[发明专利]一种建筑外墙水性超疏水涂料及其制备方法与应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是指一种含微纳米颗粒的外墙水性超疏水涂料及其制备方法与应用。

二、背景技术

我国目前正处于城镇化建设高峰期，高品质的外墙涂料有着广阔的需求空间和发展潜力。而涂层耐沾污能力不足是外墙涂料普遍存在的共性问题。超亲水和超疏水均能实现表面雨水自清洁。过去20年，超疏水表面备受重视，但如何量产低成本、易涂覆、能室温固化、且涂层较耐水浸或雨淋的外墙用超疏水涂料仍然颇具挑战性，尤其是研制能与现有外墙涂料(丙烯酸、苯丙、硅丙乳液等)配方和施工工艺相衔接或匹配的超疏水涂料，极具工程应用价值。市场上很多打着超疏水旗号的涂料，并未达到超疏水效果，充其量是高度疏水。文献中提到的超疏水涂层大多以含氟硅溶胶和纳米颗粒为主成分，与现有外墙涂料并不兼容。

周绍忠等通过硅树脂、钛白粉、超细重钙粉、聚醚改性硅氧烷等制备了一种纳米自清洁外墙涂料(专利申请号：201210423418.4)。王嘉龙等通过将纯丙乳液、聚有机硅氧烷、有机硅消泡剂、云母粉、碳酸钙等搅拌分散研磨，再加入纤维素增强，发明了一种自清洁外墙涂料(专利申请号：201610678473.6)。这些发明配方复杂，且涂层并未超疏水。如果能基于现有的外墙涂料，通过往里添加疏水性聚合物的方式实现涂层超疏水，那将非常有利于该类涂料的市场推广。

三、发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种建筑外墙用水性超疏水涂料及其制备方法，并通过超疏水涂料来实现外墙自清洁。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种建筑外墙水性超疏水涂料，其特征在于：所述的建筑外墙水性超疏水涂料按照如下方法进行制备：

将去离子水和无机微纳米颗粒混合，室温下搅拌均匀，然后再加入建筑外墙涂料乳液和含氟丙烯酸树脂，搅拌均匀，得到建筑外墙水性超疏水涂料；所述的建筑外墙涂料乳液为硅丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液或有机硅乳液中的一种或二种及以上任意比例的混合；所述的无机微纳米颗粒为二氧化硅、碳酸钙或二氧化钛中的一种或二种及以上的组合；所述的无机微纳米颗粒加入量以去离子水的体积计为 0.033～0.5g/mL；所述的建筑外墙涂料乳液的加入量以去离子水的体积计为0.0167～0.3g/mL；所述的含氟丙烯酸树脂的加入量以去离子水的体积为0.0167～0.3mL/mL。

进一步，所述的二氧化硅的粒径为10nm-200nm，优选20-100nm。

进一步，所述的碳酸钙粒径为800目-4000目，优选1200-2000目。

进一步，所述的二氧化钛的粒径为10nm-200nm，优选20-100nm。

本发明的目的之二在于提供一种建筑外墙水性超疏水涂料用于制备超疏水涂层。

进一步，所述的应用为：将上述建筑外墙水性超疏水涂料均匀涂覆于基底上，在10-180℃(优选20-60℃)下固化，得到超疏水涂层。

再进一步，所述的涂覆方式为喷涂、淋涂、浸涂、滚涂或刷涂(优选为喷涂)。

再进一步，所述的基底为玻璃、水泥外墙、水泥地、石材或木材。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明所述的制备工艺简单，操作简便，利用建筑外墙涂料乳液提供基底结合力，含氟丙烯酸树脂往表面自迁移形成低表面能，微纳米颗粒提供微粗糙度，使涂层具有较好的超疏水性能。

四、附图说明

图1为超疏水涂层微观形貌及接触角。

图2为超疏水涂层浸泡在水中静态接触角随时间变化图。

图3为有机硅乳液/含氟丙烯酸树脂乳液制得的疏水涂层表面元素在10nm内的分布图。

五、具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)将1g SiO₂(浙江万景新材料有限公司，SP-30，平均粒径30nm，下同)加入到30mL水中，并在磁力搅拌下混合均匀，然后加入2.5g有机硅乳液(上海向岚化工有限公司，ESASIL 505，固含量约50％)和1mL聚含氟丙烯酸树脂(太仓中化环保化工有限公司， EG616G)，搅拌均匀，得到超疏水涂料。