阅读说明：本技术 一种自分层无机疏水涂层材料及其制备方法 (Self-layering inorganic hydrophobic coating material and preparation method thereof ) 是由 宫理想 赵雅文 刘东华 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种自分层无机疏水涂层材料及其制备方法,所述无机疏水涂层材料采用了A、B两组组分进行配置,其中A组分由水、乳化剂、硅烷偶联剂和pH调节剂构成,B组分由水、钛白粉、碳酸钙、高岭土、水玻璃、A组分和助剂构成。本发明的材料组成和制备方法实现了在较低疏水剂含量的情况下,提高无机涂料的疏水性能及初期耐水性。(The invention provides a self-layering inorganic hydrophobic coating material and a preparation method thereof, wherein the inorganic hydrophobic coating material is prepared by A, B two groups of components, wherein the component A comprises water, an emulsifier, a silane coupling agent and a pH regulator, and the component B comprises water, titanium dioxide, calcium carbonate, kaolin, water glass, the component A and an auxiliary agent. The material composition and the preparation method of the invention realize the improvement of the hydrophobic property and the initial water resistance of the inorganic coating under the condition of lower content of the hydrophobic agent.)

一种自分层无机疏水涂层材料及其制备方法

技术领域

：

本发明涉及建筑装饰领域，具体涉及一种自分层无机疏水涂层材料。

背景技术

：

随着人类对环境及健康的日益重视，水性涂料因为对环境污染小、低成本、无毒、无味、不燃等优点，近年来得到了突飞猛进的发展。水性无机涂料是以水玻璃(碱金属硅酸盐)或硅溶胶为主要粘结剂，加入适量的合成树脂乳液、颜料、填料及助剂配制而成，具有环保、防火无毒无害等优点，随着技术的发展得到越来越广泛的应用。

以碱金属硅酸盐为粘结剂的无机涂料，由于在使用过程中固化交联速率较慢，存在初期耐水性差的问题。为提高初期耐水性，需要加入较大量疏水助剂进行处理，并且疏水助剂难以均匀分散，造成无机涂料品质下降。

专利CN104530891A提供了一种室温交联自分层混凝土防护涂料及其制备方法，所述室温交联自分层混凝土防护涂料利用硅氧烷改性的含氟聚丙烯酸树脂和聚丙烯酸酯的不相容性，在成膜过程中实现自分层，提高涂料的疏水及防护性能；专利CN105462479A提供了一种环保型耐候自分层单组分防水涂料，通过水性聚氨酯乳液和水性聚氨酯改性氟碳树脂乳液的不相容性制得具有自分层特性防水涂料；专利CN101724326A提供了一种水性有机硅-丙烯酸自分层涂料。通过水性有机硅树脂乳液、有机硅改性丙烯酸树脂乳液与丙烯酸树脂乳液配合，得到了具有自分层效果的高性能聚合物乳液。

目前国内外自分层涂料(CN103525284A，CN102604003A，US8691342，US8229170)主要通过含硅或含氟树脂与环氧树脂、丙烯酸树脂等复配，利用树脂间表面能的不同实现相分离，达到自分层的效果，进而实现所需的疏水及防护性能。这些方法存在存储过程中就发生相分离以及涂覆过程中相分离速度较慢的缺陷。

为了解决现有无机涂料初期耐水性差的问题，本发明提供了一种自分层无机疏水涂层材料及其制备方法，实现了在较低疏水剂含量的情况下，提高无机涂料的疏水性能及初期耐水性。

发明内容

由上可知，现有无机涂料初期耐水性差，需要加入较大量疏水助剂进行处理，并且疏水助剂难以均匀分散，造成无机涂料品质下降；现有自分层涂料主要通过含硅或含氟树脂与环氧树脂、丙烯酸树脂等复配，利用树脂间表面能的不同实现相分离，达到自分层的效果。这些方法存在存储过程中就易发生相分离以及涂覆过程中相分离速度较慢的缺陷。

