一种内外墙通用的高硬度高耐污罩面清漆及其制备方法与流程

本发明属于涂料，更具体地，涉及一种内外墙通用的高硬度高耐污罩面清漆及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对家居生活品质越来越高的追求，人们对内外墙饰面产品的品质要求越来越高。越来越多的消费者不再满足于单一的平涂乳胶漆产品，进而开始选用更具装饰效果的涂料来进行内外墙的涂装。例如，内墙中艺术涂料如雅晶石、硅藻泥和浮雕漆等，以及外墙中真石漆、质感和仿石多彩等涂料越来越受到人们的欢迎。这些涂料涂装成型后表面一般都粗糙不平整，表面容易聚集灰尘难以去除，不易被水清理，进而影响产品的装饰效果和使用寿命。此外，针对儿童、家庭生活导致漆膜磕碰和污渍问题同样亟待解决。因此，具备良好硬度和耐污性能的内外墙通用罩面清漆就具备了广阔的应用场景。

2、cn 114015309 a专利申请中公开了一种高硬度、耐刮擦内墙罩面涂料及其制备方法，该发明在丙烯酸乳液体系中，使用硅微粉、蜡粉和云母片三类颜填料的复配后，可以均衡漆膜的各项性能，一定程度上能兼顾涂料的硬度、耐刮擦、细腻手感和装饰性等各方面需求。然而，该发明后添加的颜填料组分对漆膜硬度的提升有限，且这个颜填料的加入会影响漆膜的通透性和耐沾污性能。

3、cn 112898842 a专利申请中公开了一种单组份高硬度耐水型水性罩面漆及其制备方法，该发明改性纯丙乳液、改性氟碳乳液和硅酸盐构成成膜物质，复配其他有效助剂制备出这一种高硬度耐水性罩面漆。然而，该发明罩面漆需要对各品类成膜物质改性，制备较为复杂；且使用大量硅酸盐，存在产品稳定性差，漆膜易盐析的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种内外墙通用的高硬度高耐污罩面清漆及其制备方法。本发明的罩面清漆使用丙烯酸--倍半笼状硅氧烷复合乳液，成膜硬度高且致密，具有优异的耐擦洗、耐污性能和耐水白性能，且罩面清漆具有附着力强和绿色环保等性能。

2、为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种内外墙通用的高硬度高耐污罩面清漆，其特征在于，该罩面清漆包括：丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液、成膜助剂、基材润湿剂、增稠剂、消泡剂、防腐剂、抗冻剂和水。

3、根据本发明，优选地，以所述罩面清漆的总重量计，所述丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液的含量为40.0-60.0wt％、所述成膜助剂的含量为4.0-6.0wt％、所述基材润湿剂的含量为0.1-0.3wt％、所述增稠剂的含量为0.3-0.5wt％、所述消泡剂的含量为0.05-0.1wt％、所述防腐剂的含量为0.2-0.4wt％、所述抗冻剂的含量为1.0-1.5wt％、余量为水。

4、根据本发明，优选地，所述丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液由包括如下步骤的方法制得：

5、(1)将乳化剂加入到缓冲溶液中，超声分散处理；然后加入丙烯酸功能单体、正十六烷和倍半笼状硅氧烷，超声分散处理，得到乳化液；

6、(2)在所述乳化液中加入引发剂引发聚合反应，制得丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液。

7、根据本发明，优选地，所述乳化剂包括阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂，优选为十二烷基苯磺酸钠；

8、所述丙烯酸功能单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或多种；

9、所述倍半笼状硅氧烷为八异丁基倍半笼状硅氧烷和/或八异辛基倍半笼状硅氧烷；

10、所述引发剂为过硫酸盐和/或偶氮类引发剂，优选为过硫酸钾；

11、所述缓冲溶液为饱和醋酸钠水溶液、饱和醋酸钾水溶液、饱和醋酸水溶液、饱和磷酸钠水溶液、饱和磷酸钾水溶液和饱和磷酸水溶液中的至少一种，优选为饱和醋酸钠水溶液；

12、以质量份数计，所述丙烯酸功能单体为40～60份，倍半笼状硅氧烷为2～10份，引发剂为2～5份，乳化剂为0.5-2份，缓冲溶液为30～50份，正十六烷为2～8份；

