CN105524528A - 一种生态环保涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生态环保涂料及其制备方法，所述涂料是以下述重量配比的原料制成，pH调节剂0.05-0.15份、分散剂0.3-0.8份、羟乙基纤维素溶液10-15份、润湿剂0.1-0.4份、消泡剂0.1-0.4份、负氧离子粉1-10份、钛白粉10-20份、分子筛载银抗菌剂0.05-0.2份、防腐剂0.1-0.4份、石英/纳米二氧化钛复合浆体2-10份、超细石英粉体浆体10-20份、水性丙烯酸乳液15-40份、增稠剂0.2-1.0份及去离子水20-30份。所述涂料性能良好，甲醛净化率大于95％，甲醛净化持久性大于90％，抗菌效果大于90％，负氧离子释放量大于8000个/cm3。

Description

一种生态环保涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，特别是一种生态环保涂料及其制备方法。
背景技术
装饰装修材料、家具、日用化学品引起的室内空气污染日趋严重，造成甲醛超标、微生物细菌滋生、室内负氧离子含量大大降低等环境问题。中国每年有高达11.1万的人口死于室内环境污染，平均每天的死亡人数高达304人。因此，室内空气净化成了当前必须解决的问题，研究和开发室内空气净化的环保建筑材料迫在眉睫。
空气净化涂料是能起到净化空气效果的环保建筑材料，为鼓励室内空气净化材料的开发和应用，国家出台了有关的产品标准。根据JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》按照使用功能分为Ⅰ类和Ⅱ类，其中Ⅰ类指的是具有装饰功能的喷涂材料，并且要求甲醛净化率≥75％，甲醛净化持久性≥60％。根据HG/T3950-2007《抗菌涂料》按抗菌效果的程度，抗菌涂料分为两个等级：I级和Ⅱ级，其中，Ⅱ级适用于有抗菌性能要求的场所，要求抗细菌性能≥90％，抗细菌耐久性能≥85％；根据HG/T4109-2009《负离子功能涂料》中要求，空气负离子诱生量应不低于350个/(s·cm2)。
现有技术中，涂料的性能不是很好，24小时内，甲醛净化率79％，抗菌性能84％，并且没有释放负氧离子功能或是释放的负氧离子数少。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种生态环保涂料的制备方法。所述涂料性能良好，甲醛净化率大于95％，甲醛净化持久性大于90％，抗菌效果大于90％，负氧离子释放量大于8000个/cm3。
本发明采用以下技术方案实现：一种生态环保涂料，它是以下述重量配比的原料制成，pH调节剂0.05-0.15份、分散剂0.3-0.8份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液10-15份、润湿剂0.1-0.4份、消泡剂0.1-0.4份、负氧离子粉1-10份、钛白粉10-20份、分子筛载银抗菌剂0.05-0.2份、防腐剂0.1-0.4份、石英/纳米二氧化钛复合浆体2-10份、超细石英粉体浆体10-20份、水性丙烯酸乳液15-40份、增稠剂0.2-1.0份及去离子水20-30份。
前述的生态环保涂料中，它是以下述重量配比的原料制成，pH调节剂0.1份、分散剂0.5份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液12份、润湿剂0.2份、消泡剂0.2份、负氧离子粉5份、钛白粉15份、分子筛载银抗菌剂0.1份、防腐剂0.2份、石英/纳米二氧化钛复合浆体6份、超细石英粉体浆体15份、水性丙烯酸乳液28份、增稠剂0.6份及去离子水25份。
前述的生态环保涂料中，每份分子筛载银抗菌剂以下述重量配比的原料：4A人造沸石3-8份、硝酸银溶液0.5-3份及去离子水90-96份按下述方法制备：采用液相离子交换法，以4A型人造沸石为载体，硝酸银溶液为交换液，固液比为0.5-1.5:3-10，在温度30℃-60℃、pH6.0-7.0避光条件下搅拌反应3-5h后，减压抽滤分离，并用去离子水洗涤所得粉末，直到用盐酸溶液检测洗液中无Ag+为止，然后在90-110℃下干燥，即可。
前述的生态环保涂料中，每份石英/纳米二氧化钛复合浆体以下述重量配比的原料：分散剂0.2-0.8份、消泡剂0.2-0.5份、石英微粉30-75份、纳米二氧化钛5-20份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液10-15份及去离子水20-50份按下述方法制备：向球磨机中依次加入离子水、分散剂、消泡剂、石英微粉、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液和纳米二氧化钛粉，控制球料比为2-8:0.5-1.5，转速为200-2000转/分钟，球磨10-120min，即可。
