本发明涉及涂料领域，具体地，本发明涉及一种纳米硅溶胶超耐污应用。
背景技术：
随着我国人民生活水平的提高和现代化工业化进程的加快，大气中的污染物正在不断提升，如何降低污染物对建筑物表面的污染是解决外墙涂料抗污性能的关键。建筑物表面的污染是自然和人为环境相互作用的结果，除大气中的污染物对建筑物外墙抗污性能有影响外，环境因素(温度、湿度、风力等)也起着一定的作用，涂膜受到污染的途径主要有黏附性污染、吸入性污染、吸附性污染和积尘性污染。
弹性涂料、罩面涂料(真石漆、多彩涂料、质感涂料、艺术涂料、金属漆罩面)等涂膜的由于涂层的特殊性和表面的不平整性，污染物更加容易黏附和聚集，影响建筑物外层的美观。
综上所述，本发明亟需开发一种具有高抗污性、高稳定性、高耐用性等优良性能的涂料产品。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高抗污性、高稳定性、高耐用性等优良性能的涂料。
本发明的第一方面，提供一种涂料组合物，所述组合物包括乳液20-45重量份、纳米硅溶胶8-38重量份、消泡剂0.2-0.6重量份、ph调节剂0.1-0.5重量份、成膜助剂0.5-3重量份、增稠剂0.3-2重量份、去离子水15-69.1重量份。
在另一优选例中，所述的消泡剂选自下组：矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂，或其组合。
在另一优选例中，所述的ph调节剂为多功能胺助剂。
在另一优选例中，所述的成膜助剂选自下组：十二碳醇酯、三丙二醇丁醚，或其组合。
在另一优选例中，所述的组合物还包括选自下组的一种或多种组分：防冻剂1-3重量份、罐内防腐剂0.1-0.3重量份、干膜防霉抗藻剂0.3-0.5重量份、润湿分散剂0-1.4重量份、消光粉0-2重量份、颜料粉0-30重量份、紫外光稳定剂0-0.5重量份、填料0-20重量份，或其组合。
在另一优选例中，所述的防冻剂选自下组：丙二醇、乙二醇，或其组合。
在另一优选例中，所述的罐内防腐剂为氯甲基异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮和的混合物。
在另一优选例中，所述的罐内防腐剂为“bionban-623a”(上海罗门哈斯化工有限公司)。
在另一优选例中，所述的干膜防霉抗藻剂为卡松防霉剂。
在另一优选例中，所述润湿分散剂为非离子润湿剂和非离子分散剂的组合。在另一优选例中，所述的消光粉为二氧化硅。
在另一优选例中，所述的消光粉为500-1500目二氧化硅。
在另一优选例中，所述的颜料选自下组：钛白粉、高岭土，或其组合。
在另一优选例中，所述的颜料粉为以下组分的组合：钛白粉15-25重量份，和高岭土3-5重量份。
在另一优选例中，所述的填料选自下组：碳酸钙粉、云母粉，或其组合。
在另一优选例中，所述的钛白粉为普通金红石型钛白粉。
在另一优选例中，所述的高岭土为煅烧高岭土。
在另一优选例中，所述的紫外光吸收剂选自下组：苯丙三唑类紫外光吸收剂、受阻胺类紫外光稳定剂，或其组合。
在另一优选例中，所述的紫外光吸收剂为“hs-cn32”(北京天罡助剂有限责任公司)。
在另一优选例中，所述的填料选自下组：碳酸钙、云母，或其组合。
在另一优选例中，所述的填料为以下组分的组合：碳酸钙5-15重量份，和云母粉2-10重量份。
在另一优选例中，所述的碳酸钙为500-1500目碳酸钙粉。
在另一优选例中，所述的云母为500-1500目云母粉。
在另一优选例中，所述的纳米硅溶胶中的sio2含量为28％～30％，ph值为9.0-9.5，平均粒径为10-20um。
在另一优选例中，所述的纳米硅溶胶是通过以下方法制备的：
在另一优选例中，所述纳米硅溶胶选自下组：j-30纳米硅溶胶(江阴市赛维科贸有限公司)，s-1430a纳米硅溶胶(广东惠和硅制品有限公司)，或其组合。
在另一优选例中，所述乳液选自下组：纯丙乳液、苯丙乳液、自哑光纯丙乳液，或其组合。
