一种超疏水抗污内墙乳胶漆及其使用方法
阅读说明：本技术 一种超疏水抗污内墙乳胶漆及其使用方法 (Super-hydrophobic anti-fouling interior wall latex paint and use method thereof ) 是由 许栋 李秋平 陈锐婕 仇丹 薛桂有 余骏 唐祖龙 徐满连 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超疏水抗污内墙乳胶漆,其特征在于：包括有A组分和B组分；按质量份数计,A组分包括有以下组分：改性苯丙乳液30～50份、有机硅乳液5～15份、颜填料22～53份、助剂3.1～6.7份、水10～20份、B组分为异氰酸酯固化剂。本发明还公开了一种上述超疏水抗污内墙乳胶漆的使用方法。与现有技术相比,本发明的超疏水抗污内墙乳胶漆防水、耐污、耐擦洗性能和韧性好。(The invention discloses a super-hydrophobic anti-fouling interior wall latex paint, which is characterized in that: comprises a component A and a component B; the component A comprises the following components in parts by weight: 30-50 parts of modified styrene-acrylic emulsion, 5-15 parts of organic silicon emulsion, 22-53 parts of pigment and filler, 3.1-6.7 parts of auxiliary agent, 10-20 parts of water and the component B serving as an isocyanate curing agent. The invention also discloses a use method of the super-hydrophobic anti-fouling interior wall latex paint. Compared with the prior art, the super-hydrophobic anti-fouling interior wall latex paint disclosed by the invention has the advantages of good water resistance, stain resistance, scrubbing resistance and toughness.)
技术领域
本发明涉及用于乳胶漆领域，具体指一种超疏水抗污内墙乳胶漆及其使用方法。
背景技术
乳胶漆是水分散性涂料，它是以合成树脂乳液为基料，填料经过分散后加入各种助剂精制而成的涂料。乳胶漆具备了与传统涂料不同的众多优点，如易于涂刷、重涂性好、漆膜耐水透气和调湿等优点。内墙乳胶漆作为室内涂料的重要组成部分，其品质也是备受人们关注的一个热点话题。作为人们居住高活动的场所，难免会对墙壁造成污染，从而影响美观，以及遇到潮湿天气，墙面积水吸水等，会造成墙面发霉，变得发黄等，大大的影响了视觉美感，这一现象在南方潮湿的地区更为常见。
如专利申请号为CN200810079201.X(公布号为CN101338163A)的发明专利《弹性乳胶漆及其制备方法》公开了一种弹性乳胶漆，由去离子水、己二酸二酰肼、羟乙基纤维素、丙二醇、215钛白粉、硅灰石粉、高岭土、800目重钙、水性氟碳树脂、苯丙乳液、弹性乳液等原料分散混合制备得到。该弹性乳胶漆可以进行刷涂、滚涂和喷涂，具有良好的延伸率，并在耐沾污性和疏水性方面有了一定的突破，防水透气，抗污性强，抗碱耐酸，耐候性持久。
