一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法。在氮气保护，将纳米球形无机粉体、甲基丙烯酸甲酯、乙醇、丙烯酸叔丁酯和引发剂混合，加热高速搅拌反应，接着进行高压喷雾干燥，制得球形纳米无机复合微粒，最后与水性树脂、Al2O3浆料、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、去离子水在均质机中分散，即得耐刮擦自洁建筑装饰涂料。该方法通过在涂层表面形成以纳米无机物连接的平整、光滑、均匀的致密无机膜，有效提高了涂膜表面爽滑性和抗刮擦性，同时纳米无机物分布在涂层表面，使得涂膜具有极低的表面张力，从而具有强劲的疏水、抗油污能力，使得灰尘、油污与涂层表面接触面积大大减少，显著提升了涂料的自洁性能。

A scratch-resistant self-cleaning architectural decorative paint and its preparation method

The invention provides a scratch-resistant self-cleaning architectural decorative paint and a preparation method thereof. In nitrogen protection, nano spherical inorganic powder, methyl methacrylate, ethanol, tert butyl acrylate and initiator were mixed, heated and stirred at high speed, and then high-pressure spray drying was used to prepare spherical nano inorganic composite particles. Finally, it was dispersed with water resin, Al2O3 slurry, nano titanium dioxide, nano silica and deionized water in the homogenizer. Self-cleaning architectural decorative paint. By forming a smooth, smooth and uniform dense inorganic film connected by nano-inorganic substances on the surface of the coating, the smoothness and scratch resistance of the coating surface are effectively improved. At the same time, nano-inorganic substances are distributed on the coating surface, which makes the coating have very low surface tension, thus having strong hydrophobic and oil-stain resistance, making the contact area between dust, oil and the coating surface larger. The self-cleaning performance of the coatings has been greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法
本专利技术涉及涂料领域，具体涉及耐刮擦涂料的制备，特别是涉及一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法。
技术介绍
随着高层建筑的普及，建筑物采用各种轻质环保内饰材料，如各种木质板材、塑料板材以及墙体，均使用装饰涂料。伴随着人们对健康环保意识的提高，溶剂型涂料受环境污染严重、能源高度浪费以及成本居高不下等不利因素的影响，已经不足于满足人们对于健康生活的追求，随着社会的进步，溶剂型涂料产品将逐渐退出历史的舞台，这就给绿色环保的水性涂料打开市场创造了条件，目前装饰涂料均向水性涂料发展。目前，常用的以丙烯酸为主要成分的水性涂料，主要特点是附着力好，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软。水性涂料是以水溶性树脂或不同类型的分散树脂为基料的涂料，因而也常称为水基涂料，水性涂料的基本组成为不同形式的水性树脂、颜料及填料和有关助剂，在施工应用过程中以水做稀释剂。涂料一般具有对物体起到保护、装饰、色彩标志和其他特殊作用。目前水性涂料在确保环保的同时，一些使用缺陷表露出来，涂层耐沾污能力不足时普遍存在的共性问题，成为目前水性涂料研究和发展的重点课题。中国专利技术专利申请号201610390094.7公开了一种建筑外墙涂料及其制备方法。该专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种具有自洁、隔热功能，体现花岗岩原貌、质感强烈、效果逼真，涂层坚韧牢固、抗水抗酸雨、耐老化的自洁隔热仿石水性涂料。中国专利技术专利申请号201611098022.1公开了一种自洁水性涂料及其制备方法，该水性涂料原料重量份为：硅丙乳液20~30份、氟硅乳液20~30份、聚丙烯酸乳液40~50份、六偏磷酸钠0.3~0.5份、乙二醇0.5~1.0份、消泡剂0.1~0.30份、去离子水20~25份、增稠剂1.0~2.0份、钛白粉15~20份、轻质碳酸钙10~15份。中国专利技术专利申请号201711004505.5公开了一种抗菌自洁型水性含氟聚氨酯涂料，由下述重量份的原料制成：一种含胍盐酸盐水性含氟聚氨酯树脂10~55份、自交联型固化剂5~15份、增稠剂1~8份、润湿剂0.1~2份、流平剂6~12份、填料10~20份、去离子水15~30份。中国专利技术专利申请号201711401754.8公开了一种磷酸锆纳米片的用途和耐刮擦水性涂料。磷酸锆纳米片用于水性涂料的耐磨改性，耐刮擦水性涂料包含磷酸锆纳米片和水性树脂和任选地分散剂，通过将上述各组分混合的方法制备得到。相较于未改性的水性涂料和用其他无机颗粒，如钛白粉、蒙脱土改性的水性涂料，本专利技术提供的耐刮擦水性涂料的固化涂层的摩擦系数更低，具有更好的耐刮擦性能，可用于金属、玻璃、木材、塑料等材料的表面。根据上述，现有方案中用于建筑装饰的水性涂料，自洁性能较差，容易被油污和污物污染，难以清洗，而且耐水性差，普遍存在耐老化性能差、阻燃性差的缺陷，另一方面，水性涂料不耐刮擦，而且由于水性涂料大都选择水溶性成膜物甚至生物质成膜物，容易吸潮霉变。鉴于此，本专利技术提出了一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法，可有效解决上述技术问题。