在另一优选例中，所述的乳液选自下组：“blj-9468”纯丙乳液(海保利佳化工股份有限公司)，“tx-100”纯丙乳液(上海罗门哈斯化工有限公司)、“tx-126”自哑光纯丙乳液，或其组合。
在另一优选例中，所述的增稠剂选自下组：纤维素类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、多功能增稠剂，或其组合。
在另一优选例中，所述的纤维素类增稠剂为羟乙基纤维素。
在另一优选例中，所述的纤维素类增稠剂在所述的组合物中的重量比为0-0.5重量份。
在另一优选例中，所述的成膜助剂选自下组：十二碳醇酯、三丙二醇丁醚，或其组合。
在另一优选例中，所述的组合物具有选自下组的一种或多种特征：
(1)ph值9.7±0.3；
(2)耐沾污性≤15％或≤2级；
(3)55℃储存一个月粘度变化±5ku；
(4)户外两年沾污程度≤2级。
本发明的第二方面，提供一种涂层，所述涂层用本发明第一方面所述的组合物涂覆形成的。
本发明的第三方面，提供一种制品，所述制品包括本发明第二方面所述的涂层。
在另一优选例中，所述的制品包括基材和涂层，所述的涂层覆盖在所述的基材上。
在另一优选例中，所述的制品包括：
(1)基材；
(2)底漆；
(3)中涂涂层；
(4)本发明所述的涂层。
其中，所述的底漆覆盖在所述基材上；所述中涂涂层覆盖在所述底漆上，本发明所述涂层覆盖在所述中涂涂层上。
在另一优选例中，所述的基材为墙面。
在另一优选例中，所述的底漆为墙面配套底漆。
在另一优选例中，所述底漆为外墙配套底漆。
在另一优选例中，所述中涂涂层选自下组：外墙真石漆、外墙砂胶漆、外墙多彩漆，或其组合。
本发明的第四方面，提供一种涂装方法，所述的方法包括步骤：
将本发明第一方面所述组合物稀释到涂装粘度；进行第一次涂覆；2-6小时后，进行第二次涂覆；2-6小时后，进行后续处理。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
本发明人经过广泛而又深入的研究，意外开发了一种涂料组合物，所述组合物含有的纳米硅溶胶能够在涂膜干燥过程中自动上浮，使得涂膜干燥后表面超亲水化，同时纳米硅溶胶嵌入涂膜孔隙中，使得涂膜干燥后致密度提升，而涂膜的其他物理化学性能不受到影响，这样能有效提高外墙涂料的抗污性，从而大大降低外墙重涂年限，减少资源的浪费，延长外墙涂料的使用寿命。基于以上发现，发明人完成了本发明。
术语
除非另外定义，否则本文中所用的全部技术与科学术语均具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
如本文所用，术语“涂料组合物”与“组合物”可互换使用。
如本文所用，术语“包括”、“包含”和“含有”可相互替换，不仅包括封闭式定义，还包括半封闭、和开放式的定义。换言之，所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。
涂料组合物
本发明提供一种涂料组合物，所述组合物包括乳液20-45重量份、纳米硅溶胶8-38重量份、消泡剂0.2-0.6重量份、ph调节剂0.1-0.5重量份、成膜助剂0.5-3重量份、增稠剂0.3-2重量份、去离子水15-69.1重量份。
在本发明所述的涂料组合物中，含有的纳米硅溶胶能够在涂膜干燥过程中自动上浮，使得涂膜干燥后表面超亲水化，同时纳米硅溶胶嵌入涂膜孔隙中，使得涂膜干燥后致密度提升，而涂膜的其他物理化学性能不受到影响，这样能有效提高外墙涂料的抗污性，从而大大降低外墙重涂年限，减少资源的浪费，延长外墙涂料的使用寿命。
在一个优选例中，所述的纳米硅溶胶中的sio2含量为28％～30％，ph值为9.0-9.5，平均粒径为10-20um。所述的纳米硅溶胶的ph值在中碱性范围内，可以直接添加在普通涂料体系中。而市场上通常使用的水玻璃ph值为强碱性，直接加入涂料体系中会极大的破话涂料体系的平衡。
