CN101139473A - 一种纳米内、外墙乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米内、外墙乳胶漆及其制备方法，采用纳米材料复合技术，通过采用纳米材料的混合添加，以提高内墙乳胶漆的基本性能，同时通过纳米功能助剂的使用，以赋予纳米内、外墙乳胶漆新的附加功能(抗菌、防霉、分解活性有机物、净化室内空气)。实现市场对健康环保的要求。

Description

一种纳米内、外墙乳胶漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米内、外墙乳胶漆及其制备方法，尤其涉及一种以纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化硅、纳米氧化铝复合纳米材料为主要纳米功能材料制备的纳米内、外墙乳胶漆。

背景技术

内、外墙乳胶漆，是一种应用十分广泛的建筑材料，近年来有了较快的发展。纳米材料由于具有一系列特殊的物理化学性能，受到了人们越来越多的重视，利用纳米材料改性涂料，提高涂料产品质量，是目前该领域的一个热点，引起了人们普遍的关注。其中，采用纳米二氧化钛进行光催化是一项正在蓬勃兴起的新型空气净化技术。它能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化，达到从空气中清除这些污染物的效果。

光催化技术在理论研究方面，日本、美国、德国均投入巨资开展研究与开发工作，并大力推动其产业化。其中，纳米光催化涂料已经用于医院、隧道、隔音墙和住宅等，以及其他应用光催化技术的产品数十种。日本有一批公司正在从事这个新兴的技术领域进行角逐。其中最突出的品牌是ARC-FLASH光触媒，并已成为日本光触媒涂料第一品牌。这种光触媒的功能受日本厚生省实验证明，具有杀菌、脱臭、自净、防霉，可有效防止各种疾病的传染，杀菌率高达99.99％，迅速消除空气中令人不适的气味，除臭率高达99.8％。效果获日本国土交通省认可，该类涂料可以用于各种室内污染的治理，效果突出。

一些发达国家将无机纳米材料用于涂料中的另一个成功例子是豪华轿车面漆。用纳米级二氧化钛与铝粉颜料或云母珠光颜料混合用于涂料中，其涂层具有随角异色性，从不同角度观察其反射光可看到不同的颜色。与闪光铝粉或云母珠光颜料并用于涂料体系时，能在涂层的照光区呈现一种金红色亮光，而在侧光区则反射蓝色乳光，因而能增加金属颜色的丰满度和视角闪色性。这使得该涂料在高档轿车涂料中很快得到推广应用，BASF公司、Silberline公司已能生产多种含纳米TiO₂的金属闪光面漆。目前，已有福特、克莱斯勒、丰田、马自达等著名的汽车制造公司使用含TiO2的轿车金属闪光面漆。

美国TritonSystem公司生产的NanoTufCoatings透明超耐磨纳米涂料，把有机改性的纳米瓷土加入到聚合物树脂基中，制得的涂料能大大提高涂层的硬度、耐划伤性及耐磨性，此涂料比传统的涂料耐磨性提高2～4倍。这种耐磨涂料还具有隔热功能和优异的耐化学性能，可用作头盔的护目镜、飞机座舱盖和玻璃，轿车玻璃和建筑物玻璃等的保护涂层。涂膜性能如此大的提高主要归功于纳米氧化铝材料是非常硬的圆球物质，纳米尺寸的颗粒比传统的涂料添加剂使涂覆的表面更加均一。耐磨涂料可以制成水性或溶剂型，含有纳米氧化铝的透明涂料可广泛应用于透明塑料、高抛光的金属表面及木材和别的平板材料的表面，提高耐磨性和使用寿命。

在紫外光屏蔽方面，作为重要的光学颜料，纳米TiO2的紫外光屏蔽特征一直受到广泛关注。因为用作涂料基料的高分子树脂受到太阳中紫外线的长期照射会导致分子链的降解，影响涂膜的物性，传统的紫外光吸收剂主要为有机物，但是有机紫外光吸收剂的寿命短、有毒，而纳米TiO₂粒子是一种稳定的无毒的紫外光吸收剂。日本石原公司和TAYCA公司的超细TiO₂主要用于化妆品、涂料、陶瓷领域，其涂层的抗紫外线防护能力较高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种纳米内墙乳胶漆及其制备方法，以克服现有技术存在的倾斜，满足建筑领域发展需要。

