一种改性有机硅涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种改性有机硅涂料及其制备方法，按质量份数计包括以下组分：改性硅树脂30～50份；白炭黑5～10份；相变材料10～30份；增硬填料0～20份；颜料0～20份；溶剂10～30份；添加剂1～5份；助剂1～5份。本发明专利技术所述有相变材料改性有机硅涂料，其综合性能好，增加了特定方法制备相变微材料，相变材料的引入能有效地弥补现有外墙涂料体系耐温热变化差的缺陷，相当于为建筑外墙安装了天然的“空调”，从而延长涂层的耐候性和使用期限。同时也增加了涂料固化后涂层的硬度、韧性、抗冲击性和抗污性。

【技术实现步骤摘要】
一种改性有机硅涂料及其制备方法
本专利技术属于涂料领域，具体涉及一种改性有机硅涂料及其制备方法。
技术介绍
建筑外墙常年裸露在外饱受风吹日晒，又因其所含矿物材质大都具有多孔表面，易吸收水分，从而导致凤损破坏。外墙涂料，尤其是以有机硅树脂及改性有机硅树脂为主要成膜物的外墙涂料，是保护外墙免受水、环境、气候等外界因素侵蚀重要屏障。固化后的有机硅树脂及改性有机硅树脂涂料会在建筑材料外表面形成一层类似石英的三维网络结构，抗拒来自于外界液态水的吸收，但允许水蒸气自由通过，即表示外界的水可以被阻挡在墙体外面，而墙体里的潮气可以很容易地逸出。基于水分的破坏机理，涂料涂层应满足高憎水性、较高的水蒸气透过率、优良的耐候性、化学稳定性、施工方便。由于纯有机硅树脂生产成本较高，且对基材粘接性欠佳，故目前市场上常用改性有机硅树脂制作涂料，如丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂等。改性有机硅树脂虽然同时具备了有机树脂和硅树脂的特点，但仍存在耐候性、耐温热变化差的缺点；另一方面，昼夜温差、季节温度变化比较大的情况下，外墙材料也常因热胀冷缩导致墙体和涂层的破坏，从而丧失防水效果。同时，目前涂料还存在容易被污染变黄等缺点。一种耐温热变化好的，且抗污性和自洁性好的涂料是市场上所需要的。
技术实现思路
综上所述，本专利技术的目的是提供一种相变材料改性有机硅涂料，用于墙体上，有较好的耐温热变化性，且时具有良好的抗污性和自洁性。本专利技术的另一个目的是提供上述相变材料改性有机硅涂料的制备方法。一种相变材料改性有机硅涂料，按质量份数计包括以下组分：改性硅树脂30～50份；白炭黑5～10份；相变材料10～30份；增硬填料0～20份；颜料0～20份；溶剂10～30份；添加剂1～5份；助剂1～5份。其中优选的配方比例为：改性硅树脂40-45份；白炭黑5～8份；相变材料20～30份；增硬填料0～18份；颜料0～5份；溶剂15～25份；添加剂1～2份；助剂1～2份。优选地，所述相变材料为相变微胶囊，粒径为10～20μm，相变温度为30～50℃；所述相变微胶囊的囊芯为直链烷烃为C18～C22石蜡，所述相变微胶囊的壁材为聚酯，所述相变为胶囊中石蜡的含量为40％wt～60％wt。优选地，所述相变微胶囊由以下方法制得：a.壁材的预聚合：将的36.6重量份37％甲醛水溶液与18g重量份依次加入容器中，转速调节为500rpm，边搅拌边滴加三乙醇胺调节pH值至8～9，在70℃水浴中保温反应1小时，加入100重量份去离子水形成稳定的尿素-甲醛预聚体溶液，备用；b.芯材的乳化：称取40重量份的石蜡加热熔融，再加入相对于芯材质量4％的乳化剂SMA(苯乙烯接枝马来酸酐)和100重量份去离子水，在60℃左右和搅拌速度5000rpm条件下乳化60min，然后缓慢滴加10wt％柠檬酸溶液于乳状液，调节溶液pH最终值为2～4，备用；c.微胶囊化：降低转速至500rpm，温度保持在70℃，滴加a制得的尿素-甲醛预聚体溶液，保温反应3h，之后用三乙醇胺调节pH值为8～9，得到胶囊乳液；d.后处理：反应完毕，将胶囊乳液倒出，降温分离，抽滤，所得的微胶囊用石油醚和去离子水各洗涤2次，干燥便得到白色粉末状的石蜡含量为50wt％的石蜡/脲醛树脂微胶囊。e.将上述石蜡/脲醛树脂微胶囊一次性投入包衣锅中，调节转速80rpm，滑石粉的质量为所述石蜡/脲醛树脂微胶囊重量的10-20％；搅拌5min后将浓度为10-30wt％的Na2SiO3水溶液用喷雾器均匀喷洒于混合料中，Na2SiO3水溶液的质量为所述石蜡/脲醛树脂微胶囊重量的10-20％；包裹10min后开热风干燥，待水分蒸干后喷淋稀盐酸溶液，搅拌20min后开热风干燥，得到包覆的石蜡/脲醛树脂微胶囊；重复上述操作1-3次，便可进行多层包裹。将包覆的石蜡/脲醛树脂置于500mL烧瓶中，加入的铬酸硫酸混合液，所述铬酸硫酸混合液中K2Cr2O7、H2SO4和H2O的质量比是5∶85∶10，开启搅拌，在40℃的恒温水浴中对包覆的石蜡/脲醛树脂表面进行氧化处理2h，过滤，再用去离子水洗涤并干燥，备用。优选地，所述改性硅树脂选自醇酸改性硅树脂、丙烯酸改性硅树脂、聚酯改性硅树脂、聚氨酯改性硅树脂中的一种。更优选地，改性硅树脂为聚酯改性硅树脂。进一步地，所述聚酯改性硅树脂为聚酯改性的甲基苯基硅树脂。优选地，所述白炭黑为气相白炭黑。更优选疏水改性的白炭黑，所述疏水改性白炭黑的比表面积为150～250m2/g.优选地，所述增硬填料选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、石英粉、云母粉中的一种或几种。所述增硬填料使用前需放入105℃电热烘箱中干燥6h，待自然冷却到室温后封装、备用。优选地，溶剂选自甲苯、二甲苯、正丁醇、异丁醇、乙酸乙酯、石油溶剂中的一种或几种。更优选地，所述溶剂为二甲苯和异丁醇的混合物，更进一步地，二甲苯和异丙醇的质量混合比例为m(二甲苯)：m(异丁醇)＝2:1.优选地，所述添加剂为脂肪酸、脂肪酸酯，以改善流平性及贮存稳定性，并防止凝胶化、结皮及涂膜变色。进一步地，所述添加剂为己二酸二异辛酯、据苯二甲酸二乙醇酯、异氰酸酯中的一种或几种。优选地，所述相变材料改性有机硅涂料需含有助剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、四(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或几种。优选地，所述助剂含量占涂料总重量的1％wt～5％wt。所述颜料选自二氧化钛、氧化锌、黑色氧化铁、铁红、群青等，主要用于调节粘度、光泽性。一种相变材料改性有机硅涂料的制备方法，通过以下步骤实现：S1将改性硅树脂、增硬填料、颜料按照配方重量加入高速分散机，并加入80％-90％的溶剂，开启高速分散搅拌均匀，得到混合物，备用；S2边搅拌上述混合物边加入白炭黑，待白炭黑分散均匀后，将高速分散调至低速，加入相变微胶囊并搅拌均匀，得到基料，备用；S3在低速搅拌条件下加入所需添加剂和助剂，再添加剩余10％-20％的溶剂调节粘度，然后过滤、包装。本专利技术所述有相变材料改性有机硅涂料，其综合性能好，增加了特定方法制备相变微材料，相变材料的引入能有效地弥补现有外墙涂料体系耐温热变化差的缺陷，相当于为建筑外墙安装了天然的“空调”，从而延长涂层的耐候性和使用期限。同时也增加了涂料固化后涂层的硬度、韧性、抗冲击性和抗污性。具体实施方式下面结合一些具体实施方式对本专利技术做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本专利技术，非限定本专利技术的保护范围。原料说明：聚酯改性硅树脂：迈图高新材料，TSR175白炭黑：赢创德固赛，R8200其余物质来源市售：实施例1相变微胶囊由以下方法制备：a.壁材的预聚合：将的36.6重量份37％甲醛水溶液与18g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变材料改性有机硅涂料，按质量份数计包括以下组分：/n改性硅树脂30～50份/n白炭黑5～10份/n相变材料10～30份/n增硬填料0～20份/n颜料0～20份/n溶剂10～30份/n添加剂1～5份/n助剂1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种相变材料改性有机硅涂料，按质量份数计包括以下组分：
改性硅树脂30～50份
白炭黑5～10份
相变材料10～30份
增硬填料0～20份
颜料0～20份
溶剂10～30份
添加剂1～5份
助剂1～5份。


