本發(fā)明涉及一種多彩涂料，尤其涉及到一種超疏水耐沾污的多彩涂料，以及制備該多彩涂料的方法。
背景技術(shù)：
多彩涂料，又稱液態(tài)石或仿花崗巖外墻涂料，是一種仿花崗巖外墻涂料。施工時(shí)，通過一次性噴涂可形成天然石材的花紋、色彩，或是個(gè)性化的裝飾圖案，更有普通涂料所無法比擬的高抗裂等涂裝特性，可以說，多彩涂料是集高檔裝飾性能與功能性于一體。與天然石材相比，多彩涂料具有自重輕、安全環(huán)保、創(chuàng)意和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠使建筑物達(dá)到花崗石、大理石等的外觀豪華效果，是未來仿石涂料的支柱性產(chǎn)品。
隨著環(huán)境污染的不斷加劇，越來越嚴(yán)重的霧霾、油性煙霧、尾氣廢氣等給建筑外墻帶來了嚴(yán)重的侵蝕，影響其美觀性、功能性及耐久性。耐沾污性已成為考察建筑外墻涂料性能的重要指標(biāo)。因此，針對目前外墻涂料耐污能力不足的問題，具有自清潔功能的涂料成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究開發(fā)的熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超疏水耐沾污多彩涂料，通過賦予多彩涂層超疏水表面，極大地提高了多彩涂料的耐沾污能力，使其無需罩面也能達(dá)到耐沾污的要求。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
本發(fā)明提供一種超疏水耐沾污多彩涂料，包括以下重量百分比的組分：10-30％的保護(hù)溶膠，30-50％的分散相基礎(chǔ)漆，20-50％的連續(xù)相清漆；其中，
所述保護(hù)溶膠包括以下重量百分比的組分：
去離子水90-93％
保護(hù)膠體鹽7-10％
所述分散相基礎(chǔ)漆包括以下重量百分比的組分：
所述連續(xù)相清漆包括以下重量百分比的組分：
進(jìn)一步的，所述超疏水耐沾污多彩涂料包括以下重量百分比的組分：20-25％的保護(hù)溶膠，40-45％的分散相基礎(chǔ)漆，30-40％的連續(xù)相清漆；其中，
所述保護(hù)溶膠包括以下重量百分比的組分：
去離子水90-93％
保護(hù)膠體鹽7-10％
所述分散相基礎(chǔ)漆包括以下重量百分比的組分：
所述連續(xù)相清漆包括以下重量百分比的組分：
進(jìn)一步的，所述保護(hù)膠體鹽為laponite-s482、laponite-rds、laponie-rd中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述多功能助劑為2-氨基-2甲基-1-丙醇；
任選的，所述分散潤濕劑為銨鹽類分散潤濕劑、鉀鹽類分散潤濕劑中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述消泡劑為礦物油類消泡劑、有機(jī)硅類消泡劑中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述成膜助劑為2,2,4-三甲基-1,3戊二醇單異丁酸酯；
任選的，所述防凍劑為乙二醇；
任選的，所述乳液為純丙烯酸乳液、硅改性丙烯酸乳液中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述納米tio2為30-100nm經(jīng)氟硅烷表面改性后的tio2納米顆粒。
進(jìn)一步的，所述防腐劑為2-甲基-4-異噻唑啉-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4異噻唑啉-3-酮、甲醛中的一種或多種。
進(jìn)一步的，所述增稠劑為聚氨酯增稠劑、堿溶脹增稠劑中的一種或多種。
本發(fā)明還提供一種制備上述超疏水耐沾污多彩涂料的方法，包括以下步驟：
按重量百分比稱取各組分原料；
制備保護(hù)溶膠：
在分散機(jī)內(nèi)加入保護(hù)膠體鹽和去離子水，攪拌至保護(hù)膠體鹽完全溶解，得到保護(hù)溶膠，取出待用；
制備分散相基礎(chǔ)漆：
在分散機(jī)內(nèi)加入羥乙基纖維素和去離子水，攪拌至羥乙基纖維素溶解，之后依次加入多功能助劑、分散潤濕劑、消泡劑，攪拌均勻后，再加入鈦白粉、高嶺土，分散至均勻后依次加入成膜助劑、防凍劑、保護(hù)溶膠、乳液和防腐劑，繼續(xù)分散至均勻，加入色漿并攪拌均勻，得到分散相基礎(chǔ)漆；
制備連續(xù)相清漆：
在分散機(jī)低速分散條件下，依次加入去離子水、多功能助劑、消泡劑、成膜助劑、防凍劑，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速分散至表面無浮油，再依次加入乳液、氟化學(xué)添加劑、納米二氧化鈦、消泡劑、防腐劑。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，保持形成漩渦而不露出分散盤，分散15-30min，再依次緩慢加入增稠劑，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速分散至均勻，得到連續(xù)相清漆；
