本發(fā)明涉及一種涂料，尤其是涉及一種納米高耐候多彩環(huán)保涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
使用天然花崗石材作為建筑內(nèi)外立面裝飾材料正逐步被淘汰，由于天然石材的開(kāi)采困乏、開(kāi)采對(duì)自然環(huán)境的破壞和對(duì)環(huán)境的污染、石材源礦的天然色差以及鋼掛石材的安全性差等因素，以涂料形式取代天然花崗石材的花色效果由然而生。
水性多彩涂料是近年來(lái)運(yùn)用于建筑內(nèi)外墻裝飾涂料領(lǐng)域的熱點(diǎn)產(chǎn)品，裝飾效果突出，產(chǎn)品通過(guò)一次性噴涂于乳膠色漆或石英彩砂漆表面，干燥后可同時(shí)呈現(xiàn)多種色彩花紋，形象效果逼真，有類似于花崗巖石般的外觀裝飾效果。相比天然花崗石材，具有很大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，可節(jié)省裝飾成本，同時(shí)該涂料層薄質(zhì)輕，施工工藝簡(jiǎn)單，安全性及環(huán)保性和天然干掛石材相比都大大提高，非常適合應(yīng)用于高檔建筑物如寫(xiě)字樓、賓館酒店、住家、醫(yī)院以及別墅等內(nèi)外立面的裝飾，有助于提升建筑物形象與檔次。
現(xiàn)有涂料中的氟碳、硅丙體系多彩涂料，大多以苯丙乳液改性后做為水性外墻多彩涂料，這些涂料僅注重外觀效果以及工程造價(jià)，而忽略涂料整體耐候性能與抗自然因素影響，外立面涂飾層漆膜性能差，有些涂料使用后很快就出現(xiàn)墻面泛堿現(xiàn)象，墻面漆膜容易開(kāi)裂、退色、最終影響到建筑結(jié)構(gòu)性的破壞，帶來(lái)房屋滲水潮濕，存在安全隱患。產(chǎn)品經(jīng)自然環(huán)境的沖擊，漆膜沾污變色嚴(yán)重，水性氟碳由于成膜基理原因，無(wú)法真正達(dá)到油性氟碳的高接觸角(>150°)，雖然水性氟碳具有較高的耐用性(抗粉化)，但由于無(wú)法達(dá)到高的接觸角，在自然環(huán)境中親水性及親油性污漬很容易附著于漆膜表面，導(dǎo)致涂飾層隨時(shí)間推移而老化變色。市面上達(dá)到耐候性能氟含量的水性氟碳乳液，由于氟元素的低表面張力，與水的接觸角大(>100°)，盡管有疏水性但不及油性氟碳乳液(接觸角大>100°)的疏水性佳，因此耐污性也比油性氟碳差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種耐污強(qiáng)大、使用壽命長(zhǎng)的納米高耐候多彩環(huán)保涂料及其制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種納米高耐候多彩環(huán)保涂料，由顏料組份、分散介質(zhì)和清漆組成，
所述的顏料組份包括以下組份及重量份含量：RO水25-45，纖維素0.7-2.0，乳液20-50，分散劑0.1-0.3，顏填料5-10，納米耐老化劑0.5-1.0，消泡劑0.1-0.3，納米耐沾污劑0.5-2.0，成膜助劑1-2，防凍劑0.8-1.5，無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液5-15，PH調(diào)節(jié)劑0.2-0.4，殺菌劑0.2-0.4，第一增稠劑1-5；
所述的分散介質(zhì)包括以下組份及重量份含量：RO水30-80，成膜助劑0.3-0.8，流變劑0.2-0.5，乳液5-10，有機(jī)保護(hù)膠溶液10-20，消泡劑0.1-0.3，無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液10-50，偶聯(lián)劑0.5-1.0；
所述的清漆包括以下組份及重量份含量：RO水5-50，乳液50-90，PH調(diào)節(jié)劑0.1-0.3，殺菌劑0.1-0.3，消泡劑0.1-0.2，成膜助劑0.6-2，防凍劑0.8-1.5，第二增稠劑0.3-1。
所述的纖維素為羫乙基纖維素醚，所述的分散劑為疏水共聚物鈉鹽分散劑，所述的防凍劑為丙二醇，所述的成膜助劑為十二碳醇酯。
所述的納米耐老化劑為納米級(jí)TiO2漿體，所述的納米耐沾污劑為納米級(jí)羫基硅交聯(lián)助劑或氟碳表面活性劑，如納米級(jí)改性氣相二氧化硅，3-三聚環(huán)氧六氟丙烷丙基(2-亞硫酸)乙基二甲基銨或8-3-9氟碳-碳?xì)潆p季銨。
所述的無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液為硅酸鎂鋰水溶液，所述的有機(jī)保護(hù)膠溶液為有機(jī)纖維素醚類化合物，選自羥乙基纖維素、羧甲基纖維素或聚陰離子纖維素的一種或多種混合物。
