CN106883688A - 一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆及其制备方法，乳胶漆包括以下组分及重量份含量：乳液390‑420份，成膜助剂20‑30份，硅溶胶5‑50份，多功能胺助剂2‑4份，疏水剂5‑10份，润湿剂2‑5份，分散剂7‑8份，消泡剂2‑5份，纤维素1‑3份，增稠剂2‑4份、无机填料240‑260份，水250‑270份，防腐剂2‑4份，防霉剂1‑2份以及丙二醇15‑20份。与现有技术相比，本发明乳胶漆的漆膜致密性好，硬度高，耐磨性好，不产生静电，空气中各种尘埃难以粘附，而且制备方法简单，可控性好，绿色环保，有效解决了乳胶漆耐沾污差的技术缺陷，延长了乳胶漆使用周期，经济性好，易于工业扩大化生产，具有很好的应用前景。

Description

一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆及其制备方法

技术领域

本发明属于安全环保颜料和染料技术领域，涉及一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆及其制备方法。

背景技术

乳胶漆是乳胶涂料的俗称，诞生于二十世纪七十年代中下期，是以丙烯酸酯共聚乳液为代表的一大类薄涂型涂料。乳胶漆是水分散性涂料，它是以合成树脂乳液为基料，填料经过研磨分散后加入各种助剂精制而成的涂料。乳胶漆具备了与传统墙面涂料不同的众多优点，如易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水等。

然而，随着市面上现有乳胶漆的配方越来越透明化，疯狂的价格战已使乳胶漆的性能不断下降。乳胶漆由于自身漆膜比较薄，而且含有大量粉料，其耐磨性差。而在实际应用方面，随着乳胶漆现已被大量用于内外墙翻新，因此，这无疑对乳胶漆的耐沾污性、耐磨性提出了更高的要求。

申请号为201511028678.1的中国发明专利公开了一种耐磨乳胶漆，由以下重量份数的原料制成：丙酸钠8-15份、环烷酸锰17-35份、二氧化硅超细粉20-40份、聚乙烯醇20-35份、丙烯酸异辛脂3-5份、柠檬酸1-3份、丙三醇1-2份、聚酰氨10-15份、去离子水80-150份。上述专利公开的技术方案，乳胶漆的配方组分中含有大量的粉料，其分散性较差，漆膜易出现粉料团聚析出的现象，且其耐玷污性较差，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种漆膜致密性好，硬度高，耐磨性好，不产生静电，空气中各种尘埃难以粘附的安全环保型耐磨自清洁乳胶漆。

本发明的另一个目的就是提供上述安全环保型耐磨自清洁乳胶漆的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，该乳胶漆包括以下组分及重量份含量：乳液390-420份，成膜助剂20-30份，硅溶胶5-50份，多功能胺助剂2-4份，疏水剂5-10份，润湿剂2-5份，分散剂7-8份，消泡剂2-5份，纤维素1-3份，增稠剂2-4份、无机填料240-260份以及水250-270份。

作为优选的技术方案，所述的乳胶漆还包括以下组分及重量份含量：防腐剂2-4份，防霉剂1-2份以及丙二醇15-20份。

所述的乳液为苯丙乳液或纯丙乳液，所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，所述的多功能胺助剂选自市售的AMP-95，所述的疏水剂选自市售的LC-808荷叶助剂。

所述的乳液选自市售的BLJ838A-2乳液、TX-100乳液、8039乳液或RS706T乳液。

所述的润湿剂选自市售的X-405润湿剂，所述的分散剂选自市售的H5040分散剂，所述的消泡剂选自市售的Mcbain131消泡剂，所述的纤维素为羟乙基纤维素，所述的增稠剂选自市售的DR-72增稠剂。

所述的无机填料包括以下组分及重量份含量：钛白粉85-95份，重质碳酸钙120-170份以及滑石粉30-50份。

所述的重质碳酸钙的粒度为600-800目。

所述的防腐剂选自市售的A26防腐剂，所述的防霉剂选自市售的SN-048防霉剂。

所述的乳胶漆的细度为45-75μm，pH值为8-9，粘度为115-116KU。

一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：按以下组分及重量份含量进行备料：

乳液390-420份，成膜助剂20-30份，硅溶胶5-50份，多功能胺助剂2-4份，疏水剂5-10份，润湿剂2-5份，分散剂7-8份，消泡剂2-5份，纤维素1-3份，增稠剂2-4份、无机填料240-260份，水250-270份，防腐剂2-4份，防霉剂1-2份以及丙二醇15-20份；

