CN106752434A - 一种防火抗菌环保涂料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有诸多优异性能的环保涂料，其包括双组分乳液、醇酸树脂、成膜促进剂、消泡剂、流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、硅钛活性物、偶联剂、固化剂、防沉剂、活性剂、粘附促进剂、聚乙二醇400、乙醇和去离子水，还涉及该涂料的制备方法及其用途。所述环保涂料通过特定的组分选择和相互之间的复合配合，从而具备了多种优异性能，具有良好的防火、抗菌、净化空气和强度及耐酸碱稳定性等性能，从而在装修技术领域具有良好的应用潜力和广泛的工业化生产价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料其制备方法和用途，更具体地涉及一种防火抗菌环保涂料及其制备方法和用途，属于新型涂料技术领域。
背景技术
随着科技的进步、环保的要求、健康意识的提高等诸多考虑因素，人们对于涂料的性能要求越来越高，通常要求其具有良好的防火性能、性能和抗菌性能，从而在起到装饰、美观之外，还兼具多种性能。
但目前为止，大多数的涂料的主要目的和功能在于装饰美观，而其它方面的性能有所忽视，例如对于抗菌而言，大多涂料均不具备优异的抗菌能力和效果；又如对于防火能力而言，多数涂料的防火性能较差，甚至在高温下释放出有害气体，对于火灾场所中的受困人群反而造成了极大的威胁。
正是基于如此的考虑和改进需求，人们对于新型涂料进行了大量的深入研究，并取得了诸多成果，例如：
CN106189603A公开了一种纳米防火抗菌环保涂料及其制备方法。制备方法如下：1、将轻质碳酸钙、滑石粉、石膏粉、钛白粉、乙二醇、软化水，高速分散均匀，分散速度为1000-1500转/分，分散时间为30-60分钟；2、将上述浆料通过研磨机研磨至细度34-45微米；3、加入醇酯十二丙烯酸乳液、十二烷基三甲基氯化铵、辛基苯酚聚氧乙烯醚、侧伯叶乙醇提取物、金钱草乙醇提取物、羟丙基甲基纤维素，搅拌40-60分钟；4、加入聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、ODOPB、纳米氧化石墨烯，超声波剪切60-100分钟。该涂料采用环保型配方，具有很好的耐火性和抗菌防霉性能。
CN104910700A公开了一种米抗菌防火涂料，按重量份数计包括下列组分：乙烯-乙酸乙烯酯共聚物25-35份、改性纳米沸石粉1-10份、纳米二氧化钛5-15份、无卤阻燃剂15-25份、成膜助剂2-7份、pH值调节剂1-5份、消泡剂3-9份、偶联剂4-12份、防沉剂1-5份、去离子水20-30份。所述纳米抗菌防火涂料通过加入纳米二氧化钛，抗菌防霉性能优异。加入无卤阻燃剂，防火阻燃效果好、环保无毒，涂层附着力强、耐候性和耐水性好，适用于住宅、医院和写字楼的内外墙装饰装修领域。
CN104845529A公开了一种耐火性能好的新型防火涂料，所述耐火性能好的新型防火涂料，由以下重量份的原料制成：膨胀珍珠岩10-15份、硅酸铝纤维8-12份、柔性乳液15-20份、季戊四醇3-5份、氟碳树脂8-16份、增稠剂2-4份、助剂10-18份、抗菌剂2-6份、阻燃剂10-12份。所述阻燃剂的组成为：二氧化锑13-14％、硫酸胺0.2-0.3％、氢氧化镁10-20％、柠檬酸10-20％，其余为硅藻土。所述耐火性能好的新型防火涂料，组分简单，成本低廉，耐火能力好，具有阻燃时间长，拉伸粘度高，防火性好的优点；阻燃剂的配方合理、成本低廉，阻燃效果好。
CN105086544A公开了一种抗菌防火环保涂料，其组成原料的重量份为：醋酸乙烯酯75-80、聚硫醇树脂15-20、蓖麻油30-40、氧化铁红4-5、膨化淀粉6-8、焦磷酸钠3-5、N-甲基吡咯烷酮8-10、十二烷基苯磺酸2-4、硅酸烷基酯6-8、三羟甲基三丙烯酸酯3-5、对苯二甲酸二(2-乙基己)酯6-8、对苯二酚2-3、沸石粉18-25、五水偏硅酸钠3-5和有机硅氧烷2-4；所述环保涂料具有透气性好、高弹性抗开裂，而且具有优异的耐碱性、耐水性，极好的耐候性。
CN104194504A公开了一种纳米防火涂料，其组分按重量百分比由以下成分组成：80-90％的A组分和10-20％的B组分；所述A组分按重量份计包括如下组分：30-50份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，20-25份纳米二氧化硅，1-8份助剂，0.4-0.6份混合溶剂；所述助剂包括润湿剂、防沉剂和消泡剂；所述混合溶剂包括丙二醇和乙酸丁酯；所述B组分按重量份计包括如下组分：15-20份环烷酸钴，10-20份三聚氰胺焦磷酸酯、20-30份丙二醇、15-20份滑石粉。还公开了上述防火涂料的制备方法和应用。所述纳米防火涂料质量稳定，使用效果好，较强的附着力，更具持久的抗菌效果。