所述的流變劑為二氧化硅，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述的PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，所述的殺菌劑為不含有機(jī)揮發(fā)物的氮硫雜環(huán)類化合物。
所述的顏填料為鍛燒高領(lǐng)土、重鈣、云母粉、滑石粉或金紅石型鈦白粉的一種或多種混合物。
所述的乳液為水性彈性純丙烯酸酯聚合乳液、水性無(wú)機(jī)復(fù)合丙烯酸聚合物乳液、有機(jī)硅水性丙烯酸系樹(shù)脂或水性聚氨酯樹(shù)脂的一種或多種混合物。
所述的消泡劑為改性聚硅氧烷或有機(jī)硅改性礦物油的一種或兩種混合物。
所述的第一增稠劑為羥丙基三甲基氯化銨，所述的第二增稠劑為疏水改性堿溶性乳液型增稠劑或締合型聚氨酯增稠劑的一種或兩種混合物。
所述的納米高耐候多彩環(huán)保涂料的制備方法，具體包括以下步驟：
(1)制備顏料組份
按配方備料，在RO水中加入纖維素，分散10-20min，依序加入分散劑、顏填料、消泡劑和納米耐老化劑，控制攪拌速率為900-1200rp，分散20-40min，再依序加入納米耐沾污劑、成膜助劑、防凍劑、乳液、無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液、PH調(diào)節(jié)劑、殺菌劑和第一增稠劑，控制攪拌速率為800-1000rpm，攪拌5-15min，即得顏料組份；
(2)制備分散介質(zhì)
按配方備料，在RO水中依次加入流變劑和成膜助劑，控制攪拌速率為1000-1200rpm，攪拌5-15min；再依次加入乳液、有機(jī)保護(hù)膠溶液、消泡劑、無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液和偶聯(lián)劑，控制攪拌速率為800-1000rpm，攪拌5-15min，即得分散介質(zhì)；
(3)制備清漆
按配方備料，在RO水中加入乳液，攪拌速度控制為500-800rpm，依序加入PH調(diào)節(jié)劑、殺菌劑、消泡劑、防凍劑及成膜助劑，最后加入第二增稠劑，攪拌速度控制為900-1200rpm，攪拌5-15min即得清漆；
(4)制備納米高耐候多彩環(huán)保涂料
將步驟(1)制得的顏料組份加入到步驟(2)制得的分散介質(zhì)中，分散介質(zhì)對(duì)顏料進(jìn)行包覆，然后造粒、靜置4-8h，最后加入步驟(3)制得的清漆，攪拌均勻即得納米高耐候多彩環(huán)保涂料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在涂料制備過(guò)程中通過(guò)添加納米耐沾污劑，在涂膜成膜過(guò)程中，納米耐沾污劑中的納米高分子羫基硅或氟碳鏈起到絞鏈點(diǎn)作用，將線型的有機(jī)類化合物鉸鏈成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高多彩涂料涂膜表面強(qiáng)度，通過(guò)這種交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到降低多彩涂料涂膜的孔隙尺寸，提高涂膜平整度，并通過(guò)降低涂膜靜電荷，減少大氣中有機(jī)灰塵的吸附，使涂膜具備良好的自潔性，提高了涂料的奈沾污性能，進(jìn)而達(dá)到高耐候目的；
本發(fā)明又通過(guò)加入納米抗老化助劑，提高水性多彩涂料的抗老化性能。涂膜過(guò)程的失光、褪色、變色等老化現(xiàn)象主要由紫外線的長(zhǎng)期破壞作用引起，納米級(jí)TiO2具有光催化紫外吸收作用，納米微粒由于尺寸小到幾納米或幾十納米而表現(xiàn)出奇異的小尺寸效應(yīng)和表面界面效應(yīng)，光學(xué)性能與常規(guī)的粗顆粒材料不同，納米級(jí)TiO2對(duì)中波UVB(280-320nm)反射率為85％，對(duì)短波UVC(200-280nm)反射率在70-80％，具備極強(qiáng)的紫外吸收能力，對(duì)波長(zhǎng)400nm以下的紫外線吸收率高達(dá)70％以上，將納米級(jí)TiO2運(yùn)用到水性多彩涂料中，能對(duì)涂料形成屏蔽作用，達(dá)到抗紫外老化和熱老化的目的。
本發(fā)明通過(guò)添加納米耐沾污劑，提高涂層耐沾污特性，從而輔助涂層耐候性能的提升與效能；通過(guò)添加納米耐老化劑，屏蔽紫外線對(duì)于涂膜的破壞，提高涂料產(chǎn)品使用的耐候性，產(chǎn)品的使用壽命長(zhǎng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1與對(duì)比例1