步骤(2)：于400-500转/分钟的搅拌速度下，依次加入95-100份的水、润湿剂及分散剂；

步骤(3)：于400-500转/分钟的搅拌速度下，缓慢投入纤维素，投完后，于1200-1500转/分钟的搅拌速度下，高速分散5-10分钟，待纤维素完全溶解，混合液成凝胶状；

步骤(4)：再依次加入消泡剂、丙二醇及多功能胺助剂，搅拌混合均匀，再缓慢投入无机填料，投完后，于1800-2000转/分钟的搅拌速度下，高速分散25-30分钟；

步骤(5)：降低转速至400-500转/分钟，再依次加入乳液、硅溶胶、成膜助剂、疏水剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂以及剩余的水，充分搅拌，最后加入增稠剂，调节至设定粘度，即制得所述的耐磨自清洁乳胶漆。

本发明耐磨自清洁乳胶漆中，成膜助剂选用2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(可以选用市售的TEXANOL)可以降低乳胶漆的最低成膜温度，软化乳液粒子并使其更好的粘结，进而有效改善漆膜的耐擦洗性，并可在较广的温度和湿度范围内保持乳胶漆颜色的一致，提高乳胶漆的耐候性、可清洁性、可补漆性和改进涂层的展色性；采用AMP-95可使乳胶漆的pH值很稳定，同时兼具湿润、分散的作用；采用LC-808荷叶助剂可使乳胶漆表面及内部毛细孔表面，形成一层疏水膜，使水不能渗透到乳胶漆内部，从而提高了乳胶漆的耐水、耐碱、耐污染性及耐擦洗性。

另外需要说明的是，本发明耐磨自清洁乳胶漆通过引入硅溶胶，对于耐沾污性能的提高有很大改善，其主要机理为：极细的二氧化硅超微粒子胶状水溶液，粒径为580nm(一般乳液颗粒800-1000nm)。以这种硅溶液/胶为基料，配合聚合物乳液和各种助剂而制成硅溶胶有机无机复合涂料。硅溶液在失去水分时，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成-SiO-O-SiO-涂膜：IO-Si-OH+HO-Si-OH因NA2O在硅溶胶中的含量低，硅溶胶具有一定量成膜溶解的特性，其耐水性、耐热性能明显优于有机涂料。涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附。同时，引入硅溶胶与乳液配伍，从显微镜观察涂膜复合基料呈球型或者接近球形排列，表面平整致密，孔隙较少，使得细微尘埃粒子很难侵入其孔隙。同时Si-O键的结构属于离子型，具有较好的导电性，不会产生电荷积累，尘埃难于粘附，因此，涂层自身具备了非常优异的耐沾污性能。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)组分中引入硅溶胶与乳液配伍，可使得涂膜复合基料呈球型或者接近球形排列，表面平整致密，孔隙较少，使得细微尘埃粒子很难侵入其孔隙，同时Si-O键的结构属于离子型，具有较好的导电性，不会产生电荷积累，尘埃难于粘附，涂层自身具备了非常优异的耐沾污性能；

2)制备方法简单，可控性好，绿色环保，有效解决了乳胶漆耐沾污差的技术缺陷，延长了乳胶漆使用周期，经济性好，易于工业扩大化生产，具有很好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

为满足《JB/T-9755-1995合成乳液外墙涂料标准》的要求。涂料的性能主要受粘结物性能的影响。

首先对国内适用于做乳胶漆涂料的粘结物进行筛选对比：

注：上表所示耐水性为将乳液用100um漆膜涂布漆在玻璃板上制模，50℃干燥1小时后，泡水96小时的数据。

由上表可以看出，性能均复合要求。进行下一步性能测试。

将4款乳液按如下配方分别制成乳胶漆：

用制成的乳胶漆制作标准样，按《JB/T-9755-1995合成乳液外墙涂料标准》进行性能测试。

数据见下表：

由上表可以看出，纯丙乳液RS-706性能最优，由此粘结物选定RS706T进行后续实验。

解决自洁问题：目前市场支撑主要的自清洁助剂主要有(1)疏水自清洁理论，人们研制低表面能的涂层表面，模拟荷叶表面，以达到自清洁的目的；(2)硅溶胶；(3)亲水耐沾理论，亲水使涂层表面易于被水润湿，粘附在表面的沾污物容易被冲走；(4)涂膜微粉化，在涂料中加入易于粉化的颜料，雨水冲刷时将粉化的颜料及沾污物一起带走。