针对现有无机涂料初期耐水性差的问题，本发明提供了一种自分层无机疏水涂层材料及其制备方法。

本发明采用含长碳链的硅烷偶联剂具有较高的疏水性能，乳化后在无机硅酸盐树脂中具有较高的分散性和相容性。产品涂覆过程中，随着水分挥发，体系中电解质浓度升高，乳化体系被破坏，产自分层现象，硅烷偶联剂由于较低的表面能从水相中分离并迁移至表面，富集于涂层表面，得到具有较高疏水性能的无机涂层。

本发明提供的自分层无机疏水涂层材料，所述涂层材料按质量百分比计由以下组分构成：

B组分质量百分比

本发明还提供的一种自分层无机疏水涂层材料的制备方法，具体操作步骤如下：

A组分的制备：向计量水中加入表面活性剂，搅拌溶解后，调节体系pH至8～9，然后缓慢加入有机硅氧烷，搅拌10min制得白色乳状液，得到A组分。

B组分的制备：先将50％水、纤维素醚、分散剂、润湿剂、pH值调节剂、50％消泡剂加入到分散缸中，在300-400rpm的状态下搅匀，再加入钛白粉，高岭土，碳酸钙，1000-1500rpm分散至细度≤50μm，调节转速至100-300rpm，然后加入剩余的水、丙烯酸乳液和A组分，搅拌5min至均匀，加入水玻璃、稳定剂和剩余的消泡剂，分散10min至体系无气泡，最后加入增稠剂调节到合适黏度即可。

本发明所述乳化剂首选非离子乳化剂，包括但不限于脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、蓖麻油/氢化蓖麻油与环氧乙烷缩合物、聚乙烯醇等中的一种或两种及以上组合。

本发明所述硅烷偶联剂为长碳链硅烷偶联剂，包括但不限于苯基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷或硅氮烷化合物中的一种或两种及以上组合。

本发明所述pH调节剂为有机胺类。

本发明所述碳酸钙为重钙粉。

本发明所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

本发明所述高岭土为煅烧高岭土。

本发明中所述水玻璃为钾水玻璃和钠水玻璃，首选钾水玻璃。

本发明所述的其它助剂为高分子分散剂、有机硅消泡剂、纤维素醚、润湿剂、稳定剂、碱溶胀增稠剂。

具体实施方式

实施例1

(1)称取50g水，搅拌下加入1.5g乳化剂AEO-9，充分混合溶解后，用AMP-95调节体系pH至8～9，搅拌下缓慢加入50g十二烷基三甲氧基硅烷，得到A组分；

(2)将15g水、0.4g纤维素醚HBR250、0.5g分散剂、0.2g润湿剂、0.05g AMP-95、0.15g消泡剂加入到分散缸中，在300-400rpm的状态下搅匀，再加入20g钛白粉，20g高岭土，10g碳酸钙，1000-1500rpm分散至细度≤50μm，调节转速至100-300rpm，然后加入剩余的水、7g丙烯酸乳液和0.6g(1)中所得A组分，搅拌5min至均匀，加入25g钾水玻璃、0.8g稳定剂和0.15g消泡剂，分散10min至体系无气泡，最后加入增稠剂TT935调节到合适黏度即可。

实施例2

(1)称取60g水，搅拌下加入1.0g乳化剂AEO-9，0.5g乳化剂AEO-3，充分混合溶解后，用AMP-95调节体系pH至8～9，搅拌下缓慢加入40g十六烷基三甲氧基硅烷，得到A组分；

(2)将15g水、0.4g纤维素醚HBR250、0.5g分散剂、0.2g润湿剂、0.05g AMP-95、0.15g消泡剂加入到分散缸中，在300-400rpm的状态下搅匀，再加入20g钛白粉，15g高岭土，15g碳酸钙，1000-1500rpm分散至细度≤50μm，调节转速至100-300rpm，然后加入剩余的水、7g丙烯酸乳液和0.4g(1)中所得A组分，搅拌5min至均匀，加入25g钾水玻璃、0.8g稳定剂和0.15g消泡剂，分散10min至体系无气泡，最后加入增稠剂TT935调节到合适黏度即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。