前述的生态环保涂料中，所述石英微粉的粒度小于10微米。
前述的生态环保涂料中，所述纳米二氧化钛粒度为1-500纳米。
前述的生态环保涂料中，每份超细石英粉体浆体以下述重量配比的原料：分散剂0.5-8份、消泡剂0.5-5份、石英粉50-70份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液10-15份及去离子水10-30份按下述方法制备：向球磨机中依次加入去离子水、分散剂、消泡剂和石英粉，固液比为3:1，球料比为2-8:1，转速为200-2000转/分钟，球磨1.0-4.0h，使用的磨球为陶瓷磨球，硬度大于石英硬度，磨至检验粉体粒度小于10微米后，加入浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液，搅拌混匀，即得。
前述的生态环保涂料中，所述水性丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液或醋丙乳液。
一种前述的生态环保涂料的制备方法，依次向分散机中加入去离子水和pH调节剂，将pH调至8-10，转动下，依次加入分散剂、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液、润湿剂、消泡剂、负离子粉、钛白粉和分子筛载银抗菌剂，加入完成后，分散10-60min，砂磨，加入石英基-纳米二氧化钛复合浆体、超细石英粉体浆体、水性丙烯酸乳液、消泡剂、增稠剂、防腐剂，搅拌混匀后，过120目筛，包装，即得。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明方法采用石英/纳米二氧化钛基元材料，分子筛载银抗菌基元材料，并复配负离子粉、分散剂、消泡剂、pH调节剂、钛白粉、乳液、羟乙基纤维素水溶液、增稠剂等，获得了制成涂料，制成集治理甲醛、抗菌、释放负离子等多功能于一体的室内空气净化涂料。所制成的涂料甲醛净化率高，甲醛净化持久性和抗菌效果好，负氧离子释放量大。
2.本发明制备的生态环保涂料性能良好。本发明利用机械化学法制备获得粉石英/纳米TiO2甲醛净化基元材料，大大改善了纳米TiO2的分散性，能耗低，不产生新的污染物，消除了团聚，提高了光催化效率，具有较好的甲醛净化能力，且降低了成本；且当纳米TiO2粒度为1-500纳米时，便于与石英微粉复合，使纳米二氧化钛的光催化氧化的能力更好。石英在水性涂料中的粘度极低，且浸润性和分散性能很好，其表面有大量的硅醇基团≡Si-OH和硅醚基团≡Si-O-Si≡，反应活性高，能易与TiO2发生反应生成Ti-O-Si键，从而使得TiO2分散性、光催化性能得以大幅度提高。
3.本发明采用离子交换法，以4A人造沸石为载体，以硝酸银为交换液，制备出低成本、高载银量、高抗菌效果的新型载银型沸石抗菌基元材料，其载负量高达350mg/g以上，对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为1ppm，最小灭菌浓度(MBC)为3.5ppm；对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)为3.5ppm；最小灭菌浓度为5ppm。
4.负氧离子数释放量大。本发明通过复配负离子释放材料，能够使得空气净化涂料兼具释放负氧离子的功能，能够有效净化空气，保证空气质量。
5.本发明通过将高光催化效果的粉石英/纳米TiO2功能基元材料和高负载量、高抗菌性能的人造沸石负载型无机抗菌剂以及负离子释放功能材料应用于空气净化涂料制备当中，使其集甲醛净化、抗菌、释放负离子性能于一体，功能指标优异，其甲醛净化率大于95％，甲醛净化持久性大于90％，抗菌效果大于90％，负氧离子释放量大于8000个/cm3，是一种生态环保涂料，能有效净化室内空气，增加负氧离子释放量，营造室内森林氧吧，保证室内环境安全，保障人们的身体健康具有重要作用，有很强的市场竞争力，应用前景广阔。
6.本发明所述生态环保涂料漆膜细腻、手感好。申请人经过大量试验发现以按本发明方法制备的超细石英粉体浆体、石英/纳米二氧化钛复合浆体为原料，以苯丙乳液、纯丙乳液或醋丙乳液为水性丙烯酸乳液，且控制石英微粉的粒度小于10微米、纳米二氧化钛粒度为1-500纳米时，制成的涂料质量好，漆膜细腻、手感好。
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制
具体实施方式
实施例1.
