[发明专利]一种含钛溶胶有机硅氧烷杂化乳液及改性硅酸盐涂料

说明书

本发明属于涂料制备技术领域，公开了一种含钛溶胶有机硅氧烷杂化乳液及改性硅酸盐涂料。所述涂料由以下重量份数计的组分组成：无机硅酸盐溶液100份；含钛溶胶长链有机硅氧烷杂化乳液2～40份；硅溶胶5～40份；水10～80份；消泡剂0.5～4份；分散剂0.5～4份；润湿剂0.5～4份；色料5～30份；填料10～65份。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105～145°，具有良好的耐水性，耐酸碱性能，其中耐碱性48h无异常，且耐洗刷(1200次无露底)，可有效防止使用过程中开裂、脱落和掉粉等问题，具有广泛应用于高疏水、高防污和自清洁建筑内外墙涂料领域的潜力。

技术领域

本发明属于无机硅酸盐涂料领域，特别涉及一种含钛溶胶有机硅氧烷杂化乳液及改性硅酸盐涂料。

背景技术

近年来，功能性内外墙涂料越来越受到人们的青睐，在大量的工程项目中已经得到了广泛的应用。其中，无机硅酸盐涂料因其制备原料丰富、成膜性佳，且具有耐高温、耐老化等优点，既符合当代建筑材料节能的需求，也满足了人们对环保的要求，从而得到大力的开发和生产。但是，传统的无机硅酸盐涂料在使用中易沾污、更不具备自清洁性能，另外，抗紫外线、抗菌性、耐老化性能也不够好等问题，严重影响了建筑物的外观，从而限制了无机涂料在内外墙涂料大规模的应用。

在传统的无机硅酸盐涂料中引入长链有机硅氧烷，其主链由硅原子和氧原子组成，侧基是非极性的有机基团，使其具有良好的憎水性。而且，因为其中Si-O的共价键能比一般有机聚合物中的C-C键能大，加之Si-O键的极性大，可有效提高聚合物的热稳定性和化学惰性，从而，赋予涂层高防水、耐腐蚀和高防污等性能。

二氧化钛可利用太阳光作为潜在的激发光源，在常温常压下进行氧化反应，具有化学稳定性好，不产生二次污染的特点，在光催化降解有机污染物方面具有广泛的应用，是最具有应用前景的纳米材料之一。添加纳米TiO₂的涂料与普通涂料相比，耐老化性、抗紫外线、抗菌性及自清洁性能均得到了显著提高。

因此，如能制备出兼容长链有机硅氧烷的低表面能和TiO₂的光催化技术效果的钛溶胶长链有机硅氧烷杂化乳液，并将其应用于无机硅酸盐涂料,将有望制备出一种具有超疏水、高防污和自清洁性能的功能性无机硅酸盐涂料。

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含钛溶胶长链有机硅氧烷杂化乳液及其制备方法。本发明另一目的是通过把含钛溶胶长链有机硅氧烷杂化乳液加入到传统的无机硅酸盐涂料中，从而达到高疏水、高防污和自清洁的效果，制备出一种具有超疏水、高防污和自清洁性能的改性无机硅酸盐涂料，满足无机硅酸盐涂料在建筑物内外墙的需求。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种含钛溶胶长链有机硅氧烷杂化乳液，具有如式I所示的结构：

(Ⅰ)

其中，n₁是4-2000内能被4整除的自然数，钛酸酯部分可由任意常用的钛酸酯所制得。

所述的含钛溶胶长链有机硅氧烷杂化乳液的制备方法，包括如下步骤：

钛溶胶的制备：

将10～40份钛酸酯、30～100份无水乙醇和1-10份水混合加热至25～70℃，再加入0.5～10份催化剂，在30～75℃下反应5～48h，得到固含量为3-15％的钛溶胶；

长链有机硅乳液的制备：

将80-160份水、2-6份阴离子乳化剂、2-6份非离子乳化剂和6-40份八甲基环四硅氧烷混合，在氮气保护下于60-90℃下反应4-10h，得到固含量为5-30％的长链有机硅氧烷乳液；

杂化乳液的制备：