技术实现思路
针对目前应用较广的建筑物内饰涂料耐水性差，抗油污能力弱，耐刮擦性差，容易污染难以清洁的缺陷，本专利技术提出一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法，从而有效提高了涂料的耐水和耐油性能，并且具有耐刮擦性和优越的自洁性。本专利技术涉及的具体技术方案如下：一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）在反应釜中充氮气保护，将纳米球形无机粉体、甲基丙烯酸甲酯分散于乙醇中，并加入反应釜中，接着升温至60℃，并在30min内将丙烯酸叔丁酯与引发剂的混合体缓慢加入反应釜中，同时高速搅拌；（2）将反应釜内的温度升至80~100℃，保持30min，接着进行高压喷雾干燥，使甲基丙烯酸甲酯聚合并稳定丙烯酸叔丁酯包覆在纳米球形无机粉体的表面，制得球形纳米无机复合微粒；（3）将步骤（2）制得的球形纳米无机复合微粒与水性树脂、Al2O3浆料、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、去离子水在均质机中分散，制得耐刮擦自洁建筑装饰涂料。当纳米无机物直接分散在水性涂料中时，其分散在涂层内部，难以聚集在涂层表面，因此涂层的耐水性、耐老化性、阻燃性差，并且不耐刮擦。为解决这一问题，核心是促使纳米无机物聚集在涂层表面均匀分散，形成以纳米无机物连接的致密膜。本专利技术创造性地在甲基丙烯酸甲酯聚合的过程中，将具有流平功能的丙烯酸叔丁酯稳定并包覆在纳米球形无机粉体表面，使得到球形纳米无机复合微粒具有流平功能，较佳地使纳米无机物分散在涂层的最表面，促使涂料在干燥成膜的过程中形成一个平整、光滑、均匀的无机膜，从而在涂膜表面形成一层极薄且光滑的膜，以提高涂膜表面爽滑性和抗刮擦性。优选的，步骤（1）所述纳米球形无机粉体为硫酸钡粉体、玻化微珠粉体中的一种，球形度不低于0.9，粒径为20~50nm。优选的，步骤（1）所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化十二酰、过氧化二异丙苯中的一种或几种的混合物。优选的，步骤（1）所述高速搅拌的转速为500~800r/min。优选的，步骤（1）所述反应体系中，纳米球形无机粉体15~20重量份、甲基丙烯酸甲酯20~25重量份、乙醇38~52重量份、丙烯酸叔丁酯12~15重量份、引发剂1~2重量份。优选的，步骤（2）所述高压喷雾干燥的进风温度为130~160℃，排风温度为70~80℃，压力为10~20MPa，喷孔直径为100~200μm。优选的，步骤（3）所述水性树脂为环氧树脂、聚酯树脂、氨基树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、有机氟树脂中的至少一种。优选的，步骤（3）所述Al2O3浆料的固含量为20~30wt%。优选的，步骤（3）所述建筑装饰涂料中，球形纳米无机复合微粒5~10重量份、水性树脂20~30重量份、Al2O3浆料5~8重量份、纳米二氧化钛3~5重量份、纳米二氧化硅3~5重量份、去离子水42~64重量份。本专利技术还提供一种上述制备方法制备得到的耐刮擦自洁建筑装饰涂料。在反应釜中充氮气保护，将纳米球形无机粉体、甲基丙烯酸甲酯分散于乙醇中加入反应釜，并升温后在一段时间内将丙烯酸叔丁酯与引发剂的混合体缓慢加入反应釜，同时高速搅拌；然后将升温保持一段时间，然后高压喷雾干燥，甲基丙烯酸甲酯聚合并稳定丙烯酸叔丁酯包覆纳米球形无机粉体，得到球形纳米无机复合微粒；将纳米球形无机复合微粒与水性树脂、Al2O3浆料、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、去离子水均质机分散，得到耐刮擦自洁建筑装饰涂料。本专利技术提供了一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、提出利用甲基丙烯酸甲酯聚合过程制备耐刮擦自洁建筑装饰涂料的方法。2、通过在涂层表面形成以纳米无机物连接的平整、光滑、均匀的致密无机膜，有效提高了涂膜表面爽滑性和抗刮擦性。3、通过纳米无机物分布在涂层表面，使得涂膜具有极低的表面张力，从而具有强劲的疏水、抗油污能力，使得灰尘、油污与涂层表面接触面积大大减少，显著提升了涂料的自洁性能。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在反应釜中充氮气保护，将纳米球形无机粉体、甲基丙烯酸甲酯分散于乙醇中，并加入反应釜中，接着升温至60℃，并在30min内将丙烯酸叔丁酯与引发剂的混合体缓慢加入反应釜中，同时高速搅拌；（2）将反应釜内的温度升至80~100℃，保持30min，接着进行高压喷雾干燥，使甲基丙烯酸甲酯聚合并稳定丙烯酸叔丁酯包覆在纳米球形无机粉体的表面，制得球形纳米无机复合微粒；（3）将步骤（2）制得的球形纳米无机复合微粒与水性树脂、Al2O3浆料、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、去离子水在均质机中分散，制得耐刮擦自洁建筑装饰涂料。

【技术特征摘要】
1.一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在反应釜中充氮气保护，将纳米球形无机粉体、甲基丙烯酸甲酯分散于乙醇中，并加入反应釜中，接着升温至60℃，并在30min内将丙烯酸叔丁酯与引发剂的混合体缓慢加入反应釜中，同时高速搅拌；（2）将反应釜内的温度升至80~100℃，保持30min，接着进行高压喷雾干燥，使甲基丙烯酸甲酯聚合并稳定丙烯酸叔丁酯包覆在纳米球形无机粉体的表面，制得球形纳米无机复合微粒；（3）将步骤（2）制得的球形纳米无机复合微粒与水性树脂、Al2O3浆料、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、去离子水在均质机中分散，制得耐刮擦自洁建筑装饰涂料。2.根据权利要求1所述一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纳米球形无机粉体为硫酸钡粉体、玻化微珠粉体中的一种，球形度不低于0.9，粒径为20~50nm。3.根据权利要求1所述一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化十二酰、过氧化二异丙苯中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述一种耐刮擦自洁建筑装饰涂料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述高速搅拌的转速为500~800r/min。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51