[发明专利]含氟水性丙烯酸酯树脂外墙涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氟水性丙烯酸酯树脂外墙涂料及其制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，水性涂料得到了迅速发展。与传统溶剂型涂料相比水性涂料具有价格较低、使用安全、节省资源和能源、减少环境污染和无公害等优点。目前国内外使用的外墙乳胶漆大多数是以丙烯酸树脂为主要成膜物质，其存在热粘冷脆、耐洗刷性、耐腐蚀性、耐污性、自洁性差等缺点。专利号CN 101338099A公布了一种外墙涂料其虽然具有较好的早期抗水性和耐腐蚀性，但是由于其使用的是普通的丙烯酸乳液，所以存在热粘冷脆和易沾污的缺点。

鉴于市场的需求，人们开发出了具有超长耐候性、耐污性和耐酸性、耐碱性的氟碳涂料，对于氟碳涂料其投资大、原材料贵、成本高且生产工艺相对比较复杂，这对氟碳涂料的市场推广十分不利。专利号CN 101845261A发明了一种外墙用自洁水性氟碳涂料具有自洁性和耐沾污性能，能使外墙表面保持长久如新的状态。

由于是使用氟碳乳液所以成本较高。通过在丙烯酸酯聚合物中引入含氟基团得到聚丙烯酸氟带烷烃酯，由于氟的电负性大，C—F键十分稳定，含氟侧链可对主链和内部分子屏蔽保护，使丙烯酸酯不仅保持了其原有特性，还可有效地提高其稳定性、耐候性、抗污性和耐油性耐水性，降低生产成本。专利号CN 101348595A 发明了一种氟硅改性自交联丙烯酸酯乳液及其制备方法使用的是核壳聚合工艺该工艺操作复杂，其含氟类单体是聚合在外壳上，由于氟单体与其他丙烯酸类单体共聚性差，这会导致含氟乳液转化率低，含氟乳液在成膜过程中由于氟元素的低表面能性会自动向界面富集，无需刻意将其设计聚合在胶粒外壳上，且其在配制成外墙涂料时未有详细说明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种含氟水性丙烯酸酯树脂外墙涂料及其制备方法，所制备的含氟外墙涂料有较好的耐酸碱性、耐洗刷和耐沾污性，克服了含氟乳液与常规助剂配伍性差涂料表面易出现针孔、气泡等问题。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

含氟水性丙烯酸酯树脂外墙涂料的制备方法，它包括以下步骤：

(1) 含氟水性丙烯酸酯树脂乳液的合成：

（a）备料：称取混合单体、反应型乳化剂、去离子水和引发剂，反应型乳化剂为混合单体总质量的1%-5%，引发剂为混合单体总质量的0.2%-0.6%；去离子水用量为混合单体总质量的150%-300%，去离子水分为A、B、C三部分；反应型乳化剂分为a、b两部分，a占反应型乳化剂总质量50%-90%，余量为b；引发剂分为Ⅰ、Ⅱ两部分，Ⅰ占引发剂总质量15%-30%，余量为Ⅱ，引发剂Ⅱ溶解于去离子水C中；

（b）将去离子水A和反应型乳化剂a在混合搅拌均匀，然后在搅拌条件下加入混合单体，得到单体预乳化液，单体预乳化液分为α、β两部分，α占单体预乳化液总质量的6%-14%，余量为β，备用；

向反应容器中加入去离子水B、反应型乳化剂b，并加入pH缓冲剂NaHCO₃ ，保持反应体系的PH为6-8，搅拌升温至83-87℃，然后加入单体预乳化液α和引发剂Ⅰ；待乳液变蓝且无明显单体回流后，开始匀速滴加单体预乳化液β和引发剂Ⅱ，引发剂Ⅱ溶解于去离子水C中，控制滴加时间为3-4小时；滴加完毕后保温一小时；升温至90-93℃进行后消除，反应30分钟；最后冷却至室温，用氨水中和至pH值为7.5-8.5，然后过滤，出料得到含氟水性丙烯酸酯树脂乳液；

(2)涂料的制备

按质量百分比计称料，所述各组分的质量比为去离子水：丙二醇：分散剂：润湿剂：流平剂：消泡剂：2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP-95）：钛白粉：硫酸钡：含氟水性丙烯酸酯树脂乳液：成膜助剂：增稠剂=10%~17%：1%~3%：0.1%~1%：0.1%~1%：0.1%~1%：0.1%~4%：0.18%~0.5%：14%~30%：3%~20%：45%~61%：1%~6%：0.4%~4%，其中消泡剂分两次加入，每次加入总量的二分之一；

在搅拌下按顺序将去离子水、丙二醇、润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂（第一次加入消泡剂，总量的二分之一）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)、钛白粉、硫酸钡充分混合均匀后进行2000r/min~3000r/min高速分散20~30分钟，分散至细度小于40μm，然后在搅拌下加入含氟丙烯酸乳液、成膜助剂、余量的消泡剂（第二次加入消泡剂）、增稠剂混合均匀后过滤出料，即可得到含氟水性丙烯酸酯树脂外墙涂料。