一种超疏水腰果酚基树脂乳液和用其制备的自清洁涂料制造技术

本发明专利技术提供一种超疏水腰果酚基树脂乳液和用其制备的自清洁涂料，所述涂料超疏水腰果酚基树脂乳液由腰果酚、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、硅氧烷，引发剂、中和剂、水制备，所述自清洁涂料由超疏水腰果酚基树脂乳液、无机疏水溶胶、填料、增稠剂、水性流平剂、水性消泡剂、润湿分散剂、成膜助剂、水制备。本发明专利技术解决了纯的丙烯酸树脂成膜韧性不足，造成涂层耐久性不好问题；克服水性自清洁涂料过程中主体树脂成本高，生产工艺复杂的问题。本发明专利技术所制得的自清洁涂料具有环境友好、操作方便、无污染等优点，涂膜附着力高，耐水性、耐化学性高，耐高温性，耐磨性高，光泽度高。泽度高。泽度高。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水腰果酚基树脂乳液和用其制备的自清洁涂料


[0001]本专利技术涉及水性涂料领域，具体涉及一种超疏水腰果酚基树脂乳液和用其制备的自清洁涂料。

技术介绍

[0002]随着工业化和城镇化进程的加快，大气污染不断加剧，其中油性烟雾、废气及粉尘等污染物越来越多，且容易粘附并侵蚀高层建筑、桥梁、飞机、玻璃、太阳能板、汽车等的外表面，影响外观性、耐久性及功能性等功能，也增加了清洁和维护成本。“自清洁”是指能够在雨水冲刷等自然外力下长期维持物体表面洁净，既避免了高空作业风险，减少了清洁成本，又安全环保。超疏水表面一般是指与水的静态接触角大于150
°
，滚动角小于10
°
的类荷叶表面，具有自清洁效应。因此，超疏水自清洁涂料以其独特的优势，超疏水自清洁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、太阳能电池板、军事、航空、生物医用设备等领域有广阔的应用前景。研制超疏水自清洁水性涂料的关键是研制适用于自清洁水性涂料用水性树脂及疏水填料，因此，研究一种简单、高效、安全、成本低的方法来实现超疏水表面具有重要的实际意义。
[0003]聚丙烯酸酯类树脂具有优异的耐光性、耐老化性、耐碱性等，并具有良好的成膜性能和附着力，因而被广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂、汽车、塑料、纤维等行业。但是，聚丙烯酸酯类树脂的化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性和抗氧化等方面有所欠缺，因此当前主流的做法是对聚丙烯酸酯类树脂进行化学改性。腰果酚是产自腰果树的一种具有独特长链烷烃的天然生物质酚，属于绿色可再生环保工业原料。腰果树广泛种植于东非和南亚各国，其产量丰富、可再生、价格低廉，腰果酚改性产品，已广泛用于绝缘体、粘合剂、摩擦元件、橡胶制品，腰果酚结构如式1。
[0004][0005]式1腰果酚结构
[0006]申请号202110247041.0公开了一种防污自清洁涂料及其制备方法，该防污自清洁涂料包括疏水性材料、光催化材料和水性乳液；该防污自清洁涂料利用自清洁技术和光催化技术结合的方式，具有绿色环保、疏水防污、净化自清洁和空气净化的性能。申请号201911048301.0公开一种长效高耐候自清洁水性多彩涂料，涂膜表面与水有较大的接触角，具有超疏水性能，宏观表现为不沾污、低摩擦、斥水、斥油和自清洁等特殊表面性能。申请号201810970532.6公开了一种自清洁水性涂料及其制备方法，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，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。申请号 201811104595.X本专利技术提
供了一种自清洁水性氟碳建筑涂料及制备方法，该方法通过将疏水型微粒用表面活性剂包覆而分散于水中，与水性氟碳涂料相结合，极大改善了氟碳涂料的光学性能、抗老化性能和耐洗性能，亲水性好，具有优异的自洁性。申请号201711192538.7公开一种水性自清洁涂层及其制备方法，本专利技术首先将各组分混料，喷涂，分别经过热固化和紫外热固化，制备工艺相对成熟，稳定性强；可以根据实物保护层的需求，调整原料的配比达到亮光，哑光或蜡膜感的表面。申请号201610954435.9公开了一种自清洁水性氟碳涂料的制备方法，本专利技术先制得经SiO2改性二氧化钛纳米粉体，再通过十三氟辛基三乙氧基硅烷对其进行双疏化处理，与水性氟碳乳液树脂、滑石粉及助剂混合均匀，即可得自清洁水性氟碳涂料，本专利技术以水为溶剂，不含有毒溶剂，无毒无污染，兼具装饰功能和保护功能，其漆膜耐磨性好，且涂料本身自清洁能力好，耐污和抗菌性能强。申请号201410251198.0公开了一种TiO2基水性自清洁涂料的制备方法，该涂料可室温成膜，透明性高，涂覆于外墙漆膜表面后经光照，能快速达到超亲水，并具有较长的服役寿命。
[0007]目前，国内外自清洁水性涂料主要针对无机填料的改性研究较多，对主体树脂的改性研究涉及较少。水性自清洁丙烯酸树脂类涂料用主体树脂采用氟改性，价格高。纯的丙烯酸树脂制备的自清洁水性涂料固化速度快，成膜性好，但韧性不足，造成涂层耐久性不好。水性自清洁涂料生产成本较高，尤其是水性聚氨酯产品比水性丙烯酸酯产品价格更高。此外，水性自清洁涂料的主树脂都是采购的，合成树脂厂家就已经赚取利润，使企业和消费者都难以承受。市场上少数水性自清洁涂料存在大量有机溶剂稀释，有VOC排放，会造成人身体伤害和污染环境。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。水性自清洁涂料制备工艺繁杂，成本高昂，限制了水性自清洁涂料应用范围。现有自清洁涂料中超疏水微纳粗糙结构机械性能脆弱，很容易在磨损作用下破坏，导致自清洁功能下降。

