CN105400340A - 一种强度高环保水性涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液70-90份，水10-15份，二丙二醇正丁醚2-3份，沸石8-10份，蒙脱土8-10份，硅酸铝5-10份，负离子粉10-15份，润湿剂H-140？0.1-0.3份，分散剂LBCB-1？1-3份，聚乙烯醇0.1-0.2份，聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2份，乳化剂OP-10？0.05-0.1份，聚氧丙烯甘油醚0.1-0.2份，有机硅消泡剂Tego800？0.03-0.05份，甲基氯异噻唑啉酮0.05-0.07份，桂皮油0.02-0.04份，桉叶油0.03-0.05份，流平剂0.2-0.3份。本发明硬度高，环保性能好。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种强度高环保水性涂料。
背景技术
涂料是一种新型的高分子材料，具有均匀附着在基板材料表面而形成坚固无开裂的膜的特性。传统涂料使用有机物作为溶剂，在加工和生产过程中会释放出挥发性有机物，进而对环境带来污染。水性涂料以水作溶剂，可以节省大量资源、消除了施工时火灾危险性、降低了对大气污染。
虽然水性涂料可以降低对大气的污染，但是水性涂料中仍然存在有机物，这些有机物作为填料和基质存在于涂料中，其含量为2-12％左右，依然会对环境造成污染。
主要成分为丙烯酸的水性涂料，因其附着力好，不会加深木器的颜色，成本较低而被广泛使用，但其漆膜硬度较软，机械性能不高从而限制了其使用，因此需要提供一种强度高且环保的水性涂料。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种强度高环保水性涂料，本发明抗冲击性高，硬度高，环保性能好。
本发明提出的一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液70-90份，水10-15份，二丙二醇正丁醚2-3份，沸石8-10份，蒙脱土8-10份，硅酸铝5-10份，负离子粉10-15份，润湿剂H-1400.1-0.3份，分散剂LBCB-11-3份，聚乙烯醇0.1-0.2份，聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2份，乳化剂OP-100.05-0.1份，聚氧丙烯甘油醚0.1-0.2份，有机硅消泡剂Tego8000.03-0.05份，甲基氯异噻唑啉酮0.05-0.07份，桂皮油0.02-0.04份，桉叶油0.03-0.05份，流平剂0.2-0.3份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声，升温，搅拌，抽滤，洗涤，干燥得到物料A；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散，加入物料A，超声，搅拌得到溶液B；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，保温搅拌，用氨水调节pH，得到改性丙烯酸酯乳液。
优选地，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液75-85份，水12-14份，二丙二醇正丁醚2.2-2.8份，沸石8.5-9.5份，蒙脱土8.5-9.5份，硅酸铝7-9份，负离子粉11-13份，润湿剂H-1400.15-0.25份，分散剂LBCB-11.5-2.5份，聚乙烯醇0.12-0.18份，聚乙烯吡咯烷酮0.13-0.17份，乳化剂OP-100.06-0.08份，聚氧丙烯甘油醚0.13-0.17份，有机硅消泡剂Tego8000.035-0.045份，甲基氯异噻唑啉酮0.055-0.065份，桂皮油0.025-0.035份，桉叶油0.035-0.045份，流平剂0.22-0.28份。
优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1-1.5h，升温至70-90℃，以200-400r/min的速度搅拌13-15h，抽滤，用水洗涤，升温至60-70℃，真空干燥8-12h得到物料A；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散50-70min，加入物料A，超声20-40min，以400-500r/min的速度搅拌1-2h得到溶液B；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至65-75℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以200-400r/min的速度保温搅拌70-100min，用氨水调节pH＝9-10，得到改性丙烯酸酯乳液。
优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：6-8。
优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液的质量分数为0.04-0.05wt％。
优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，在溶液B的制备过程中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为1.5-2.5：100-150：25-35。
优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为14-18：3-5：15-25：5-6：30-40：60-80：1-2。
上述水均为去离子水。
本发明的制备方法如下：将水、改性丙烯酸酯乳液混合，以200r/min的速度搅拌5min，加入二丙二醇正丁醚继续搅拌15min，加入润湿剂H-140、分散剂LBCB-1、乳化剂OP-10、聚氧丙烯甘油醚、有机硅消泡剂Tego800、甲基氯异噻唑啉酮、桂皮油、桉叶油以600r/min的速度搅拌6min，加入沸石、蒙脱土、硅酸铝、负离子粉，以1300r/min的速度搅拌20min，加入流平剂，以400r/min的速度搅拌8min，加入聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮继续搅拌10min得到强度高环保水性涂料。
本发明选用乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷对羧基化碳纳米管进行改性，增加了碳纳米管的分散性，避免了碳纳米管团聚，并且在碳纳米管中引入了双键；纳米二氧化钛在乙醇溶液均匀分散中，使其表面富含羟基，可与改性后的羧基化碳纳米管中剩余的羧基进行反应，将纳米二氧化钛牢牢吸附在羧基化碳纳米管上得到溶液B，溶液B在乳化剂DNS-86的作用下与丙烯酸均匀分散，然后与丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯在过硫酸钾的作用下发生碳碳双键交联共聚反应，将羧甲基碳纳米管和二氧化钛穿插交联在丙烯酸酯乳液中，羧甲基碳纳米管具有优异的机械系能穿插交联在丙烯酸酯乳液中，可以大大增加本发明的硬度、抗冲击性、韧性；二氧化钛具有分解甲醛等有害气体的作用，穿插在丙烯酸酯乳液中，既能增加本发明的稳定性和机械性能，又能大大增加本发明的分解有害气体的作用，保护环境，与沸石、蒙脱土、硅酸铝、负离子粉相互配合，可以大大增加本发明吸附和分解有害气体的作用，保护环境；润湿剂H-140、分散剂LBCB-1、乳化剂OP-10、聚氧丙烯甘油醚、有机硅消泡剂Tego800、流平剂相互作用，可以促进沸石、蒙脱土、硅酸铝、负离子粉在改性丙烯酸酯乳液中均匀分散，进一步增加本发明的稳定性和机械性能；甲基氯异噻唑啉酮、桂皮油、桉叶油可以增加本发明防腐杀菌防霉性；二丙二醇正丁醚为成膜助剂，增加本发明的成膜性；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮为增稠剂，上述各物质相互配合，可以增加本发明的硬度、抗冲击性能、韧性、机械强度、稳定性、吸附性以及净化空气的作用。