一种建筑工程用增强耐酸碱涂料及其制备方法与流程

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1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种建筑工程用增强耐酸碱涂料及其制备方法。

背景技术：

2.在建筑工程领域中，涂料不仅具有美化建筑物外观的效果，而且在建筑物的保护方面也起到了至关重要的作用。其中，建筑外墙用涂料由于需要长期暴露在外界环境中，受到空气、紫外线、雨水和化学物质的侵蚀，因此不仅需要满足对机械强度等基本性能方面的要求，还需要具有优良的耐酸碱腐蚀性能，同时为了能够延长防护效果和使用寿命，良好的附着性和抗开裂性能也是必不可少的。

技术实现要素：

3.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种建筑工程用增强耐酸碱涂料及其制备方法。
4.本发明提出的一种建筑工程用增强耐酸碱涂料，包括下述质量份的原料：羟基含氟丙烯酸乳液30-40份、羧基橡胶接枝纳米sio
2 2-6份、无机填料20-30份、乳化剂1-2份、成膜助剂0.2-0.5份、流平剂0.2-0.4份、消泡剂0.1-0.2份、增稠剂0.1-0.3份、防腐剂0-0.05份、水15-25份；
5.所述羟基含氟丙烯酸乳液是以丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯为共聚单体，经过乳液共聚反应得到；
6.所述羧基橡胶接枝纳米sio2是先以氨基硅烷偶联剂对纳米sio2进行表面改性，然后与端羧基液体橡胶进行酰胺化反应得到。
7.优选地，所述丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯的质量比为(1-2)：(6-12)：(10-16)：(14-18)：(5-8)。
8.优选地，所述羟基含氟丙烯酸乳液的制备方法为：按质量份计，将100-160份水、4-8份阴离子表面活性剂、2-5份非离子表面活性剂混合后，在惰性气氛下加入1-2份丙烯酸、6-12份丙烯酸羟乙酯、10-16份丙烯酸丁酯、14-18份甲基丙烯酸甲酯、5-8份甲基丙烯酸三氟乙酯，先搅拌预乳化0.5-2h，然后加入1-4份引发剂，在80-90℃下保温反应4-8h，得到羟基含氟丙烯酸乳液。
9.优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或其组合，所述非离子表面活性剂为op-10、tx-10或其组合，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或其组合。
10.优选地，所述羧基橡胶接枝纳米sio2的制备方法为：
11.(1)将纳米sio2均匀分散在甲苯中，然后加入氨基硅烷偶联剂，在60-80℃下反应10-15h，然后离心、洗涤、干燥，得到氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2；
12.(2)将所述氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2和端羧基液体橡胶加入有机溶剂中
分散均匀，然后加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，在80-95℃下反应5-10h，然后离心，将沉淀物洗涤、干燥，即得。
13.优选地，步骤(1)中，纳米sio2、氨基硅烷偶联剂和甲苯的质量比为1：(0.05-0.1):(5-10)。
14.优选地，步骤(2)中，氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2、端羧基液体橡胶、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的质量比为10：(5-20)：(0.05-0.15)：(0.5-2)。
15.优选地，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或其组合，所述有机溶剂为dmf、thf或其组合。
16.优选地，所述乳化剂为吐温-80；所述成膜助剂为醇酯十二；所述无机填料为重晶石粉、硅灰石粉、绢云母粉中的至少一种；所述增稠剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素或其组合。
17.一种所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料的制备方法，包括下述步骤：先将乳化剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和防腐剂加入水中混合，然后加入无机填料和羧基橡胶接枝纳米sio2分散均匀，最加入羟基含氟丙烯酸乳液，即得。
18.本发明的有益效果如下：
19.本发明以丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯为共聚单体，经过乳液共聚反应得到的羟基含氟丙烯酸乳液作为涂料的主要成膜物质，以羧基橡胶接枝纳米sio2作为功能添加剂，乳液中引入的含氟基团可以提高涂料的耐水、耐酸碱性能，羟基与羧基橡胶接枝纳米sio2表面的羧基都属于极性基团，可以提高羧基橡胶接枝纳米sio2对涂膜的亲和力，羧基橡胶接枝纳米sio2均匀地填充在涂膜中，不仅可以起到增强作用，而且其表面的羧基橡胶包覆层可以改善涂膜的韧性和抗开裂性能，同时还能起到增加涂膜与基材表面的附着性的作用。因此，本发明的涂料不仅具有优良的防水、耐酸碱腐蚀性能，而且附着性和抗开裂性能良好，具有很好的综合性能，能够起到很好的防护效果，使用寿命长，适合应用于建筑工程外墙涂装领域。
具体实施方式
20.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
