CN105400341A - 一种机械性能好环保水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液80-120份，水15-20份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2-4份，活性炭粉5-8份，气相二氧化硅8-10份，高岭土10-15份，负离子粉5-10份，润湿剂Wet270？0.1-0.3份，分散剂LBD-1？3-4份，羧甲基纤维素钠0.1-0.2份，羟丙基甲基纤维素0.3-0.4份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.2-0.3份，有机硅消泡剂Tego900？0.2-0.3份，聚氧丙烯0.1-0.2份，富马酸二甲酯0.02-0.04份，桂皮油0.03-0.05份，流平剂0.3-0.4份。

Description

一种机械性能好环保水性涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种机械性能好环保水性涂料。

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，因此需要提供一种机械性能好且环保的水性涂料。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种机械性能好环保水性涂料，本发明抗冲击性高，韧性好，机械性能高，环保性能好。

本发明提出的一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液80-120份，水15-20份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2-4份，活性炭粉5-8份，气相二氧化硅8-10份，高岭土10-15份，负离子粉5-10份，润湿剂Wet2700.1-0.3份，分散剂LBD-13-4份，羧甲基纤维素钠0.1-0.2份，羟丙基甲基纤维素0.3-0.4份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.2-0.3份，有机硅消泡剂Tego9000.2-0.3份，聚氧丙烯0.1-0.2份，富马酸二甲酯0.02-0.04份，桂皮油0.03-0.05份，流平剂0.3-0.4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OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，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90-110份，水16-18份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2.5-3.5份，活性炭粉6-7份，气相二氧化硅8.5-9.5份，高岭土11-13份，负离子粉7-9份，润湿剂Wet2700.15-0.25份，分散剂LBD-13.2-3.8份，羧甲基纤维素钠0.13-0.17份，羟丙基甲基纤维素0.32-0.38份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.23-0.27份，有机硅消泡剂Tego9000.22-0.28份，聚氧丙烯0.12-0.18份，富马酸二甲酯0.025-0.035份，桂皮油0.035-0.045份，流平剂0.32-0.38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乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声30-60min，升温至60-80℃，以300-500r/min的速度搅拌10-12h，抽滤，用水洗涤，升温至50-60℃，真空干燥10-15h得到物料A；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散30-60min，加入物料A，超声10-20min，以300-400r/min的速度搅拌1-3h得到溶液B；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至70-80℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min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60-90min，用氨水调节pH＝8-9，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乙氧基硅烷的重量比为100：4-6。

优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液的质量分数为0.03-0.05wt％。

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1-2：100-120：20-30。

优选地，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，溶液B、乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为10-15：2-4：10-20：4-5：25-35：55-65：1-2。

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300r/min的速度搅拌5min，加入一缩丙二醇甲醚醋酸酯继续搅拌10min，加入润湿剂Wet270、分散剂LBD-1、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、有机硅消泡剂Tego900、聚氧丙烯、富马酸二甲酯、桂皮油以400r/min的速度搅拌20min，加入活性炭粉、气相二氧化硅、高岭土、负离子粉，以1000r/min的速度搅拌20min，加入流平剂，以500r/min的速度搅拌8min，加入羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素继续搅拌10min得到机械性能好环保水性涂料。

本发明选用乙烯基三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OP-10的作用下与甲基丙烯酸均匀分散，然后与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯在过硫酸钠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抗冲击性、抗撕裂性、韧性、硬度、机械强度；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，与活性炭粉、气相二氧化硅、高岭土、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Wet270、分散剂LBD-1、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、有机硅消泡剂Tego900、聚氧丙烯、流平剂相互作用，可以促进活性炭粉、气相二氧化硅、高岭土、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；富马酸二甲酯、桂皮油可以增加本发明防腐杀菌防霉性；一缩丙二醇甲醚醋酸酯为成膜助剂，增加本发明的成膜性；羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素为增稠剂，上述各物质相互配合，可以增加本发明的抗冲击性能、韧性、抗撕裂性、硬度、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

一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液80份，水20份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2份，活性炭粉8份，气相二氧化硅8份，高岭土15份，负离子粉5份，润湿剂Wet2700.3份，分散剂LBD-13份，羧甲基纤维素钠0.2份，羟丙基甲基纤维素0.3份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.3份，有机硅消泡剂Tego9000.2份，聚氧丙烯0.2份，富马酸二甲酯0.02份，桂皮油0.05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0.05wt％的乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声30min，升温至80℃，以300r/min的速度搅拌12h，抽滤，用水洗涤，升温至50℃，真空干燥15h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：4；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散60min，加入物料A，超声10min，以400r/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2：100：30；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至70℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以400r/min的速度保温搅拌60min，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OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为10：4：10：5：25：65：1。

实施例2

一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液120份，水15份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯4份，活性炭粉5份，气相二氧化硅10份，高岭土10份，负离子粉10份，润湿剂Wet2700.1份，分散剂LBD-14份，羧甲基纤维素钠0.1份，羟丙基甲基纤维素0.4份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.2份，有机硅消泡剂Tego9000.3份，聚氧丙烯0.1份，富马酸二甲酯0.04份，桂皮油0.03份，流平剂0.4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0.03wt％的乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声60min，升温至60℃，以500r/min的速度搅拌10h，抽滤，用水洗涤，升温至60℃，真空干燥10h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三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30min，加入物料A，超声20min，以300r/min的速度搅拌3h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为1：120：20；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至80℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以200r/min的速度保温搅拌90min，用氨水调节pH＝8，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为15：2：20：4：35：55：2。

