CN1923913A - 自清洁纳米复合环保型乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自清洁纳米复合环保型乳胶漆及其制备方法，按重量百分比计，由0.5～5％润湿分散剂、0.5～50％纳米浓缩浆、0.5～10％疏水剂、0.5～10％负离子粉、0.5～8％成膜助剂、0.1～2％防沉剂、0.8～10％防冻剂、0.1～3％消泡剂、4～30％颜料、0～30％填料、15～45％乳液、0.1～4％增稠剂、0.1～3％流平剂、0～3％pH调整剂、0～4％杀微生物剂、0.5～45％水组成。制备方法：1)将水先放入高速分散机的容器中，依次加入杀微生物剂、纳米浓缩浆、疏水剂、负离子粉等物质，混合均匀后，再加入颜料和填料，分散至细度20～60μm；2)继续加入乳液、pH调整剂、增稠剂和流平剂，过筛后制成。本发明提高了涂层的自清洁性、疏水性、耐擦洗性、耐粘污性、耐候性，能有效地净化空气。

Description

自清洁纳米复合环保型乳胶漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术和环保技术，具体为一种自清洁纳米复合环保型乳胶漆及其制备方法。

背景技术

乳胶漆是一种水性涂料，所含的有机挥发物很低，符合环境保护要求，属于“绿色涂料”。从乳胶漆产生后得到了很大发展，人们不断地想方设法从不同方面来提高乳胶漆的各项性能。纳米材料的出现为乳胶漆性能的提高带来了契机。如中国发明专利CN1277234A公开了一种含0.5-1.5％硅基氧化物的建筑涂料。改进了涂料的悬浮性、粘结强度、耐老化性及耐污染性。中国发明专利CN1287145A报道了一种用纳米硅基氧化物、纳米氧化钛、二氧化钛、填料和乳液等制备的外墙纳米漆，具有良好的耐污性，防霉、防藻和长效抗菌作用。但这两种涂料的耐洗刷性通常只能达到10000次左右，且其贮存稳定性也不太好。

发明内容

本发明的目的是提供一种自清洁纳米复合环保型乳胶漆及其制备方法，它具有良好贮存稳定性、抗老化性、耐洗刷性等性能。

本发明的技术方案是：

一种自清洁纳米复合环保型乳胶漆，按重量百分比计，由以下组分构成：由0.5～5％润湿分散剂、0.5～50％纳米浓缩浆、0.5～10％疏水剂、0.5～10％负离子粉、0.5～8％成膜助剂、0.1～2％防沉剂、0.8～10％防冻剂、0.1～3％消泡剂、4～30％颜料、0～30％填料、15～45％乳液、0.1～4％增稠剂、0.1～3％流平剂、0～3％pH调整剂、0～4％杀微生物剂、0.5～45％水。

所述纳米浓缩浆是是纳米氧化钛浓缩浆、纳米氧化锌浓缩浆、纳米氧化铁浓缩浆、纳米氧化硅浓缩浆的一种或多种混配。

所述疏水剂是指氟表面活性剂、氟硅表面活性剂、有机硅表面活性剂、石蜡乳化剂的一种或多种混配。

所述负离子粉是指电气石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。

润湿分散剂、成膜助剂、防沉剂、防冻剂、消泡剂、颜料、填料、增稠剂、流平剂、pH调整剂、杀微生物剂为乳胶漆生产中常用的助剂。

所述乳液可以为丁苯(丁二烯-苯乙烯)乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋顺(醋酸乙烯-顺丁烯二酸酐)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、硅丙乳液之一种或多种混配。

本发明的自清洁纳米复合环保型乳胶漆的制备方法是将所述组分按其重量百分比添加，采用入下步骤配制：

1)将水先放入高速分散机的容器中，在100～400rpm下依次加入杀微生物剂、纳米浓缩浆、疏水剂、负离子粉、消泡剂、润湿分散剂、成膜助剂、防沉剂、防冻剂，混合均匀后，将颜料和填料加入高速分散机的旋涡中；加完料后，提高叶轮转速，使其转速1200～1800rpm，当细度达到20～60μm后，即分散完毕；

