[发明专利]一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液和其改性无机硅酸盐涂料及其制备方法

说明书

本发明属于涂料制备技术领域，公开了一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液和其改性无机硅酸盐涂料及制备方法。所述的长链硅氧基含氟硅氧烷乳液改性无机硅酸盐涂料由以下重量份数计的组分组成：无机硅酸盐溶液100份；长链硅氧基含氟硅氧烷乳液2～30份；水10～50份；消泡剂0.5～4份；分散剂0.5～4份；流平剂0.1～4份；填料100～200份。本发明还公开其制备方法。本发明所述的无机硅酸盐涂料可采用滚涂，喷涂和刷涂等工艺，表面接触角可达100～145°，耐水性，耐酸碱性，其中耐碱性48h无异常，且耐洗刷性(1200次无露底)，有效的防止涂料在使用过程中的开裂、脱落、掉粉等问题，在高疏水、高防污建筑内外墙领域具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于无机硅酸盐涂料领域，特别涉及一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液和其改性无机硅酸盐涂料及制备方法。

背景技术

目前，市售的无机硅酸盐涂料是以无机硅酸盐作为成膜物，同时无机硅酸盐具有原料来源丰富、耐高温、耐老化及无污染等优点，符合当代建筑材料节能和环保的要求。虽然无机硅酸盐涂料具有诸多优点，但由于涂层中具有很多细微的空洞，随着使用时间的延长，建筑物表面的灰尘、有机物等不断沉积，这会大大降低涂料的装饰效果。且随着城市高层建筑的发展，污染物的存在给建筑物的清洁带来了负面影响。所有这些都影响了无机硅酸盐涂料的大规模应用。

在无机硅酸盐涂料中引入有机硅、有机氟等功能链段，由于分子中引入了键能较大的Si-O键和C-F键，可以大幅降低涂层的表面能，从而赋予涂层高防水、高防污等性能。常见的含反应性官能团的有机硅、有机氟单体以硅烷偶联剂为主。单独使用有机硅或有机氟硅烷偶联剂改性无机硅酸盐涂料存在以下缺点，例如通常其分子链较短，其改性效果不明显；并且硅烷偶联剂中水解基团活性较大，易相互之间反应而发生交联缠结，从而导致其稳定性较差。若将有机硅和有机氟两者间以物理混合的方式来改性无机硅酸盐涂料，则存在其相容性较差的问题。因此，如果能在改性物本体结构中同时引入长链有机硅链段和含氟基团，则可改善两者间相容性和其改性效果。

发明内容

为解决上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液及其制备方法。本发明的另一目的在于提供一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液改性无机硅酸盐涂料及其制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液，所述长链硅氧基含氟硅氧烷乳液具有如式Ⅰ所示的化学结构式：

其中，R₁、R₂是甲基烷氧基、乙基烷氧基、羟基或 R_f是具有1～8个碳原子的含氟烷基基团，n₁、n₂是4-2000内能被4 整除的自然数。

优选的，所述乳液的固含量为20％-50％。

一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液的制备方法，包括以下步骤，将 80-160份水、2-6份阴离子乳化剂、2-4份非离子乳化剂和6-40份八甲基环四硅氧烷加入到反应器中，在氮气保护下，于60-90℃下反应 4-10h，再加入10-40份小分子含氟硅氧烷，于65-90℃下反应2-10h，得到长链硅氧基含氟硅氧烷乳液。

优选的，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸、十六烷基苯磺酸或十八烷基苯磺酸中的至少一种。

优选的，所述非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯基醚、聚氧乙烯烷基醚或聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯中的至少一种。

优选的，所述小分子含氟硅氧烷为三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、六氟丁基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的至少一种。

一种长链硅氧基含氟硅氧烷乳液改性无机硅酸盐涂料，是由以下重量份的组分组成：