自清潔納米複合環保型乳膠漆及其製備方法
2023-05-26 18:17:01
專利名稱：自清潔納米複合環保型乳膠漆及其製備方法
技術領域：
本發明涉及塗料技術和環保技術，具體為一種自清潔納米複合環保型乳膠漆及其製備方法。
背景技術：
乳膠漆是一種水性塗料，所含的有機揮發物很低，符合環境保護要求，屬於「綠色塗料」。從乳膠漆產生後得到了很大發展，人們不斷地想方設法從不同方面來提高乳膠漆的各項性能。納米材料的出現為乳膠漆性能的提高帶來了契機。如中國發明專利CN1277234A公開了一種含0.5-1.5％矽基氧化物的建築塗料。改進了塗料的懸浮性、粘結強度、耐老化性及耐汙染性。中國發明專利CN1287145A報導了一種用納米矽基氧化物、納米氧化鈦、二氧化鈦、填料和乳液等製備的外牆納米漆，具有良好的耐汙性，防黴、防藻和長效抗菌作用。但這兩種塗料的耐洗刷性通常只能達到10000次左右，且其貯存穩定性也不太好。
發明內容
本發明的目的是提供一種自清潔納米複合環保型乳膠漆及其製備方法，它具有良好貯存穩定性、抗老化性、耐洗刷性等性能。
本發明的技術方案是一種自清潔納米複合環保型乳膠漆，按重量百分比計，由以下組分構成由0.5～5％潤溼分散劑、0.5～50％納米濃縮漿、0.5～10％疏水劑、0.5～10％負離子粉、0.5～8％成膜助劑、0.1～2％防沉劑、0.8～10％防凍劑、0.1～3％消泡劑、4～30％顏料、0～30％填料、15～45％乳液、0.1～4％增稠劑、0.1～3％流平劑、0～3％pH調整劑、0～4％殺微生物劑、0.5～45％水。
所述納米濃縮漿是是納米氧化鈦濃縮漿、納米氧化鋅濃縮漿、納米氧化鐵濃縮漿、納米氧化矽濃縮漿的一種或多種混配。
所述疏水劑是指氟表面活性劑、氟矽表面活性劑、有機矽表面活性劑、石蠟乳化劑的一種或多種混配。
所述負離子粉是指電氣石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。
潤溼分散劑、成膜助劑、防沉劑、防凍劑、消泡劑、顏料、填料、增稠劑、流平劑、pH調整劑、殺微生物劑為乳膠漆生產中常用的助劑。
所述乳液可以為丁苯(丁二烯-苯乙烯)乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋順(醋酸乙烯-順丁烯二酸酐)乳液、丙烯酸酯乳液、乙丙(醋酸乙烯-丙烯酸酯)共聚乳液、苯丙(苯乙烯-丙烯酸酯)共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸酯共聚乳液、醋氯丙(醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸醋)共聚乳液、矽丙乳液之一種或多種混配。
本發明的自清潔納米複合環保型乳膠漆的製備方法是將所述組分按其重量百分比添加，採用入下步驟配製1)將水先放入高速分散機的容器中，在100～400rpm下依次加入殺微生物劑、納米濃縮漿、疏水劑、負離子粉、消泡劑、潤溼分散劑、成膜助劑、防沉劑、防凍劑，混合均勻後，將顏料和填料加入高速分散機的旋渦中；加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速1200～1800rpm，當細度達到20～60μm後，即分散完畢；2)分散完畢後，調整高速分散機的轉速，使其在100～400rpm逐漸加入乳液、pH調整劑，調整乳膠漆pH值在8～9範圍內，用增稠劑和流平劑調整乳膠漆的斯託默粘度至70～120KU，過篩後製成自清潔納米複合環保型乳膠漆。
本發明自清潔納米複合環保型乳膠漆混合和研磨分散設備是塗料製備過程中的常用設備，包括高速分散機、砂磨機、珠磨機和球磨機。
本發明的優點如下(1)本發明所使用的納米材料漿主要由穩定分散的粒徑一般小於100nm的納米粉組成，這種方法使得納米材料在塗料中更易分散，很好地解決了納米材料和乳液、顏填料、助劑的兼容性問題，使自清潔納米複合環保型乳膠漆貯存更穩定。