涂料的配方：pH调节剂0.1kg、分散剂0.5kg、浓度为2.5％的羟乙基纤维素溶液12kg、润湿剂0.2kg、消泡剂0.2kg、负氧离子粉5kg、钛白粉15kg、分子筛载银抗菌剂0.1kg、防腐剂0.2kg、石英/纳米二氧化钛复合浆体6kg、超细石英粉体浆体15kg、苯丙乳液28kg、增稠剂0.6kg及去离子水25kg。
涂料的制备方法：依次向分散机中加入去离子水和pH调节剂，将pH调至8-10，转动下，依次加入分散剂、浓度为2.5％的羟乙基纤维素溶液、润湿剂、消泡剂、负氧离子粉、钛白粉和分子筛载银抗菌剂，加入完成后，分散35min，砂磨，加入石英/纳米二氧化钛复合浆体、超细石英粉体浆体、苯丙乳液、消泡剂、增稠剂、防腐剂，搅拌混匀后，过120目筛，包装，即得。
其中：
分子筛载银抗菌剂这样制备：
配方：4A人造沸石5kg、硝酸银溶液2kg及去离子水93kg；
制备工艺：采用液相离子交换法，以4A型人造沸石为载体，硝酸银溶液为交换液，固液比为1:6，在温度30℃-60℃、pH6.0-7.0避光条件下搅拌反应4h后，减压抽滤分离，并用去离子水洗涤所得粉末，直到用盐酸溶液检测洗液中无Ag+为止，，然后在90-110℃下干燥，即可。
石英/纳米二氧化钛复合浆体这样制备：
配方：取分散剂0.6kg、消泡剂0.3kg、石英微粉50kg、纳米二氧化钛12kg浓度为2.5％的羟乙基纤维素溶液12kg及去离子水35kg；
制备工艺：向球磨机中依次加入离子水、分散剂、消泡剂、石英微粉、浓度为2.5％的羟乙基纤维素溶液和纳米二氧化钛粉，控制球料比为5:1，转速为1200转/分钟，球磨65min，即可；所述石英微粉的粒度小于10微米；所述纳米二氧化钛粒度小于100纳米；
超细石英粉体浆体这样制备：
配方：分散剂4kg、消泡剂3kg、石英粉60kg、浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液12kg及去离子水20kg；
制备工艺：向球磨机中依次加入去离子水、分散剂、消泡剂和石英粉，固液比为3:1，球料比为5:1，转速为1200转/分钟，球磨2h，使用的磨球为陶瓷磨球，硬度大于石英硬度，磨至检验粉体粒度小于10微米后，加入浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液，搅拌混匀，即得。
所述分散剂由恒宇化工提供，型号：5040水性；
所述消泡剂由上海鸿涂实业有限公司提供，型号：CF246、TSA-5701消泡剂；
所述PH调节剂由南通市晗泰化工公司提供，型号：M-75B；
所述润湿剂由常州市奥邦化工有限公司提供，型号：OP-1；
所述防腐剂由成都联凯科技有限公司提供，型号：EG-CLF；
所述增稠剂由安德士化工有限公司提供，型号：AT-150。
实施例2.
涂料的配方：pH调节剂0.15kg、分散剂0.8kg、浓度为5％的羟乙基纤维素溶液15kg、润湿剂0.4kg、消泡剂0.4kg、负氧离子粉10kg、钛白粉20kg、分子筛载银抗菌剂0.2kg、防腐剂0.4kg、石英/纳米二氧化钛复合浆体10kg、超细石英粉体浆体20kg、纯丙乳液40kg、增稠剂1.0kg及去离子水30kg。
涂料的制备方法：依次向分散机中加入去离子水和pH调节剂，将pH调至8-10，转动下，依次加入分散剂、浓度为5％的羟乙基纤维素溶液、润湿剂、消泡剂、负氧离子粉、钛白粉和分子筛载银抗菌剂，加入完成后，分散60min，砂磨，加入石英/纳米二氧化钛复合浆体、超细石英粉体浆体、纯丙乳液、消泡剂、增稠剂、防腐剂，搅拌混匀后，过120目筛，包装，即得。
其中：
分子筛载银抗菌剂这样制备：
配方：4A人造沸石8kg、硝酸银溶液3kg及去离子水96kg；
制备工艺：采用液相离子交换法，以4A型人造沸石为载体，硝酸银溶液为交换液，固液比为1.5:3，在温度30℃-60℃、pH6.0-7.0避光条件下搅拌反应5h后，减压抽滤分离，并用去离子水洗涤所得粉末，直到用盐酸溶液检测洗液中无Ag+为止，然后在90-110℃下干燥，即可。
石英/纳米二氧化钛复合浆体这样制备：
配方：分散剂0.8kg、消泡剂0.5kg、石英微粉75kg、纳米二氧化钛20kg、浓度为5％的羟乙基纤维素溶液15kg及去离子水50kg；