制備成品：
將制備好的分散相基礎(chǔ)漆與保護(hù)溶膠混合，用多彩專用真空篩網(wǎng)造粒機(jī)造粒，得到彩點(diǎn)顆粒后，向彩點(diǎn)顆粒中加入連續(xù)相清漆，攪拌均勻即得到超疏水耐沾污多彩涂料成品。
自然界中普遍存在通過形成疏水表面來達(dá)到自清潔功能的現(xiàn)象，例如以荷葉為代表的多種植物的葉子和花均表現(xiàn)出低粘附、自清潔能力，這種現(xiàn)象被稱為“荷葉效應(yīng)”。大量研究證實(shí)，這種現(xiàn)象是由于荷葉表面微米、納米級的微觀粗糙結(jié)構(gòu)及具有低表面能的蠟質(zhì)晶體的共同作用，使其具有高水接觸角、低滾動角，從而表現(xiàn)出超疏水自清潔效果。由此我們知道，多彩涂料超疏水涂層的制備必須同時(shí)滿足兩個(gè)前提條件：(1)實(shí)現(xiàn)涂層表面的低表面能；(2)在具有低表面能的表層構(gòu)造微納米結(jié)構(gòu)。
為滿足上述條件，本發(fā)明創(chuàng)造性地采取以下技術(shù)方案：
首先通過添加一種含氟類表面活性劑賦予涂層低表面能。氟化學(xué)添加劑的改性原理主要源于氟碳鏈rf和cf3基團(tuán)的低極性和超低表面張力。由于表面張力的差異，氟化學(xué)添加劑在涂料干燥成膜過程中取向于涂料表面，在涂膜表面富集一層疏水層。
超疏水表面要求對水接觸角大于150°，滑動角小于5°，通過現(xiàn)有常規(guī)的化學(xué)方法調(diào)節(jié)表面能并不能完全實(shí)現(xiàn)超疏水效果。為解決該技術(shù)難題，本發(fā)明創(chuàng)造性地引入氟硅烷改性后的納米tio2顆粒，以構(gòu)建合適的微觀粗糙結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更好地實(shí)現(xiàn)疏水自清潔。
雖然tio2顆粒是單一粒子，但它們在形成涂膜過程中會發(fā)生團(tuán)聚，出現(xiàn)平均直徑為0.2-0.5μm的微米級凸體，同時(shí)在微米級凸體上存在納米級的tio2顆粒，整個(gè)涂膜呈現(xiàn)出微納米雙重結(jié)構(gòu)的復(fù)合粗糙結(jié)構(gòu)。
此外，tio2的用量也需要相當(dāng)審慎地選擇：當(dāng)改性tio2納米粉體含量較少時(shí)，納米粒子完全被有機(jī)樹脂包裹，得不到微米粗糙度或只有較小的微米起伏，涂層的疏水性得不到明顯提高；隨著tio2添加量逐漸增多，水的接觸角逐漸增大，涂層的疏水效果逐漸增強(qiáng)；在tio2超過一定添加量后，涂層的機(jī)械性能有所下降。因此，為達(dá)到最優(yōu)的疏水效果，本發(fā)明中將連續(xù)相里納米tio2的添加量定為8-12％。
本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明通過將超疏水表面的制備技術(shù)應(yīng)用到連續(xù)相清漆中，使得整個(gè)多彩涂層表現(xiàn)出荷葉效應(yīng)。在噴涂干燥后，本發(fā)明涂膜表面與水的接觸角可達(dá)超疏水表面標(biāo)準(zhǔn)，賦予了多彩涂料低粘附、自清潔的能力，水滴在涂層表面難以粘附，容易在表面滾動滑落并帶走污染物，達(dá)到自清潔的效果。
本發(fā)明通過賦予多彩涂層超疏水表面，極大地提高其耐沾污能力，使其無需罩面也能達(dá)到耐沾污要求。
本發(fā)明集合了經(jīng)濟(jì)、美觀、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展要求，具有巨大的市場發(fā)展?jié)摿Α?/p>
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
實(shí)施例1：一種超疏水耐沾污多彩涂料的制備
表1實(shí)施例1-3超疏水耐沾污多彩涂料配方表(w/w％)
原料配方見表1，其中：
所述保護(hù)膠體鹽為laponite-s482；所述多功能助劑為2-氨基-2甲基-1-丙醇；所述分散潤濕劑為銨鹽類分散潤濕劑；所述消泡劑為礦物油類消泡劑；所述成膜助劑為2,2,4-三甲基-1,3戊二醇單異丁酸酯；所述防凍劑為乙二醇；所述乳液為純丙烯酸乳液；所述納米tio2為30-100nm經(jīng)氟硅烷表面改性后的tio2納米顆粒；所述防腐劑為2-甲基-4-異噻唑啉-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮；所述增稠劑為聚氨酯增稠劑。
制備方法：
按重量百分比稱取各組分原料。
制備保護(hù)溶膠：
在分散機(jī)內(nèi)加入保護(hù)膠體鹽和去離子水，攪拌至保護(hù)膠體鹽完全溶解，得到保護(hù)溶膠，取出待用。
