CN104017453A - 一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料及其制备方法,涉及防霉保温涂料领域,该防霉保温涂料主要由有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液、无毒防霉剂微胶囊、填料、助剂、去离子水组成;无毒防霉剂微胶囊以环氧甲萘醌等亲油性防污剂为囊芯,聚丙烯酸酯为囊壁,保证了防霉剂长期均匀有效地渗出。该水性微胶囊防霉涂料采用无毒环保型防霉和保温材料,不但无毒,而且有明显的防霉、保温效果,且使用期效比传统的防霉涂料长,具有耐洗刷、附着力强、抗冲击强等优异的物理性能。
Description
技术领域
本发明涉及防霉保温涂料领域,尤其涉及一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料及其制备方法。
背景技术
在南方以及北方夏天比较湿热的气候条件下,普通墙壁表面因为所处环境湿热,不仅霉菌生长繁殖,还由于气候炎热,需要大量的空调能耗,这些场所如果涂刷普通装饰涂料,不能起到保温隔热的作用,同时墙面还会受到不同程度的霉菌侵蚀,而霉菌对于有机涂层的侵蚀尤为严重,被霉菌侵蚀后的涂层会褪色、沾污,甚至脱落,因为霉菌侵蚀涂层后,会分泌出能进一步分解涂层中有机成膜物的酶,从而使整个涂层遭到破坏。霉菌不但能使受侵蚀的涂层表面非常不雅观,而且在深层长出的霉菌还会冲破涂层,从而造成涂膜开裂,甚至剥落,因此长期以来人们一直在寻找各种办法与霉菌斗争。
在建筑墙面涂刷防霉保温涂料是防止霉菌生长、隔热保温最行之有效的办法。目前市场上销售的防霉涂料中大都没有隔热保温作用,其中的防霉剂主要是碘化甲醛、碘化丙炔衍生物等碘系化合物以及硼酸金属盐、三丁基锡等有机锡化合物,但是碘化合物价格昂贵,硼酸金属盐、有机锡化合物则抗菌效果持久性差,必须频繁进行再喷涂等维护和保养工作,若增加添加量,虽其效果持久性提高,但毒性较大,因而不宜作为长久之计;其次市面上所使用的水性防霉涂料耐水性不好,使用时间长了,容易因为水汽侵蚀,使涂层脱落,而且防霉有效期短,一般只有2年左右,除此之外,现有的防霉涂料还存在无保温效果等问题。因此市场急需一种能有效抑制霉菌生长、隔热保温、价格低廉、环保无毒、使用期效长、施工方便的防霉保温涂料。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的缺点,提供一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料及其制备方法。该水性微胶囊防霉涂料,不但无毒,而且有明显的防霉、隔热保温效果,且使用期效较传统的防霉涂料长,耐洗刷、附着力、抗冲击等物理性能优异,且价格低廉,可用作建筑内墙面和外墙面。
本发明的技术要点是:采用有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液作为基料,该乳液须在阴离子反应性乳化剂与非离子反应性乳化剂构成的复合乳化体系下制备;填料采用金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉;无毒防霉剂微胶囊以环氧甲萘醌等亲油性防污剂为囊芯,聚丙烯酸酯为囊壁,保证了防霉剂长期均匀有效地渗出,克服了传统的防霉涂料耐水性不好,易剥落,使用有效期短,没有隔热保温的作用等缺陷。
本发明提供的一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料,按质量份数计,主要由以下原料组成:
所述的无毒防霉剂微胶囊,按质量份数计,主要由以下原料组成:
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法为:
(1)将3~20份环氧甲萘醌,15~100份丙酮混和均匀,得到环氧甲萘醌的丙酮溶液;
(2)将1~3份过硫酸钾、100~300份去离子水混和均匀,得到过硫酸钾的水溶液;
(3)将130~220份甲基丙烯酸甲酯,140~230份丙烯酸丁酯,3~10份丙烯酸混和均匀,得到混合单体Ⅰ;
(4)将余量的去离子水,1~5份酚聚氧乙烯醚,1~5份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,搅拌过程中用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;
(5)向四口瓶中加入步骤(3)中所得的混合单体Ⅰ,滴加步骤(2)中所得的过硫酸钾的水溶液;
(6)升温至90℃,保温1h,控制溶液pH值为7~8,冷却后出料,得到无毒防霉剂微胶囊。
进一步的,所述有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液由以下方法得到:
(1)将280份甲基丙烯酸甲酯,320份丙烯酸丁酯,6份丙烯酸,20份乙烯基三乙氧基硅烷,15份叔碳酸乙烯酯,加入到锥形瓶中,摇匀,制成混合单体Ⅱ;
(2)将2份过硫酸钾和150份水混匀,制成过硫酸钾溶液;
(3)将600份去离子水,6份含双键的聚醚AE-200,6份含双键的磺基琥珀酸盐M-10S,1份碳酸氢钠加入四口瓶中,氮气保护下,用磁力搅拌机搅拌升温至84℃,加入1份过硫酸钾和10份混合单体Ⅱ,待蓝光出现,滴加过硫酸钾溶液和余量混合单体Ⅱ,保温1h,温度降至40℃,用氨水调PH值为7~8;出料,得到有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液。
进一步的,所述填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:0.5~1:0.2~1.5:0.5~1.5:0.3~1.6:0.4~1.6:0.5~1.5:0.5~1.5:0.3~1.3。
进一步的,所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