结合以上理论进行实验对比，选取市场上不同作用机理的材料按以下配方进行测试：

原材料	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5
						水	97.5	97.5	97.5	97.5	97.5
润湿剂	2	2	2	2	2
						分散剂	7	7	7	7	7
纤维素	1	1	1	1	1
						消泡剂	2	2	2	2	2
丙二醇	15	15	15	15	15
						AMP-95	2	2	2	2	2
钛白粉	90	90	90	90	90
						800目重钙	170	170	170	150	120
乳液	420	420	390	420	420
						成膜助剂	25	25	25	25	25
消泡剂	2	2	2	2	2
						水	156	156	156	156	156
防腐剂	2	2	2	2	2
						防霉剂	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
增稠剂	4	4	4	4	4
						滑石粉					50
LC-808荷叶助剂		5
						硅溶胶			30

将制备好的成品制版，置于户外暴晒架。与放室内的板进行对比：

通过以上实验证明，配方2疏水机理的抗污机理对于自然界的污染不起作用，由于表面疏水，雨水无法冲洗表面的污染物。疏水性墙面干燥，易产生静电，容易吸附带电污染物颗粒。疏水表面的亲油性，导致城市中汽车、工厂排放的油性粉尘易于吸附。配方4材料粉化导致变色，配方5亲水性助剂导致耐水性变差。

配方3通过引入硅溶胶，对于耐沾污性能的提高有很大改善。主要机理为极细的二氧化硅超微粒子胶状水溶液，粒径为580nm(一般乳液颗粒800-1000nm)。以这种硅溶液/胶为基料，配合聚合物乳液和各种助剂而制成硅溶胶有机无机复合涂料。硅溶液在失去水分时，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成-SiO-O-SiO-涂膜：IO-Si-OH+HO-Si-OH因NA2O在硅溶胶中的含量低，硅溶胶具有一定量成膜溶解的特性，其耐水性、耐热性能明显优于有机涂料。涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附。

实施例2：

本实施例安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，包括以下组分及重量份含量：乳液390份，成膜助剂20份，硅溶胶5份，多功能胺助剂2份，疏水剂5份，润湿剂2份，分散剂7份，消泡剂2份，纤维素1份，增稠剂2份、无机填料240份，水250份，防腐剂2份，防霉剂1份以及丙二醇15份。

其中，乳液选自市售的BLJ838A-2乳液，成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，多功能胺助剂选自市售的AMP-95，疏水剂选自市售的LC-808荷叶助剂，润湿剂选自市售的X-405润湿剂，分散剂选自市售的H5040分散剂，消泡剂选自市售的Mcbain131消泡剂，纤维素为羟乙基纤维素，增稠剂选自市售的DR-72增稠剂，防腐剂选自市售的A26防腐剂，防霉剂选自市售的SN-048防霉剂。

无机填料包括以下组分及重量份含量：钛白粉85份，重质碳酸钙120份以及滑石粉35份。重质碳酸钙的粒度为800目。

本实施例乳胶漆的细度为45μm，pH值为8，粘度为115KU，制备方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：按以下组分及重量份含量进行备料：

乳液390份，成膜助剂20份，硅溶胶5份，多功能胺助剂2份，疏水剂5份，润湿剂2份，分散剂7份，消泡剂2份，纤维素1份，增稠剂2份、无机填料240份，水250份，防腐剂2份，防霉剂1份以及丙二醇15份；

步骤(2)：于400转/分钟的搅拌速度下，依次加入95份的水、润湿剂及分散剂；

步骤(3)：于400转/分钟的搅拌速度下，缓慢投入纤维素，投完后，于1200转/分钟的搅拌速度下，高速分散10分钟，待纤维素完全溶解，混合液成凝胶状；

步骤(4)：再依次加入消泡剂、丙二醇及多功能胺助剂，搅拌混合均匀，再缓慢投入无机填料，投完后，于1800转/分钟的搅拌速度下，高速分散30分钟；

步骤(5)：降低转速至400转/分钟，再依次加入乳液、硅溶胶、成膜助剂、疏水剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂以及剩余的水，充分搅拌，最后加入增稠剂，调节至设定粘度，即可。

实施例3：

本实施例安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，包括以下组分及重量份含量：乳液420份，成膜助剂30份，硅溶胶50份，多功能胺助剂4份，疏水剂10份，润湿剂5份，分散剂8份，消泡剂5份，纤维素3份，增稠剂4份、无机填料315份，水270份，防腐剂4份，防霉剂2份以及丙二醇20份。

其中，乳液选自市售的RS706T乳液，成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，多功能胺助剂选自市售的AMP-95，疏水剂选自市售的LC-808荷叶助剂，润湿剂选自市售的X-405润湿剂，分散剂选自市售的H5040分散剂，消泡剂选自市售的Mcbain131消泡剂，纤维素为羟乙基纤维素，增稠剂选自市售的DR-72增稠剂，防腐剂选自市售的A26防腐剂，防霉剂选自市售的SN-048防霉剂。

