[发明专利]一种自主形成梯度分布层的有机/无机复合涂层

说明书

本发明公开了一种自主形成梯度分布层的有机/无机复合涂层，所述涂层原料包括有机乳液和悬浮稳定性大于有机乳液的无机颗粒，不同稳定性的有机乳液和无机颗粒混合的乳胶体系在成膜过程中先后富集形成有机与无机组分呈梯度增强分布的梯度分布层，所述梯度分布层包括有机乳胶粒底层、无机粒子含量依次增大的无机有机混合中间梯度过渡层和无机有机混合表面层；通过调节乳液体系中的无机颗粒或(和)乳胶粒的悬浮稳定性，并使二者的稳定性形成差异，使有机与无机组分在乳胶体系成膜过程中分先后富集，最终使涂层中的有机与无机组分呈梯度分布，避免了常规分次施涂存在层间结合问题，并在施工周期、造价、质量控制等方面效益明显。

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种可应用于混凝土结构工程耐候性防护、建筑防火与节能涂装自主形成梯度分布层的有机/无机复合涂层。

背景技术

乳胶类功能性涂料包括防火阻燃、抗紫外耐候、热反射节能等功能，普遍采用添加相应的无机材料实现功能性。一方面对涂膜自身的性能也带来一定的影响，另一方面为达到更好地效果，一般采用底涂、(中涂)、面涂分次施涂，实现涂层各成分的分层分布。分次施涂需要对工艺严格控制，避免层间结合不牢等问题，在施工周期、造价、质量控制等方面存在一定的不足。现有技术主要基于涂料组合物中的疏水性与亲水性的差异，使涂层形成过程中，疏水乳液或添加物由于表面能低，上浮于表面，并形成分层次的涂层构造。例如，CN102604003A公开的一种自分层有机-无机纳米复合乳液及其制备方法，利用聚硅氧烷与其它组分之间存在表面能、相容性(溶度参数)的差异，聚硅氧烷分子会迁移、富集到涂膜表面形成自分层结构；CN108373757B一种水性防腐防火一体化涂料的制备方法，利用含氟丙烯酸树脂的低表面能,使含氟丙烯酸树脂分布在上层提供防腐性能，利用水性环氧树脂较好的润性，使其分布在涂料的下层；CN107879677A一种自分层抗污真石漆，通过添加疏水纤维，在真石漆表面建立类似荷叶表面的微乳突结构，以起到荷叶疏水效果。上述实现自分层需要涉及乳液合成、改性等技术，较为复杂繁琐，仅针对特定的乳液，适用性不够广泛。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自主形成梯度分布层的有机/无机复合涂层，通过调节乳液体系中的无机颗粒或(和)乳胶粒的悬浮稳定性，并使二者的稳定性形成差异，使有机与无机组分在乳胶体系成膜过程中分先后富集，最终使涂层中的有机与无机组分呈梯度分布。

本发明的一种自主形成梯度分布层的有机/无机复合涂层，所述涂层原料包括有机乳液和悬浮稳定性大于有机乳液的无机颗粒，不同稳定性的有机乳液和无机颗粒混合的乳胶体系在成膜过程中先后富集形成有机与无机组分呈梯度增强分布的梯度分布层，所述梯度分布层包括有机乳胶粒底层、无机粒子含量依次增大的无机有机混合中间梯度过渡层和无机有机混合表面层；

进一步，所述无机颗粒占有机/无机复合涂层的质量百分比为10％-40％；

进一步，还包括调节有机乳液和无机颗粒之间ZETA电位差的电位调节剂；

进一步，对无机颗粒进行ZETA电位调节使稳定悬浮液的电位为25mV——50mV。

进一步，无机颗粒电位调节剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或两种以上混合物，所述电位调节剂的添加量为涂层原料总量的1-5％；

进一步，还包括非离子水基分散剂，所述非离子水基分散剂的添加量为涂层原料总量的0.5-4％；

进一步，所述有机乳胶粒底层中有机乳胶粒的富集量不高于有机乳液总量的95％，所述无机有机混合表面层中无机颗粒的富集量不高于无机颗粒总量的85％；

进一步，所述无机颗粒为金红石二氧化钛、锐钛型二氧化钛、无水碳酸镁中的一种或两种以上混合物；

进一步，所述有机乳液为丙烯酸类乳液、聚氨酯乳液、环氧树脂乳液、氯丁胶乳液中的一种或两种以上混合物；

进一步，所述丙烯酸类乳液为纯丙、硅丙、苯丙中的一种或两种以上混合物。