优选地，所述的纳米硅溶胶是通过以下方法制备的：
硅粉在碱做催化剂的条件下，能与水反应生成水合硅酸单体，单体聚合后便是硅溶胶。
所述方法制备的纳米硅溶胶需要的原材料简单，合成工艺简单便利，成本较低。
在另一优选例中，所述的纳米硅溶胶是通过以下方法制备的：
水玻璃、氨水和氨水混合后加热，加入硅粉，反应得到纳米硅溶胶。
在另一优选例中，所述的纳米硅溶胶是通过以下方法制备的：
先将一定量水玻璃、氨水和去离子水在搅拌的条件下加热到一定温度，然后加入硅粉，控制温度恒定，反应一定的时间冷却，然后用针孔抽滤机抽滤，便得到产品，未反应的硅粉回收利用。
优选地，所述纳米硅溶胶包括(但并不限于)：j-30纳米硅溶胶(江阴市赛维科贸有限公司)，s-1430a纳米硅溶胶(广东惠和硅制品有限公司)，或其组合；
在本发明的另一优选例中，所述乳液包括(但并不限于)：纯丙乳液、苯丙乳液、自哑光纯丙乳液，或其组合。优选地，所述的乳液包括(但并不限于)：“blj-9468”纯丙乳液(海保利佳化工股份有限公司)，“tx-100”纯丙乳液(上海罗门哈斯化工有限公司)、“tx-126”自哑光纯丙乳液，或其组合。
在另一优选例中，所述的增稠剂包括(但并不限于)：纤维素类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、多功能增稠剂，或其组合。优选地，所述的纤维素类增稠剂包括(但并不限于)：羟乙基纤维素。在另一优选例中，所述的纤维素类增稠剂在所述的组合物中的重量比为0-0.5重量份。
在另一优选例中，所述的成膜助剂包括(但并不限于)：十二碳醇酯、三丙二醇丁醚，或其组合。
在另一优选例中，所述的消泡剂包括(但并不限于)：矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂，或其组合。
在另一优选例中，所述的ph调节剂包括(但并不限于)：多功能胺助剂。
在另一优选例中，所述的成膜助剂包括(但并不限于)：十二碳醇酯、三丙二醇丁醚，或其组合。
在另一优选例中，所述的组合物还包括选自下组的一种或多种组分：防冻剂1-3重量份、罐内防腐剂0.1-0.3重量份、干膜防霉抗藻剂0.3-0.5重量份、润湿分散剂0-1.4重量份、消光粉0-2重量份、颜料粉0-30重量份、紫外光稳定剂0-0.5重量份、填料0-20重量份，或其组合。
在另一优选例中，所述的防冻剂包括(但并不限于)：丙二醇、乙二醇，或其组合。
在另一优选例中，所述的罐内防腐剂为氯甲基异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮和的混合物。
在另一优选例中，所述的罐内防腐剂为“bionban-623a”(上海罗门哈斯化工有限公司)。
在另一优选例中，所述的干膜防霉抗藻剂包括(但并不限于)：卡松防霉剂。
在另一优选例中，所述润湿分散剂为非离子润湿剂和非离子分散剂的组合。
在另一优选例中，所述的消光粉包括(但并不限于)：二氧化硅。优选地，所述的消光粉为500-1500目二氧化硅。
在另一优选例中，所述的颜料包括(但并不限于)：钛白粉、高岭土，或其组合。
在另一优选例中，所述的填料包括(但并不限于)：碳酸钙粉、云母粉，或其组合。优选地，所述的颜料粉为以下组分的组合：钛白粉15-25重量份，和高岭土3-5重量份。优选地，所述的钛白粉为普通金红石型钛白粉。优选地，所述的高岭土为煅烧高岭土。
在另一优选例中，所述的紫外光吸收剂包括(但并不限于)：苯丙三唑类紫外光吸收剂、受阻胺类紫外光稳定剂，或其组合。优选地，所述的紫外光吸收剂为“hs-cn32”(北京天罡助剂有限责任公司)。
在另一优选例中，所述的填料包括(但并不限于)：碳酸钙、云母，或其组合。优选地，所述的填料为以下组分的组合：碳酸钙5-15重量份，和云母粉2-10重量份。是混合填料粉。优选地，所述的碳酸钙为500-1500目碳酸钙粉。优选地，所述的云母为500-1500目云母粉。