2)分散完毕后，调整高速分散机的转速，使其在100～400rpm逐渐加入乳液、pH调整剂，调整乳胶漆pH值在8～9范围内，用增稠剂和流平剂调整乳胶漆的斯托默粘度至70～120KU，过筛后制成自清洁纳米复合环保型乳胶漆。

本发明自清洁纳米复合环保型乳胶漆混合和研磨分散设备是涂料制备过程中的常用设备，包括高速分散机、砂磨机、珠磨机和球磨机。

本发明的优点如下：

(1)本发明所使用的纳米材料浆主要由稳定分散的粒径一般小于100nm的纳米粉组成，这种方法使得纳米材料在涂料中更易分散，很好地解决了纳米材料和乳液、颜填料、助剂的兼容性问题，使自清洁纳米复合环保型乳胶漆贮存更稳定。

(2)本发明选用了相容性好的疏水剂，使得涂层表面疏水，不易粘着灰尘、污物，具有自清洁作用。

(3)本发明选用了负离子粉，使得涂层有较强发射负离子的能力，可净化空气。

(4)本发明均匀分散的纳米粒子易填充于涂层的孔隙或毛细孔，提高涂层的抗渗透性，并且提高了涂层的耐水性、耐碱性、耐粘污性，有效地防止了混凝土的碳化，在提高装饰性的同时，也保护了建筑物墙体。

(5)本发明由于选用了纳米浓缩浆，使附着力有很大改善、耐擦洗性能成倍提高。

(6)本发明利用纳米粒子对紫外光的散射和吸收作用，改进了涂层的抗老化性能。

具体实施方式

本发明中除非特别指明外，所涉及的比例均为重量百分比。

自清洁纳米复合环保型乳胶漆的评价方法：根据国标GB/T 9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》进行测试。

实施例1

将20％水先放入高速分散机的容器中，在低速(200rpm)下依次加入2％EPW型杀微生物剂(美国索尔公司)、2.3％TEXANOL型成膜助剂(美国EASTMAN公司)、1.2％TD-01型润湿分散剂(天津化工研究院)、1％Bevaloid 6250消泡剂(英国Bevaloid有限公司)、0.4％防沉剂(气相二氧化硅)、0.8％丙二醇防冻剂、5％Nanow1010纳米氧化钛浓缩浆(中科纳米涂料技术(苏州)有限公司产品)、2％Actyflon-S100型氟硅表面活性剂(哈尔滨雪佳集团公司)、2％负离子粉(岫岩县天成粉体矿物有限公司电气石粉)，混合均匀后，将10％钛白粉、5.3％锌钡白、2％轻质碳酸钙、3％重质碳酸钙和5％硅灰石粉慢慢加入高速分散机的旋涡中。加完料后，提高叶轮转速，使其转速约1400rpm，当细度达到40μm后，在400rpm下逐渐加入35％硅丙乳液，加入2％Collacral P型增稠剂(德国BASF公司)和1％ACRYSOL RM-4型流平剂(罗门哈斯公司)调整粘度至85KU，过筛后制成自清洁纳米复合环保型乳胶漆。

实施例2

将4％水先放入高速分散机的容器中，在低速(400rpm)下依次加入0.5％杀微生物剂EPW(美国索尔公司)、2.5％DOWNANOL pph型成膜助剂(美国DOW化学公司)、1％PD型润湿分散剂(青岛化工研究院)、0.3％Ke 1208型消泡剂(德国Henkel有限公司)、1％防沉剂(高岭土)、1％防冻剂(丙二醇)、30％Nanow2000纳米氧化锌浓缩浆(中科纳米涂料技术(苏州)有限公司产品)、3％疏水剂(DowCorningZ-6403硅烷)、2％石蜡乳化剂(上海新诺化工有限公司)、4％负离子粉(电气石粉)，混合均匀后，将9％钛白粉、5％碳酸钙以及10％氧化锌慢慢加入高速分散机的旋涡中。加完料后，提高叶轮转速，使其转速约1200rpm，当细度达到40μm后，在300rpm下逐渐加入25％丙烯酸酯乳液、0.2％氨水(pH调整剂)，调整pH值为8.5，加入1％SN-Thickener 603增稠剂(美国Diamond Shamrock公司)和0.5％ACRYSOL RM-4型流平剂(罗门哈斯公司)，调整粘度至90KU，过筛后制成自清洁纳米复合环保型乳胶漆。