为实现上述目的，本发明采用纳米多元复配技术，通过复合纳米材料的综合使用方法来制备含多种纳米材料的纳米内、外墙乳胶漆，本发明所说的的纳米内、外墙乳胶漆，其组分和重量百分比含量包括：

润湿剂      0.1～0.3％

分散剂      0.3～1％

消泡剂      0.1～0.3％

丙二醇      0.2～2％

成膜助剂    0.2～2％

钛白粉      5～30％

填料        25～40％

2％纤维     6～20％

PH调节剂    0.1～0.5％

纳米氧化钛  0～3％

纳米氧化锌              0～4％

纳米氧化硅与纳米氧化铝  0～15％

乳液                    8～40％

罐内防腐剂              0.1～0.3％

增稠剂                  0.1～0.3％

水                      余量

以上所说的各种助剂名称为涂料产业通用名称，可采用如罗门哈斯、江苏日出、江苏生达、海川等国内外相应名称产品。

本发明的涂料的制备方法包括如下步骤：

(1)将纳米材料加水，进行表面预处理，制备纳米材料水分散液，纳米材料水分散液中，纳米材料的含量为20～60公斤/斤水；

所说的纳米材料为纳米氧化钛、纳米氧化锌或纳米氧化硅与纳米氧化铝；

(2)将水、分散剂、润湿剂、消泡剂总量的20～50％、成膜助剂总量的20～50％，搅拌混合，得到混合溶液，混合溶液中水的重量含量为5％～50％；

(3)向步骤(2)得到的混合溶液中加入步骤(1)预处理液，其中以重量百分比计A、B的比例分别为10％～50％，30％～70％；

(4)向步骤(3)中加入钛白粉及填料，分散并砂磨打浆；

(5)向步骤(4)打好的浆料中，加入乳液、余量的成膜助剂、余量的消泡剂、增稠剂、2％纤维、PH调节剂、丙二醇、罐内防腐剂，补足水到100％，分散20～60分钟，罐装得成品涂料。

采用上述的配比和制备方法所获得的纳米内墙乳胶漆，能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，在室温下对各种有机的或无机的污染物进行分解或氧化，达到从空气中清除这些污染物的效果。具有能耗低、易操作、除净度高等特点，尤其对一些特殊的污染物具有比其他方法更突出的去除效果，而且没有二次污染，具有杀菌、脱臭、自净、防霉，可有效防止各种疾病的传染，杀菌率高达99.99％，迅速消除空气中令人不适的气味，除臭率高达99.8％。

具体实施方式

实施例采用如下的基本配方：重量百分比％

润湿剂    0.7

分散剂        0.3

消泡剂        0.2

丙二醇        1.6

成膜助剂      1.2

钛白粉        20

填料          25

2％纤维       6

PH调节剂      0.1

纳米A         0～3

纳米B         0～4

纳米C         0～15

乳液          15

罐内防腐剂    0.1

增稠剂        0.2

水            余量

实施例1

纳米氧化钛的添加量0.5％，制成复合乳胶漆样品。分别在50L的密闭玻璃箱中加入0.54mg甲醛和甲苯(浓度均为8.0mg/m3)，放入涂有受试涂料样品的玻璃板(涂布厚度60m2/kg，样板尺寸：20cm×30cm)，置于日光灯下照射48h，然后测定甲醛的浓度变化。测得去除率为80％，甲苯去处率为75％。

实施例2

纳米氧化钛的添加量1％，制成复合乳胶漆样品。分别在50L的密闭玻璃箱中加入0.54mg甲醛和甲苯(浓度均为8.0mg/m3)，放入涂有受试涂料样品的玻璃板(涂布厚度60m2/kg，样板尺寸：20cm×30cm)，置于日光灯下照射48h，然后测定甲醛的浓度变化。测得去除率为91％，甲苯去处率为89％。

实施例3

纳米氧化钛的添加量2％，制成复合乳胶漆样品。分别在50L的密闭玻璃箱中加入0.54mg甲醛和甲苯(浓度均为8.0mg/m3)，放入涂有受试涂料样品的玻璃板(涂布厚度60m2/kg，样板尺寸：20cm×30cm)，置于日光灯下照射48h，然后测定甲醛的浓度变化。测得去除率为95％，甲苯去处率为90％。

