酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料及其制备方法。其中，所述复合涂料包括：基体组分，助剂组分和填料；所述基体组分由下列重量份的组分组成：酸改性钾水玻璃20-30份；氟碳改性苯丙乳液5-12份。本发明采用酸改性钾水玻璃，有效的降低了基体的吸潮性，增大了涂料的耐水性能，同时采用氟碳改性苯丙乳液具有高耐化学腐蚀性及耐人工老化性等优点，使涂料的整体使用性能得到较大的提升。

说明书

技术领域

本发明涉及涂层防护技术领域，更具体地说，涉及一种酸改性钾水 玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料及其制备方法。

背景技术

有机—无机复合型建筑涂料取无机涂料和有机涂料之长，兼具二者 优点，因而被认为是很有发展前途的一类防护涂料。这类涂料的主要品 种是硅溶胶作为无机组份来和其它一些有机组分，例如苯丙乳液、聚醋 酸乙烯乳液等复合而制得的涂料。但是，硅溶胶的固体含量低，价格高， 这都使得这类涂料的应用受到限制。专利申请CNIO2618129A公开了一 种水玻璃一苯丙乳液复合型内外墙涂料及其制备方法，采用钠水玻璃代 替硅溶胶作为无机组分，很好的解决了成本问题，而且增大了胶体的黏 结强度。但由于基体中钠离子的引入，使该胶体的耐水性能降低，并且 采用常规的苯丙乳液乳液，对于更苛刻的酸碱腐蚀工况条件，其耐腐蚀 性无法满足。

因此，非常需要开发一种新的性能更加优良的防护涂料。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种耐水性更佳、耐腐蚀抗老化性能更 优的酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料。

上述发明目的通过采用如下技术方案实现。

一种酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料，包括：基体组分， 助剂组分和填料；其中，所述基体组分由下列重量份的组分组成：

酸改性钾水玻璃20-30份；

氟碳改性苯丙乳液5-12份。

优选地，所述助剂组分包含下列重量份的组分：

固化剂0.5-1份；

分散剂0.4-0.5份；

增稠剂0.3-0.4份；

成膜助剂0.3-0.6份。

其中，所述固化剂优选为六偏磷酸钠；所述分散剂优选为三硬脂酸 甘油酯；所述增稠剂优选为羟乙基纤维素；所述成膜助剂优选为磷酸三 丁醋酯醇。

优选地，所述填料包含下列重量份的组分：

云母9.5-13.5份；

石棉6-8份；和

石英粉末12-15份。

在一个实施方案中，所述酸改性钾水玻璃可以由如下质量百分比的 组分组成：钾水玻璃75％～82％；稳定剂0.5～1％(如甲基硫醇锡、硬脂酸 铝、硬脂酸钾)；无机酸0.5～2％(如盐酸或硫酸)；及其余为水。

其中，上述钾水玻璃的模数比可以为SiO₂/K₂O＝4，浓度为30％。

在另一个实施方案中，所述的氟碳改性苯丙乳液可以由如下质量百 分比的组分组成：苯丙乳液55～72％；氟碳乳液7.4～10％；氨乙基氨丙基 聚二甲基硅氧烷0.8～1％；辛基酚聚氧乙烯醚0.8～1％；聚醚改性聚硅氧烷 0.01～0.02％；及其余为水。

在另一个优选方案中，所述助剂组分可以通过如下方法配制成溶液： 依次加入固化剂，如六偏磷酸钠10％的水溶液和分散剂，如三硬脂酸甘 油酯搅拌均匀，再依次加入增稠剂，如羟乙基纤维素15％的水溶液和成 膜助剂，如磷酸三丁醋酯醇，搅拌均匀，即得。

本发明的另一个目的是提供一种上述酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙 乳液复合涂料的制备方法。

所述制备方法包括：首先将酸改性钾水玻璃及助剂组分搅拌均匀， 再加入填料搅拌均匀，最后加入氟碳改性苯丙乳液搅拌均匀，即制得酸 改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料。

在一个优选方案中，酸改性钾水玻璃及助剂组分在室温下、以 500～800rpm的速度搅拌均匀。

在另一个优选方案中，加入填料后以200～400rpm的速度搅拌均匀。

在另一个优选方案中，加入氟碳改性苯丙乳液后以200～400rpm的速 度搅拌均匀。

在另一个优选方案中，所述酸改性钾水玻璃可以通过以下方法获得： 取钾水玻璃，在高速搅拌下(如1200～1500rpm的搅拌速度)加入稳定剂 (如甲基硫醇锡、硬脂酸铝、硬脂酸钾)及水，搅拌均匀，然后用无机酸 (如盐酸或硫酸)调至PH值为10～12，即得。

在另一个优选方案中，所述助剂组分可以通过如下方法配制成溶液： 按照下列顺序依次加入：固化剂(如六偏磷酸钠10％的水溶液)、分散剂 (如三硬脂酸甘油酯)搅拌均匀，再依次加入增稠剂(如羟乙基纤维素15％ 的水溶液)、成膜助剂(如磷酸三丁醋酯醇)，搅拌均匀，即得。

