lián)劑，通過機(jī)械攪拌，使穩(wěn)定的PU乳液和PA乳液混合均勻并發(fā)生交聯(lián)，最后固化成膜?；瘜W(xué)共混法通過化學(xué)鍵的作用力將PU和PA連在一起，所以可獲得綜合性能較物理共混優(yōu)異的乳液及涂膜。尋找好的交聯(lián)劑和交聯(lián)方式，改善其相容性，將會(huì)提高共混乳液的成膜性能。

硅烷連接促進(jìn)劑屬于硅烷偶聯(lián)劑的一種，是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的低分子有機(jī)硅化合物。在它的分子中，同時(shí)具有能與無機(jī)材料與有機(jī)材料(如合成樹脂)結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán)。本發(fā)明就是通過硅烷連接促進(jìn)劑的這種特性將這兩種性能差異很大的材料偶聯(lián)起來，以提高復(fù)合材料的性能和增加粘接強(qiáng)度，從而獲得性能優(yōu)異的、可靠的新型復(fù)合材料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有：

1.本發(fā)明克服了單一的聚氨酯或單一的聚丙烯酸樹脂的一些不足，如穩(wěn)定性、白增稠性和膜的保光性差，固含量高，應(yīng)用范圍不廣等。聚氨酯與聚丙烯酸樹脂在性質(zhì)上具有互補(bǔ)作用。此復(fù)合涂料兼?zhèn)淞硕叩膬?yōu)點(diǎn)，具有耐磨、耐腐蝕和光亮，柔軟有彈性，耐水性和機(jī)械力學(xué)性能好，耐候性佳等特性。

2.本方法硅烷粘接促進(jìn)劑實(shí)現(xiàn)了聚氨酯及丙烯酸酯的共聚，該種方法制得的乳液涂膜不但具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐水性，而且還有高光澤度、高彈性和優(yōu)異的耐候性。

3.水固化聚氨酯涂料與傳統(tǒng)的其它聚氨酯涂料相比，具有以水為固化劑，施工方便且無毒無污染，更環(huán)保；水較其它固化劑而言，成本更低；能在較寬的溫度范圍內(nèi)固化等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施例

實(shí)施例1

在混合器中依次加入5份水、10份鈦白粉、7份空心玻璃微珠、9份助劑（包括擴(kuò)鏈劑1份、流平劑2份、分散劑3份、增稠劑1份、殺菌防霉劑0.5份、消泡劑0.5份、防塵劑1份）、12份填充料（超細(xì)滑石粉：云母粉=1:1），攪拌均勻，將所得溶液通過磨砂機(jī)研磨至粒度為40微米以內(nèi)，再將溶液放回混合器，向其中投入3份硅烷粘接促進(jìn)劑、50份水固化聚氨酯和15份水性丙烯酸樹脂，混合后攪拌均勻。

實(shí)施例2

在混合器中依次加入8份水、6份鈦白粉、9份空心玻璃微珠、13份助劑（包括擴(kuò)鏈劑3份、流平劑2份、分散劑1份、增稠劑3份、殺菌防霉劑0.5份、消泡劑1.5份、防塵劑2份）、16份填充料（超細(xì)滑石粉：云母粉=1:1），攪拌均勻，將所得溶液通過磨砂機(jī)研磨至粒度為40微米以內(nèi)，再將溶液放回混合器，向其中投入7份硅烷粘接促進(jìn)劑、45份水固化聚氨酯和25份水性丙烯酸樹脂，混合后攪拌均勻。

實(shí)施例3

在混合器中依次加入6份水、7份鈦白粉、5份空心玻璃微珠、8份助劑（包括擴(kuò)鏈劑1份、流平劑1份、分散劑2份、增稠劑1份、殺菌防霉劑1份、消泡劑1份、防塵劑1份）、14份填充料（超細(xì)滑石粉：云母粉=1:1），攪拌均勻，將所得溶液通過磨砂機(jī)研磨至粒度為40微米以內(nèi)，再將溶液放回混合器，向其中投入5份硅烷粘接促進(jìn)劑、40份水固化聚氨酯和20份水性丙烯酸樹脂，混合后攪拌均勻。

根據(jù)GB/T1723-93、GB/T 1724-89、GB/T 1731-93、GB/T 1732-93、GB/T1733-93、GB/T 1734-93標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定，結(jié)果列于下表。