21.下述实施例中，端羧基液体橡胶的型号为cvc ctbn 1300x13，其丙烯腈含量为26％，分子量为3150；流平剂为byk-333流平剂，消泡剂为byk-024消泡剂。
22.实施例1
23.一种建筑工程用增强耐酸碱涂料，包括下述质量份的原料：羟基含氟丙烯酸乳液35份、羧基橡胶接枝纳米sio
2 5份、重晶石粉25份、吐温-80 1.5份、十二醇酯0.3份、流平剂0.3份、消泡剂0.15份、羟乙基纤维素0.2份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.03份、水20份；
24.羟基含氟丙烯酸乳液的制备方法为：按质量份计，将150份水、6份十二烷基硫酸钠、3份op-10混合后，在惰性气氛下加入1.5份丙烯酸、10份丙烯酸羟乙酯、12份丙烯酸丁酯、15份甲基丙烯酸甲酯、6份甲基丙烯酸三氟乙酯，先搅拌预乳化1h，然后加入3份过硫酸铵，在85℃下保温反应5h，得到羟基含氟丙烯酸乳液。
25.羧基橡胶接枝纳米sio2的制备方法为：
26.(1)按质量份计，1份将纳米sio2均匀分散在8份甲苯中，然后加入0.06份γ-氨丙
基三乙氧基硅烷，在75℃下反应12h，然后离心、洗涤、干燥，得到氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2；
27.(2)将氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2和端羧基液体橡胶加入dmf中分散均匀，然后加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，在90℃下反应6h，然后离心，将沉淀物洗涤、干燥，即得，其中氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2、端羧基液体橡胶、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的质量比为10：10：0.1：1。
28.上述建筑工程用增强耐酸碱涂料的制备方法包括下述步骤：先将乳化剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和防腐剂加入水中混合，然后加入无机填料和羧基橡胶接枝纳米sio2分散均匀，最加入羟基含氟丙烯酸乳液，即得。
29.实施例2
30.一种建筑工程用增强耐酸碱涂料，包括下述质量份的原料：羟基含氟丙烯酸乳液30份、羧基橡胶接枝纳米sio
2 2份、重晶石粉20份、吐温-80 1份、十二醇酯0.2份、流平剂0.2份、消泡剂0.1份、羟乙基纤维素0.1份、水15份；
31.羟基含氟丙烯酸乳液的制备方法为：按质量份计，将100份水、4份十二烷基硫酸钠、2份op-10混合后，在惰性气氛下加入1份丙烯酸、6份丙烯酸羟乙酯、10份丙烯酸丁酯、14份甲基丙烯酸甲酯、5份甲基丙烯酸三氟乙酯，先搅拌预乳化0.5h，然后加入1份过硫酸铵，在80℃下保温反应8h，得到羟基含氟丙烯酸乳液。
32.羧基橡胶接枝纳米sio2的制备方法为：
33.(1)按质量份计，1份将纳米sio2均匀分散在5份甲苯中，然后加入0.05份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在60℃下反应15h，然后离心、洗涤、干燥，得到氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2；
34.(2)将氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2和端羧基液体橡胶加入dmf中分散均匀，然后加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，在80℃下反应10h，然后离心，将沉淀物洗涤、干燥，即得，其中氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2、端羧基液体橡胶、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的质量比为10：5：0.05：0.5。
35.上述建筑工程用增强耐酸碱涂料的制备方法包括下述步骤：先将乳化剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和防腐剂加入水中混合，然后加入无机填料和羧基橡胶接枝纳米sio2分散均匀，最加入羟基含氟丙烯酸乳液，即得。
36.实施例3
37.一种建筑工程用增强耐酸碱涂料，包括下述质量份的原料：羟基含氟丙烯酸乳液40份、羧基橡胶接枝纳米sio
2 6份、重晶石粉30份、吐温-80 2份、十二醇酯0.5份、流平剂0.4份、消泡剂0.2份、羟乙基纤维素0.3份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.05份、水25份；
38.羟基含氟丙烯酸乳液的制备方法为：按质量份计，将160份水、8份十二烷基硫酸钠、5份op-10混合后，在惰性气氛下加入2份丙烯酸、12份丙烯酸羟乙酯、16份丙烯酸丁酯、18份甲基丙烯酸甲酯、8份甲基丙烯酸三氟乙酯，先搅拌预乳化2h，然后加入4份过硫酸铵，在90℃下保温反应4h，得到羟基含氟丙烯酸乳液。
39.羧基橡胶接枝纳米sio2的制备方法为：
40.(1)按质量份计，1份将纳米sio2均匀分散在10份甲苯中，然后加入0.1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在80℃下反应10h，然后离心、洗涤、干燥，得到氨基硅烷偶联剂接枝纳米
sio2；