实施例3

一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液90份，水18份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2.5份，活性炭粉7份，气相二氧化硅8.5份，高岭土13份，负离子粉7份，润湿剂Wet2700.25份，分散剂LBD-13.2份，羧甲基纤维素钠0.17份，羟丙基甲基纤维素0.32份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.27份，有机硅消泡剂Tego9000.22份，聚氧丙烯0.18份，富马酸二甲酯0.025份，桂皮油0.045份，流平剂0.32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％的乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声40min，升温至75℃，以350r/min的速度搅拌11.5h，抽滤，用水洗涤，升温至52℃，真空干燥14h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：4.5；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散50min，加入物料A，超声13min，以380r/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1.8：105：27；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至72℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以350r/min的速度保温搅拌70min，用氨水调节pH＝8.8，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为11：3.5：13：4.7：28：63：1.2。

实施例4

一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液110份，水16份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯3.5份，活性炭粉6份，气相二氧化硅9.5份，高岭土11份，负离子粉9份，润湿剂Wet2700.15份，分散剂LBD-13.8份，羧甲基纤维素钠0.13份，羟丙基甲基纤维素0.38份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.23份，有机硅消泡剂Tego9000.28份，聚氧丙烯0.12份，富马酸二甲酯0.035份，桂皮油0.035份，流平剂0.38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0.035wt％的乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声50min，升温至65℃，以450r/min的速度搅拌10.5h，抽滤，用水洗涤，升温至58℃，真空干燥12h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：5.5；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散40min，加入物料A，超声17min，以320r/min的速度搅拌2.5h得到溶液B，其中，纳米二氧化钛、乙醇、物料A的重量比为1.2：115：23；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至78℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以250r/min的速度保温搅拌80min，用氨水调节pH＝8.2，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为13：2.5：17：4.3：32：58：1.8。

实施例5

一种机械性能好环保水性涂料，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液100份，水17份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯3份，活性炭粉6.5份，气相二氧化硅9份，高岭土12份，负离子粉8份，润湿剂Wet2700.2份，分散剂LBD-13.5份，羧甲基纤维素钠0.15份，羟丙基甲基纤维素0.35份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.25份，有机硅消泡剂Tego9000.25份，聚氧丙烯0.15份，富马酸二甲酯0.03份，桂皮油0.04份，流平剂0.35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％的乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声45min，升温至70℃，以400r/min的速度搅拌11h，抽滤，用水洗涤，升温至55℃，真空干燥13h得到物料A，其中，羧基化碳纳米管和乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为100：5；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散45min，加入物料A，超声15min，以350r/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1.5：110：25；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至75℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min内滴加完毕，滴加过程中不断搅拌，以300r/min的速度保温搅拌75min，用氨水调节pH＝8.5，得到改性丙烯酸酯乳液，其中，溶液B、乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为12：3：15：4.5：30：60：1.5。

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)

1.一种机械性能好环保水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液80-120份，水15-20份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2-4份，活性炭粉5-8份，气相二氧化硅8-10份，高岭土10-15份，负离子粉5-10份，润湿剂Wet2700.1-0.3份，分散剂LBD-13-4份，羧甲基纤维素钠0.1-0.2份，羟丙基甲基纤维素0.3-0.4份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.2-0.3份，有机硅消泡剂Tego9000.2-0.3份，聚氧丙烯0.1-0.2份，富马酸二甲酯0.02-0.04份，桂皮油0.03-0.05份，流平剂0.3-0.4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OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，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所述机械性能好环保水性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：改性丙烯酸酯乳液90-110份，水16-18份，一缩丙二醇甲醚醋酸酯2.5-3.5份，活性炭粉6-7份，气相二氧化硅8.5-9.5份，高岭土11-13份，负离子粉7-9份，润湿剂Wet2700.15-0.25份，分散剂LBD-13.2-3.8份，羧甲基纤维素钠0.13-0.17份，羟丙基甲基纤维素0.32-0.38份，苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.23-0.27份，有机硅消泡剂Tego9000.22-0.28份，聚氧丙烯0.12-0.18份，富马酸二甲酯0.025-0.035份，桂皮油0.035-0.045份，流平剂0.32-0.38份。

3.根据权利要求1或2所述机械性能好环保水性涂料，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乙氧基硅烷乙醇溶液中，超声30-60min，升温至60-80℃，以300-500r/min的速度搅拌10-12h，抽滤，用水洗涤，升温至50-60℃，真空干燥10-15h得到物料A；将纳米二氧化钛加入乙醇中，超声分散30-60min，加入物料A，超声10-20min，以300-400r/min的速度搅拌1-3h得到溶液B；将溶液B与乳化剂OP-10、水、甲基丙烯酸混匀，升温至70-80℃，滴加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的混合溶液，40min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60-90min，用氨水调节pH＝8-9，得到改性丙烯酸酯乳液。

4.根据权利要求1-3任一项所述机械性能好环保水性涂料，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乙氧基硅烷的重量比为100：4-6。

5.根据权利要求1-4任一项所述机械性能好环保水性涂料，其特征在于，改性丙烯酸酯乳液的制备方法中，乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液的质量分数为0.03-0.05wt％。

6.根据权利要求1-5任一项所述机械性能好环保水性涂料，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1-2：100-120：20-30。

7.根据权利要求1-6任一项所述机械性能好环保水性涂料，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OP-10、水、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、过硫酸钠的重量比为10-15：2-4：10-20：4-5：25-35：55-65：1-2。