本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種防裂抗老化的外墻涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
外墻涂料常用于刷涂在建筑外立墻面上，起裝飾作用。由于外墻涂層直接暴露在自然環(huán)境中，長時間經(jīng)受風吹日曬雨淋的侵襲，因此其要求往往較高，一般要求外墻涂料有耐水、保色、耐污染、耐老化以及良好的附著力，對于一些偏冷地區(qū)的建筑墻體，外墻涂層還需要具有抗凍融性能好、成膜溫度低的特點。
隨著技術(shù)的發(fā)展，用于建筑物外立墻體的涂料逐漸向以下幾個方面發(fā)展：(1)向水性化發(fā)展，涂料品種向著減少voc等方向發(fā)展，水性涂料是其中發(fā)展方向之一。中國傳統(tǒng)的溶劑型涂料比重逐漸下降，水性涂料的發(fā)展速度也很快，但聚乙烯醇類低檔品種仍占較大比重。提高水性涂料的質(zhì)量、開發(fā)新的品種是鞏固和發(fā)展水性涂料的重要環(huán)節(jié)；(2)向高性能、高檔次發(fā)展，作為涂料的一種理想性能，不僅要保護和美化基材，而且給予基材本身無法具有的特殊功能，使用一些新的基料就可以使涂料獲得非常驚人的高性能化、高增值化、高級化的效果，如高耐候性的氟樹脂涂料，用于建筑方面取得良好的效果；(3)向功能化發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)中，逐漸提出了防火、防蟲、防毒、殺蟲、隔熱保溫的功能涂料。
而本申請的發(fā)明人認為，作為外部墻體的裝飾層，外墻涂層最基本的要求是要確保其在各種惡劣環(huán)境下長時間保持無裂痕的效果，堅持其作為裝飾面美化基體的基本出發(fā)點，從降低成本，提高施工效率等方面進一步的對現(xiàn)有技術(shù)中的外墻涂料進行改進。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一在于提供一種防裂抗老化的外墻涂料，降低外墻涂料的成本，提高施工效率。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種防裂抗老化的外墻涂料，包括以下重量份的物質(zhì)：有機硅改性丙烯酸乳液20～35份、二氧化硅氣凝膠顆粒3～15份、鈦白粉2～8份、白水泥2～8份、碳酸鈣3～7份、石英砂1～5份、消泡劑0.1～2份、分散劑0.1～0.8份、羥基纖維素0.01～0.5份、防凍劑0.1～1份、去離子水40～50份；
其中，鈦白粉中銳鈦型晶體與金紅石型晶體的重量比為1：1。
本發(fā)明的技術(shù)要點在于：二氧化硅氣凝膠顆粒在外墻涂層中形成多孔隙的結(jié)構(gòu)，提高了墻體涂層的柔軟性，對于微量的外力或是內(nèi)應(yīng)力不會導致出現(xiàn)裂紋；
同時，本發(fā)明的涂層組分形成的多孔結(jié)構(gòu)相比于現(xiàn)有技術(shù)中的涂層降低了成本；
另外一方面，涂層組分中的金紅石型鈦白粉粒子對入射到外墻涂層中的光線進行有效的反射，避免了光線對于外墻涂層的老化導致出現(xiàn)起皮、裂紋的現(xiàn)象；
而銳鈦型鈦白粉在光照下的光催化降解作用，對環(huán)境中的微生物具有極強的抑制和殺滅的作用，對于附著在外墻體的細菌具有撲殺的作用，防止污漬粘附在墻體表面，細菌持續(xù)的在墻體表面滋生并損害墻體涂層。在本發(fā)明中的涂料組分中還含有白水泥和石英砂，可以提高與外墻體表面的附著力，避免出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明，羥基纖維素作為一種非離子型的表面活性劑，具有增稠、懸浮、粘合、浮化、成膜、分散、保水并提供保護涂料膠體的作用。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中所述的外墻涂料包括以下重量份的物質(zhì)：有機硅改性丙烯酸乳液25～30份、二氧化硅氣凝膠顆粒5～10份、鈦白粉5～8份、白水泥3～7份、碳酸鈣4～5份、石英砂2～5份、消泡劑1～1.5份、分散劑0.2～0.5份、羥基纖維素0.1～0.5份、防凍劑0.2～0.8份、去離子水45～50份。
