CN105440848A

CN105440848A - 防紫外线涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN105440848A
Application number: CN201510842433.6A
Authority: CN
Inventors: 肖建军; 许道立; 刘改正; 张国峰
Original assignee: LUOYANG LVREN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: LUOYANG LVREN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2015-11-29
Filing date: 2015-11-29
Publication date: 2016-03-30

Abstract

本发明提供了一种防紫外线涂料，其特征在于，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛2%～6％、钾水玻璃溶液10%～20％、钠水玻璃溶液5%～15%、白炭黑25%～30％、乙醇酸水溶液5%～19％、苹果酸0.5%～2.5％、超细硅酸铝1%～4％、珍珠岩5%～10%、硅丙乳液2%～6％、余量为水，其中，所述钾水玻璃溶液和所述钠水玻璃溶液的质量分数均为50%～80%，所述乙醇酸水溶液的质量分数为15%～25%。本发明提供的上述防紫外线涂料具有较好的耐水性、防火性和粘结力，具有良好的耐磨性能，而且光催化降解氮氧化物的效果也比较好。本发明还提供一种上述防紫外线涂料的制备方法。

Description

防紫外线涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于化工涂料技术领域，具体涉及一种防紫外线涂料及其制备方法。

背景技术

将光催化剂纳米二氧化钛与涂层材料相结合，制备具有光催化效果的涂料，涂装于路面、隔离墩、路边沿、栏杆等，可以有效吸收分解汽车尾气，将是治理越来越多汽车排放的尾气造成的污染的应用方向。同时，水性无机涂料以水为介质，具有无毒、无味、不含有可挥发性和其他有机物质、施工方便、原材料资源丰富、价格较低等一系列的优点。水性无机涂料具有硬度高，耐磨性好的优点，但是水性无机涂料最大的缺点是耐水性、防火性和粘结力较差，这些缺点阻碍了它的广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明确有必要提供一种防紫外线涂料及其制备方法，该涂料具有较好的耐水性、防火性和粘结力，具有良好的耐磨性能，而且光催化降解氮氧化物的效果也比较好。

本发明提供一种防紫外线涂料，其包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛2%～6％、钾水玻璃溶液10%～20％、钠水玻璃溶液5%～15%、白炭黑25%～30％、乙醇酸水溶液5%～19％、苹果酸0.5%～2.5％、超细硅酸铝1%～4％、珍珠岩5%～10%、硅丙乳液2%～6％、余量为水，其中，所述钾水玻璃溶液和所述钠水玻璃溶液的质量分数均为50%～80%，所述乙醇酸水溶液的质量分数为15%～25%。

基于上述，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛3%～5％、钾水玻璃溶液14%～16％、钠水玻璃溶液7%～11%、白炭黑27%～28％、乙醇酸水溶液10%～14％、苹果酸1%～2％、超细硅酸铝2%～3％、珍珠岩7%～8%、硅丙乳液4%～6％、余量为水。

所述纳米二氧化钛的一次粒径为30～80nm，优选地，所述纳米二氧化钛的晶型是锐钛矿型。

本发明提供了一种上述防紫外线涂料的制备方法，包括以下步骤：按照上述原料的质量分数称取其中的各原料；然后，先将钾水玻璃溶液与钠水玻璃溶液混合，然后滴加定量的乙醇酸水溶液，形成第一混合液；将纳米二氧化钛、白炭黑和超细硅酸铝加入所述第一混合液中，并搅拌均匀，形成第二混合液；将硅丙乳液、苹果酸和珍珠岩加入到所述第二混合液中最后加入水，分散均匀后即得到所述防紫外线涂料。

二氧化钛对人体无害，是环境友好型的材料。尤其是晶型为锐钛矿型的纳米二氧化钛在紫外光或太阳光的紫外光的照射下会吸收能量，在其表面形成很多的电子-空穴对，这些电子-空穴对具有很强的氧化还原能力，能降解有机物以及汽车尾气中的氮氧化合物、硫化物、一氧化氮等有害气体，还有很强的杀菌能力，因此，本发明提供的防紫外线涂料具有比较好的防紫外线性能。

本发明提供的防紫外线涂料中的乙醇酸其分子中含有羟基和羧基，使的乙醇酸不仅具有酸性，还具有比较强的极性、亲水性，既可以溶解有机物，又可以溶解水等无机物，所以乙醇酸还可以起到润湿分散剂的作用；白炭黑与墙体的结合强度比较大，会增强涂膜的硬度，表面自洁能力也比较好；钾水玻璃和钠水玻璃与一定量的乙醇酸和白炭黑混合后，可以制得低温固化的无机涂料；超细硅酸铝可以改善涂料的分散性能和施工性能，可以提高白炭黑等填料的悬浮性，避免涂料的沉淀分层现象，使涂料的外观、光泽度、丰满度、遮盖力都表现出良好的效果，同时，超细硅酸铝可以使得涂料成膜后有很好的耐擦洗性、耐候性、并且能缩短表干时间，同时还具有消光作用，不用额外添加消光剂；苹果酸可以使得涂料成膜后不易出现起皮、鱼眼等现象；珍珠岩可以有效抑制火势蔓延，且属于天然原料，安全环保；因此，本发明提供的上述防紫外线涂料与金属、水泥、各种砖、石等具有很好的结合力，具有较强耐水、耐酸、耐腐蚀、耐候、耐高温、防火阻燃等特性，且对环境和身体健康无毒害作用，来源丰富，价格低廉，与一定量的硅丙乳液复配成水性有机-无机杂化涂料，硅丙乳液可增强涂膜柔韧性、耐水性与粘结强度等，提高了钾水玻璃和钠水玻璃复合涂料的性能。

