一种自清洁水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自清洁水性涂料及其制备方法，按重量百分比计，包括以下组分：改性聚氨酯单体分散液68～75％、改性纳米二氧化钛8～16％、填料5～8％、增稠剂1～2％、分散剂0～1％、流平剂0～1％、成膜助剂2～5％、水0～30％。本发明专利技术改性聚氨酯单体分散液具有极好的内聚力和和可剥性，以及一定的柔韧性和弹性，改性纳米二氧化钛的添加增加了涂料表面的疏水性，提高了涂料的自清洁性能，以及通过对纳米二氧化钛的改性，使涂料性质稳定，不易团聚，且涂料溶剂为水，环保无污染。

A self-cleaning waterborne paint and its preparation method

The invention discloses a self-cleaning water-borne paint and its preparation method, which comprises the following components according to weight percentage: modified polyurethane monomer dispersion solution 68-75%, modified nano-titanium dioxide 8-16%, filler 5-8%, thickener 1-2%, dispersant 0-1%, leveling agent 0-1%, film-forming additive 2-5%, water 0-30%. The modified polyurethane monomer dispersion solution of the invention has excellent cohesion and peelability, as well as certain flexibility and elasticity. The addition of modified nano-titanium dioxide increases the hydrophobicity of the coating surface, improves the self-cleaning performance of the coating, and through the modification of nano-titanium dioxide, makes the property of the coating stable, not easy to reunite, and the solvent of the coating is water, environmental protection and pollution-free.