進一步的，本發(fā)明中所述的外墻涂料包括以下重量份的物質(zhì)：有機硅改性丙烯酸乳液28份、二氧化硅氣凝膠顆粒8份、鈦白粉6份、白水泥5份、碳酸鈣5份、石英砂4份、消泡劑1.2份、分散劑0.4份、羥基纖維素0.3份、防凍劑0.5份、去離子水48份。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中所述的消泡劑的作用在于配制涂料攪拌的過程中消除泡沫，所述的消泡劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，如cf-246消泡劑。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中所述的分散劑為聚乙烯吡咯烷酮。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中所述的防凍劑為丙二醇。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中所述的鈦白粉的平均粒徑為10～80nm。
根據(jù)本發(fā)明，二氧化硅氣凝膠顆粒的比表面積由其內(nèi)部的孔隙大小及孔隙的多少決定，本發(fā)明中所述的二氧化硅氣凝膠顆粒的比表面積為200～2000m2/g；進一步的，所述的二氧化硅氣凝膠顆粒的平均粒徑為5～25μm。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種防裂抗老化的外墻涂料的制備方法，包括以下步驟：
(1)按配方要求精確稱取鈦白粉、白水泥、碳酸鈣、石英砂與高速混合機中混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至攪拌容器中；
(2)向步驟(1)的攪拌容器中依次加入有機硅改性丙烯酸乳液、二氧化硅氣凝膠顆粒、消泡劑、分散劑、羥基纖維素、防凍劑、去離子水，攪拌均勻，以超聲波輔助分散，所述的超聲波的頻率為100～20000hz,超聲分散的時間為10～30min，得混合物；
(3)將步驟(2)中的混合物轉(zhuǎn)移到三輥機上進一步研磨30～60min，即得所述的外墻涂料。
本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
1、本發(fā)明提供的外墻涂料中含有二氧化硅氣凝膠顆粒，在涂層中形成多孔結(jié)構(gòu)，提高了墻體材料的柔軟性，避免墻體涂層中的內(nèi)應(yīng)力不均或是受外界力導致出現(xiàn)裂紋；
2、本發(fā)明提供的外墻涂料中含有鈦白粉，不僅能對外界光線進行一定的反射，同時對于附著在外墻體表面的微生物具有極強的抑制和殺滅的作用，防止細菌的滋生導致其對外墻體損害；
3、本發(fā)明的涂料組分中還含有白水泥和石英砂，可以提高與外墻體表面的附著力，避免出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。
本發(fā)明提供的外墻涂料，各組分協(xié)同作用，確保了外墻涂層優(yōu)異的防裂性能，同時具有優(yōu)異的附著力，不會產(chǎn)生起皮脫落的現(xiàn)象，提高了外墻涂層的使用壽命。
具體實施方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。
實施例1
外墻涂料組分配方：
有機硅改性丙烯酸乳液28kg
二氧化硅氣凝膠顆粒(比表面積10000m2/g、平均粒徑15μm)8kg
銳鈦型鈦白粉(平均粒徑50nm)3kg
金紅石型鈦白粉(平均粒徑50nm)3kg
白水泥5kg
碳酸鈣5kg
石英砂4kg
cf-246消泡劑1.2kg
聚乙烯吡咯烷酮0.4kg
羥基纖維素0.3kg
丙二醇0.5kg
去離子水48kg
(1)按配方要求精確稱取鈦白粉、白水泥、碳酸鈣、石英砂與高速混合機中混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至攪拌容器中；
(2)向步驟(1)的攪拌容器中依次加入有機硅改性丙烯酸乳液、二氧化硅氣凝膠顆粒、cf-246消泡劑、聚乙烯吡咯烷酮、羥基纖維素、丙二醇、去離子水，攪拌均勻，以超聲波輔助分散，所述的超聲波的頻率為8000hz，超聲分散的時間為20min，得混合物；
(3)將步驟(2)中的混合物轉(zhuǎn)移到三輥機上進一步研磨50min，即得所述的外墻涂料。
實施例2
外墻涂料組分配方：
有機硅改性丙烯酸乳液25kg
二氧化硅氣凝膠顆粒(比表面積200m2/g、平均粒徑10μm)5kg
銳鈦型鈦白粉(平均粒徑10nm)2.5kg
金紅石型鈦白粉(平均粒徑10nm)2.5kg
白水泥3kg
碳酸鈣4kg
石英砂2kg
cf-246消泡劑1kg
聚乙烯吡咯烷酮0.2kg
羥基纖維素0.1kg
丙二醇0.2kg
去離子水45kg
(1)按配方要求精確稱取鈦白粉、白水泥、碳酸鈣、石英砂與高速混合機中混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至攪拌容器中；