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液70份，水15份，二丙二醇正丁醚2份，沸石10份，蒙脱土8份，硅酸铝10份，负离子粉10份，润湿剂H-1400.3份，分散剂LBCB-11份，聚乙烯醇0.2份，聚乙烯吡咯烷酮0.1份，乳化剂OP-100.1份，聚氧丙烯甘油醚0.1份，有机硅消泡剂Tego8000.05份，甲基氯异噻唑啉酮0.05份，桂皮油0.04份，桉叶油0.03份，流平剂0.3份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.04wt％的乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1.5h，升温至70℃，以400r/min的速度搅拌13h，抽滤，用水洗涤，升温至70℃，真空干燥8h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：8；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散50min，加入物料A，超声40min，以400r/min的速度搅拌2h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为1.5：150：25；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至75℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以200r/min的速度保温搅拌100min，用氨水调节pH＝9，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为18：3：25：5：40：60：2。
实施例2
一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液90份，水10份，二丙二醇正丁醚3份，沸石8份，蒙脱土10份，硅酸铝5份，负离子粉15份，润湿剂H-1400.1份，分散剂LBCB-13份，聚乙烯醇0.1份，聚乙烯吡咯烷酮0.2份，乳化剂OP-100.05份，聚氧丙烯甘油醚0.2份，有机硅消泡剂Tego8000.03份，甲基氯异噻唑啉酮0.07份，桂皮油0.02份，桉叶油0.05份，流平剂0.2份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.05wt％的乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1h，升温至90℃，以200r/min的速度搅拌15h，抽滤，用水洗涤，升温至60℃，真空干燥12h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：6；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散70min，加入物料A，超声20min，以500r/min的速度搅拌1h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为2.5：100：35；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至65℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以400r/min的速度保温搅拌70min，用氨水调节pH＝10，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为14：5：15：6：30：80：1。
实施例3
一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液85份，水12份，二丙二醇正丁醚2.8份，沸石8.5份，蒙脱土9.5份，硅酸铝7份，负离子粉13份，润湿剂H-1400.15份，分散剂LBCB-12.5份，聚乙烯醇0.12份，聚乙烯吡咯烷酮0.17份，乳化剂OP-100.06份，聚氧丙烯甘油醚0.17份，有机硅消泡剂Tego8000.035份，甲基氯异噻唑啉酮0.065份，桂皮油0.025份，桉叶油0.045份，流平剂0.22份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.047wt％的乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1.1h，升温至85℃，以250r/min的速度搅拌14.5h，抽滤，用水洗涤，升温至63℃，真空干燥11h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：6.5；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散65min，加入物料A，超声25min，以480r/min的速度搅拌1.3h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为2.3：120：32；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至67℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以350r/min的速度保温搅拌80min，用氨水调节pH＝9.7，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为15：4.5：18：5.7：32：75：1.3。
实施例4
一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液75份，水14份，二丙二醇正丁醚2.2份，沸石9.5份，蒙脱土8.5份，硅酸铝9份，负离子粉11份，润湿剂H-1400.25份，分散剂LBCB-11.5份，聚乙烯醇0.18份，聚乙烯吡咯烷酮0.13份，乳化剂OP-100.08份，聚氧丙烯甘油醚0.13份，有机硅消泡剂Tego8000.045份，甲基氯异噻唑啉酮0.055份，桂皮油0.035份，桉叶油0.035份，流平剂0.28份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.043wt％的乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1.3h，升温至75℃，以350r/min的速度搅拌13.5h，抽滤，用水洗涤，升温至67℃，真空干燥9h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：7.5；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散55min，加入物料A，超声35min，以420r/min的速度搅拌1.7h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为1.7：130：28；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至73℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以250r/min的速度保温搅拌90min，用氨水调节pH＝9.3，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为17：3.5：22：5.3：38：65：1.7。