在另一优选例中，所述的组合物包括(但不限于)下组的特征：
(1)ph值9.7±0.3；和/或
(2)耐沾污性≤15％或≤2级；和/或
(3)55℃储存一个月粘度变化±5ku；和/或
(4)户外两年沾污程度≤2级。
涂料产品
本发明提供一种涂料产品，所述的涂料产品包括本发明所述的涂料组合物和使用说明书；所述使用说明书记载所述涂料产品的使用方法。
涂层
本发明提供一种涂层，所述的涂层用本发明所述的组合物涂覆形成的。
在另一优选例中，所述的涂层通过以下方法制备：
用本发明所述的组合物涂覆在一个基材上，从而形成所述涂层。较佳地，所述的基材为涂覆有底漆层的基材。
制品
本发明提供一种制品，所述的制品包含本发明所述的涂层。
在另一优选例中，所述的制品包括基材和涂层，所述的涂层覆盖在所述的基材上。
在另一优选例中，所述的制品包括：
(1)基材；
(2)底漆
(3)中涂涂层
(4)本发明所述的涂层。
其中，所述的底漆覆盖在所述基材上；所述中涂涂层覆盖在所述底漆上，本发明所述涂层覆盖在所述中涂涂层上。
在另一优选例中，所述的基材为墙面。
在另一优选例中个，所述的底漆为墙面配套底漆。
在另一优选例中，所述中涂涂层为包括(但不限于)：外墙真石漆、外墙砂胶漆、外墙多彩漆，或其组合。
涂装方法
本发明还提供一种涂装方法，所述的方法包括步骤：
用本发明所述组合物稀释到涂装粘度；进行第一次涂覆；2-6小时后，进行第二次涂覆；2-6小时后，进行后续处理。
本发明提供了一种优化的墙面涂装方法，所述方法包括步骤：
用如本发明所述的组合物稀释到涂装粘度；
对所述底漆进行第一次涂覆；
在2-6小时后，用所述稀释后的涂料对所述底漆进行第二次涂覆；
在2-6小时后，进行后续处理。
本发明的主要优点包括：
1、所述组合物含有的纳米硅溶胶能够在涂膜干燥过程中自动上浮，使得涂膜干燥后表面超亲水化，同时纳米硅溶胶嵌入涂膜孔隙中，使得涂膜干燥后致密度提升，而涂膜的其他物理化学性能不受到影响，这样能有效提高外墙涂料的抗污性，从而大大降低外墙重涂年限，减少资源的浪费，延长外墙涂料的使用寿命。
2、本发明使用的纳米硅溶胶的sio2含量约为28％～30％左右，ph值约为9.0-9.5，平均粒径为10-20um。纳米硅溶胶的ph值在中碱性范围内，可以直接添加在普通涂料体系中。而市场上通常使用的水玻璃ph值为强碱性(＞15)，直接加入涂料体系中会极大的破话涂料体系的平衡。另外这种方法制备的硅溶胶需要的原材料简单，合成工艺简单便利，成本较低。而通过离子置换法制备的同类型硅溶胶成本较高。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
实施例
实施例1-3中所使用的涂料组合物的组分如下所示。
1.乳液
种类：丙烯酸聚合物。
2.消光粉
种类：气相二氧化硅，细度：500目。
3.防冻剂
种类：醇类。
4.干膜防霉抗藻剂
种类：卡松防霉剂。
5.增稠剂
种类：聚氨酯类。
6.ph调节剂
种类：多功能胺。
7.润湿分散剂
种类：非离子型润湿剂分散剂。
8.消泡剂
种类：矿物油及有机硅类。
9.成膜助剂
种类：醇酯及醇醚类。
10.流平助剂
种类：有机硅类表面活性剂。
11.紫外光稳定剂
种类：苯丙三唑类紫外光吸收剂及受阻胺类光稳定剂。
实施例1
将重量份的18去离子水、38重量份的纳米硅溶胶(j-30，sio2含量29.5％、ph值9.1、平均粒径15um)、0.2重量份的消泡剂(矿物油类)、0.2重量份的ph调节剂(多功能胺)，1重量份的防冻剂(丙二醇)、混合均匀后高速分散(800r/min)5分钟制成预混浆。分散完成后的预混浆继而与38重量份的纯丙乳液(tx-100)、2.8重量份的成膜助剂(三丙二醇丁醚)、0.3重量份的干膜防霉防藻剂、0.1重量份的罐内杀菌剂、0.4重量份的聚氨酯增稠剂、0.5重量份的紫外光稳定剂(hs-cn32)、0.4重量份的去离子水继续低速搅拌、混合(800r/min)，直至均匀。