但是上述对乳胶漆的改进主要集中于助剂的选择，助剂与基料之间的相容性较差，改性的不均匀性会影响材料性能，其性能提升效果有限，
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种防水、耐污、耐擦洗性能和韧性好的超疏水抗污内墙乳胶漆。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述超疏水抗污内墙乳胶漆的使用方法。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种超疏水抗污内墙乳胶漆，其特征在于：包括有A组分和B组分；
按质量份数计，A组分包括有以下组分：
B组分为异氰酸酯固化剂；
其中，所述的改性苯丙乳液通过以下制备方法得到：
(1)按质量份数计，先将160～230份水、0.3～1.1份碳酸氢钠、5～8份辛烷基酚聚氧乙烯醚、10～15份十二烷基硫酸钠与混合单体混合制备成预乳液；
所述的混合单体包括有150～200份苯乙烯、230～290份丙烯酸丁酯、10～20份甲基丙烯酸甲酯、15～25份甲基丙烯羟乙酯和5～15份甲基丙烯酸；
(2)按质量份数计，将2～4份过硫酸铵溶于50～80份水中制成引发剂溶液；
(3)按质量份数计，将5～10份聚甲基丙烯酸钠溶于40～60份水中制成保护胶体溶液；
(4)在反应釜内加入150～250份水、全部保护胶体溶液、50～80份预乳液，升温，在60～80摄氏度时加入30～40份引发剂溶液，混合，在70～90摄氏度引发聚合10～30min，制成种子乳液；
(5)将剩余的预乳液与60～150份的弹性体嵌段预聚物乳液和10～60份的硅氧烷预聚物乳液混合，然后与剩余的引发剂溶液分别逐渐添加到聚合反应釜的种子乳液中直至完成反应，持续保持反应温度1～2h，冷却后过滤，即得改性苯丙乳液。
优选地，所述的弹性体嵌段预聚物乳液为烯丙醇封端聚醚多元醇预聚物乳液、烯丙基环氧封端聚醚乳液、丙烯酸酯改性聚氨酯乳液、烯丙基醚改性聚氨酯乳液弹性体嵌段中的至少一种，添加量为改性苯丙乳液聚合物总聚合单元数的3～8％；
所述的硅氧烷预聚物乳液为乙烯基封端聚硅氧烷预聚物乳液、烯丙基封端聚硅氧烷预聚物乳液、烯丙基封端聚硅氧烷聚氨酯预聚物乳液中的至少一种，添加量为改性苯丙乳液聚合物总聚合单元数的0.5～3％；
所述的有机硅乳液采用羟基封端的聚二甲基硅氧烷、氨基封端的聚二甲基硅氧烷、环氧封端的聚二甲基硅氧烷、季铵盐改性的聚二甲基硅氧烷中的至少一种活性有机硅氧烷制备得到。
优选地，所述的有机硅乳液的固含量为55～65％。
优选地，所述的颜填料为钛白粉、高岭土、硅藻土、碳酸钙、硫酸钡、纤维素醚中的至少一种。
进一步，按质量份数计，所述的颜填料包括有以下组分：
优选地，所述的助剂为分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、疏水剂、防腐剂、杀菌剂、成膜助剂中的至少一种。
进一步，按质量份数计，所述的助剂包括有以下组分：
再进一步，所述超疏水抗污内墙乳胶漆的A组分通过以下制备方法得到：
(1)将流平剂、分散剂分散在水中，搅拌均匀3～5分钟，后加入消泡剂进行消泡至澄清液；
(2)先加入纤维素醚充分溶胀，粘稠后加入其他颜填料，于1000～2000rpm转速下高速分散20～50min，检测细度不超过30um，后加入胺中和剂至pH＝9，得到浆料；
(3)接着将改性苯丙乳液、有机硅乳液、后补消泡剂、疏水剂、防腐剂、杀菌剂、成膜助剂，依次加入浆料中搅拌均匀；
