CN104610788B - 一种铝酸锶纳米片复合涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝酸锶纳米片复合涂料，属于化工技术领域。铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：铝酸锶纳米片20‑35％、纳米氧化锆5‑15％、乙酸乙烯‑乙烯共聚乳液10‑20％、苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液5‑10％、丙二醇丁醚3‑8％、羟基硅油乳液3‑8％、水20‑35％、聚乙烯醇1‑3％、聚氧化乙烯0.2‑1％、二甲基亚砜0.1‑1％、聚二甲基硅氧烷0.05‑0.2％、异丙醇0.5‑3％、聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.1‑0.5％。本发明所提供的铝酸锶纳米片复合涂料性能稳定，具有防腐、阻燃、防霉抗菌、防污、防水及保温等多种功能，在建筑及设备用涂料方面具有良好的应用前景。

Description

一种铝酸锶纳米片复合涂料

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种铝酸锶纳米片复合涂料。

背景技术

涂料是一种涂覆于被保护的物体，例如建筑物内、外墙壁的表面，在被涂物表面形成牢固附着的连续保护层，达到装饰和防护的目的。溶剂型涂料喷涂后会释放大量的挥发性有机化合物(VOC)气体，会严重危害到人类的身体健康和对环境造成污染。随着人们环保意识的增强，对建筑物内、外墙壁涂层的环保要求也不断提高。以水代替有机溶剂，开发出水性涂料，具有安全、无污染的特点，受到人们的广泛关注。

目前已有专利报道了多种水性涂料，例如国家发明专利“一种天然净化内墙涂料及其制备方法”(发明专利申请号：201310164690.X)以活化改性白灰、白石粉、活性坡缕石粉、活性矾土、硼酸及磷酸三丁酯为主要原料制备出了天然净化用内墙涂料。国家发明专利“一种抗污型环氧防火涂料及其制备方法”(发明专利申请号：201310134722.1)采用水性环氧树脂、改性聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、有机硅偶联剂和水镁石为主要原料制备出了抗污防火功能的涂料。国家发明专利“一种用于外墙热反射隔热保温防水乳胶涂料”(发明专利申请号：201310174554.9)以乙二醇、麻刀、纸浆、高岭土、生石灰、钛白粉、重钙、硅灰石粉、珍珠岩、醇酯-12、硅酸镁、苯丙乳液和空心玻璃球状颗粒作为主要原料制备出了外墙热反射保温乳胶涂料。国家发明专利“一种建筑用防水涂料”(发明专利申请号：201210565585.2)以疏水改性二氧化硅、聚乙烯醇、膨润土、氯化镁和聚丙烯为主要原料制备出了一种建筑用防水涂料。以上这些涂料具有隔热保温、防水及抗污等特点，但是由于涂料组成成分的限制，现有涂料一般只能起到其中的部分作用。随着建筑用涂料要求的提高，仅靠现有涂料难以满足需求。

铝酸锶纳米片的厚度为50nm，整个纳米片的长度为1μm，具有尺寸小、比表面积大等特点，铝酸锶纳米片难于与酸、碱、盐反应，熔点高，具有良好的防腐与阻燃特性。在可见光照射下，铝酸锶纳米片通过光催化反应产生的高活性氧化还原电子对甲醛、亚甲基蓝及大肠杆菌等环境污染物及有害细菌具有有效的分解作用。以铝酸锶纳米片作为主要原料，添加填料、乳液、成膜助剂和分散剂等可以制备出铝酸锶纳米片复合涂料，根据涂料内铝酸锶纳米片的光催化过程，涂料表面的甲醛等污染物及有害细菌在可见光作用下分解，可以起到防霉抗菌、防污作用。铝酸锶纳米片的尺寸小、密度低，其构成的涂料可使涂层的热导系数降低，具有良好的隔热保温效果。因此，铝酸锶纳米片在建筑及设备用防腐、阻燃、防霉抗菌、防污、防水及保温涂料方面具有良好的应用前景。然而，目前还未有关于铝酸锶纳米片复合涂料专利的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供铝酸锶纳米片作为主要原料，引入纳米氧化锆作为填料，添加丙二醇丁醚、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液和羟基硅油乳液等成分，以期得到具有良好防腐、阻燃、防霉抗菌、防污、防水及保温功能的铝酸锶纳米片复合涂料。

