一種環(huán)保高耐候性涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種環(huán)保高耐候性涂料及其制備方法，所述涂料包括如下成分：納米TiO2改性丙烯酸樹脂，聚乙二醇改性氨基樹脂，納米氧化硅，納米氧化鋁，pH中和劑，抗氧劑，成膜助劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，丙酮，滑石粉，膨潤土，異丙醇，分散劑，流平劑，去離子水。所述涂料采用納米TiO2改性丙烯酸樹脂和聚乙二醇改性氨基樹脂配合，改性后的丙烯酸樹脂和氨基樹脂，使得涂料具有良好的光澤度、良好的抗靜電能力、較好的力學(xué)性能、耐老化性能及耐磨性能，加入納米氧化鋁、納米氧化硅、抗氧劑，可有效提升涂料抗氧化及耐候性能，具有價格和環(huán)保優(yōu)勢，附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產(chǎn)環(huán)境，有利于工人身體健康。
【專利說明】
一種環(huán)保高耐候性涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種環(huán)保高耐候性涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 涂料，在中國傳統(tǒng)名稱為油漆。所謂涂料是涂覆在被保護或被裝飾的物體表面，并 能與被涂物形成牢固附著的連續(xù)薄膜，通常是以樹脂、或油、或乳液為主，添加或不添加顏 料、填料，添加相應(yīng)助劑，用有機溶劑或水配制而成的粘稠液體。中國涂料界比較權(quán)威的《涂 料工藝》一書是這樣定義的："涂料是一種材料，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] 人們?nèi)粘Ｊ褂猛苛线^程中經(jīng)常會接觸到一些有毒害作用的化合物，這些化合物會 對環(huán)境和人體健康造成一定的毒害作用。
[0004] 材料如涂料、建筑用塑料、橡膠制品等，應(yīng)用于室外經(jīng)受氣候的考驗，如光照、冷 熱、風(fēng)雨、細菌等造成的綜合破壞，其耐受能力叫耐候性。
[0005] 建筑涂料作為一類用于房屋裝修的涂料產(chǎn)品，有的建筑對防霉、防火、保溫隔熱、 耐腐蝕等有特殊要求，有的建筑對防水、防凍、抗裂有特殊要求，有的對裝飾有特殊要求。
[0006] 保護功能是指保護建筑物不受環(huán)境的影響和破壞的功能。不同種類的被保護體對 保護功能要求的內(nèi)容也各不相同。如室內(nèi)與室外涂裝所要求達到的指標(biāo)差別就很大。有的 建筑物對防霉、防火、保溫隔熱、耐腐蝕等有特殊要求。
[0007] 居住性改進功能主要是對室內(nèi)涂裝而言，就是有助于改進居住環(huán)境的功能，如隔 音性、吸音性涂料的作用及其分類、防結(jié)露性等。
[0008] 而提升涂料的耐候性，可有效保護建筑外墻，增強涂料使用壽命，減少涂刷次數(shù)。
[0009] 對于耐候涂料，目前國內(nèi)主要存在如下專利文獻：
[0010] 專利公開號:CN105623420A，公開了一種抗裂、防水、耐候型建筑涂料的制備方法， 該建筑涂料組分包括聚乙烯醇，聚丙乳液，硅溶膠，聚酰胺，生石灰，蓖麻油，氧化鉀，氧化 鋅，三氧化二鋁，聚醋酸乙烯，甲基丙烯酸甲酯，酚醛樹脂，重質(zhì)碳酸鈣，膨潤土等。本發(fā)明提 供的建筑涂料粘結(jié)力強，抗開裂，提高了防水效果;能在潮濕或干燥的多種材質(zhì)的基面上施 工防水性能良好，無毒無害，使用壽命長;且涂料成膜后的硬度、耐水性、耐堿性和耐擦洗次 數(shù)性能指標(biāo)都較高，同時具有優(yōu)異的防腐性能，又具有極好的耐候性能。然而，該專利所提 供的涂料，使用較多有機溶劑，有機溶劑蒸氣會刺激眼睛粘膜而使人流淚。若有機溶劑與皮 膚接觸會溶解皮膚油脂而滲入組織，干擾生理機能、脫水，從而導(dǎo)致因皮膚干裂而感染污物 及細菌。若有機溶劑接觸皮膚表皮，會導(dǎo)致表皮膚角質(zhì)溶解引起表皮角質(zhì)化，刺激表皮引起 紅腫及氣泡部份。若油漆溶劑滲入人體內(nèi)，則會破壞血球及骨髓等。。