(4)最后加入增稠剂，调节粘度，搅拌10～30min，过滤，即得到所需的超疏水抗污内墙乳胶漆的A组分。
优选地，所述的异氰酸酯固化剂为基于HDI、TMDI、IPDI、XDI、IPDI、HMDI或HTDI亲水改性的多异氰酸酯固化剂中的至少一种。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种权利要求上述超疏水抗污内墙乳胶漆的使用方法，其特征在于包括以下步骤：将A组分和B组分以重量比为15～40:1的比例进行混合，然后加15～30％的清水稀释并进行搅拌均匀后使用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：基于聚硅氧烷嵌段与弹性体嵌段共同改性的苯丙乳液，通过有机硅乳液和异氰酸酯固化剂的配合使用，能有效地增强涂膜的交联度，使涂膜疏水耐污性、柔韧性、耐擦洗性能得到极大提升，本申请的内墙乳胶漆不仅具有荷叶般触感丝滑的质感，还具有荷叶般超疏水超耐污的效果，耐擦洗次数达到30000次以上，环保耐用，适合用作人居活动频繁场所的内墙涂料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
一、改性苯丙乳液的制备：
(1)按质量份数计，先将160份水、0.3份碳酸氢钠、5份辛烷基酚聚氧乙烯醚、10份十二烷基硫酸钠与混合单体混合制备成预乳液；
所述的混合单体包括有150份苯乙烯、230份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、15份甲基丙烯羟乙酯和5份甲基丙烯酸；
(2)按质量份数计，将2份过硫酸铵溶于50份水中制成引发剂溶液；
(3)按质量份数计，将5份聚甲基丙烯酸钠溶于40份水中制成保护胶体溶液；
(4)在反应釜内加入150份水、全部保护胶体溶液、50份预乳液，升温，在60摄氏度时加入30份引发剂溶液，混合，在70摄氏度引发聚合10min，制成种子乳液；
(5)将剩余的预乳液与60份的烯丙醇封端聚醚多元醇预聚物乳液和10份的乙烯基封端聚硅氧烷预聚物乳液混合，然后与剩余的引发剂溶液分别逐渐添加到聚合反应釜的种子乳液中直至完成反应，持续保持反应温度1h，冷却后用100～150目滤布过滤，即得改性苯丙乳液；
二、A组分的制备：
(1)将0.3份流平剂、0.5份分散剂分散在10份水中，搅拌均匀3分钟，后加入0.1份消泡剂进行消泡至澄清液；
(2)先加入1份纤维素醚充分溶胀，粘稠后加入10份钛白粉、5份高岭土、2份硅藻土、1份碳酸钙和3份硫酸钡，于1000rpm转速下高速分散20min，检测细度不超过30um，后加入胺中和剂至pH＝9，得到浆料；
(3)接着将30份改性苯丙乳液、5份羟基封端的聚二甲基硅氧烷制得的固含量为55～65％的有机硅乳液、后补0.1份消泡剂、1份疏水剂、0.2份防腐剂、0.2份杀菌剂、0.5份成膜助剂，依次加入浆料中搅拌均匀；
(4)最后加入0.2份增稠剂，调节粘度，搅拌10min，过滤，即得到所需的超疏水抗污内墙乳胶漆的A组分；
三、B组分的准备：将基于HDI亲水改性的多异氰酸酯固化剂作为B组分；
四、超疏水抗污内墙乳胶漆的使用方法：将A组分和B组分以重量比为15:1的比例进行混合，然后加15％的清水稀释并进行搅拌均匀后使用；在内墙腻子找平并打磨后实施施工，可以根据要求增加水性内墙底漆加固；可采用滚、喷、刷工艺施工，要求均匀一致、无漏刷、无堆积；用量：0.35kg/m2，实际用量受到基层的情况影响；施工时，在可喷涂或涂刷到的范围从中央开始上下左右进行交叉喷涂或涂刷，最后一遍按从上到下顺序施工，以获得相同的折光率；涂层表干50min/25℃，实干48h/25℃，重涂时间至少间隔24小时；保养约10天后，完全成膜并达到最佳附着力状态；工具使用后立即用清水清洗。