(2)向步驟(1)的攪拌容器中依次加入有機硅改性丙烯酸乳液、二氧化硅氣凝膠顆粒、cf-246消泡劑、聚乙烯吡咯烷酮、羥基纖維素、丙二醇、去離子水，攪拌均勻，以超聲波輔助分散，所述的超聲波的頻率為100hz，超聲分散的時間為30min，得混合物；
(3)將步驟(2)中的混合物轉(zhuǎn)移到三輥機上進一步研磨60min，即得所述的外墻涂料。
實施例3
外墻涂料組分配方：
有機硅改性丙烯酸乳液30kg
二氧化硅氣凝膠顆粒(比表面積20000m2/g、平均粒徑20μm)10kg
銳鈦型鈦白粉(平均粒徑80nm)4kg
金紅石型鈦白粉(平均粒徑80nm)4kg
白水泥7kg
碳酸鈣5kg
石英砂5kg
cf-246消泡劑1.5kg
聚乙烯吡咯烷酮0.5kg
羥基纖維素0.5kg
丙二醇0.8kg
去離子水50kg
(1)按配方要求精確稱取鈦白粉、白水泥、碳酸鈣、石英砂與高速混合機中混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至攪拌容器中；
(2)向步驟(1)的攪拌容器中依次加入有機硅改性丙烯酸乳液、二氧化硅氣凝膠顆粒、cf-246消泡劑、聚乙烯吡咯烷酮、羥基纖維素、丙二醇、去離子水，攪拌均勻，以超聲波輔助分散，所述的超聲波的頻率為20000hz，超聲分散的時間為10min，得混合物；
(3)將步驟(2)中的混合物轉(zhuǎn)移到三輥機上進一步研磨30min，即得所述的外墻涂料。
實施例4
外墻涂料組分配方：
有機硅改性丙烯酸乳液20kg
二氧化硅氣凝膠顆粒(比表面積5000m2/g、平均粒徑5μm)3kg
銳鈦型鈦白粉(平均粒徑10nm)1kg
金紅石型鈦白粉(平均粒徑10nm)1kg
白水泥2kg
碳酸鈣3kg
石英砂1kg
cf-246消泡劑0.1kg
聚乙烯吡咯烷酮0.1kg
羥基纖維素0.01kg
丙二醇0.1kg
去離子水40kg
(1)按配方要求精確稱取鈦白粉、白水泥、碳酸鈣、石英砂與高速混合機中混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至攪拌容器中；
(2)向步驟(1)的攪拌容器中依次加入有機硅改性丙烯酸乳液、二氧化硅氣凝膠顆粒、cf-246消泡劑、聚乙烯吡咯烷酮、羥基纖維素、丙二醇、去離子水，攪拌均勻，以超聲波輔助分散，所述的超聲波的頻率為100hz，超聲分散的時間為30min，得混合物；
(3)將步驟(2)中的混合物轉(zhuǎn)移到三輥機上進一步研磨60min，即得所述的外墻涂料。
實施例5
外墻涂料組分配方：
有機硅改性丙烯酸乳液35kg
二氧化硅氣凝膠顆粒(比表面積10000m2/g、平均粒徑25μm)15kg
銳鈦型鈦白粉(平均粒徑80nm)4kg
金紅石型鈦白粉(平均粒徑80nm)4kg
白水泥8kg
碳酸鈣7kg
石英砂5kg
cf-246消泡劑2kg
聚乙烯吡咯烷酮0.8kg
羥基纖維素0.5kg
丙二醇1kg
去離子水50kg
(1)按配方要求精確稱取鈦白粉、白水泥、碳酸鈣、石英砂與高速混合機中混合均勻，然后轉(zhuǎn)移至攪拌容器中；
(2)向步驟(1)的攪拌容器中依次加入有機硅改性丙烯酸乳液、二氧化硅氣凝膠顆粒、cf-246消泡劑、聚乙烯吡咯烷酮、羥基纖維素、丙二醇、去離子水，攪拌均勻，以超聲波輔助分散，所述的超聲波的頻率為20000hz，超聲分散的時間為10min，得混合物；
(3)將步驟(2)中的混合物轉(zhuǎn)移到三輥機上進一步研磨30min，即得所述的外墻涂料。
性能測試：
1、耐人工氣候老化性400h測試
將各實施例的外墻涂料分別涂刷于墻體上，涂刷質(zhì)量20g，常溫養(yǎng)護168h，轉(zhuǎn)入人工耐老化機放置400h，取出后按抗粘貼性(180°剝離強度)測試方法測試，并將測試結(jié)果記錄到表1中。
2、附著力測試
將各實施例的外墻涂料分別涂刷于墻體上，涂刷質(zhì)量20g，常溫養(yǎng)護168h，使用2mm劃格器在墻面上劃格，施加膠粘帶粘扯，觀察涂層是否有脫落，無脫落即為0級，脫落面積小于劃格面積10％記為2級，并將測試結(jié)果記錄到表1中。
表1實施例1～5的外墻涂料的性能測試
按上述實施例制備得到的外墻涂料，附著力強，具有優(yōu)異的防裂抗老化性能。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的特點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護的范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。