[发明专利]无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸乳液罩面漆及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸乳液罩面漆及其制备方法和应用。所述罩面漆的原料包含纳米二氧化硅水分散液及硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂含有亲水性基团。制备方法为：在反应容器中依次投入水、防冻剂和纳米二氧化硅水分散液，然后投入pH调节剂、硅烷偶联剂，升温反应，冷却至常温，投入消泡剂、杀菌剂即可。首先施工双组份水性聚氨酯儿童画板漆，涂膜后常温下干燥；然后将所述无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸乳液罩面漆施工至干燥后的漆膜上至少1道。本发明在罩面漆成膜时因水分挥发形成的高渗透压里将丙烯酸乳液粒子与纳米二氧化硅粒子强行挤压杂化成高度一体化具有良好的强度、抗开裂和韧性、抗沾污易清洁性能。

技术领域

本发明涉及一种纳米二氧化硅水分散液与生物基丙烯酸乳液混合经杂化，形成了有机无机复合杂化二氧化硅的纳米水分散液。该有机无机杂化纳米二氧化硅分散液可作为罩面漆涂覆建筑涂料表面，起到提高表面张力和降低漆膜水接触角、提高耐沾污性、表面硬度、耐磨性本发明属于建筑材料领域。

背景技术

生物基丙烯酸乳液是一类采用天然生物原料发酵产品聚合而成。天然生物原料作为可再生物质替代了不可再生的石油制品原料，降低了石油依赖，低碳排放，减少温室效应，推动涂料行业可持续发展。乳液同时具有超低VOC、超低气味，可以通过美国农业部USDA的生物产品认证。

相对于有机涂料基料来说，纳米二氧化硅水分散液的生产及使用过程中对环境的污染小，产品是以水为分散介质，尤其是在成膜过程中无环境和健康方面的不良影响。纳米二氧化硅水分散液的生产原料是砂石类的天然无机硅酸盐矿物来源极其丰富随手可得，纳米二氧化硅水分散液无机成膜物的使用可以在涂料配方中减少生物基丙烯酸乳液用量，这样就进一步降低了石油依赖，低碳排放，减少温室效应。

生物基丙烯酸乳液产品由于主打环保和低排放，为了在使用中减少成膜助剂的用量或不使用成膜助剂，生物基丙烯酸聚合物的硬度被设计很低，涂膜的强度较差表面有些发粘，耐沾污性不好。纳米二氧化硅水分散液无机成膜物成膜时不需要成膜助剂硬度很好，但是存在柔韧性差涂膜易开裂的问题。

因此将生物基丙烯酸乳液与纳米二氧化硅水分散液无机成膜物按合适的比例复配成无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸乳液超亲水表面罩面漆，在罩面漆成膜时因水分挥发形成的渗透压将丙烯酸乳液粒子与纳米二氧化硅粒子杂化成有一定强度、抗开裂和韧性、表面富含硅羟基团超亲水涂膜，具有良好的抗沾污易清洁性能的透明罩面涂膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸乳液罩面漆，具有良好的强度、抗开裂和韧性、同时漆膜表面富含硅羟基团超亲水涂膜，具有良好的抗沾污易清洁性能的透明罩面涂膜。

为了解决上述问题，本发明提供了一种无机纳米二氧化硅杂化生物基丙烯酸乳液罩面漆，其特征在于，其原料包含以质量百分比计的纳米二氧化硅水分散液 20-80％及硅烷偶联剂0.1-8％；其中，所述纳米二氧化硅水分散液的pH值为 7.5-10.5，固体质量含量为5％-50％；所述硅烷偶联剂含有亲水性基团。

优选地，其原料包括以质量百分比计的生物基丙烯酸乳液10-60％，防冻剂 1-10％，纳米二氧化硅水分散液20-80％，成膜助剂1-6％，pH调节剂0.01-1％，硅烷偶联剂0.1-8％，消泡剂0.01-0.5％，杀菌剂0.1-0.5％，流变助剂1-5％及余量的水。

更优选地，所述pH调节剂为碱金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、碱金属的碳酸氢盐和有机胺化合物中的至少一种。

优选地，所述防冻剂为二元醇、多元醇或其它可降低水的冰点的物质。

优选地，所述消泡剂为矿物油型或有机硅型消泡剂。

优选地，所述杀菌剂为水性涂料罐内防腐剂。