实施例2：
一、改性苯丙乳液的制备：
(1)按质量份数计，先将230份水、1.1份碳酸氢钠、8份辛烷基酚聚氧乙烯醚、15份十二烷基硫酸钠与混合单体混合制备成预乳液；
所述的混合单体包括有200份苯乙烯、290份丙烯酸丁酯、20份甲基丙烯酸甲酯、25份甲基丙烯羟乙酯和15份甲基丙烯酸；
(2)按质量份数计，将4份过硫酸铵溶于80份水中制成引发剂溶液；
(3)按质量份数计，将10份聚甲基丙烯酸钠溶于60份水中制成保护胶体溶液；
(4)在反应釜内加入250份水、全部保护胶体溶液、80份预乳液，升温，在80摄氏度时加入40份引发剂溶液，混合，在90摄氏度引发聚合30min，制成种子乳液；
(5)将剩余的预乳液与150份的烯丙基环氧封端聚醚乳液和60份的烯丙基封端聚硅氧烷预聚物乳液混合，然后与剩余的引发剂溶液分别逐渐添加到聚合反应釜的种子乳液中直至完成反应，持续保持反应温度2h，冷却后用100～150目滤布过滤，即得改性苯丙乳液；
二、A组分的制备：
(1)将0.8份流平剂、1份分散剂分散在20份水中，搅拌均匀5分钟，后加入0.25份消泡剂进行消泡至澄清液；
(2)先加入3份纤维素醚充分溶胀，粘稠后加入20份钛白粉、10份高岭土、7份硅藻土、5份碳酸钙和8份硫酸钡，于2000rpm转速下高速分散50min，检测细度不超过30um，后加入胺中和剂至pH＝9，得到浆料；
(3)接着将50份改性苯丙乳液、15份氨基封端的聚二甲基硅氧烷制得的固含量为55～65％的有机硅乳液、后补0.25份消泡剂、2份疏水剂、0.5份防腐剂、0.3份杀菌剂、1份成膜助剂，依次加入浆料中搅拌均匀；
(4)最后加入0.6份增稠剂，调节粘度，搅拌30min，过滤，即得到所需的超疏水抗污内墙乳胶漆的A组分；
三、B组分的准备：将基于HMDI亲水改性的多异氰酸酯固化剂作为B组分；
四、超疏水抗污内墙乳胶漆的使用方法：将A组分和B组分以重量比为40:1的比例进行混合，然后加30％的清水稀释并进行搅拌均匀后使用；在内墙腻子找平并打磨后实施施工，可以根据要求增加水性内墙底漆加固；可采用滚、喷、刷工艺施工，要求均匀一致、无漏刷、无堆积；用量：0.35kg/m2，实际用量受到基层的情况影响；施工时，在可喷涂或涂刷到的范围从中央开始上下左右进行交叉喷涂或涂刷，最后一遍按从上到下顺序施工，以获得相同的折光率；涂层表干50min/25℃，实干48h/25℃，重涂时间至少间隔24小时；保养约10天后，完全成膜并达到最佳附着力状态；工具使用后立即用清水清洗。
实施例3：
一、改性苯丙乳液的制备：
(1)按质量份数计，先将200份水、1份碳酸氢钠、6份辛烷基酚聚氧乙烯醚、12份十二烷基硫酸钠与混合单体混合制备成预乳液；
所述的混合单体包括有170份苯乙烯、250份丙烯酸丁酯、15份甲基丙烯酸甲酯、20份甲基丙烯羟乙酯和10份甲基丙烯酸；
(2)按质量份数计，将3份过硫酸铵溶于60份水中制成引发剂溶液；
(3)按质量份数计，将6份聚甲基丙烯酸钠溶于50份水中制成保护胶体溶液；
(4)在反应釜内加入200份水、全部保护胶体溶液、60份预乳液，升温，在70摄氏度时加入35份引发剂溶液，混合，在80摄氏度引发聚合20min，制成种子乳液；
(5)将剩余的预乳液与100份的丙烯酸酯改性聚氨酯乳液和30份的烯丙基封端聚硅氧烷聚氨酯预聚物乳液混合，然后与剩余的引发剂溶液分别逐渐添加到聚合反应釜的种子乳液中直至完成反应，持续保持反应温度1.5h，冷却后用100～150目滤布过滤，即得改性苯丙乳液；
二、A组分的制备：
