[发明专利]杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：该发明克服了现有水性内墙无机涂料存在漆膜易产生裂纹、微孔等缺陷，且耐擦洗性、耐水性不佳等缺点，以有机‑无机杂化粒子作为主要成膜物质，其有机物部分保证了成膜不开裂，而无机物二氧化硅的引入赋予了乳液耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好等优点。

技术领域

本发明涉及一种杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法，应用在涂料生产领域。

背景技术

水性内墙无机涂料是指以碱金属硅酸盐及乳液为主要黏结剂，配合无机矿物颜料和无机矿物填料制备而成的，其采用刷涂、喷涂或滚涂等方法，在建筑物上形成薄质装饰涂层，且其不含甲醛、挥发性有机物、重金属等有害物质，广泛适用于现有建筑墙体的涂装工艺。虽然水性无机涂料环保安全，但其多是以硅酸盐或者硅溶胶作为主要成膜物质，这就使得水性无机涂料在成膜过程中体积收缩大，形成的涂膜呈刚性，易产生裂纹、微孔等缺陷。另外，由于传统水性无机涂料体系中加入了亲水的硅溶胶，导致其耐擦洗性、耐水性不佳。

杂化粒子是通过将粒子的有机和无机成分适当组合并结构化获得的，其具有许多显著性能，如机械性能、电性能、光学性能、流变性能等。有机-无机杂化粒子的制备方法有很多，常用的有溶胶-凝胶法(通常以二氧化硅涂覆聚合物、原位聚合法(通常以聚合物封装二氧化硅颗粒以及自组装技术。其中，溶胶-凝胶法由于其温和、简单的反应条件被广泛使用，其为了避免聚合物和无机物之间的不相容性，通常需要让二氧化硅和聚合物之间发生物理或化学作用。然而现有使用溶胶-凝胶法制备的水性无机涂料存在着成膜易开裂、不耐擦洗性、耐水性和储存稳定性不佳等缺点。

因此，提供一种成膜不易开裂，耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好的杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法己成为当务之亟。

发明内容

为了克服现有水性内墙无机涂料存在漆膜易产生裂纹、微孔等缺陷，且耐擦洗性、耐水性不佳等缺点，本发明提供一种杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法，以有机-无机杂化粒子作为主要成膜物质，其有机物部分保证了成膜不开裂，而无机物二氧化硅的引入赋予了乳液耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好等优点。

本发明的技术方案如下：

一种杂化乳液主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.7-0.9％。

所述杂化乳液以丙烯酸酯类为有机相，搭配阴离子乳化剂，通过引发剂过硫酸钾引发混合单体发生聚合反应，生成乳胶粒子分散液(即聚丙烯酸酯乳胶粒子)；接着，加入过氧化氢叔丁醇、乳液聚合型还原剂去除乳胶粒子分散液中的残余单体；然后，向反向应体系中加入硅烷偶联剂正硅酸乙酯，硅烷偶联剂通过与乳胶粒子分散液发生化学反应，包覆在杂化粒子表面，接着加入的二氧化硅前驱体(即正硅酸乙酯)通过水解、缩合，硅烷偶联剂(即γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)与二氧化硅前驱体之间发生化学反应，最后生成二氧化硅包覆在在杂化粒子表面，从而形成杂化乳液。该杂化乳液中有机-无机杂化粒子达到了分子级的分散水平，提高了有机相和无机相之间的相容性，改善了涂层的网络结构。本申请的杂化乳液以有机-无机杂化粒子作为主要成膜物质，有机、无机部分协同作用，有机-无机的杂化结构有效地协调了乳液的亲疏水性，其中有机物部分保证了成膜不开裂，而无机物二氧化硅的引入赋予了乳液耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好等优点。

一种由所述杂化乳液制备的水性无机涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：