技术实现思路

[0008]基于此，本专利技术的目的之一是提供一种超疏水腰果酚基树脂乳液，弥补了生物质腰果酚基树脂乳液的空白问题；所用原料腰果酚低廉易得，为可再生的生物质能源，结构中含有苯环刚性结构和长链烃基取代基，提高了生物质腰果酚基树脂乳液的热稳定性和力学性能；解决了纯的丙烯酸树脂成膜韧性不足，造成涂层耐久性不好问题；产品零VOC，符合节能环保的发展理念；也解决了现有技术中制备水性自清洁涂料过程中主体树脂成本高，生产工艺复杂的问题。
[0009]为了实现上述专利技术目的，具体技术方案如下：
[0010]一种超疏水腰果酚基树脂乳液，所述超疏水腰果酚基树脂乳液由以下重量份的组分制备而成：腰果酚1.5
‑
2.5份、苯乙烯3
‑
6份、甲基丙烯酸甲酯8
‑
12份、丙烯酸丁酯5
‑
10份、丙烯酸羟乙酯2
‑
5份、丙烯酸2.5
‑
5份、硅氧烷1
‑
3份，引发剂1
‑
3份、中和剂2.5
‑
5份、水30
‑
60份。
[0011]进一步地，所述硅氧烷为Z
‑
6011、Z
‑
6020、Z
‑
6030、Z
‑
6040或Z
‑
6070；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈或偶氮二异庚腈；所述中和剂为乙醇胺、二乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺和/或N，N
‑
二甲基乙醇胺。
[0012]基于同一构思，本专利技术还提供一种超疏水腰果酚基树脂乳液的制备方法，包括如
下步骤：
[0013]S11：将1.5
‑
2.5份腰果酚、3
‑
6份苯乙烯、8
‑
12份甲基丙烯酸甲酯、5
‑
10份丙烯酸丁酯、2
‑
5份丙烯酸羟乙酯、2.5
‑
5份丙烯酸、1
‑
3份引发剂混合均匀；
[0014]S12：在装有搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水腰果酚基树脂乳液，其特征在于，所述超疏水腰果酚基树脂乳液由以下重量份的组分制备而成：腰果酚1.5
‑
2.5份、苯乙烯3
‑
6份、甲基丙烯酸甲酯8
‑
12份、丙烯酸丁酯5
‑
10份、丙烯酸羟乙酯2
‑
5份、丙烯酸2.5
‑
5份、硅氧烷1
‑
3份，引发剂1
‑
3份、中和剂2.5
‑
5份、水30
‑
60份。2.根据权利要求1所述的超疏水腰果酚基树脂乳液，其特征在于：所述硅氧烷为Z
‑
6011、Z
‑
6020、Z
‑
6030、Z
‑
6040或Z
‑
6070；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈或偶氮二异庚腈；所述中和剂为乙醇胺、二乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺和/或N，N
‑
二甲基乙醇胺。3.一种如权利要求1
‑
2任意项所述的超疏水腰果酚基树脂乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S11：将1.5
‑
2.5份腰果酚、3
‑
6份苯乙烯、8
‑
12份甲基丙烯酸甲酯、5
‑
10份丙烯酸丁酯、2
‑
5份丙烯酸羟乙酯、2.5
‑
5份丙烯酸、1
‑
3份引发剂混合均匀；S12：在装有搅拌器、冷凝管、温度计和滴液漏斗的四口瓶中加入三分之一的S11中配制好的混合溶液，氮气保护下升温到60
‑
80℃，反应20
‑
40min；S13：将S11配制好的剩余混合溶液于1
‑
3h内滴加到S12中的四口瓶中，再保温回流反应20
‑
40min，然后将0.5
‑
1.5份的引发剂在20
‑
40份的乙醇中溶解后并加入；S14：将S13中的混合溶液升温到75
‑
85℃反应2
‑
3.5h，待转化率达到99％以上后，加入1
‑
3份硅氧烷，继续回流反应20
‑
60min后结束反应，得到聚合液；S15：将S14中的聚合液在70℃加热条件下，减压蒸馏出乙醇及残留单体，降温至50℃，在高速搅拌状态下加入2.5
‑
10份中和剂和30
‑
70份水的混合液，然后搅拌0.5
‑
1h，即可制得固含量约为35
‑
45％的超...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑尧，王永贵，张丽惠，杨毅，李享，陈珺博，梅露，
申请(专利权)人：滁州学院，
类型：发明
国别省市：