(1)将0.5份流平剂、0.7份分散剂分散在15份水中，搅拌均匀4分钟，后加入0.2份消泡剂进行消泡至澄清液；
(2)先加入2份纤维素醚充分溶胀，粘稠后加入15份钛白粉、7份高岭土、5份硅藻土、3份碳酸钙和5份硫酸钡，于1500rpm转速下高速分散30min，检测细度不超过30um，后加入胺中和剂至pH＝9，得到浆料；
(3)接着将40份改性苯丙乳液、10份环氧封端的聚二甲基硅氧烷制得的固含量为55～65％的有机硅乳液、后补0.2份消泡剂、1.5份疏水剂、0.3份防腐剂、0.25份杀菌剂、0.7份成膜助剂，依次加入浆料中搅拌均匀；
(4)最后加入0.4份增稠剂，调节粘度，搅拌20min，过滤，即得到所需的超疏水抗污内墙乳胶漆的A组分；
三、B组分的准备：将基于TMDI亲水改性的多异氰酸酯固化剂作为B组分；
四、超疏水抗污内墙乳胶漆的使用方法：将A组分和B组分以重量比为30:1的比例进行混合，然后加20％的清水稀释并进行搅拌均匀后使用；在内墙腻子找平并打磨后实施施工，可以根据要求增加水性内墙底漆加固；可采用滚、喷、刷工艺施工，要求均匀一致、无漏刷、无堆积；用量：0.35kg/m2，实际用量受到基层的情况影响；施工时，在可喷涂或涂刷到的范围从中央开始上下左右进行交叉喷涂或涂刷，最后一遍按从上到下顺序施工，以获得相同的折光率；涂层表干50min/25℃，实干48h/25℃，重涂时间至少间隔24小时；保养约10天后，完全成膜并达到最佳附着力状态；工具使用后立即用清水清洗。
注：(1)上述实施例中采用的分散剂为日本诺普科助剂有限公司生产的型号为5027的高分子铵盐分散剂；上述实施例中采用的消泡剂为日本诺普科助剂有限公司生产的型号为NXZ的矿物油类消泡剂；上述实施例中采用的增稠剂为美国陶氏生产的型号为TT-935的增稠剂；上述实施例中采用的杀菌剂为德国舒美公司生产的型号为A26杀菌剂；上述实施例中采用的成膜助剂为美国伊士曼生产的醇酯十二；上述实施例中采用的纤维素醚为美国亚什兰生产的型号为250HBR的纤维素醚；上述实施例中采用的钛白粉为四川龙蟒钛业股份有限公司生产的型号为996的金红石型钛白粉；上述实施例中采用的高岭土为山西超牌煅烧高岭土有限公司生产的煅烧高岭土。
(2)上述所有实施例依据GB/T 9756-2018《合成树脂乳液内墙涂料》和GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》两项国家标准进行测试(详细测试方案参考标准内容)，测试结果如下表1示：
表1：
由上表可以看出上述所有实施例对应的产品均符合：1、符合GB/T 9756-2018《合成树脂乳液内墙涂料》标准(面漆优等品)，且关键耐洗刷性达到3万次以上(面漆优等品标准为≥6000次)；2、符合GB 18582-2008室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量。
上述所有实施例经SDC-100水滴角测量仪测试，水接触角皆150≥度，具备超疏水特性。
上述所有实施例在用油性马克笔表面写字10min，30min，60min，10h，24h和48h后皆能轻易的用抹布擦干净，具有优越的耐污性。
本发明的工作原理如下：通过分子设计在苯丙乳液成膜聚合物的分子链中同时插入弹性体嵌段与硅氧烷嵌段，并在涂料中添加优选活性有机硅乳液，同时在涂料施工之时又引入水性氰酸酯固化剂，通过异氰酸酯、有机硅乳液与苯丙乳液三组分之间的协同交联反应，大大增加涂料的耐磨性、弹性与耐污性，再配以优选助剂与填料，最终实现了荷叶般触感丝滑的质感和超疏水超耐污的效果，同时耐擦洗性能达到30000次以上。
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