制备工艺：向球磨机中依次加入离子水、分散剂、消泡剂、石英微粉、浓度为5％的羟乙基纤维素溶液和纳米二氧化钛粉，控制球料比为8:1.5，转速为2000转/分钟，球磨120min，即可。所述石英微粉的粒度小于10微米；所述纳米二氧化钛粒度小于100纳米；
超细石英粉体浆体这样制备：
配方：分散剂8kg、消泡剂5kg、石英粉70kg、浓度为5％的羟乙基纤维素水溶液15kg及去离子水30kg；
制备工艺：向球磨机中依次加入去离子水、分散剂、消泡剂和石英粉，固液比为3:1，球料比为8:1，转速为2000转/分钟，球磨4.0h，使用的磨球为陶瓷磨球，硬度大于石英硬度，磨至检验粉体粒度小于10微米后，加入浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液，搅拌混匀，即得。
所述分散剂由四川蓉丰化工有限公司提供，型号：PE-401；
所述消泡剂由江苏阜宁腾达助剂厂提供或德国毕克化学公司提供，型号：UT-32，GT-01)；
所述分散剂由四川蓉丰化工有限公司提供，型号：PE-401；
所述PH调节剂由广东龙湖科技有限公司提供，型号：PHA；
所述润湿剂由福州联邦化工有限公司提供，型号：W-30；
所述防腐剂由常州市奥邦化工有限公司提供，型号：AB-100；
所述增稠剂由上海人信化工有限公司提供，型号：AP235。
实施例3.
涂料的配方：pH调节剂0.05kg、分散剂0.3kg、浓度为1％的羟乙基纤维素溶液10kg、润湿剂0.1kg、消泡剂0.1kg、负氧离子粉1kg、钛白粉10kg、分子筛载银抗菌剂0.05kg、防腐剂0.1kg、石英/纳米二氧化钛复合浆体2kg、超细石英粉体浆体10kg、醋丙乳液15kg、增稠剂0.2kg及去离子水20kg；
涂料的制备方法：依次向分散机中加入去离子水和pH调节剂，将pH调至8-10，转动下，依次加入分散剂、浓度为1％的羟乙基纤维素溶液、润湿剂、消泡剂、负氧离子粉、钛白粉和分子筛载银抗菌剂，加入完成后，分散10min，砂磨，加入石英/纳米二氧化钛复合浆体、超细石英粉体浆体、醋丙乳液、消泡剂、增稠剂、防腐剂，搅拌混匀后，过120目筛，包装，即得。
其中：
分子筛载银抗菌剂这样制备：
配方：4A人造沸石3kg、硝酸银溶液0.5kg及去离子水90kg；
制备工艺：采用液相离子交换法，以4A型人造沸石为载体，硝酸银溶液为交换液，固液比为0.5:10，在温度30℃-60℃、pH6.0-7.0避光条件下搅拌反应3h后，减压抽滤分离，并用去离子水洗涤所得粉末，直到用盐酸溶液检测洗液中无Ag+为止，然后在90-110℃下干燥，即可。
石英/纳米二氧化钛复合浆体这样制备：
配方：分散剂0.2kg、消泡剂0.2kg、石英微粉30kg、纳米二氧化钛5kg、浓度为5％的羟乙基纤维素溶液10kg及去离子水20kg；
制备工艺：向球磨机中依次加入离子水、分散剂、消泡剂、石英微粉、浓度为5％的羟乙基纤维素溶液和纳米二氧化钛粉，控制球料比为2:1.5，转速为200转/分钟，球磨10min，即可。所述石英微粉的粒度小于10微米；所述纳米二氧化钛粒度小于100纳米；
超细石英粉体浆体这样制备：
配方：分散剂0.5kg、消泡剂0.5kg、石英粉50kg、浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液10kg及去离子水10kg；
制备工艺：向球磨机中依次加入去离子水、分散剂、消泡剂和石英粉，固液比为3:1，球料比为2:1，转速为200转/分钟，球磨1.0h，使用的磨球为陶瓷磨球，硬度大于石英硬度，磨至检验粉体粒度小于10微米后，加入浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液，搅拌混匀，即得。
所述分散剂由德国巴斯夫公司，型号：PA30水性；
所述消泡剂由江苏阜宁腾达助剂厂提供或德国毕克化学公司提供，型号：UT-32，GT-01)；
所述PH调节剂由贵州道尔科技有限公司，AMP95)；
所述润湿剂由贵州杨氏恒业化工有限公司提供，型号：PE-100)；
所述防腐剂由福州联邦化工有限公司，型号：MB-11)；
所述增稠剂由常州市奥邦化工有限公司提供，型号：AB-935)。

Claims (9)