实施例5
一种强度高环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液80份，水13份，二丙二醇正丁醚2.5份，沸石9份，蒙脱土9份，硅酸铝8份，负离子粉12份，润湿剂H-1400.2份，分散剂LBCB-12份，聚乙烯醇0.15份，聚乙烯吡咯烷酮0.15份，乳化剂OP-100.07份，聚氧丙烯甘油醚0.15份，有机硅消泡剂Tego8000.04份，甲基氯异噻唑啉酮0.06份，桂皮油0.03份，桉叶油0.04份，流平剂0.25份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入质量分数为0.045wt％的乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1.2h，升温至80℃，以300r/min的速度搅拌14h，抽滤，用水洗涤，升温至65℃，真空干燥10h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：7；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散60min，加入物料A，超声30min，以450r/min的速度搅拌1.5h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为2：125：30；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至70℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以300r/min的速度保温搅拌85min，用氨水调节pH＝9.5，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为16：4：20：5.5：35：70：1.5。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种强度高环保水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液70-90份，水10-15份，二丙二醇正丁醚2-3份，沸石8-10份，蒙脱土8-10份，硅酸铝5-10份，负离子粉10-15份，润湿剂H-1400.1-0.3份，分散剂LBCB-11-3份，聚乙烯醇0.1-0.2份，聚乙烯吡咯烷酮0.1-0.2份，乳化剂OP-100.05-0.1份，聚氧丙烯甘油醚0.1-0.2份，有机硅消泡剂Tego8000.03-0.05份，甲基氯异噻唑啉酮0.05-0.07份，桂皮油0.02-0.04份，桉叶油0.03-0.05份，流平剂0.2-0.3份；
其中，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声，升温，搅拌，抽滤，洗涤，干燥得到物料A；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散，加入物料A，超声，搅拌得到溶液B；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，保温搅拌，用氨水调节pH，得到改性丙烯酸酯乳液。
2.根据权利要求1所述强度高环保水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液75-85份，水12-14份，二丙二醇正丁醚2.2-2.8份，沸石8.5-9.5份，蒙脱土8.5-9.5份，硅酸铝7-9份，负离子粉11-13份，润湿剂H-1400.15-0.25份，分散剂LBCB-11.5-2.5份，聚乙烯醇0.12-0.18份，聚乙烯吡咯烷酮0.13-0.17份，乳化剂OP-100.06-0.08份，聚氧丙烯甘油醚0.13-0.17份，有机硅消泡剂Tego8000.035-0.045份，甲基氯异噻唑啉酮0.055-0.065份，桂皮油0.025-0.035份，桉叶油0.035-0.045份，流平剂0.22-0.28份。
3.根据权利要求1或2所述强度高环保水性涂料，其特征在于，改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：将羧基化碳纳米管加入乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液中，超声1-1.5h，升温至70-90℃，以200-400r/min的速度搅拌13-15h，抽滤，用水洗涤，升温至60-70℃，真空干燥8-12h得到物料A；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散50-70min，加入物料A，超声20-40min，以400-500r/min的速度搅拌1-2h得到溶液B；将溶液B与乳化剂DNS-86、水、丙烯酸混匀，升温至65-75℃，滴加丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的混合溶液，50min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以200-400r/min的速度保温搅拌70-100min，用氨水调节pH＝9-10，得到改性丙烯酸酯乳液。
4.根据权利要求1-3任一项所述强度高环保水性涂料，其特征在于，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，羧基化碳纳米管和乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷的重量比为100：6-8。
5.根据权利要求1-4任一项所述强度高环保水性涂料，其特征在于，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷乙醇溶液的质量分数为0.04-0.05wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述强度高环保水性涂料，其特征在于，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，在溶液B的制备过程中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为1.5-2.5：100-150：25-35。
7.根据权利要求1-6任一项所述强度高环保水性涂料，其特征在于，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，溶液B、乳化剂DNS-86、水、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、过硫酸钾的重量比为14-18：3-5：15-25：5-6：30-40：60-80：1-2。
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