[发明专利]一种建筑外墙涂料用的丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种建筑外墙涂料用的丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用，所述乳液包含如下质量份的组分为原料制得：a)15～35质量份的单乙烯基芳族单体；b)20～45质量份的(甲基)丙烯酸烷基酯；c)0.5～5质量份的含有α,β‑单烯式不饱和键的C_3‑6单羧酸和C_3‑6二羧酸；d)0.5～5.0质量份的可聚合型二苯甲酮光引发剂；e)1.0～5.0质量份的具有可水解的Si‑有机键的单体。本发明还提供了上述乳液的制备方法，通过将上述组分经自由基乳液聚合制备得到。本发明提供的丙烯酸酯乳液或采用本发明方法制得的丙烯酸乳液用于建筑外墙弹性涂料，其兼具优异的拉伸强度、断裂伸长率、耐沾污性能及耐雨痕性能。

技术领域

本发明属于建筑涂料技术领域，涉及一种建筑外墙涂料用丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法和应用。

背景技术

目前，我国的建筑物多以水泥砂浆抹面为基层。抹灰砂浆在硬化时，由于体积减缩而产生硬化裂缝；温度变化时，由于热胀冷缩而产生温度裂缝；干湿变化时，由于湿涨干缩而产生干缩裂缝；冻融时，由于水结冰体积膨胀而产生冻融裂缝；基层沉降产生结构裂缝等，导致保护装饰涂层开裂，雨水随裂缝渗漏进入墙体，加深对建筑物的破坏，如钢筋锈蚀等危及建筑物。

弹性建筑涂料是指以合成树脂乳液为基料、与颜填料及助剂配制而成，施涂一定厚度后，具有覆盖基材伸缩(运动)产生细小裂纹的有弹性的功能涂料。弹性建筑涂料主要应用于外墙，其与普通外墙建筑涂料最大的区别是，弹性涂料的涂膜要求有一定的延伸率(断裂伸长率一般至少大于250％)，这个区别使得弹性涂料用合成树脂乳液的玻璃化转变温度(Tg)通常都比较低(＜-15℃)；同时，与其他外墙涂料一样，弹性外墙涂料也要求有一定的耐沾污性。但是由于弹性乳液的Tg较低，漆膜偏软，涂刷后涂层极易粘灰，大大影响了涂料的装饰效果。

另外，当在户外施工时，由于天气多变，温度和湿度的差异非常明显，特别是在多雨季节施工，涂膜极容易出现发花、起泡、易脱落等现象，其雨痕现象也十分常见，而雨痕现象在很大程度上影响了美观，因此为了保持美观，很可能几年就要重新涂刷一次涂料，而且目前建筑物都比较高大，从而造成成本的增加，以及整体能源和资源的浪费，也限制了弹性涂料的应用。

现有技术中为了提高外墙弹性涂料耐沾污性性能，主要通过以下几种方式以达到上述目的：一，提高外墙弹性涂料中的填料用量，使外墙弹性涂料干燥成膜后表明更少弹性乳液不易粘灰，或使用尺寸更小的填料，是外墙弹性涂料成膜更致密不易粘灰。而此方法的明显缺点是外墙弹性涂料因PVC的提高而导致弹性急剧下降，尤其是低温弹性；二，提高玻璃化温度(Tg)，涂膜表面粘度和硬度取决于聚合物的Tg，故涂料中聚合物Tg的高低是影响涂膜耐沾污性的最重要因素。但此方法的缺点是弹性力学性能损失严重，尤其是低温弹性，不能体现弹性乳液优异的力学性能；三、提高涂膜的致密性，提高涂膜致密性是改善涂膜耐沾污性的一个重要途径，光引发剂常被用于建筑外墙涂料中，使聚合物膜的表面交联以提高耐沾污性。二苯甲酮是光引发剂的典型代表，其对改善耐沾污尤其有效，而又不会影响弹性涂料的力学性能。不幸的是，二苯甲酮已被确定为可能的人类致癌物；此外，二苯甲酮被视为挥发性有机化合物(VOC)，其不利的环境影响是不希望的。这种挥发性具有引起漆膜的交联密度发生变化的另外缺点，二苯甲酮会在漆膜表面处发生反应前从薄膜中蒸发。

因此，开发一款外墙弹性用乳液，其配制弹性涂料兼具优异的力学性能、耐沾污性、不产生或产生轻微雨痕现象、对环境友好，将具有非常广阔的应用前景和社会效益。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种新的建筑外墙用丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法，通过在聚合过程中同时使用单烯键式不饱和单羧酸和二羧酸，引入可聚合型二苯甲酮光引发剂，聚合后期加入单烯键式不饱和单羧酸，聚合结束后加入可水解Si-有机键单体，通过自由基乳液聚合与丙烯酸酯单体进行共聚得到。本发明提供的丙烯酸酯弹性乳液，同时兼具优异的拉伸强度、断裂伸长率，优异的耐沾污性能及耐雨痕性能。

为了实现本发明目的，本发明采用了如下的技术方案：