[0011]此外，現(xiàn)有涂料的涂裝方式大多采用噴涂，噴涂是通過噴槍或碟式霧化器，借助于 壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。噴涂中的主要問 題是高度分散的漆霧和揮發(fā)出來的溶劑（即揮發(fā)性有機污染物，VOCs)，既污染環(huán)境，不利于 人體健康，又浪費涂料，造成經(jīng)濟損失。揮發(fā)、擴散到空氣中的涂料，則形成揮發(fā)性有機污染 物，危害人體健康。在噴涂車間，涂料作為揮發(fā)性有機污染物的主要來源，噴涂車間內(nèi)空氣 中揮發(fā)性有機化合物濃度過高時很容易引起急性中毒，輕者會出現(xiàn)頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、 嘔吐、或呈酩醉狀;重者會出現(xiàn)肝中毒甚至很快昏迷，有的還可能有生命危險。長期待在揮 發(fā)性有機化合物污染的噴涂車間內(nèi)，可引起慢性中毒，損害肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)、引起全身無 力、瞌睡、皮膚瘙癢等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保高耐候性涂料及其制備 方法，所述涂料采用納米Ti02改性丙烯酸樹脂和聚乙二醇改性氨基樹脂配合，改性后的丙 烯酸樹脂和氨基樹脂，使得涂料具有良好的光澤度、良好的抗靜電能力、較好的力學(xué)性能、 耐老化性能及耐磨性能，加入納米氧化錯、納米氧化娃、抗氧劑，可有效提升涂料抗氧化及 耐候性能，而且還具有價格和環(huán)保優(yōu)勢，附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆時 采用輥涂代替噴涂，有效改善生產(chǎn)環(huán)境，有利于工人身體健康。
[0013] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0014] 一種環(huán)保高耐候性涂料，所述涂料包括如下重量份的成分:納米Ti02改性丙烯酸 樹脂:40~60份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~20份，納米氧化娃:5~10份，納米氧化錯：5~ 10份，pH中和劑：1~5份，抗氧劑：1~5份，成膜助劑：1~5份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：1~5份，丙酮： 10~20份，滑石粉：1~5份，膨潤土 ： 1~5份，異丙醇：1~5份，分散劑：1~5份，流平劑：1~5 份，去離子水:30~40份。
[0015]進一步，所述涂料包括如下重量份的成分：納米Ti02改性丙烯酸樹脂:40~50份， 聚乙二醇改性氨基樹脂：10~15份，納米氧化硅:5~8份，納米氧化鋁:7~10份，pH中和劑:1 ~3份，抗氧劑:2~5份，成膜助劑:3~5份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：1~4份，丙酮：15~20份，滑石粉： 1~3份，膨潤土: 2~5份，異丙醇:3~5份，分散劑：1~4份，流平劑:3~5份，去離子水:35~ 40份。
[0016]優(yōu)選地，所述涂料包括如下重量份的成分：納米Ti02改性丙烯酸樹脂：50份，聚乙 二醇改性氨基樹脂：15份，納米氧化娃:6份，納米氧化錯:8份，pH中和劑:2份，抗氧劑:3份， 成膜助劑:4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑:3份，丙酮：15份，滑石粉:2份，膨潤土: 3份，異丙醇:4份，分散 劑:2份，流平劑:3份，去離子水:35份。
[0017]另，所述納米Ti02改性丙烯酸樹脂的制備方法包括如下步驟:取20~30重量份甲 基丙烯酸縮水甘油酯溶解于20~40重量份乙醇后，加入反應(yīng)釜中，加入1~5份十二烷基磺 酸鈉和5~10份丙烯酸丁酯，加入50~60重量份水，開啟攪拌，在200~300r/min的轉(zhuǎn)速下攪 拌10~15min，加熱至釜內(nèi)溫度75~80°C，加入1~5重量份過硫酸鈉，保溫30~40min，加入5 ~10份納米Ti0 2,以2~3°C/min的速度降溫至30~40°C，放料，冷卻至室溫，干燥得到粉末 狀納米Ti02改性丙烯酸樹脂。
[0018]另有，所述聚乙二醇改性氨基樹脂制備方法包括如下步驟:取20~30重量份脲醛 樹脂，調(diào)節(jié)pH值至9~10，加熱至65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值為9~10，升 溫至80~90°C，反應(yīng)1~2小時，加入1~3重量份聚乙二醇，在80~90°C下，反應(yīng)3~5小時，在 75~80 °C下蒸餾1~3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改性氨基樹脂。
[0019] 再，所述成膜助劑為十二醇酯或丙二醇;所述pH中和劑選自三乙胺、2-氨基-2-甲 基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、氨水中的一種。