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁水性涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，具体涉及一种自清洁水性涂料及其制备方法。
技术介绍
疏水性指的是水滴和固体表面的接触角大于180°，且滚动角小于10°的一种润湿性。超疏水表面因其具有抗润湿、防结冰、耐腐蚀，减阻等性质，从而使其在纺织业、建筑、军事、航空等领域有广阔的应用前景，目前有多种方法能实现超疏水的表面，但是大多数都还处于实验室研究阶段，究其原因，主要存在制备成本高，大批量制备难等难以产业化的问题。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的技术问题，本专利技术提供一种自清洁水性涂料及其制备方法，按照重量百分比计，所述自清洁水性涂料包括以下组分：所述改性聚氨酯单体分散液由脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯按照重量比3.5:3.5:2:1反应而成。所述改性聚氨酯单体分散液的制备方法为：按相应比例将所述脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯添加到分散机中，以转速为900～1000r/min搅拌25～40min后，得到所述改性聚氨酯单体分散液。所述改性纳米二氧化钛包括以下组分：所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将所述γ-脲基丙基三乙氧基硅烷加入所述纳米二氧化钛中，在加热条件下搅拌30～50min，搅拌完成后加入所述正硅酸乙酯，继续搅拌60～80min.。所述填料为云母石。所述增稠剂为羟丙基纤维素WPQP52000H或碱溶胀丙烯酸类增稠剂Rheo3800或聚氨酯缔合型增稠剂NHS300。本专利技术还包括一种自清洁水性涂料的制备方法，包括以下步骤：在搅拌的条件下，按相应比例将所述改性聚氨酯单体分散液，所述填料、增稠剂、分散剂、流平剂、成膜助剂和水添加到搅拌分散机中，在高速搅拌条件下，缓慢制备好的所述改性纳米二氧化钛，其中，搅拌速度为1200～1400r/min，搅拌时间为15～18min，静置冷却至室温后得到所述自清洁水性涂料。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术改性聚氨酯单体分散液具有极好的内聚力和和可剥性，以及一定的柔韧性和弹性，并且作为自清洁涂料的主要成膜原料，具有极好的耐酸耐碱性能；利用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯对纳米二氧化钛进行改性，提高了其在乳液中的分散性和光催化性，制备完成的涂料性质稳定，不易团聚；在涂料中添加改性纳米二氧化钛，构筑了微米-纳米交替结构，提高了表面粗糙度，最终形成的涂层表面符合超疏水模型，增加了涂层表面的疏水性，达到自清洁作用；且涂料溶剂为水，环保无污染；本专利技术制备的自清洁水性玻璃涂料，不仅实现了较好的自清洁功能，而且步骤简单，制备条件要求低，市场推广性好，具有很高的经济价值。附图说明图1为对比例1及实施例2～4涂层表面的SEM照片及接触角照片。具体实施方式为了进一步解释本专利技术的技术方案、及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：本实施例提出一种自清洁水性涂料，所述自清洁水性涂料按重量百分比包括以下组分：所述改性聚氨酯单体分散液由脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯按照重量百分比3.5:3.5:2:1反应而成。所述改性聚氨酯单体分散液的制备方法为：按相应比例将所述脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯添加到分散机中，以转速为900～1000r/min搅拌25～40min后，得到所述改性聚氨酯单体分散液。所述改性纳米二氧化钛包括以下组分：所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将所述γ-脲基丙基三乙氧基硅烷加入所述纳米二氧化钛中，在加热条件下搅拌30～50min，搅拌完成后加入所述正硅酸乙酯，继续搅拌60～80min。所述正硅酸乙酯水解后形成硅酸和醇，所述硅酸之间发生水解反应形成胶状物包覆在纳米二氧化钛粒子表面，所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷水解后自缩合成线性的低聚物，与包覆在二氧化钛表面的胶状物结合，完成对纳米二氧化钛粒子的表面改性，使得纳米二氧化钛粒子具有更好的光催化性能，同时减少硅溶胶粒子之间的团聚与缩合，使得所述改性纳米二氧化钛粒子分散更加均匀，性质更加稳定。所述填料为云母石。所述增稠剂为羟丙基纤维素WPQP52000H或碱溶胀丙烯酸类增稠剂Rheo3800或聚氨酯缔合型增稠剂NHS300。本专利技术还包括一种自清洁水性涂料的制备方法，包括以下步骤：在搅拌的条件下，按相应比例将所述改性聚氨酯单体分散液，所述填料、增稠剂、分散剂、流平剂、成膜助剂和水添加到搅拌分散机中，在高速搅拌条件下，缓慢制备好的所述改性纳米二氧化钛，其中，搅拌速度为1200～1400r/min，搅拌时间为15～18min，静置冷却至室温后得到所述自清洁水性涂料。本实施例中制得的改性聚氨酯单体分散液具有极好的内聚力和和可剥性，以及一定的柔韧性和弹性，并且作为自清洁涂料的主要成膜原料，具有极好的耐酸耐碱性能和亲水性；而利用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯对纳米二氧化钛进行改性，提高了其在乳液中的分散性，制备完成的涂料性质稳定，不易团聚；另外在涂料中添加改性纳米二氧化钛，构筑了微米-纳米交替结构，提高了表面粗糙度，符合超疏水模型，增加了涂层表面的疏水性，达到自清洁作用；且涂料溶剂为水，环保无污染。本实施例制备的自清洁水性玻璃涂料，不仅实现了较好的自清洁功能，而且步骤简单，制备条件要求低，市场推广性好，具有很高的经济价值。实施例2：本实施例提出一种自清洁水性涂料，所述自清洁水性涂料按重量百分比包括以下组分：所述改性纳米二氧化钛包括以下组分：本实施例还提供一种自清洁水性涂料的制备方法：(1)将所述γ-脲基丙基三乙氧基硅烷加入所述纳米二氧化钛中，在加热条件下搅拌30min，搅拌完成后加入所述正硅酸乙酯，继续搅拌60min.。(2)按相应比例将所述脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯添加到分散机中，以转速为900r/min搅拌25min后，得到改性聚氨酯单体分散液，备用；(3)在搅拌的条件下，按相应比例将步骤(2)制备的所述改性聚氨酯单体分散液，所述填料、增稠剂、分散剂、流平剂、成膜助剂和水添加到搅拌分散机中，在高速搅拌条件下，缓慢制备好的所述改性纳米二氧化钛，其中，搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为15min，静置冷却至室温后得到所述自清洁水性涂料。实施例3：本实施例提出一种自清洁水性涂料，所述自清洁水性涂料按重量百分比包括以下组分：所述改性纳米二氧化钛包括以下组分：本实施例还提供一种自清洁水性涂料的制备方法：(1)将所述γ-脲基丙基三乙氧基硅烷加入所述纳米二氧化钛中，在加热条件下搅拌50min，搅拌完成后加入所述正硅酸乙酯，继续搅拌80min.。(2)按相应比例将所述脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯添加到分散机中，以转速为1000r/min搅拌40min后，得到改性聚氨酯单体分散液，备用；(3)在搅拌的条件下，按相应比例将步骤(2)制备的所述改性聚氨酯单体分散液，所述填料、增稠剂、分散剂、流平剂和成膜助剂添加到搅拌分散机中，在高速搅拌条件下，缓慢制备好的所述改性纳米二氧化钛，其中，搅拌速度为1400r/min，搅拌时间为18min，静置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁水性涂料，其特征在于，按重量百分比计，所述自清洁水性涂料包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种自清洁水性涂料，其特征在于，按重量百分比计，所述自清洁水性涂料包括以下组分：2.根据权利要求1所述的一种自清洁水性涂料，其特征在于，所述改性聚氨酯单体分散液由脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯按照重量比3.5:3.5:2:1反应而成。3.根据权利要求2所述的一种自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述改性聚氨酯单体分散液的制备方法为：按相应比例将所述脂肪族异氢酸酯、聚醚二元醇、含羧基半酯二元醇和丙烯酸丁酯添加到分散机中，以转速为900～1000r/min搅拌25～40min后，得到所述改性聚氨酯单体分散液。4.根据权利要求1所述的一种自清洁水性涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛包括以下组分：5.根据权利要求4所述的一种自清洁水性涂料，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛的制备方法为：将所述γ-脲基丙基三乙氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭贺洵，申国辉，陆卫尧，
申请(专利权)人：广东鑫皇冠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44