41.(2)将氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2和端羧基液体橡胶加入dmf中分散均匀，然后加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，在95℃下反应5h，然后离心，将沉淀物洗涤、干燥，即得，其中氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2、端羧基液体橡胶、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的质量比为10：20：0.15：2。
42.上述建筑工程用增强耐酸碱涂料的制备方法包括下述步骤：先将乳化剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和防腐剂加入水中混合，然后加入无机填料和羧基橡胶接枝纳米sio2分散均匀，最加入羟基含氟丙烯酸乳液，即得。
43.试验例
44.对实施例1-3制得的涂料进行性能测试，结果如表1所示：
45.表1
[0046][0047][0048]
由此可见，本发明的涂料不仅具有优良的防水、耐酸碱腐蚀性能，而且附着性良好，抗开裂性能能够满足柔性建筑用外墙涂料的要求(动态抗开裂性≥0.08，＜0.3)，能够起到很好的防护效果，使用寿命长，适合应用于有抗裂要求的建筑外墙涂饰工程领域。
[0049]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，包括下述质量份的原料：羟基含氟丙烯酸乳液30-40份、羧基橡胶接枝纳米sio
2 2-6份、无机填料20-30份、乳化剂1-2份、成膜助剂0.2-0.5份、流平剂0.2-0.4份、消泡剂0.1-0.2份、增稠剂0.1-0.3份、防腐剂0-0.05份、水15-25份；所述羟基含氟丙烯酸乳液是以丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯为共聚单体，经过乳液共聚反应得到；所述羧基橡胶接枝纳米sio2是先以氨基硅烷偶联剂对纳米sio2进行表面改性，然后与端羧基液体橡胶进行酰胺化反应得到。2.根据权利要求1所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，所述丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三氟乙酯的质量比为(1-2)：(6-12)：(10-16)：(14-18)：(5-8)。3.根据权利要求1所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，所述羟基含氟丙烯酸乳液的制备方法为：按质量份计，将100-160份水、4-8份阴离子表面活性剂、2-5份非离子表面活性剂混合后，在惰性气氛下加入1-2份丙烯酸、6-12份丙烯酸羟乙酯、10-16份丙烯酸丁酯、14-18份甲基丙烯酸甲酯、5-8份甲基丙烯酸三氟乙酯，先搅拌预乳化0.5-2h，然后加入1-4份引发剂，在80-90℃下保温反应4-8h，得到羟基含氟丙烯酸乳液。4.根据权利要求3所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或其组合，所述非离子表面活性剂为op-10、tx-10或其组合，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或其组合。5.根据权利要求1所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，所述羧基橡胶接枝纳米sio2的制备方法为：(1)将纳米sio2均匀分散在甲苯中，然后加入氨基硅烷偶联剂，在60-80℃下反应10-15h，然后离心、洗涤、干燥，得到氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2；(2)将所述氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2和端羧基液体橡胶加入有机溶剂中分散均匀，然后加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，在80-95℃下反应5-10h，然后离心，将沉淀物洗涤、干燥，即得。6.根据权利要求5所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，步骤(1)中，纳米sio2、氨基硅烷偶联剂和甲苯的质量比为1：(0.05-0.1):(5-10)。7.根据权利要求5所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，步骤(2)中，氨基硅烷偶联剂接枝纳米sio2、端羧基液体橡胶、4-二甲氨基吡啶和三乙胺的质量比为10：(5-20)：(0.05-0.15)：(0.5-2)。8.根据权利要求5所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，所述端羧基液体橡胶的分子量为2000-4000，丙烯腈含量为20-35％；所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或其组合，所述有机溶剂为dmf、thf或其组合。9.根据权利要求1所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料，其特征在于，所述乳化剂为吐温-80；所述成膜助剂为醇酯十二；所述无机填料为重晶石粉、硅灰石粉、绢云母粉中的至少一种；所述增稠剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素或其组合。10.一种如权利要求1-9任一项所述的建筑工程用增强耐酸碱涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：先将乳化剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和防腐剂加入水中混
合，然后加入无机填料和羧基橡胶接枝纳米sio2分散均匀，最加入羟基含氟丙烯酸乳液，即得。