无机填料包括以下组分及重量份含量：钛白粉95份，重质碳酸钙170份以及滑石粉50份。重质碳酸钙的粒度为800目。

本实施例乳胶漆的细度为75μm，pH值为9，粘度为116KU，制备方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：按以下组分及重量份含量进行备料：

乳液420份，成膜助剂30份，硅溶胶50份，多功能胺助剂4份，疏水剂10份，润湿剂5份，分散剂8份，消泡剂5份，纤维素3份，增稠剂4份、无机填料315份，水270份，防腐剂4份，防霉剂2份以及丙二醇20份；

步骤(2)：于500转/分钟的搅拌速度下，依次加入100份的水、润湿剂及分散剂；

步骤(3)：于500转/分钟的搅拌速度下，缓慢投入纤维素，投完后，于1500转/分钟的搅拌速度下，高速分散5分钟，待纤维素完全溶解，混合液成凝胶状；

步骤(4)：再依次加入消泡剂、丙二醇及多功能胺助剂，搅拌混合均匀，再缓慢投入无机填料，投完后，于2000转/分钟的搅拌速度下，高速分散25分钟；

步骤(5)：降低转速至500转/分钟，再依次加入乳液、硅溶胶、成膜助剂、疏水剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂以及剩余的水，充分搅拌，最后加入增稠剂，调节至设定粘度，即可。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，该乳胶漆包括以下组分及重量份含量：乳液390-420份，成膜助剂20-30份，硅溶胶5-50份，多功能胺助剂2-4份，疏水剂5-10份，润湿剂2-5份，分散剂7-8份，消泡剂2-5份，纤维素1-3份，增稠剂2-4份、无机填料240-260份以及水250-270份。

2.根据权利要求1所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的乳胶漆还包括以下组分及重量份含量：防腐剂2-4份，防霉剂1-2份以及丙二醇15-20份。

3.根据权利要求2所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的乳液为苯丙乳液或纯丙乳液，所述的成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，所述的多功能胺助剂选自市售的AMP-95，所述的疏水剂选自市售的LC-808荷叶助剂。

4.根据权利要求3所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的乳液选自市售的BLJ838A-2乳液、TX-100乳液、8039乳液或RS706T乳液。

5.根据权利要求3所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的润湿剂选自市售的X-405润湿剂，所述的分散剂选自市售的H5040分散剂，所述的消泡剂选自市售的Mcbain131消泡剂，所述的纤维素为羟乙基纤维素，所述的增稠剂选自市售的DR-72增稠剂。

6.根据权利要求2所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的无机填料包括以下组分及重量份含量：钛白粉85-95份，重质碳酸钙120-170份以及滑石粉30-50份。

7.根据权利要求6所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的重质碳酸钙的粒度为600-800目。

8.根据权利要求2所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的防腐剂选自市售的A26防腐剂，所述的防霉剂选自市售的SN-048防霉剂。

9.根据权利要求2所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆，其特征在于，所述的乳胶漆的细度为45-75μm，pH值为8-9，粘度为115-116KU。

10.如权利要求2至9任一项所述的一种安全环保型耐磨自清洁乳胶漆的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：按以下组分及重量份含量进行备料：

乳液390-420份，成膜助剂20-30份，硅溶胶5-50份，多功能胺助剂2-4份，疏水剂5-10份，润湿剂2-5份，分散剂7-8份，消泡剂2-5份，纤维素1-3份，增稠剂2-4份、无机填料240-260份，水250-270份，防腐剂2-4份，防霉剂1-2份以及丙二醇15-20份；

步骤(2)：于400-500转/分钟的搅拌速度下，依次加入95-100份的水、润湿剂及分散剂；

步骤(3)：于400-500转/分钟的搅拌速度下，缓慢投入纤维素，投完后，于1200-1500转/分钟的搅拌速度下，高速分散5-10分钟，待纤维素完全溶解，混合液成凝胶状；

步骤(4)：再依次加入消泡剂、丙二醇及多功能胺助剂，搅拌混合均匀，再缓慢投入无机填料，投完后，于1800-2000转/分钟的搅拌速度下，高速分散25-30分钟；

步骤(5)：降低转速至400-500转/分钟，再依次加入乳液、硅溶胶、成膜助剂、疏水剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂以及剩余的水，充分搅拌，最后加入增稠剂，调节至设定粘度，即制得所述的耐磨自清洁乳胶漆。