所述的一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述的助剂、填料、去离子水按照0.3~3:30~50:70~140的质量配比,加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0.5~1.5h;
(2)加入有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5h;
(3)放入锥形磨中研磨出料,得到无毒水性微胶囊防霉保温涂料。
作为优选,所述水性气凝胶比表面积可达600m2/g,其密度最低可至40kg/m3,由上海慈太龙实业有限公司提供,所述有机硅表面活性剂型号为SP-01,阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液型号为P-101,碱溶胀阴离子缔合型增稠剂型号为TT-998以上均由聊城市鲁工涂料助剂有限公司提供。
本发明的有益效果是:该涂料以有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液作为基料,安全无毒,解决了生产和涂刷过程中的有害气体排放问题、运输过程中的安全问题以及防霉涂料的耐水性差、易脱落等问题;选用环保型防污剂、填料、助剂,保证了本发明制备的防污涂料安全无毒且具有优良的防污性能;将防污剂微胶囊化后使用,增强了涂料防霉效果,延长了涂料的使用寿命,是一般涂料有效期的3倍以上;本发明的防霉涂料同时具有隔热保温作用;耐洗刷、附着力、抗冲击等物理性能优异,且价格低廉,可用作建筑内墙面和外墙面。
具体实施方式
实施例1:
取如下原料:
(1)有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液,其质量份数为50份;
(2)无毒防霉剂微胶囊,其质量份数为10份;
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法如下:
环氧甲萘醌等亲油性防污剂的质量份数为5份,甲基丙烯酸甲酯的质量份数为130份;丙烯酸丁酯的质量份数为140份,丙烯酸的质量份数为3份,十二烷基硫酸钠的质量份数为1份,酚聚氧乙烯醚的质量分数为1份,丙酮的质量份数为15份,过硫酸钾的质量份数1份,去离子水的质量份数为300份。先将5份环氧甲萘醌等亲油性防污剂,15份丙酮混匀,得到环氧甲萘醌等亲油性防污剂的丙酮溶液;然后将1份过硫酸钾,100份去离子水混匀,得到过硫酸钾水溶液;再将130份甲基丙烯酸甲酯,140份丙烯酸丁酯,3份丙烯酸混匀,得到混合单体Ⅰ。将200份去离子水,1份酚聚氧乙烯醚,1份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,同时用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌等亲油性防污剂的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;再向四口瓶中加入混合单体Ⅰ,滴加过硫酸钾的水溶液;滴完后升温至90℃,保温1h,冷却后出料。
(3)填料,其质量份数为30份;
所述的填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:1:0.9:0.5:1:0.8:1.1:1:1.2。
(4)助剂,其质量份数为0.3份;
所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
(5)去离子水,其质量份数为80份;
将所述的助剂、填料,去离子水按照上述配比加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0~1.5小时,然后加入有机硅改性丙烯酸酯乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5小时,最后再放入锥形磨中研磨出料。
实施例2:
取如下原料:
(1)有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液,其质量份数为70份;
(2)无毒防霉剂微胶囊,其质量份数为16份;
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法如下:
环氧甲萘醌等亲油性防污剂的质量份数为15份,甲基丙烯酸甲酯的质量份数为180份;丙烯酸丁酯的质量份数为190份,丙烯酸的质量份数为5份,十二烷基硫酸钠的质量份数为3份,酚聚氧乙烯醚的质量分数为3份,丙酮的质量份数为50份,过硫酸钾的质量份数2份,去离子水的质量份数为500份。先将15份环氧甲萘醌等亲油性防污剂,50份丙酮混匀,得到环氧甲萘醌等亲油性防污剂的丙酮溶液;然后将2份过硫酸钾,200份去离子水混匀,得到过硫酸钾水溶液;再将180份甲基丙烯酸甲酯,190份丙烯酸丁酯,5份丙烯酸混匀,得到混合单体Ⅰ。将300份去离子水,3份酚聚氧乙烯醚,3份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,同时用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌等亲油性防污剂的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;再向四口瓶中加入混合单体Ⅰ,滴加过硫酸钾的水溶液;滴完后升温至90℃,保温1h,冷却后出料。
(3)填料,其质量份数为40份;
所述的填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:1:1:0.6:1:0.8:1.1:1:1.2。
(4)助剂,其质量份数为3份;
所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
(5)去离子水,其质量份数为100份;