本发明提供的防紫外线涂料施工后可室温放置48以上固化，该涂料主要原料来源丰富，价格低廉；该涂料不仅耐水性和粘结性都比较好，而且还具有很强的光催化降解汽车尾气的能力，可以广泛应用于路面，隔离墩，路边沿，栏杆等处，有效防止汽车尾气造成的大气污染；该涂料可以在室温固化，施工方便，便于室外喷、刷等方法施工；该涂料制备工艺简单，工艺参数比较容易控制。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本发明实施例1提供一种防紫外线涂料，其由以下质量分数的原料组成：粒径为30～50nm的纳米二氧化钛2g、50%的钾水玻璃溶液10g、80%的钠水玻璃溶液15g、白炭黑30g、25％的乙醇酸水溶液5g、苹果酸0.5g、超细硅酸铝1g、珍珠岩5g、硅丙乳液2g和水29.5g。

该防紫外线涂料由以下步骤制备：先将质量分数为50%的10g所述钾水玻璃溶液和质量分数为80%的15g钠水玻璃溶液进行充分混合，然后滴加质量浓度为25％的5g乙醇酸水溶液，形成第一混合溶液，取晶型为锐钛矿型一次粒子粒径是30～50nm的纳米二氧化钛2g、白炭黑30g和超细硅酸铝1g加入所述第一混合液中，并搅拌均匀，形成第二混合液；将2g的硅丙乳液、5g的珍珠岩和0.5g的苹果酸加入到所述第二混合液中，最后加入17g的水，再以200转/分的转速搅拌25min分散均匀，即得到所述防紫外线涂料，再以200转/分的转速搅拌25min分散均匀，即得到涂料。

将实施例1提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.1MPa，耐水性达到34天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为92％。

实施例2

本发明实施例2提供一种防紫外线涂料，其由以下质量分数的原料组成：粒径为50～70nm的纳米二氧化钛3g、60%的钾水玻璃溶液14g、70%的钠水玻璃溶液11g、白炭黑28g、20％的乙醇酸水溶液10g、苹果酸1g、超细硅酸铝2g、珍珠岩7g、硅丙乳液4g和水20g。本实施例提供的上述防紫外线涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例2提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.5MPa，耐水性达到40天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为95％。

实施例3

本发明实施例3提供一种防紫外线涂料，其由以下质量分数的原料组成：粒径为50～80nm的纳米二氧化钛4g、65%的钾水玻璃溶液15g、65%的钠水玻璃溶液10g、白炭黑27.5g、20％的乙醇酸水溶液12g、苹果酸1.5g、超细硅酸铝2.5g、珍珠岩7.5g、硅丙乳液5g和水15g。本实施例提供的上述防紫外线涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例3提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到3MPa，耐水性达到45天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为96％。

实施例4

本发明实施例4提供一种防紫外线涂料，其由以下质量分数的原料组成：粒径为30～60nm的纳米二氧化钛5g、70%的钾水玻璃溶液16g、60%的钠水玻璃溶液7g、白炭黑27g、22％的乙醇酸水溶液14g、苹果酸2g、超细硅酸铝3g、珍珠岩8g、硅丙乳液6g和水12g。本实施例提供的上述防紫外线涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例4提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.5MPa，耐水性达到40天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为91％。

实施例5

本发明实施例4提供一种防紫外线涂料，其由以下质量分数的原料组成：粒径为50～80nm的纳米二氧化钛6g、80%的钾水玻璃溶液20g、50%的钠水玻璃溶液5g、白炭黑25g、15％的乙醇酸水溶液19g、苹果酸2.5g、超细硅酸铝4g、珍珠岩10g、硅丙乳液6g和水2.5g。本实施例提供的上述防紫外线涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例5提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.4MPa，耐水性达到37天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为91％。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种防紫外线涂料，其特征在于，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛2%～6％、钾水玻璃溶液10%～20％、钠水玻璃溶液5%～15%、白炭黑25%～30％、乙醇酸水溶液5%～19％、苹果酸0.5%～2.5％、超细硅酸铝1%～4％、珍珠岩5%～10%、硅丙乳液2%～6％、余量为水，其中，所述钾水玻璃溶液和所述钠水玻璃溶液的质量分数均为50%～80%，所述乙醇酸水溶液的质量分数为15%～25%。

2.根据权利要求1所述的防紫外线涂料，其特征在于，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛3%～5％、钾水玻璃溶液14%～16％、钠水玻璃溶液7%～11%、白炭黑27%～28％、乙醇酸水溶液10%～14％、苹果酸1%～2％、超细硅酸铝2%～3％、珍珠岩7%～8%、硅丙乳液4%～6％、余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的防紫外线涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的一次粒径为30～80nm。

4.一种防紫外线涂料的制备方法，包括以下步骤：

按照权利要求1或2所述的质量分数称取其中的各原料；

将钾水玻璃溶液与钠水玻璃溶液混合，然后滴加定量的乙醇酸水溶液，形成第一混合液；

将纳米二氧化钛、白炭黑和超细硅酸铝加入所述第一混合液中，并搅拌均匀，形成第二混合液；

将硅丙乳液、苹果酸和珍珠岩加入到所述第二混合液中最后加入水，分散均匀后即得到所述防紫外线涂料。