高性能硅丙外墙涂料的研究

陈明毅 张熠 陈树云 (广东三和化工科技有限公司528429)
王存军 陈炳耀 (佛山夫田涂料化工有限公司528325)

0 前言
随着建筑业的迅猛发展和美化城市环境的要求不断提高，现代城市建筑对高性能外墙涂料的要求也在逐渐增强，高性能外墙涂料的研制和开发刻不容缓。利用丙烯酸乳液粘结强度高、施工便捷、成本低廉以及有机硅树脂良好的耐候性、保光性、耐辐射和抗老化性的特点，利用核壳聚合技术将少量乙烯基硅氧烷接枝到纯丙树脂主链或侧链上，赋予丙烯酸树脂优异的性能，从而制备出高性能的外墙涂料。
20世纪90年代开始，丙烯酸酯类和乙烯基有机硅不饱和单体共聚为有机硅接枝改性丙烯酸酯乳液(简称硅丙乳液)成为乳液研究领域的热点。欧美公司通过纯硅树脂与传统乳液混合的方式进行物理冷拼式改性，而后逐步产生了使用硅烷偶联剂与乳液主链进行反应从而合成新的硅丙乳液。但普通硅丙乳液因分子链结构和活性基团不可调控而带来贮存稳定性差、乳胶膜分离等严重缺陷，没有起到硅丙乳液应有的作用，随后产生了使用硅烷偶联剂与纯丙乳液主链进行反应从而合成新结构的改性硅丙乳液，该乳液具有如下优点：(1)拒水透气性佳，硅树脂是一种半无机高分子化合物，其结构中有类似于石英和水玻璃的无机Si02和有机侧链，无机部分将颜填料接合在一起，疏水基团渗入毛细管和微孑L内部，接在硅上的甲基等有机基团使之具有很低的表面张力，很强的增水性，其不同于普通的乳胶漆是通过形成致密的膜来阻止液态水的吸收，而是通过赋予多孔基材憎水性来抵抗水的侵入，因此有机硅的引人使乳胶漆的吸水性降低，透气性得以提高；(2)提高漆膜与基材的附着力，有机硅的硅氧烷基通过吸收底材的水分子水解生成硅醇与基材的羟基或水泥中的硅离子发生缩聚交联，改善漆膜的湿附着力；(3)提高涂层的耐老化性能，有机硅聚合物中硅和氧电负性大，离子能大，内聚力密度低，si—O键键能(450 kJ／mol)比C一0键键能(356 kJ／mol)高得多，从而提高其耐老化性能；(4)耐沾污性好，由于有机硅的网状结构，良好的耐热性、低表面张力和强憎水特性，必然带来涂层抗沾污性好；(5)耐温变性好，由于纯丙乳液多是线性分子，多无交联，存在低温易变脆，高温易发粘等缺点，硅丙分子无机物特性使其耐温变性好。

1 实验部分
1．1 原材料及基础配方
原材料及基础配方如表1所示，其中乳液s指代各种型号的实验乳液。

1．2 性能测试
1．2．1 常规性能测试
GB/T 9755——2001《合成树脂外墙涂料》规定的方法进行常规眭能测试，其中涂膜光泽按GB／T 9754—1988《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20º60º和85º镜面光泽的测定》规定的方法进行测试。
1．2．2 耐人工老化性能测试
按GB/T1865一l997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》规定的方法进行测试。
1．2-3 色差的测试
使用爱色丽公司的SP60分光光度计进行色差测试。