13、所述聚合反应的温度为60～80℃；时间为6～8h。

14、本发明中，优选地，步骤(1)中将乳化剂加入到缓冲溶液中，超声分散处理0.5-1h；然后加入丙烯酸功能单体、正十六烷和倍半笼状硅氧烷，超声分散处理2～4h，得到乳化液

15、根据本发明，优选地，所述丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液的玻璃化转变温度为45-65℃；

16、所述丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液中乳胶粒子的平均粒径为120-160nm。

17、本发明中，丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液，成膜后漆膜硬度高，耐刮擦和耐污渍性能好。倍半笼状硅氧烷本身是一种具有纳米尺寸的化合物，在其六面体结构中，si-si原子之间的距离为0.5nm，si原子上所带的有机基团的距离为1.5nm。倍半笼状硅氧烷的分子结构特殊，具有纳米效应，本发明使用的倍半笼状硅氧烷的周围连有八个短的烷基链段，可以视为一个小刚性粒子，在成膜后，倍半笼状硅氧烷起到复合材料的填充材料作用，可以大大提升漆膜的硬度。同时，倍半笼状硅氧烷是原位添加到丙烯酸中制得复合乳液，与传统后添加颜填料到丙烯酸乳液中相比，复合乳液成膜后的致密性会大大增加。此外在成膜过程中，部分倍半笼状硅氧烷迁移到漆膜表面，使得漆膜表面具有极低的表面能，能有效地提升漆膜的耐污渍性能。

18、根据本发明，优选地，所述基材润湿剂为改性双子有机硅聚醚；进一步优选地，所述改性双子有机硅聚醚购自广州核心新材料科技有限公司，牌号为hyperlev f39。

19、本发明中，优选地，所述基材润湿剂密度为1.05-1.1g/ml，有效分100％，采用2#转子，在转速为6rpm，温度为25℃条件下的布氏粘度为100-250厘泊；质量浓度为0.1wt％的基材润湿剂水溶液的静态表面张力为20-30mn/m，含有基材润湿剂的水性涂料的静态表面张力为35-45mn/m。

20、本发明中，使用改性双子有机硅聚醚，可以提升漆膜与下层涂层之间的附着力，即使在低表面能的表面也能有效铺展附着。改性双子有机硅聚醚具有复杂的疏水结构，可定向与低表面能基材表面作用，降低罩面与基材之间的表面张力，另一方面改性双子有机硅聚醚可有效地降低涂料与气体的表面张力。所以罩面能在普通乳胶漆、艺术涂料等涂层表面有效附着，即使在玻璃这类低表面能基材表面也能以近最高等级的铺展方式进行高效润湿，涂膜外观表现为涂布均匀。

21、根据本发明，优选地，所述成膜助剂为陶氏化学的coasol 290plus；

22、所述增稠剂为陶氏化学的tt-935。

23、根据本发明，优选地，所述消泡剂为巴斯夫的a10；

24、所述防腐剂为托尔化学的acticide mbs；

25、所述抗冻剂为索尔维的ft-100。

26、本发明的另一方面提供上述罩面清漆的制备方法，该制备方法包括：将所述丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液、成膜助剂、基材润湿剂、增稠剂、消泡剂、防腐剂、抗冻剂和水混合均匀，得到所述内外墙通用的高硬度高耐污罩面清漆。

27、根据本发明，优选地，在转速300-400r/min下，将所述丙烯酸-倍半笼状硅氧烷复合乳液和消泡剂混合，搅拌5-10min；依次加入所述基材润湿剂、抗冻剂、成膜助剂和防腐剂，搅拌10-15min；最后将转速提升到500-600r/min，加入所述增稠剂，搅拌15-20min，得到所述内外墙通用的高硬度高耐污罩面清漆。

28、本发明的技术方案具有如下有益效果：

29、(1)本发明的罩面清漆通过使用丙烯酸--倍半笼状硅氧烷复合乳液，成膜硬度高且致密，具有优异的耐擦洗、耐污性能和耐水白性能，且罩面清漆具有附着力强和绿色环保等性能，挥发性有机化合物(voc)含量趋零。

30、(2)本发明的罩面清漆填补了现有市场上高硬度、高耐污罩面清漆产品的空白。

31、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。