实施例3

将2％水先放入高速分散机的容器中，在低速(200rpm)下依次加入0.5％杀微生物剂EPW(美国索尔公司)、1％成膜助剂(丙二醇丙醚)、0.5％Tamol 731型润湿分散剂(美国Rohm & Haasw公司)、0.2％Foamaster AP消泡剂(日本SanNopco有限公司)、0.1％防沉剂(改性膨润土)、1％防冻剂(乙二醇)、50％Nanow3000纳米氧化铁浓缩浆(中科纳米涂料技术(苏州)有限公司)，1％纳米氧化硅浓缩浆(中科纳米涂料技术(苏州)有限公司)，9％HY-4029型疏水剂(辽源市化学应用技术研究所)、7％负离子粉(桂林石粉)，混合均匀后，将5％钛白粉、2％锌钡白、1％重质碳酸钙慢慢加入高速分散机的旋涡中。加完料后，提高叶轮转速，使其转速约1500rpm，当细度达到40μm后，在300rpm下逐渐加入17％醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、0.5％氨水(pH调整剂)，调整pH值为8.5，加入0.2％增稠剂PUR80(德国明琳公司)和2％流平剂ACRYSOL RM-4(北京瑞斯科贸)调整粘度至80KU，过筛后制成自清洁纳米复合环保型乳胶漆。

比较例1

将25％水先放入高速分散机的容器中，在低速(200rpm)下依次加入2％EPW型杀微生物剂(美国索尔公司)、2.3％TEXANOL型成膜助剂(美国EASTMAN公司)、1.2％TD-01型润湿分散剂(天津化工研究院)、1％Bevaloid 6250消泡剂(英国Bevaloid有限公司)、0.4％防沉剂(气相二氧化硅)、0.8％丙二醇防冻剂，混合均匀后，将12％钛白粉、7.3％锌钡白、2％轻质碳酸钙、3％重质碳酸钙和5％硅灰石粉慢慢加入高速分散机的旋涡中。加完料后，提高叶轮转速，使其转速约1400rpm，当细度达到40μm后，在400rpm下逐渐加入35％硅丙乳液，加入2％Collacral P型增稠剂(德国BASF公司)和1％ACRYSOL RM-4型流平剂(罗门哈斯公司)调整粘度至85KU，过筛后制成普通乳胶漆。

比较例2

将27％水先放入高速分散机的容器中，在低速(400rpm)下依次加入0.5％杀微生物剂EPW(美国索尔公司)、2.5％DOWNANOL pph型成膜助剂(美国DOW化学公司)、1％PD型润湿分散剂(青岛化工研究院)、0.3％Ke 1208型消泡剂(德国Henkel有限公司)、1％防沉剂(高岭土)、1％防冻剂(丙二醇)，混合均匀后，将9％钛白粉、9％碳酸钙以及22％氧化锌慢慢加入高速分散机的旋涡中。加完料后，提高叶轮转速，使其转速约1200rpm，当细度达到40μm后，在300rpm下逐渐加入25％丙烯酸酯乳液、0.2％氨水(pH调整剂)，调整pH值为8.5，加入1％SN-Thickener 603增稠剂(美国Diamond Shamrock公司)和0.5％ACRYSOL RM-4型流平剂(罗门哈斯公司)，调整粘度至90KU，过筛后制成普通乳胶漆。