实施例4

纳米氧化钛的添加量3％，制成复合乳胶漆样品。在50L的密闭玻璃箱中加入0.54mg甲醛和甲苯(浓度均为8.0mg/m3)，放入涂有受试涂料样品的玻璃板(涂布厚度60m2/kg，样板尺寸：20cm×30cm)，置于日光灯下照射48h，然后测定甲醛的浓度变化。测得去除率为96％，甲苯去处率为91％。

实施例5

不加入纳米材料。制成乳胶漆样品。制成样板1在50L的密闭玻璃箱中加入0.54mg甲醛和甲苯(浓度均为8.0mg/m3)，放入涂有受试涂料样品的玻璃板(涂布厚度60m2/kg，样板尺寸：20cm×30cm)，置于日光灯下照射48h，然后测定甲醛的浓度变化。测得去除率为20％，甲苯去处率为11％。样板2放置于室外背阳阴湿处，60天后观察有霉变和发臭。样板三测得耐污性为16％。样板4测得耐擦洗性为1000次。

实施例6

A代表预分散的纳米氧化钛、B代表预分散的纳米氧化锌、C代表预分散的纳米氧化硅与纳米氧化铝

加入纳米氧化锌的量为0.5％，制成乳胶漆样品。将样品做成试板放置于室外背阳阴湿处，观察.6个月后有轻微霉变现象。

实施例7

加入纳米氧化锌的量为1％，制成乳胶漆样品。将样品做成试板放置于室外背阳阴湿处，观察.6个月后无霉变现象。

实施例8

加入纳米氧化锌的量为2％，制成乳胶漆样品。将样品做成试板放置于室外背阳阴湿处，观察.6个月后无霉变现象。

实施例9

纳米氧化硅与纳米氧化铝的添加量为4％。制成乳胶漆样品。样板1测得耐污性为8％。样板2测得耐擦洗性为9500次。

实施例10

纳米氧化硅与纳米氧化铝的添加量为8％。制成乳胶漆样品。样板1测得耐污性为7.5％。样板2测得耐擦洗性为10200次。

实施例11

纳米氧化硅与纳米氧化铝的添加量为12％。制成乳胶漆样品。样板1测得耐污性为7.3％。样板2测得耐擦洗性为11000次。

实施例12

纳米氧化硅与纳米氧化铝的添加量为15％。制成乳胶漆样品。样板1测得耐污性为7.0％。样板2测得耐擦洗性为12000次。

Claims (5)

1.一种纳米内、外墙乳胶漆，其特征在于，组分和重量百分比含量包括：

润湿剂                  0.1～0.3％

分散剂                  0.3～1％

消泡剂                  0.1～0.3％

丙二醇                  0.2～2％

成膜助剂                0.2～2％

钛白粉                  5～35％

填料                    25～40％

2％纤维                 6～20％

PH调节剂                0.1～0.5％

纳米氧化钛              0～3％

纳米氧化锌              0～4％

纳米氧化硅与纳米氧化铝  0～15％

乳液                    8～40％

罐内防腐剂              0.1～0.2％

增稠剂                  0.1～0.5％

水                      余量。

2.根据权利要求1所述的纳米内、外墙乳胶漆，其特征在于，组分和重量百分比含量包括：

润湿剂      0.7％

分散剂      0.3％

消泡剂      0.2％

丙二醇      1.6％

成膜助剂    1.2％

钛白粉      20％

填料        25％

2％纤维     6％

PH调节剂      0.1％

纳米A         0～3％

纳米B         0～4％

纳米C         0～15％

乳液          15％

罐内防腐剂    0.1％

增稠剂        0.2％

水            余量。

3.制备权利要求1或2所述的纳米内、外墙乳胶漆的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将纳米材料加水，进行表面预处理，制备纳米材料水分散液，纳米材料水分散液中；

(2)将水、分散剂、润湿剂、消泡剂总量的20～50％、成膜助剂总量的20～50％，搅拌混合，得到混合溶液；

(3)向步骤(2)得到的混合溶液中加入步骤(1)预处理液，其中以重量百分比计A、B的比例分别为10％～50％，30％～70％；

(4)向步骤(3)中加入钛白粉及填料，分散并砂磨打浆；

(5)向步骤(4)打好的浆料中，加入乳液、余量的成膜助剂、余量的消泡剂、增稠剂、2％纤维、PH调节剂、丙二醇、罐内防腐剂，补足水到100％，分散20～60分钟，罐装得成品涂料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，纳米材料水分散液中，纳米材料的含量为20～60公斤/公斤水。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)得到的混合溶液中水的重量含量为5％～50％。