(2)本發明選用了相容性好的疏水劑，使得塗層表面疏水，不易粘著灰塵、汙物，具有自清潔作用。
(3)本發明選用了負離子粉，使得塗層有較強發射負離子的能力，可淨化空氣。
(4)本發明均勻分散的納米粒子易填充於塗層的孔隙或毛細孔，提高塗層的抗滲透性，並且提高了塗層的耐水性、耐鹼性、耐粘汙性，有效地防止了混凝土的碳化，在提高裝飾性的同時，也保護了建築物牆體。
(5)本發明由於選用了納米濃縮漿，使附著力有很大改善、耐擦洗性能成倍提高。
(6)本發明利用納米粒子對紫外光的散射和吸收作用，改進了塗層的抗老化性能。
具體實施例方式
本發明中除非特別指明外，所涉及的比例均為重量百分比。
自清潔納米複合環保型乳膠漆的評價方法根據國標GB/T 9755-2001《合成樹脂乳液外牆塗料》進行測試。
實施例1將20％水先放入高速分散機的容器中，在低速(200rpm)下依次加入2％EPW型殺微生物劑(美國索爾公司)、2.3％TEXANOL型成膜助劑(美國EASTMAN公司)、1.2％TD-01型潤溼分散劑(天津化工研究院)、1％Bevaloid 6250消泡劑(英國Bevaloid有限公司)、0.4％防沉劑(氣相二氧化矽)、0.8％丙二醇防凍劑、5％Nanow1010納米氧化鈦濃縮漿(中科納米塗料技術(蘇州)有限公司產品)、2％Actyflon-S100型氟矽表面活性劑(哈爾濱雪佳集團公司)、2％負離子粉(岫巖縣天成粉體礦物有限公司電氣石粉)，混合均勻後，將10％鈦白粉、5.3％鋅鋇白、2％輕質碳酸鈣、3％重質碳酸鈣和5％矽灰石粉慢慢加入高速分散機的旋渦中。加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速約1400rpm，當細度達到40μm後，在400rpm下逐漸加入35％矽丙乳液，加入2％Collacral P型增稠劑(德國BASF公司)和1％ACRYSOL RM-4型流平劑(羅門哈斯公司)調整粘度至85KU，過篩後製成自清潔納米複合環保型乳膠漆。
實施例2將4％水先放入高速分散機的容器中，在低速(400rpm)下依次加入0.5％殺微生物劑EPW(美國索爾公司)、2.5％DOWNANOL pph型成膜助劑(美國DOW化學公司)、1％PD型潤溼分散劑(青島化工研究院)、0.3％Ke 1208型消泡劑(德國Henkel有限公司)、1％防沉劑(高嶺土)、1％防凍劑(丙二醇)、30％Nanow2000納米氧化鋅濃縮漿(中科納米塗料技術(蘇州)有限公司產品)、3％疏水劑(DowCorningZ-6403矽烷)、2％石蠟乳化劑(上海新諾化工有限公司)、4％負離子粉(電氣石粉)，混合均勻後，將9％鈦白粉、5％碳酸鈣以及10％氧化鋅慢慢加入高速分散機的旋渦中。加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速約1200rpm，當細度達到40μm後，在300rpm下逐漸加入25％丙烯酸酯乳液、0.2％氨水(pH調整劑)，調整pH值為8.5，加入1％SN-Thickener 603增稠劑(美國Diamond Shamrock公司)和0.5％ACRYSOL RM-4型流平劑(羅門哈斯公司)，調整粘度至90KU，過篩後製成自清潔納米複合環保型乳膠漆。
實施例3將2％水先放入高速分散機的容器中，在低速(200rpm)下依次加入0.5％殺微生物劑EPW(美國索爾公司)、1％成膜助劑(丙二醇丙醚)、0.5％Tamol 731型潤溼分散劑(美國Rohm Haasw公司)、0.2％Foamaster AP消泡劑(日本SanNopco有限公司)、0.1％防沉劑(改性膨潤土)、1％防凍劑(乙二醇)、50％Nanow3000納米氧化鐵濃縮漿(中科納米塗料技術(蘇州)有限公司)，1％納米氧化矽濃縮漿(中科納米塗料技術(蘇州)有限公司)，9％HY-4029型疏水劑(遼源市化學應用技術研究所)、7％負離子粉(桂林石粉)，混合均勻後，將5％鈦白粉、2％鋅鋇白、1％重質碳酸鈣慢慢加入高速分散機的旋渦中。