比较例3

将42％水先放入高速分散机的容器中，在低速(200rpm)下依次加入0.5％杀微生物剂EPW(美国索尔公司)、1％成膜助剂(丙二醇丙醚)、0.5％Tamol 731型润湿分散剂(美国Rohm & Haasw公司)、0.2％Foamaster AP消泡剂(日本SanNopco有限公司)、0.1％防沉剂(改性膨润土)、1％防冻剂(乙二醇)、20％氧化铁，混合均匀后，将5％钛白粉、9％锌钡白、1％重质碳酸钙慢慢加入高速分散机的旋涡中。加完料后，提高叶轮转速，使其转速约1500rpm，当细度达到40μm后，在300rpm下逐渐加入17％醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、0.5％氨水(pH调整剂)，调整pH值为8.5，加入0.2％增稠剂PUR80(德国明琳公司)和2％流平剂ACRYSOL RM-4(北京瑞斯科贸)调整粘度至80KU，过筛后制成普通乳胶漆。

表1乳胶漆性能测试结果

项目	比较例1	比较例2	比较例3	实施例1	实施例2	实施例3
							低温稳定性	不变质	不变质	不变质	不变质	不变质	不变质
对比率，≥	0.90	0.93	0.93	0.95	0.95	0.95
							耐水性(96小时)	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常
耐碱性(48小时)	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常
							耐洗刷性/次，≥	4000	12000	17000	32000	80000	100000
耐温变性(5次循环)	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常
							耐粘污性/％，≤	15	12	10	8	5	5
耐人工气候老化性(1500小时)，变色/级	2	1	2	0	1	0
							水接触角/°	50	60	57	90	100	105
负离子浓度(个/cm3)	3	10	6	700	1000	1200

Claims (8)

1、一种自清洁纳米复合环保型乳胶漆，其特征在于按重量百分比计，由以下组分构成：由0.5～5％润湿分散剂、0.5～50％纳米浓缩浆、0.5～10％疏水剂、0.5～10％负离子粉、0.5～8％成膜助剂、0.1～2％防沉剂、0.8～10％防冻剂、0.1～3％消泡剂、4～30％颜料、0～30％填料、15～45％乳液、0.1～4％增稠剂、0.1～3％流平剂、0～3％pH调整剂、0～4％杀微生物剂、0.5～45％水。

2、按照权利要求1所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆，其特征在于：所述纳米浓缩浆含量为1～50％。

3、按照权利要求1所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆，其特征在于：所述纳米浓缩浆是纳米氧化钛浓缩浆、纳米氧化锌浓缩浆、纳米氧化铁浓缩浆、纳米氧化硅浓缩浆的一种或多种。

4、按照权利要求1所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆，其特征在于：所述疏水剂是指氟表面活性剂、氟硅表面活性剂、有机硅表面活性剂、石蜡乳化剂的一种或多种混配。

5、按照权利要求1所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆，其特征在于：所述负离子粉是指电气石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。

6、按照权利要求1、2或3所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆，其特征在于：所述乳液为丁二烯-苯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-顺丁烯二酸酐乳液、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、硅丙乳液之一种或多种混配。

7、一种按照权利要求1所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆的制备方法，其特征在于按所述组分采用如下步骤配制：

1)将水先放入高速分散机的容器中，在100～400rpm下依次加入杀微生物剂、纳米浓缩浆、疏水剂、负离子粉、消泡剂、润湿分散剂、成膜助剂、防沉剂、防冻剂，混合均匀后，将颜料和填料加入高速分散机的旋涡中；加完料后，提高叶轮转速，使其转速1200～1800rpm，当细度达到20～60μm后，即分散完毕；

2)分散完毕后，调整高速分散机的转速，使其在100～400rpm加入乳液、pH调整剂，调整乳胶漆pH值在8～9范围内，用增稠剂和流平剂调整乳胶漆的斯托默粘度至70～120KU，过筛后制成自清洁纳米复合环保型乳胶漆。

8、按照权利要求7所述的自清洁纳米复合环保型乳胶漆的制备方法，其特征在于：所述自清洁纳米复合环保型乳胶漆混合和研磨分散设备为高速分散机、砂磨机、珠磨机或球磨机。