按表1，表2配料，實(shí)施例1與對(duì)比例1的分散介質(zhì)和清漆采用相同的配方，纖維素為羫乙基纖維素醚，分散劑為疏水共聚物鈉鹽分散劑，防凍劑為丙二醇，成膜助劑為十二碳醇酯，納米耐老化劑為納米級(jí)TiO2漿體，納米耐沾污劑為納米級(jí)改性氣相二氧化硅，無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液為硅酸鎂鋰水溶液，有機(jī)護(hù)膠溶液為羥乙基纖維素，流變劑為二氧化硅，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑，PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，殺菌劑為不含有機(jī)揮發(fā)物的氮硫雜環(huán)類化合物，顏填料為鍛燒高領(lǐng)土、重鈣、云母粉、滑石粉或金紅石型鈦白粉的一種或多種混合物；乳液為水性彈性純丙烯酸酯聚合乳液(Tg：＜0℃)和有機(jī)硅水性丙烯酸系樹(shù)脂(Tg：12℃)按7：3比例的混合液；消泡劑為改性聚硅氧烷；第一增稠劑為羥丙基三甲基氯化銨，第二增稠劑為疏水改性堿溶性乳液型增稠劑。
表1實(shí)施例1與對(duì)比例1分散介質(zhì)與清漆配方
表2實(shí)施例1與對(duì)比例1顏料組份
具體采用以下步驟制備：
(1)制備顏料組份
在RO水中加入纖維素，分散10-20min，依序加入分散劑、顏填料、消泡劑和納米耐老化劑，控制攪拌速率為900-1200rp，分散20-40min，再依序加入納米耐沾污劑、成膜助劑、防凍劑、乳液、無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液、PH調(diào)節(jié)劑、殺菌劑和第一增稠劑，控制攪拌速率為800-1000rpm，攪拌5-15min，即得顏料組份；
(2)制備分散介質(zhì)
在RO水中依次加入流變劑和成膜助劑，控制攪拌速率為1000-1200rpm，攪拌5-15min；再依次加入乳液、有機(jī)保護(hù)膠溶液、消泡劑、無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液和偶聯(lián)劑，控制攪拌速率為800-1000rpm，攪拌5-15min，即得分散介質(zhì)；
(3)制備清漆
在RO水中加入乳液，攪拌速度控制為500-800rpm，依序加入PH調(diào)節(jié)劑、殺菌劑、消泡劑、防凍劑及成膜助劑，最后加入第二增稠劑，攪拌速度控制為900-1200rpm，攪拌5-15min即得清漆；
(4)制備納米高耐候多彩環(huán)保涂料
將步驟(1)制得的顏料組份加入到步驟(2)制得的分散介質(zhì)中，分散介質(zhì)對(duì)顏料進(jìn)行包覆，然后造粒、靜置4-8h，最后加入步驟(3)制得的清漆，攪拌均勻即得納米高耐候多彩環(huán)保涂料。
按照標(biāo)準(zhǔn)制成漆膜，進(jìn)行耐沾污性及耐人工老化對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如表3所示。
表3測(cè)試結(jié)果
由表3可知，添加納米耐沾污劑及納米耐老化劑后，耐沾污性能明顯提高，耐沾污性能由原本無(wú)添加納米耐沾污劑時(shí)的27％提升到15％、耐老化性都得到很大的提高。
實(shí)施例2-4
實(shí)施例2-4制備方法與實(shí)施例1相同，具體配方如表4-6所示。
表4實(shí)施例2-4顏料組份配方
表5實(shí)施例2-4分散介質(zhì)配方
表6實(shí)施例2-4清漆配方
上述，纖維素為羫乙基纖維素醚，分散劑為疏水共聚物鈉鹽分散劑，防凍劑為丙二醇，成膜助劑為十二碳醇酯，納米耐老化劑為納米級(jí)TiO2漿體，納米耐沾污劑為氟碳表面活性劑，采用3-三聚環(huán)氧六氟丙烷丙基(2-亞硫酸)乙基二甲基銨或8-3-9氟碳-碳?xì)潆p季銨，無(wú)機(jī)保護(hù)膠溶液為硅酸鎂鋰水溶液，有機(jī)保護(hù)膠溶液羧甲基纖維素，流變劑為二氧化硅，偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑，PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，殺菌劑為不含有機(jī)揮發(fā)物的氮硫雜環(huán)類化合物，顏填料為鍛燒高領(lǐng)土、滑石粉或金紅石型鈦白粉；乳液為水性彈性純丙烯酸酯聚合乳液或水性無(wú)機(jī)復(fù)合丙烯酸聚合物乳液；消泡劑為改性聚硅氧烷；第一增稠劑為羥丙基三甲基氯化銨，第二增稠劑為締合型聚氨酯增稠劑。