2.如权利要求1所述的相变材料改性有机硅涂料，其特征在于：
所述相变材料为相变微胶囊，粒径为10～20μm，相变温度为30～50℃；
所述相变微胶囊的囊芯为直链烷烃为C18～C22石蜡，所述相变微胶囊的壁材为聚酯，所述相变为胶囊中石蜡的含量为40％wt～60％wt。


3.如权利要求2所述的相变材料改性有机硅涂料，其特征在于：
所述相变微胶囊由以下方法制得：
a.壁材的预聚合：将的36.6重量份37％甲醛水溶液与18g重量份依次加入容器中，转速调节为500rpm，边搅拌边滴加三乙醇胺调节pH值至8～9，在70℃水浴中保温反应1小时，加入100重量份去离子水形成稳定的尿素-甲醛预聚体溶液，备用；
b.芯材的乳化：称取40重量份的石蜡加热熔融，再加入相对于芯材质量4％的乳化剂SMA和100重量份去离子水，在60℃左右和搅拌速度5000rpm条件下乳化60min，然后缓慢滴加10wt％柠檬酸溶液于乳状液，调节溶液pH最终值为2～4，备用；
c.微胶囊化：降低转速至500rpm，温度保持在70℃，滴加a制得的尿素-甲醛预聚体溶液，保温反应3h，之后用三乙醇胺调节pH值为8～9，得到胶囊乳液；
d.后处理：反应完毕，将胶囊乳液倒出，降温分离，抽滤，所得的微胶囊用石油醚和去离子水各洗涤2次，干燥便得到白色粉末状的石蜡含量为50wt％的石蜡/脲醛树脂微胶囊。
e.将上述石蜡/脲醛树脂微胶囊一次性投入包衣锅中，调节转速80rpm，将超细滑石粉均匀加入包衣机中，滑石粉的质量为所述石蜡/脲醛树脂微胶囊重量的10-20％；搅拌5min后将浓度为10-30wt％的Na2SiO3水溶液用喷雾器均匀喷洒于混合料中，Na2SiO3水溶液的质量为所述石蜡/脲醛树脂微胶囊重量的10-20％；包裹10min后开热风干燥，待水分蒸干后喷淋稀盐酸溶液，搅拌20min后开热风干...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨化彪，安多，刘俊杰，顾翠瑜，钟炽强，
申请(专利权)人：广州玖盈化工材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44