[发明专利]一种有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于涂料制备技术领域，公开了一种有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料。该涂料由以下重量份数计的组分组成：无机硅酸盐溶液100份；有机氟硅聚合物乳液1～30份；有机氟硅‑无机杂化聚合物乳液1～30份；水5～50份；消泡剂0.5～5份；分散剂0.5～5份；流平剂0.05～5份；填料10～60份。本发明还公开了其制备方法。本发明所述的有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料具有良好的柔韧性，耐水性，耐酸碱性，耐碱性48h无异常，耐洗刷性(1200次无露底)，有效的防止涂料在使用过程中的开裂、脱落、掉粉等问题，在高疏水、高防污建筑内外墙领域具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于无机硅酸盐涂料领域，特别涉及一种有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，市售的无机硅酸盐涂料通常使用无机硅酸盐作为成膜物，无机硅酸盐具有原料丰富、无污染、耐高温和耐老化等优点，符合当代建筑材料节能和环保的要求。虽然无机涂料具有诸多优点，但由于涂层中具有很多细微的空洞，随着使用时间的延长，建筑物表面的灰尘、有机物等不断沉积，这会导致涂料的装饰效果大大降低。且随着城市高层建筑的发展，污染物的存在给建筑物的清洁带来了负面影响。所有这些都影响了无机硅酸盐涂料的大规模应用。

有机氟硅聚合物具有低表面能、高热稳定性、化学惰性(耐酸碱、耐溶剂性)等优点，在涂料、海洋防污、织物整理剂等领域得到广泛的应用。有机氟硅改性过的涂料在成膜时，其中氟代烷基团和硅氧烷基团会迁移至涂膜的表面，大幅降低了涂膜的表面能，起到疏水自清洁效果。而有机氟硅聚合物多为油溶性聚合物，很难加入到水性涂料体系中。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料。本发明通过把有机氟硅聚合物乳液、有机氟硅-无机杂化聚合物乳液加入到涂料中，从而达到高疏水、高防污的效果，满足无机硅酸盐涂料在建筑物内外墙的需求。

本发明的另一目的在于提供上述有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种有机氟硅杂化无机硅酸盐涂料，由以下重量份数的组分组成：

所述的无机硅酸盐溶液优选模数为1.0～6.0的硅酸钠水溶液和/或模数为1.0～6.0的硅酸钾水溶液。

所述的有机氟硅聚合物乳液由以下步骤制得：将80～100重量份水、3～6重量份阴离子乳化剂、2～4重量份非离子乳化剂混合，氮气保护，加入1～50重量份含氟单体、2～10重量份巯基硅烷偶联剂，快速搅拌0.5～2h预乳化，然后加入0.5～3.0重量份引发剂，70～90℃反应2～9h，得到有机氟硅聚合物乳液；

所述的阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸或十八烷基苯磺酸中的至少一种；

所述的非离子乳化剂为聚氧乙烯烷基醚、烷基酚聚氧乙烯基醚或聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯中的至少一种；

所述的含氟单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十三氟辛酯中的至少一种；

所述的巯基硅烷偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷和/或巯丙基三乙氧基硅烷；

所述的引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾。

所制得的有机氟硅-无机杂化聚合物具有如式I所示的结构：

其中R₁为氢或甲基，R_f为含氟的1～6个碳原子的烷基，n为4～2000。