[0020] 再有，所述分散劑為脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種。
[0021 ]且，所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑168中的一種。 [0022]另，所述流平劑為氟改性丙烯酸流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
[0023]同時，本發(fā)明還提供一種環(huán)保高耐候性涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步 驟:將所述納米Ti02改性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂、鈦酸酯偶聯(lián)劑、pH中和劑、流 平劑、抗氧劑、成膜助劑、分散劑及15~20份去離子水加入攪拌機中，以900~1000r/min的 轉(zhuǎn)速攪拌10~15min，加入納米氧化硅、納米氧化鋁、丙酮、滑石粉、膨潤土、異丙醇及剩余去 離子水，將轉(zhuǎn)速提升至1200~1500r/min，攪拌30~40min，得所述環(huán)保高耐候性涂料。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于：
[0025]所述涂料采用納米Ti02改性丙烯酸樹脂和聚乙二醇改性氨基樹脂配合，改性后的 丙烯酸樹脂和氨基樹脂，使得涂料具有良好的光澤度、良好的抗靜電能力、較好的力學(xué)性 能、耐老化性能及耐磨性能，加入納米氧化錯、納米氧化娃、抗氧劑，可有效提升涂料抗氧化 及耐候性能，而且還具有價格和環(huán)保優(yōu)勢，附著力強、延展性好、耐高溫、使用壽命長，涂覆 時采用輥涂代替噴涂，有效改善生產(chǎn)環(huán)境，有利于工人身體健康。輥涂成型快干的輥涂工藝 代替噴涂工藝，涂裝時塑膠漆的利用度能達到90%以上，減少了空氣中的揮發(fā)和浪費，有效 降低因噴涂導(dǎo)致塑膠漆揮發(fā)形成的V0Cs，$昆涂車間內(nèi)VOCs排放量<420ppm，環(huán)保效果好?？?有效吸收電磁波，消除輻射危害，并可吸附甲醛，凈化空氣，降低空氣中甲醛含量。理論遮蓋 率:8-12m 2/kg(漆膜厚度=20微米）；導(dǎo)電效應(yīng):<0.025歐姆/cm2(漆膜厚度不少20微米），膜 厚：20~25微米(ASTM D4138-94)。
【具體實施方式】
[0026] 下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但實施例并不限制本發(fā)明的保護 范圍。
[0027] 本發(fā)明所提供的一種環(huán)保高耐候性涂料，所述涂料包括如下重量份的成分:納米 Ti02改性丙烯酸樹脂:40~60份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~20份，納米氧化硅:5~10份， 納米氧化鋁：5~10份，pH中和劑：1~5份，抗氧劑：1~5份，成膜助劑：1~5份，鈦酸酯偶聯(lián) 劑：1~5份，丙酮：10~20份，滑石粉：1~5份，膨潤土 ： 1~5份，異丙醇：1~5份，分散劑：1~5 份，流平劑：1~5份，去離子水:30~40份。
[0028]進一步，所述涂料包括如下重量份的成分：納米Ti02改性丙烯酸樹脂:40~50份， 聚乙二醇改性氨基樹脂：10~15份，納米氧化硅:5~8份，納米氧化鋁:7~10份，pH中和劑:1 ~3份，抗氧劑:2~5份，成膜助劑:3~5份，鈦酸酯偶聯(lián)劑：1~4份，丙酮：15~20份，滑石粉： 1~3份，膨潤土: 2~5份，異丙醇:3~5份，分散劑：1~4份，流平劑:3~5份，去離子水:35~ 40份。
[0029]優(yōu)選地，所述涂料包括如下重量份的成分：納米Ti02改性丙烯酸樹脂：50份，聚乙 二醇改性氨基樹脂：15份，納米氧化娃:6份，納米氧化錯:8份，pH中和劑:2份，抗氧劑:3份， 成膜助劑:4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑:3份，丙酮：15份，滑石粉:2份，膨潤土: 3份，異丙醇:4份，分散 劑:2份，流平劑:3份，去離子水:35份。
[0030] 另，所述納米Ti02改性丙烯酸樹脂的制備方法包括如下步驟:取20~30重量份甲 基丙烯酸縮水甘油酯溶解于20~40重量份乙醇后，加入反應(yīng)釜中，加入1~5份十二烷基磺 酸鈉和5~10份丙烯酸丁酯，加入50~60重量份水，開啟攪拌，在200~300r/min的轉(zhuǎn)速下攪 拌10~15min，加熱至釜內(nèi)溫度75~80°C，加入1~5重量份過硫酸鈉，保溫30~40min，加入5 ~10份納米Ti0 2,以2~3°C/min的速度降溫至30~40°C，放料，冷卻至室溫，干燥得到粉末 狀納米Ti02改性丙烯酸樹脂。