本发明所提供的铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片20-35％、纳米氧化锆5-15％、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液10-20％、苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液5-10％、丙二醇丁醚3-8％、羟基硅油乳液3-8％、水20-35％、聚乙烯醇1-3％、聚氧化乙烯0.2-1％、二甲基亚砜0.1-1％、聚二甲基硅氧烷0.05-0.2％、异丙醇0.5-3％、聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.1-0.5％。

本发明所述铝酸锶纳米片的厚度为50nm，整个纳米片的长度为1μm，纳米氧化锆的尺寸低于100nm。

本发明所提供的铝酸锶纳米片的具体制备方法如下：

以乙酸锶、铝酸钠作为原料，水为溶剂，其中乙酸锶与铝酸钠的摩尔比为1:1，将乙酸锶、铝酸钠与水均匀混合后置于反应容器内并密封，于温度150-300℃、保温12-48h，其中乙酸锶与铝酸钠的重量不大于水重量的20％。

本发明所提供的铝酸锶纳米片复合涂料的具体制备方法如下：

在低速搅拌下将水、铝酸锶纳米片、聚乙烯醇、二甲基亚砜和一半聚二甲基硅氧烷装入球磨机的球罐内，球磨6h，使之充分分散，然后将球磨后的物料转入多功能分散机，在搅拌下加入纳米氧化锆，在多功能分散机上高速搅拌4h，通过高速剪切将其分散均匀。随后在低搅拌速度下缓慢滴加乙酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液和羟基硅油乳液，随后加入剩余的聚二甲基硅氧烷、聚氧化乙烯、丙二醇丁醚、异丙醇和聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液低速搅拌4h，最后得到涂料成品。

以铝酸锶纳米片作为主要原料，纳米氧化锆作为填料，丙二醇丁醚作为成膜助剂、苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液和羟基硅油乳液作为防水剂，添加聚乙烯醇作为分散剂、聚氧化乙烯作为增稠剂、二甲基亚砜作为润湿剂、聚二甲基硅氧烷作为消泡剂、异丙醇作为防冻剂、聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液作为流平剂，可以得到稳定的铝酸锶纳米片复合涂料。铝酸锶纳米片、纳米氧化锆难于与酸、碱和盐反应，熔点高，具有良好的防腐与阻燃特性。涂层表面的甲醛、亚甲基蓝及大肠杆菌等环境污染物及有害细菌在可见光作用下通过铝酸锶纳米片的光催化作用产生分解；由于铝酸锶纳米片与乳液、纳米填料、成膜助剂等物质形成光滑、致密的涂层，使灰尘等污染物难于吸附于涂层表面，所以铝酸锶纳米片复合涂料具有良好的防霉抗菌和防污功能。苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液和羟基硅油乳液作为复合防水剂，易于在低温下凝聚，与铝酸锶纳米片、纳米二氧化锆等物质均匀混合形成致密的薄膜，阻止水分子的侵入与渗透，具有良好的防水效果，同时也增加了耐洗以及耐磨性。异丙醇作为防冻剂，在铝酸锶纳米片复合涂料中起到防冻作用。铝酸锶纳米片为白色，具有高的红外可见光反射率，由铝酸锶纳米片作为主原料构成的涂料内含有大量不同方向的纳米界面，吸收的光线经纳米界面的多次反射，导致涂层的热传递能力下降，所以铝酸锶纳米片复合涂料也具有一定的隔热保温功能。本发明采用的铝酸锶纳米片活性高、稳定性好、无毒、无害及无污染等特点，所用填料、乳液及助剂均是批量生产的材料，可以实现铝酸锶纳米片复合涂料的制备，符合环境保护和可持续发展的基本国策。