将所述的助剂、填料,去离子水按照上述配比加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0.5~1.5小时,然后加入有机硅改性丙烯酸酯乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5小时,最后再放入锥形磨中研磨出料。
实施例3:
取如下原料:
(1)有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液,其质量份数为90份;
(2)无毒防霉剂微胶囊,其质量份数为28份;
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法如下:
环氧甲萘醌等亲油性防污剂的质量份数为20份,甲基丙烯酸甲酯的质量份数为220份;丙烯酸丁酯的质量份数为230份,丙烯酸的质量份数为9份,十二烷基硫酸钠的质量份数为5份,酚聚氧乙烯醚的质量分数为5份,丙酮的质量份数为100份,过硫酸钾的质量份数3份,去离子水的质量份数为700份。先将20份环氧甲萘醌等亲油性防污剂,100份丙酮混匀,得到环氧甲萘醌等亲油性防污剂的丙酮溶液;然后将3份过硫酸钾,300份去离子水混匀,得到过硫酸钾水溶液;再将220份甲基丙烯酸甲酯,230份丙烯酸丁酯,9份丙烯酸混匀,得到混合单体Ⅰ。将400份去离子水,5份酚聚氧乙烯醚,5份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,同时用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌等亲油性防污剂的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;再向四口瓶中加入混合单体Ⅰ,滴加过硫酸钾的水溶液;滴完后升温至90℃,保温1h,冷却后出料。
(3)填料,其质量份数为50份;
所述的填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:0.9:0.8:0.5:1:0.8:1.2:1:1。
(4)助剂,其质量份数为1.5份;
所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
(5)去离子水,其质量份数为130份;
将所述的助剂、填料,去离子水按照上述配比加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0.5~1.5小时,然后加入有机硅改性丙烯酸酯乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5小时,最后再放入锥形磨中研磨出料。
实施例4
取如下原料:
(1)有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液,其质量份数为90份;
(2)无毒防霉剂微胶囊,其质量份数为14份;
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法如下:
环氧甲萘醌等亲油性防霉剂的质量份数为6份,甲基丙烯酸甲酯的质量份数为140份;丙烯酸丁酯的质量份数为230份,丙烯酸的质量份数为5份,十二烷基硫酸钠的质量份数为5份,酚聚氧乙烯醚的质量分数为5份,丙酮的质量份数为60份,过硫酸钾的质量份数3份,去离子水的质量份数为700份。先将6份环氧甲萘醌等亲油性防霉剂,60份丙酮混匀,得到环氧甲萘醌等亲油性防霉剂的丙酮溶液;然后将3份过硫酸钾,300份去离子水混匀,得到过硫酸钾水溶液;再将140份甲基丙烯酸甲酯,230份丙烯酸丁酯,5份丙烯酸混匀,得到混合单体Ⅰ。将400份去离子水,5份酚聚氧乙烯醚,5份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,同时用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌等亲油性防霉剂的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;再向四口瓶中加入混合单体Ⅰ,滴加过硫酸钾的水溶液;滴完后升温至90℃,保温1h,冷却后出料。
(3)填料,其质量份数为30份;
所述的填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:0.9:0.8:0.5:1:0.8:1.2:1:1。
(4)助剂,其质量份数为2.4份;
所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
(5)去离子水,其质量份数为130份;
将所述的有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂、填料,去离子水按照上述配比加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0.5~1.5小时,然后加入有机硅改性丙烯酸酯乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5小时,最后再放入锥形磨中研磨出料。
实施例5:
取如下原料:
(1)有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液,其质量份数为70份;
(2)无毒防霉剂微胶囊,其质量份数为12份;
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法如下:
环氧甲萘醌等亲油性防霉剂的质量份数为5份,甲基丙烯酸甲酯的质量份数为150份;丙烯酸丁酯的质量份数为230份,丙烯酸的质量份数为9份,十二烷基硫酸钠的质量份数为5份,酚聚氧乙烯醚的质量分数为5份,丙酮的质量份数为50份,过硫酸钾的质量份数3份,去离子水的质量份数为700份。先将5份环氧甲萘醌等亲油性防霉剂,50份丙酮混匀,得到环氧甲萘醌等亲油性防霉剂的丙酮溶液;然后将3份过硫酸钾,300份去离子水混匀,得到过硫酸钾水溶液;再将150份甲基丙烯酸甲酯,230份丙烯酸丁酯,9份丙烯酸混匀,得到混合单体Ⅰ。将400份去离子水,5份酚聚氧乙烯醚,5份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,同时用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌等亲油性防霉剂的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;再向四口瓶中加入混合单体Ⅰ,滴加过硫酸钾的水溶液;滴完后升温至90℃,保温1h,冷却后出料。
(3)填料,其质量份数为50份;
所述的填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:0.9:0.8:0.5:1:0.8:1.2:1:1。
(4)助剂,其质量份数为0.6份;
所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
(5)去离子水,其质量份数为130份。
将所述的有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂、填料,去离子水按照上述配比加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0.5~1.5小时,然后加入有机硅改性丙烯酸酯乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5小时,最后再放入锥形磨中研磨出料。
按照本发明所述方法,对该无毒水性微胶囊防霉保温涂料的附着力、耐冲击性、漆膜耐霉菌测定、急性毒性、隔热温差等进行检测分析,结果见表1。
表1实施例技术参数
表1中,检测项目3和4较现有水性防霉涂料效果显著,现有水性防霉涂料中都没有关于急性毒性检测的实验,本发明中,选用环保型防污剂、填料、助剂,保证了本发明制备的防污涂料安全无毒,可以达到雌、雄小鼠LD50>5000mg/kgBW,属实际无毒级;由于本发明填料的特殊性,使本发明的防霉涂料同时具有良好的隔热保温作用,而且通过防霉剂释放量计算出现有涂料有效期才只有2年而本发明防霉有效期达到5年以上。根据以上实验可以证明,本发明提供了一种在生产、使用过程中安全环保、耐水性等各项性能优异、防霉有效期长的水性微胶囊防霉保温涂料,克服了现有防霉涂料的技术不足。
Claims (5)
1.一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料,按质量份数计,主要由以下原料组成:
所述的无毒防霉剂微胶囊,按质量份数计,主要由以下原料组成:
所述的无毒防霉剂微胶囊的制备方法为:
(1)将3~20份环氧甲萘醌,15~100份丙酮混和均匀,得到环氧甲萘醌的丙酮溶液;
(2)将1~3份过硫酸钾,100~300份去离子水混和均匀,得到过硫酸钾的水溶液;
(3)将130~220份甲基丙烯酸甲酯,140~230份丙烯酸丁酯,3~10份丙烯酸混和均匀,得到混合单体Ⅰ;
(4)将余量的去离子水,1~5份酚聚氧乙烯醚,1~5份十二烷基硫酸钠放入四口瓶中高速搅拌3min,搅拌过程中用胶头滴管向烧杯中滴加环氧甲萘醌的丙酮溶液,氮气保护下升温至80℃;
(5)向四口瓶中加入步骤(3)中所得的混合单体Ⅰ,滴加步骤(2)中所得的过硫酸钾的水溶液;
(6)升温至90℃,保温1h,控制溶液pH值为7~8,冷却后出料,得到无毒防霉剂微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料,其特征在于,所述有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液由以下方法得到:
(1)将280份甲基丙烯酸甲酯,320份丙烯酸丁酯,6份丙烯酸,20份乙烯基三乙氧基硅烷,15份叔碳酸乙烯酯,加入到锥形瓶中,摇匀,制成混合单体Ⅱ;
(2)将2份过硫酸钾和150份水混匀,制成过硫酸钾溶液;
(3)将600份去离子水,6份含双键的聚醚AE-200,6份含双键的磺基琥珀酸盐M-10S,1份碳酸氢钠加入四口瓶中,氮气保护下,用磁力搅拌机搅拌升温至84℃,通加入1份过硫酸钾和10份混合单体Ⅱ,待蓝光出现,滴加过硫酸钾溶液和余量混合单体Ⅱ,保温1h,温度降至40℃,用氨水调PH值为7-8;出料,得到有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液。
3.根据权利要求1所述的一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料,其特征在于,所述填料是由金红石二氧化钛、轻质碳酸钙、水性气凝胶、氧化钇、膨润土、煅烧高岭土、硅藻土、滑石粉组成,各成份质量配比为:0.5~1:0.2~1.5:0.5~1.5:0.3~1.6:0.4~1.6:0.5~1.5:0.5~1.5:0.3~1.3。
4.根据权利要求1所述的一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料,其特征在于所述助剂是由有机硅表面活性剂、阴离子改性聚丙烯酸氨盐溶液、碱溶胀阴离子缔合型增稠剂组成,各成分质量配比为:1:1:1。
5.如权利要求1所述的一种无毒水性微胶囊防霉保温涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将所述的助剂、填料、去离子水按照0.3~3:30~50:70~140的质量配比,加入到砂磨机中分散处理,处理时间为0.5~1.5h;
(2)加入有机硅改性丙烯酸酯自乳化乳液和无毒防霉剂微胶囊,分散处理,处理时间为1~1.5h;
(3)放入锥形磨中研磨出料,得到无毒水性微胶囊防霉保温涂料。
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