[0031] 另有，所述聚乙二醇改性氨基樹脂制備方法包括如下步驟:取20~30重量份脲醛 樹脂，調(diào)節(jié)pH值至9~10，加熱至65~70°C，加入3~6重量份三聚氰胺，保持pH值為9~10，升 溫至80~90°C，反應(yīng)1~2小時，加入1~3重量份聚乙二醇，在80~90°C下，反應(yīng)3~5小時，在 75~80 °C下蒸餾1~3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改性氨基樹脂。
[0032]再，所述成膜助劑為十二醇酯或丙二醇;所述pH中和劑選自三乙胺、2-氨基-2-甲 基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、氨水中的一種。
[0033]再有，所述分散劑為脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種。
[0034]且，所述抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑168中的一種。
[0035] 另，所述流平劑為氟改性丙烯酸流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。
[0036] 同時，本發(fā)明還提供一種環(huán)保高耐候性涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步 驟:將所述納米Ti02改性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂、鈦酸酯偶聯(lián)劑、pH中和劑、流 平劑、抗氧劑、成膜助劑、分散劑及15~20份去離子水加入攪拌機中，以900~1000r/min的 轉(zhuǎn)速攪拌10~15min，加入納米氧化硅、納米氧化鋁、丙酮、滑石粉、膨潤土、異丙醇及剩余去 離子水，將轉(zhuǎn)速提升至1200~1500r/min，攪拌30~40min，得所述環(huán)保高耐候性涂料。
[0037] 其中，表1為本發(fā)明各實施例所述一種環(huán)保高耐候性涂料成分列表。表2為本發(fā)明 各實施例所述一種環(huán)保高耐候性涂料中納米Ti〇2改性丙烯酸樹脂的成分列表。表3為本發(fā) 明各實施例所述一種環(huán)保高耐候性涂料中聚乙二醇改性氨基樹脂的成分列表。
[0038] 表1(單位:重量份）
[0041 ] 表2(單位:重量分）
[0045] 將本發(fā)明實施例所述一種環(huán)保高耐候性涂料通過輥涂方式涂覆，在200°C下固化 后，冷卻至室溫，放置48小時，其中，耐沖擊性能測試方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1732-93規(guī)定的 測定漆膜耐沖擊性能的方法，以固定質(zhì)量（1kg)的重錘落于試板上而不引起漆膜破壞的最 大高度(cm)表示漆膜耐沖擊性能，高達70~80cm〇
[0046] 采用本發(fā)明所提供的一種環(huán)保高耐候性涂料，T彎性能可達IT。在230°C高溫下不 開裂、不變色，抗老化能力強，放置在戶外連續(xù)日照10~15年不泛黃、不變色。耐酸耐腐蝕能 力強，將輥涂好的產(chǎn)品放入85°C水內(nèi)煮2H生再逐漸加熱到100°C，產(chǎn)品無變色、掉漆、起泡。 在常溫下用5%的Nad溶液浸泡24H后，產(chǎn)品表面無銹蝕、變色及鍍層脫落。把純棉布蘸滿 95 %酒精包在500g砝碼上，以每分鐘40-60次的速度(20mm)左右的行程在產(chǎn)品表面擦試50 個循環(huán)，無掉色脫油。所得涂料涂膜鉛筆硬度高達4~5H。
[0047]需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對發(fā)明的技術(shù) 方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán) 利要求范圍中。
【主權(quán)項】