1.一种生态环保涂料，其特征在于：它是以下述重量配比的原料制成，pH调节剂0.05-0.15份、分散剂0.3-0.8份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液10-15份、润湿剂0.1-0.4份、消泡剂0.1-0.4份、负氧离子粉1-10份、钛白粉10-20份、分子筛载银抗菌剂0.05-0.2份、防腐剂0.1-0.4份、石英/纳米二氧化钛复合浆体2-10份、超细石英粉体浆体10-20份、水性丙烯酸乳液15-40份、增稠剂0.2-1.0份及去离子水20-30份。
2.根据权利要求1所述的生态环保涂料，其特征在于：它是以下述重量配比的原料制成，pH调节剂0.1份、分散剂0.5份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液12份、润湿剂0.2份、消泡剂0.2份、负氧离子粉5份、钛白粉15份、分子筛载银抗菌剂0.1份、防腐剂0.2份、石英/纳米二氧化钛复合浆体6份、超细石英粉体浆体15份、水性丙烯酸乳液28份、增稠剂0.6份及去离子水25份。
3.根据权利要求1或2所述的生态环保涂料，其特征在于：每份分子筛载银抗菌剂以下述重量配比的原料：4A人造沸石3-8份、硝酸银溶液0.5-3份及去离子水90-96份按下述方法制备：采用液相离子交换法，以4A型人造沸石为载体，硝酸银溶液为交换液，固液比为0.5-1.5:3-10，在温度30℃-60℃、pH6.0-7.0避光条件下搅拌反应3-5h后，减压抽滤分离，并用去离子水洗涤所得粉末，直到用盐酸溶液检测洗液中无Ag+为止，然后在90-110℃下干燥，即可。
4.根据权利要1或2所述的生态环保涂料，其特征在于：每份石英/纳米二氧化钛复合浆体以下述重量配比的原料：分散剂0.2-0.8份、消泡剂0.2-0.5份、石英微粉30-75份、纳米二氧化钛5-20份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液10-15份及去离子水20-50份按下述方法制备：向球磨机中依次加入离子水、分散剂、消泡剂、石英微粉、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液和纳米二氧化钛粉，控制球料比为2-8:0.5-1.5，转速为200-2000转/分钟，球磨10-120min，即可。
5.根据权利要求4所述的生态环保涂料，其特征在于：所述石英微粉的粒度小于10微米。
6.根据权利要求4所述的生态环保涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛粒度为1-500纳米。
7.根据权利要求1或2所述的生态环保涂料，其特征在于：每份超细石英粉体浆体以下述重量配比的原料：分散剂0.5-8份、消泡剂0.5-5份、石英粉50-70份、浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液10-15份及去离子水10-30份按下述方法制备：向球磨机中依次加入去离子水、分散剂、消泡剂和石英粉，固液比为3:1，球料比为2-8:1，转速为200-2000转/分钟，球磨1.0-4.0h，使用的磨球为陶瓷磨球，硬度大于石英硬度，磨至检验粉体粒度小于10微米后，加入浓度为1-5％的羟乙基纤维素水溶液，搅拌混匀，即得。
8.根据权利要求1或2所述的生态环保涂料，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液为苯丙乳液、纯丙乳液或醋丙乳液。
9.一种如权利要求1或2所述的生态环保涂料的制备方法，其特征在于：依次向分散机中加入去离子水和pH调节剂，将pH调至8-10，转动下，依次加入分散剂、浓度为1-5％的羟乙基纤维素溶液、润湿剂、消泡剂、负离子粉、钛白粉和分子筛载银抗菌剂，加入完成后，分散10-60min，砂磨，加入石英基-纳米二氧化钛复合浆体、超细石英粉体浆体、水性丙烯酸乳液、消泡剂、增稠剂、防腐剂，搅拌混匀后，过120目筛，包装，即得。
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