附图说明

图1为实施例1制备的铝酸锶纳米片复合涂料所形成涂层表面的SEM图像；

从图可以看出：铝酸锶纳米片复合涂料所形成的涂层表面致密，纳米颗粒中较均匀的分散着厚度50nm、长度为1μm的纳米片。

具体实施方式

以下结合具体实施例详述本发明，但发明不局限于下述实施例。

实施例1

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片35％

纳米氧化锆5％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液20％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液5％

丙二醇丁醚3％

羟基硅油乳液8％

水20％

聚乙烯醇1％

聚氧化乙烯0.2％

二甲基亚砜0.1％

聚二甲基硅氧烷0.2％

异丙醇2％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.5％。

实施例2

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片20％

纳米氧化锆15％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液10％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液10％

丙二醇丁醚3％

羟基硅油乳液3％

水35％

聚乙烯醇1％

聚氧化乙烯1％

二甲基亚砜0.1％

聚二甲基硅氧烷0.05％

异丙醇1.75％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.1％。

实施例3

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片25％

纳米氧化锆10％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液14.7％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液8％

丙二醇丁醚8％

羟基硅油乳液4％

水25％

聚乙烯醇3％

聚氧化乙烯0.4％

二甲基亚砜1％

聚二甲基硅氧烷0.1％

异丙醇0.5％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.3％。

实施例4

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片28％

纳米氧化锆12％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液16％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液6％

丙二醇丁醚4％

羟基硅油乳液4％

水24％

聚乙烯醇2％

聚氧化乙烯0.3％

二甲基亚砜0.25％

聚二甲基硅氧烷0.15％

异丙醇3％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.3％。

实施例5

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片32％

纳米氧化锆8％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液16％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液7％

丙二醇丁醚3％

羟基硅油乳液6％

水22％

聚乙烯醇2.5％

聚氧化乙烯0.6％

二甲基亚砜0.85％

聚二甲基硅氧烷0.15％

异丙醇1.5％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.4％。

实施例6

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片22.5％

纳米氧化锆14％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液18％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液7％

丙二醇丁醚7％

羟基硅油乳液7％

水20％

聚乙烯醇1.2％

聚氧化乙烯0.55％

二甲基亚砜1.1％

聚二甲基硅氧烷0.18％

异丙醇1.07％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.4％。

实施例7

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片25.4％

纳米氧化锆9.52％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液12.9％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液9.2％

丙二醇丁醚7.2％

羟基硅油乳液6.3％

水23.2％

聚乙烯醇2.2％

聚氧化乙烯0.75％

二甲基亚砜0.64％

聚二甲基硅氧烷0.11％

异丙醇2.1％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.48％。

实施例8

确定铝酸锶纳米片复合涂料的质量百分比组成如下：

铝酸锶纳米片24.5％

纳米氧化锆10.5％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液15.8％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液7.2％

丙二醇丁醚5.5％

羟基硅油乳液6.5％

水22.4％

聚乙烯醇2.7％

聚氧化乙烯0.45％

二甲基亚砜0.65％

聚二甲基硅氧烷0.18％

异丙醇1.25％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.37％。

表1、本发明实施例1所得铝酸锶纳米片复合涂料的性能检测结果

Claims (2)

1.一种铝酸锶纳米片复合涂料，其特征在于：以质量百分比计，该涂料配方如下：

铝酸锶纳米片20-35％

纳米氧化锆5-15％

乙酸乙烯-乙烯共聚乳液10-20％

苯乙烯丙烯酸酯共聚合物乳液5-10％

丙二醇丁醚3-8％

羟基硅油乳液3-8％

水20-35％

聚乙烯醇1-3％

聚氧化乙烯0.2-1％

二甲基亚砜0.1-1％

聚二甲基硅氧烷0.05-0.2％

异丙醇0.5-3％

聚醚改性的二甲基聚硅氧烷共聚物溶液0.1-0.5％。

2.如权利要求1所述一种铝酸锶纳米片复合涂料，其特征在于：所述铝酸锶纳米片的厚度为50nm，整个纳米片的长度为1μm，纳米氧化锆的尺寸低于100nm。