按照gb/t9755-2014进行检验，结果如下表1所示，全部符合要求。
表1实施例1制备的罩面涂料的性能
ph值＝9.52；55℃储存一个月无异常，粘度变化≤5ku；配套真石漆涂层户外曝晒两年耐污染≤2级。
其中，序号8中的评级方法参考gb/t1766-2008色漆和清漆涂层老化的评级方法中4.11沾污等级的评定。
实施例2
将重量份的20去离子水、35重量份的纳米硅溶胶(j-30，sio2含量29.5％、ph值9.1、平均粒径15um)、0.2重量份的消泡剂(矿物油类)、0.2重量份的ph调节剂(多功能胺)，1重量份的防冻剂(丙二醇)、0.5重量份的紫外光稳定剂(hs-cn32)、0.5份多功能增稠剂、混合均匀后高速分散(1500r/min)15分钟制成预混浆。分散完成后的预混浆继而与35重量份的自哑光纯丙乳液(tx-126)、2.8重量份的成膜助剂(三丙二醇丁醚)、0.3重量份的干膜防霉防藻剂、0.1重量份的罐内杀菌剂、0.2重量份的聚氨酯增稠剂、4.2重量份的去离子水继续低速搅拌、混合(800r/min)，直至均匀。
按照gb/t9755-2014进行检验，结果如下表1所示，全部符合要求。
表2实施例2制备的外墙罩面涂料的性能
ph值＝9.50；55℃储存一个月无异常，粘度变化≤5ku。
其中，序号8中的评级方法参考gb/t1766-2008色漆和清漆涂层老化的评级方法中4.11沾污等级的评定。
实施例3
将14重量份的去离子水、8重量份的纳米硅溶胶(j-30，sio2含量29.5％、ph值9.1、平均粒径15um)、0.35重量份的羟乙基纤维素、1.1重量份的润湿剂分散剂(非离子型)、0.2重量份的消泡剂(矿物油类)、0.1重量份的ph调节剂(多功能胺)，1.5重量份的防冻剂(丙二醇)、20重量份的钛白粉(金红石型)、6重量份的云母粉(白云母粉)、12重量份的碳酸钙粉(超细方解石粉，700目)、1重量份的消光粉(气相二氧化硅)混合均匀后高速分散(1500r/min)15分钟制成预混浆。分散完成后的预混浆继而与31重量份的纯丙乳液(blj-9468)、0.5重量份的成膜助剂(十二碳醇酯)、0.3重量份的消泡剂(矿物油类)、0.5重量份的干膜防霉防藻剂、0.1重量份的罐内杀菌剂、1重量份的聚氨酯增稠剂、3.35重量份的去离子水继续低速搅拌、混合(800r/min)，直至均匀。
按照jgt172-2014进行检验，结果如下表1所示，全部符合要求。
表3实施例3制备的抗污涂料的性能
数据为温度23℃±2℃，湿度50％±5％条件下的测定值。ph值9.6；耐沾污性14％远优于国家标准。
对比例1
对比例1按照与实施例1的组分和方法制备涂料，区别在于，对比例1的涂不添加纳米硅溶胶，按照jgt172-2014进行检验，结果如下表1所示
表4不添加纳米硅溶胶的产品在耐沾污性上有不同
在jgt172-2014(行业标准)弹性建筑涂料中耐沾污要求为小于25％，其制定的标准远低于gbt9755-2014(国家标准)中的小于15％的要求。
弹性建筑涂料使用的乳液较为特殊，其成型后具有一定的延伸能力，可以很好的防止涂料开裂等弊病，但是由于其乳液的特殊性，这种涂料的耐沾污性能一直得不到改善，而且相应行业标准制定相对较宽松，通过本专利中纳米硅溶胶的加入能够极大的改善耐沾污性能，从而进一步提升了产品的品质。
对比例2
纳米硅溶胶(ph值>15)添加入配方中直接导致涂料胶化。
对比例3
纳米硅溶胶(未使用硅粉合成的硅溶胶)加入配方中常温储存一个月涂料胶化，热储存(55℃)一周后胶化。
对比例3
使用阴离子性润湿分散剂加入配方中，常温储存一个月粘度由70ku下降至55ku，热储存(55℃)一周后粘度由70ku下降至60ku。
本专利所述的体系中对于离子稳定性较高，在体系中如果添加其他类型的润湿分散剂容易造成体系离子平衡破坏，从而导致体系储存稳定性下降。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。