制備分散相基礎(chǔ)漆：
在分散機(jī)內(nèi)加入羥乙基纖維素和去離子水，攪拌至羥乙基纖維素溶解，之后依次加入多功能助劑、分散潤濕劑、消泡劑，攪拌均勻后，再加入鈦白粉、高嶺土，分散至均勻后依次加入成膜助劑、防凍劑、保護(hù)溶膠、乳液和防腐劑，繼續(xù)分散至均勻，加入色漿并攪拌均勻，得到分散相基礎(chǔ)漆。在此步驟中，可以根據(jù)不同色點(diǎn)所需顏色效果，分別加入水性色漿，制備彩色分散相基礎(chǔ)漆。
制備連續(xù)相清漆：
在分散機(jī)低速分散條件下，依次加入去離子水、多功能助劑、消泡劑、成膜助劑、防凍劑，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速分散至表面無浮油，再依次加入乳液、氟化學(xué)添加劑、納米二氧化鈦、消泡劑、防腐劑。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，保持形成漩渦而不露出分散盤，分散15-30min，再依次緩慢加入增稠劑，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速分散至均勻，得到連續(xù)相清漆。
制備成品：
將制備好的40％分散相基礎(chǔ)漆與20％保護(hù)溶膠混合，用多彩專用真空篩網(wǎng)造粒機(jī)造粒，得到彩點(diǎn)顆粒后，向彩點(diǎn)顆粒中加入40％連續(xù)相清漆，攪拌均勻即得到超疏水耐沾污多彩涂料成品。
實(shí)驗(yàn)效果：
本實(shí)施例1制備的成品噴涂干燥后，其涂膜表面與水的接觸角可達(dá)146.57°，達(dá)超疏水表面標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2：一種超疏水耐沾污多彩涂料的制備
原料配方見表1，其中：
所述保護(hù)膠體鹽為laponite-rds、laponie-rd的混合；所述多功能助劑為2-氨基-2甲基-1-丙醇；所述分散潤濕劑為鉀鹽類分散潤濕劑；所述消泡劑為礦物油類消泡劑、有機(jī)硅類消泡劑中的混合；所述成膜助劑為2,2,4-三甲基-1,3戊二醇單異丁酸酯；所述防凍劑為乙二醇；所述乳液為硅改性丙烯酸乳液；所述納米tio2為30-100nm經(jīng)氟硅烷表面改性后的tio2納米顆粒；所述防腐劑為甲醛；所述增稠劑為堿溶脹增稠劑。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)驗(yàn)效果：
本實(shí)施例2制備的成品噴涂干燥后，其涂膜表面與水的接觸角可達(dá)151.30°，達(dá)超疏水表面標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3：一種超疏水耐沾污多彩涂料的制備
原料配方見表1，其中：
所述保護(hù)膠體鹽為laponite-rds；所述多功能助劑為2-氨基-2甲基-1-丙醇；所述分散潤濕劑為銨鹽類分散潤濕劑；所述消泡劑為礦物油類消泡劑；所述成膜助劑為2,2,4-三甲基-1,3戊二醇單異丁酸酯；所述防凍劑為乙二醇；所述乳液為純丙烯酸乳液、硅改性丙烯酸乳液中的混合；所述納米tio2為30-100nm經(jīng)氟硅烷表面改性后的tio2納米顆粒；所述防腐劑為2-甲基-4-異噻唑啉-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4異噻唑啉-3-酮的混合；所述增稠劑為聚氨酯增稠劑、堿溶脹增稠劑的混合。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)驗(yàn)效果：
本實(shí)施例3制備的成品噴涂干燥后，其涂膜表面與水的接觸角可達(dá)154.21°，達(dá)超疏水表面標(biāo)準(zhǔn)。
對比例1：制備多彩涂料
表2對比例1-2多彩涂料配方表(w/w％)
原料配方見表2，具體組分同實(shí)施例1。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)驗(yàn)效果：
本對比例1因其在連續(xù)相清漆中未添加氟化學(xué)添加劑與納米二氧化鈦，所得到的成品噴涂干燥后，涂膜表面與水的接觸角僅為68.27°，無法達(dá)到超疏水表面標(biāo)準(zhǔn)，沒有耐沾污能力。
對比例2：制備多彩涂料
原料配方見表2，具體組分同實(shí)施例1。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)驗(yàn)效果：
本對比例2因其在連續(xù)相清漆中未添加納米二氧化鈦，所得到的成品噴涂干燥后，涂膜表面與水的接觸角僅為85.37°，無法達(dá)到超疏水表面標(biāo)準(zhǔn)，沒有耐沾污能力。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。