加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速約1500rpm，當細度達到40μm後，在300rpm下逐漸加入17％醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、0.5％氨水(pH調整劑)，調整pH值為8.5，加入0.2％增稠劑PUR80(德國明琳公司)和2％流平劑ACRYSOL RM-4(北京瑞斯科貿)調整粘度至80KU，過篩後製成自清潔納米複合環保型乳膠漆。
比較例1將25％水先放入高速分散機的容器中，在低速(200rpm)下依次加入2％EPW型殺微生物劑(美國索爾公司)、2.3％TEXANOL型成膜助劑(美國EASTMAN公司)、1.2％TD-01型潤溼分散劑(天津化工研究院)、1％Bevaloid 6250消泡劑(英國Bevaloid有限公司)、0.4％防沉劑(氣相二氧化矽)、0.8％丙二醇防凍劑，混合均勻後，將12％鈦白粉、7.3％鋅鋇白、2％輕質碳酸鈣、3％重質碳酸鈣和5％矽灰石粉慢慢加入高速分散機的旋渦中。加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速約1400rpm，當細度達到40μm後，在400rpm下逐漸加入35％矽丙乳液，加入2％Collacral P型增稠劑(德國BASF公司)和1％ACRYSOL RM-4型流平劑(羅門哈斯公司)調整粘度至85KU，過篩後製成普通乳膠漆。
比較例2將27％水先放入高速分散機的容器中，在低速(400rpm)下依次加入0.5％殺微生物劑EPW(美國索爾公司)、2.5％DOWNANOL pph型成膜助劑(美國DOW化學公司)、1％PD型潤溼分散劑(青島化工研究院)、0.3％Ke 1208型消泡劑(德國Henkel有限公司)、1％防沉劑(高嶺土)、1％防凍劑(丙二醇)，混合均勻後，將9％鈦白粉、9％碳酸鈣以及22％氧化鋅慢慢加入高速分散機的旋渦中。加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速約1200rpm，當細度達到40μm後，在300rpm下逐漸加入25％丙烯酸酯乳液、0.2％氨水(pH調整劑)，調整pH值為8.5，加入1％SN-Thickener 603增稠劑(美國Diamond Shamrock公司)和0.5％ACRYSOL RM-4型流平劑(羅門哈斯公司)，調整粘度至90KU，過篩後製成普通乳膠漆。
比較例3將42％水先放入高速分散機的容器中，在低速(200rpm)下依次加入0.5％殺微生物劑EPW(美國索爾公司)、1％成膜助劑(丙二醇丙醚)、0.5％Tamol 731型潤溼分散劑(美國Rohm Haasw公司)、0.2％Foamaster AP消泡劑(日本SanNopco有限公司)、0.1％防沉劑(改性膨潤土)、1％防凍劑(乙二醇)、20％氧化鐵，混合均勻後，將5％鈦白粉、9％鋅鋇白、1％重質碳酸鈣慢慢加入高速分散機的旋渦中。加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速約1500rpm，當細度達到40μm後，在300rpm下逐漸加入17％醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、0.5％氨水(pH調整劑)，調整pH值為8.5，加入0.2％增稠劑PUR80(德國明琳公司)和2％流平劑ACRYSOL RM-4(北京瑞斯科貿)調整粘度至80KU，過篩後製成普通乳膠漆。
表1乳膠漆性能測試結果
權利要求
1.一種自清潔納米複合環保型乳膠漆，其特徵在於按重量百分比計，由以下組分構成由0.5～5％潤溼分散劑、0.5～50％納米濃縮漿、0.5～10％疏水劑、0.5～10％負離子粉、0.5～8％成膜助劑、0.1～2％防沉劑、0.8～10％防凍劑、0.1～3％消泡劑、4～30％顏料、0～30％填料、15～45％乳液、0.1～4％增稠劑、0.1～3％流平劑、0～3％pH調整劑、0～4％殺微生物劑、0.5～45％水。