1. 一種環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的成分： 納米Ti〇2改性丙稀酸樹脂:40~60份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~20份，納米氧化娃:5~ 10份，納米氧化錯:5~10份，pH中和劑：1~5份，抗氧劑：1~5份，成膜助劑：1~5份，鈦酸酯偶聯(lián) 劑：1~5份，丙酮：10~20份，滑石粉：1~5份，膨潤土 ： 1~5份，異丙醇：1~5份，分散劑：1~5份，流 平劑：1~5份，去尚子水:30~40份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的 成分:納米Ti〇2改性丙稀酸樹脂:40~50份，聚乙二醇改性氨基樹脂：10~15份，納米氧化娃:5 ~8份，納米氧化錯:7~10份，pH中和劑：1~3份，抗氧劑:2~5份，成膜助劑:3~5份，鈦酸酯偶聯(lián) 劑：1~4份，丙酮：15~20份，滑石粉：1~3份，膨潤土: 2~5份，異丙醇:3~5份，分散劑：1~4份，流 平劑:3~5份，去尚子水:35~40份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的 成分:納米Ti〇2改性丙稀酸樹脂:50份，聚乙二醇改性氨基樹脂：15份，納米氧化娃:6份，納 米氧化鋁:8份，pH中和劑:2份，抗氧劑:3份，成膜助劑:4份，鈦酸酯偶聯(lián)劑:3份，丙酮：15份， 滑石粉:2份，膨潤土: 3份，異丙醇:4份，分散劑:2份，流平劑:3份，去離子水:35份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述納米Ti02改性丙烯酸樹 脂的制備方法包括如下步驟:取20~30重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯溶解于20~40重量份乙 醇后，加入反應(yīng)釜中，加入1~5份十二烷基磺酸鈉和5~10份丙烯酸丁酯，加入50~60重量份 水，開啟攪拌，在200~300r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10~15min，加熱至釜內(nèi)溫度75~80°C，加入卜5 重量份過硫酸鈉，保溫30~40min，加入5~10份納米Ti0 2,以2~3°C/min的速度降溫至30~40 °C，放料，冷卻至室溫，干燥得到粉末狀納米Ti02改性丙烯酸樹脂。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述聚乙二醇改性氨基樹脂 制備方法包括如下步驟:取20~30重量份脲醛樹脂，調(diào)節(jié)pH值至9~10，加熱至65~70°C，加入3 ~6重量份三聚氰胺，保持pH值為9~10，升溫至80~90°C，反應(yīng)1~2小時，加入1~3重量份聚乙二 醇，在80~90°C下，反應(yīng)3~5小時，在75~80 °C下蒸餾1~3小時，干燥、冷卻，得所述聚乙二醇改 性氨基樹脂。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述成膜助劑為十二醇酯或 丙二醇;所述pH中和劑選自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲 基乙醇胺、氨水中的一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述分散劑為脂肪酸甘油 酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述抗氧劑選自抗氧劑 1010、抗氧劑264、抗氧劑1076、抗氧劑168中的一種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保高耐候性涂料，其特征在于，所述流平劑為氟改性丙烯酸 流平劑或磷酸酯改性丙烯酸流平劑。10. -種根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項所述的環(huán)保高耐候性涂料的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟:將所述納米Ti02改性丙烯酸樹脂、聚乙二醇改性氨基樹脂、鈦酸酯偶聯(lián) 劑、pH中和劑、流平劑、抗氧劑、成膜助劑、分散劑及15~20份去離子水加入攪拌機中，以900~ 1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌10~15min，加入納米氧化娃、納米氧化錯、丙酮、滑石粉、膨潤土、異丙 醇及剩余去離子水，將轉(zhuǎn)速提升至1200~1500r/min，攪拌30~40min，得所述環(huán)保高耐候性涂
【文檔編號】C09D5/24GK106047012SQ201610504312
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】王覺明
【申請人】太倉市金新涂料有限公司