在另一个优选方案中，所述氟碳改性苯丙乳液可以通过以下方法获 得：搅拌下(如200～400rpm的搅拌速度)，将苯丙乳液升温至73℃～76℃， 加入氟碳乳液和氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，之后再分别加入辛基酚 聚氧乙烯醚、聚醚改性聚硅氧烷及水，温度控制在76℃～80℃，反应完成 后即得。

本发明的酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料具有如下有益 效果：

(1)采用酸改性钾水玻璃，有效的降低了基体的吸潮性，增大了涂 料的耐水性能；

(2)采用氟碳改性苯丙乳液，具有更高的耐化学腐蚀性及耐人工老 化性等优点，使涂料的整体使用性能得到较大的提升；

(3)助剂溶液的加入进一步提高了有机—无机基体间的结合力及耐 久性，改善了填料在聚合物中的润湿性和分散性。

(4)本发明涂料耐水性更佳、耐腐蚀抗老化性能更优越，因此非常 适合于工业上化生产和使用。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、所实现的目的及效果，以下结合 实施方式详予说明。但是需要注意的是，以下实施例并不用于限制本发 明。

以下实施例中所使用的原料均通过市售方式购得。

实施例1(用于酸挥发车间外墙体)

酸改性钾水玻璃的配制：称取76％的模数比为SiO₂/K₂O＝4、浓度为 30％的钾水玻璃，将钾水玻璃放入分散搅拌设备中，在1300rpm高速搅 拌下，缓慢地加入0.6％的稳定剂甲基硫醇锡及纯净水，搅拌均匀，然后 加入1％的盐酸，调至钾水玻璃的PH值为11，得到酸改性钾水玻璃。称 取酸改性钾水玻璃22份待用。

氟碳改性苯丙乳液的配制：将60％的BC-01苯丙乳液加入四口瓶中， 搅拌转数为300rpm，升温至75℃，缓慢滴加入8％的氟碳乳液，同时缓 慢慢滴加入0.9％的氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，再分别加入0.8％的辛 基酚聚氧乙烯醚、0.01％的聚醚改性聚硅氧烷及纯净水，温度控制在78℃， 反应半小时后降温出料，得到氟碳改性苯丙乳液。称取氟碳改性苯丙乳 液6.5份待用。

助剂溶液的配制：将0.3份羟乙基纤维素增稠剂配制成15％水溶液， 用热水将0.7份的六偏磷酸钠溶解成10％的水溶液。然后按照下列顺序依 次加入：0.7份10％的六偏磷酸钠溶液、0.4份的三硬脂酸甘油酯分散剂， 搅拌均匀，再依次加入0.3份15％的羟乙基纤维素增稠剂水溶液、0.3份 磷酸三丁醋酯醇成膜助剂，继续搅拌均匀，得到助剂溶液。

酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料的配制：将待用酸改性 钾水玻璃及助剂溶液放入分散搅拌设备中，在室温下以500rpm的速度搅 拌均匀，再放入片状云母填料9.5份，石棉6份，石英粉末12份的固态 填料以200rpm的速度搅拌均匀，最后加入待用氟碳改性苯丙乳液以 400rpm的速度搅拌均匀，制得酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂 料。

实施例2(用于酸挥发车间外墙体)

酸改性钾水玻璃的配制：称取78％的模数比为SiO₂/K₂O＝4、浓度为 30％的钾水玻璃，将钾水玻璃放入分散搅拌设备中，在1300rpm高速搅 拌下，缓慢地加入0.7％的稳定剂甲基硫醇锡及纯净水，搅拌均匀，然后 加入1.1％的盐酸，调至钾水玻璃的PH值为11，得到酸改性钾水玻璃。 称取酸改性钾水玻璃20份待用。

氟碳改性苯丙乳液的配制：将60％的BC-01苯丙乳液加入四口瓶中， 搅拌转数为400rpm，升温至74℃，缓慢滴加入7.5％的氟碳乳液，同时 缓慢慢滴加入0.8％的氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，再分别加入0.8％的 辛基酚聚氧乙烯醚、0.01％的聚醚改性聚硅氧烷及纯净水，温度控制在 76℃，反应半小时后降温出料，得到氟碳改性苯丙乳液。称取氟碳改性 苯丙乳液6份待用。

助剂溶液的配制：将0.3份羟乙基纤维素增稠剂配制成15％水溶液， 用热水将0.5份的六偏磷酸钠溶解成10％的水溶液。然后按照下列顺序依 次加入：0.5份10％的六偏磷酸钠溶液、0.4份的三硬脂酸甘油酯分散剂， 搅拌均匀，再依次加入0.3份15％的羟乙基纤维素增稠剂水溶液、0.3份 磷酸三丁醋酯醇成膜助剂，继续搅拌均匀，得到助剂溶液。

酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料的配制：将待用酸改性 钾水玻璃及助剂溶液放入分散搅拌设备中，在室温下以500rpm的速度搅 拌均匀，再放入片状云母填料9.5份，石棉8份，石英粉末12.5份的固 态填料以200rpm的速度搅拌均匀，最后加入待用氟碳改性苯丙乳液以 400rpm的速度搅拌均匀，制得酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂 料。

实施例3(用于酸挥发车间内墙体)

酸改性钾水玻璃的配制：称取80％的模数比为SiO₂/K₂O＝4、浓度为 30％的钾水玻璃，将钾水玻璃放入分散搅拌设备中，在1500rpm高速搅 拌下，缓慢地加入0.9％的稳定剂甲基硫醇锡及纯净水，搅拌均匀，然后 加入1.2％的盐酸，调至钾水玻璃的PH值为11，得到酸改性钾水玻璃。 称取酸改性钾水玻璃25份待用。

氟碳改性苯丙乳液的配制：将70％的BC-01苯丙乳液加入四口瓶中， 搅拌转数为400rpm，升温至76℃，缓慢滴加入9％的氟碳乳液，同时缓 慢慢滴加入1％的氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，再分别加入1％的辛基 酚聚氧乙烯醚、0.02％的聚醚改性聚硅氧烷及纯净水，温度控制在78℃， 反应半小时后降温出料，得到氟碳改性苯丙乳液。称取氟碳改性苯丙乳 液10份待用。

助剂溶液的配制：将0.4份羟乙基纤维素增稠剂配制成15％水溶液， 用热水将1份的六偏磷酸钠溶解成10％的水溶液。然后按照下列顺序依 次加入：1份10％的六偏磷酸钠溶液、0.5份的三硬脂酸甘油酯分散剂， 搅拌均匀，再依次加入0.4份15％的羟乙基纤维素增稠剂水溶液、0.5份 磷酸三丁醋酯醇成膜助剂，继续搅拌均匀，得到助剂溶液。

酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料的配制：将待用酸改性 钾水玻璃及助剂溶液放入分散搅拌设备中，在室温下以600rpm的速度搅 拌均匀，再放入片状云母填料10份，石棉8份，石英粉末15份的固态 填料以300rpm的速度搅拌均匀，最后加入待用氟碳改性苯丙乳液以 300rpm的速度搅拌均匀，制得酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂 料。

实施例4(用于酸挥发车间内墙体)

酸改性钾水玻璃的配制：称取82％的模数比为SiO₂/K₂O＝4、浓度为 30％的钾水玻璃，将钾水玻璃放入分散搅拌设备中，在1500rpm高速搅 拌下，缓慢地加入1％的稳定剂甲基硫醇锡及纯净水，搅拌均匀，然后加 入1％的盐酸，调至钾水玻璃的PH值为11，得到酸改性钾水玻璃。称取 酸改性钾水玻璃25份待用。

氟碳改性苯丙乳液的配制：将70％的苯丙乳液加入四口瓶中，搅拌 转数为400rpm，升温至76℃，缓慢滴加入10％的氟碳乳液，同时缓慢慢 滴加入1％的氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷，再分别加入1％的辛基酚聚 氧乙烯醚、0.02％的聚醚改性聚硅氧烷及纯净水，温度控制在80℃，反应 半小时后降温出料，得到氟碳改性苯丙乳液。称取氟碳改性苯丙乳液8 份待用。

助剂溶液的配制：将0.4份羟乙基纤维素增稠剂配制成15％水溶液， 用热水将1份的六偏磷酸钠溶解成10％的水溶液。然后按照下列顺序依 次加入：1份10％的六偏磷酸钠溶液、0.5份的三硬脂酸甘油酯分散剂， 搅拌均匀，再依次加入0.4份15％的羟乙基纤维素增稠剂水溶液、0.5份 磷酸三丁醋酯醇成膜助剂，继续搅拌均匀，得到助剂溶液。

酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料的配制：将待用酸改性 钾水玻璃及助剂溶液放入分散搅拌设备中，在室温下以600rpm的速度搅 拌均匀，再放入片状云母填料12份，石棉7份，石英粉末13份的固态 填料以300rpm的速度搅拌均匀，最后加入待用氟碳改性苯丙乳液以 300rpm的速度搅拌均匀，制得酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂 料。

将上述实施例1、2、3及4的涂料性能进行测试(参照GB/T9755-2001 和GB/T9756-2009)，具体结果如下表：

由上表可知，本发明酸改性钾水玻璃-氟碳改性苯丙乳液复合涂料， 具有较高的耐水性、耐酸碱性和耐人工老化性，由于采用酸改性钾水玻 璃，有效的降低了基体的吸潮性，增大了涂料的耐水性能，同时采用氟 碳改性苯丙乳液具有高耐化学腐蚀性及耐人工老化性等优点，使涂料的 整体使用性能得到较大的提升。

通过参照以上所述实施例，本领域技术人员可根据需要及实际情况 进行比例上的调整及改进，这些调整和改进后的技术方案也将落入本发 明保护的范围之内。