2.按照權利要求1所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆，其特徵在於所述納米濃縮漿含量為1～50％。
3.按照權利要求1所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆，其特徵在於所述納米濃縮漿是納米氧化鈦濃縮漿、納米氧化鋅濃縮漿、納米氧化鐵濃縮漿、納米氧化矽濃縮漿的一種或多種。
4.按照權利要求1所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆，其特徵在於所述疏水劑是指氟表面活性劑、氟矽表面活性劑、有機矽表面活性劑、石蠟乳化劑的一種或多種混配。
5.按照權利要求1所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆，其特徵在於所述負離子粉是指電氣石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。
6.按照權利要求1、2或3所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆，其特徵在於所述乳液為丁二烯-苯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-順丁烯二酸酐乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸醋共聚乳液、矽丙乳液之一種或多種混配。
7.一種按照權利要求1所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆的製備方法，其特徵在於按所述組分採用如下步驟配製1)將水先放入高速分散機的容器中，在100～400rpm下依次加入殺微生物劑、納米濃縮漿、疏水劑、負離子粉、消泡劑、潤溼分散劑、成膜助劑、防沉劑、防凍劑，混合均勻後，將顏料和填料加入高速分散機的旋渦中；加完料後，提高葉輪轉速，使其轉速1200～1800rpm，當細度達到20～60μm後，即分散完畢；2)分散完畢後，調整高速分散機的轉速，使其在100～400rpm加入乳液、pH調整劑，調整乳膠漆pH值在8～9範圍內，用增稠劑和流平劑調整乳膠漆的斯託默粘度至70～120KU，過篩後製成自清潔納米複合環保型乳膠漆。
8.按照權利要求7所述的自清潔納米複合環保型乳膠漆的製備方法，其特徵在於所述自清潔納米複合環保型乳膠漆混合和研磨分散設備為高速分散機、砂磨機、珠磨機或球磨機。
全文摘要
本發明涉及一種自清潔納米複合環保型乳膠漆及其製備方法，按重量百分比計，由0.5～5％潤溼分散劑、0.5～50％納米濃縮漿、0.5～10％疏水劑、0.5～10％負離子粉、0.5～8％成膜助劑、0.1～2％防沉劑、0.8～10％防凍劑、0.1～3％消泡劑、4～30％顏料、0～30％填料、15～45％乳液、0.1～4％增稠劑、0.1～3％流平劑、0～3％pH調整劑、0～4％殺微生物劑、0.5～45％水組成。製備方法1)將水先放入高速分散機的容器中，依次加入殺微生物劑、納米濃縮漿、疏水劑、負離子粉等物質，混合均勻後，再加入顏料和填料，分散至細度20～60μm；2)繼續加入乳液、pH調整劑、增稠劑和流平劑，過篩後製成。本發明提高了塗層的自清潔性、疏水性、耐擦洗性、耐粘汙性、耐候性，能有效地淨化空氣。
文檔編號C09D147/00GK1923913SQ20051004760
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月2日 優先權日2005年11月2日
發明者劉福春, 楊立紅, 韓恩厚, 柯偉 申請人:中科納米塗料技術(蘇州)有限公司