CN104151964A公开了一种室内涂饰用防火涂料及其制备方法，该涂料以质量份计含有以下成分：丙烯酸弹性乳液25-35份，硅溶胶10-20份，聚磷酸铵30-40份，硼酸锌3-7份，钛白粉10-16份，三氧化二锑10-16份，氧化锡5-12份，聚乙烯蜡0.6-1.5份，杀菌剂0.25-0.4份。所述涂料具有很好的装饰作用，其耐火性能高，并且具有优异的抗菌防虫作用，对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抗菌率都达到99％以上。
CN104087107A公开了一种耐擦洗抗菌防火环保儿童涂料及其制备方法。所述耐擦洗抗菌防火环保儿童涂料，由如下质量份数的组分制成：氟碳自乳化乳液50-90份、异噻唑啉酮微胶囊5-15份、功能填料30-50份、碳酸钙4-10份、膨润土4-10份、滑石粉4-10份、非硅酮矿物油0.1-1份、钠盐分散剂0.1-1份、聚氨酯流平剂0.1-1份、去离子水70-140份。所述涂料以氟碳自乳化乳液作为基料，解决了有害气体排放、耐擦洗性不好、APEO含量超标的问题；选用环保型防霉剂、填料、助剂，保证了涂料安全无毒且具有优良的防霉性能；将防霉剂微胶囊化后使用，延长了涂料的抗菌有效期；添加了防火填料，使所述涂料同时具有防火作用。
CN103805034A公开了一种防尘抗菌防火UV光固化涂料，由下列重量份的原料制成：二丙二醇二丙烯酸酯8-12、硅油改性环氧丙烯酸树脂26-32、丙烯酸丁酯15-20、香草醛3-5、纳米甲壳素2-4、氢氧化铝2-4、苯乙烯7-10、光引发剂1-2、苯基三氯硅烷2-4、助剂3-4、氰脲酸三缩水甘油酯4-6；本所述UV涂料表面张力低，防尘抗污性能强，通过添加纳米甲壳素，还具有抗菌效果；通过添加氢氧化铝，使得涂料分散稳定不易沉降，而且提高了防火性能，该涂料还具有优异的耐水性，安全环保。所述助剂增加了涂料的分散性，流平性好，涂层平滑光亮。
CN103642349A公开了一种外墙纳米抗菌防火涂料，其具体组分和重量比例是：水15-21％；杀菌剂：0.1-0.2％；分散剂：0.3-0.6％；润湿剂：0.15-0.3％；消泡剂：2-3％；钛白粉：14-20％；纳米TiO2：8-10％；高岭土：7-10％；硅丙乳液：11-14％；防冻剂：26-32％；成膜助剂：0.05-0.08％；阻燃剂：3.5-5％；流平剂：0.4-0.6％；pH值调节剂：适量；增稠剂：适量；该涂料具有透气性好、高弹性抗开裂，优异的耐碱性、耐水性，极好的耐候性；涂膜活性高、稳定性好、无毒环保、价格低廉，降解接触的细菌和有机污染物，解决日益严重的污染环境。
CN103834213A公开了一种防水防火抗菌涂料。原料及其质量百分比如下：成膜剂10-15％，阻燃剂10-15％，稀释剂2-5％，耐火材料10-15％，防水材料10-15％，抗菌材料10-15％，功能助剂10-15％，填料2-5％，颜料2-5％，钛白粉颜料15-20％，硫酸钙5-20％，消泡剂0.3-1％，抗菌剂0.5％-20％。所述涂料可渗入到多孔无机材料表面，起到防水效果，具有良好的附着力；具有抗紫外光、耐磨、耐老化等优良品质。
CN102911574A公开了一种钢结构活性防火涂料，由以下重量百分比的原料组成：陶瓷粉体材料1-10％、丙烯酸树脂30-48％、聚磷酸铵15-23％、季戊四醇9-15％、三聚氰胺7-11％、钛白粉1-5％、200号溶剂汽油12-22％。所述涂料的制备方法简单，是在已有防火涂料的基础上，添加一定份量的具有生物活化功能的陶瓷粉体材料制备而成，由于陶瓷粉体材料具有活化功能，它能提高涂料的活性，使所述防火涂料具有比现有防火涂料更为优越的耐火极限性能，所需的涂层厚度也更薄。
如上所述，现有技术中公开了多种具有优异性能的防火、抗菌涂料，但对于新型的涂料仍存在继续研究的需求，这正是目前涂料领域中的研究热点和重点所在，也是本发明得以完成的动力。
发明内容
基于开发新型的多功能涂料的考虑，本发明人对环保、抗菌、防火和的新型涂料进行了大量的深入研发，在付出了大量的创造性劳动和经过深入研究探索后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明主要涉及如下几个方面。
第一个方面，本发明提供了一种具有抗菌、防火和等诸多性能的环保涂料，所述环保涂料包括双组分乳液、醇酸树脂、成膜促进剂、消泡剂、流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、硅钛活性物、偶联剂、固化剂、防沉剂、活性剂、粘附促进剂、聚乙二醇400、乙醇和去离子水。
在本发明的所述环保涂料中，以重量份计，其具体组分含量如下：
在本发明的所述环保涂料中，涉及组成的“包括”，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。
在本发明的所述环保涂料中，所述双组分乳液的重量份为60-70份，例如可为60份、65份或70份。
所述双组分乳液为重量比1:3的丙烯酸乳液与苯丙乳液的混合物。
所述丙烯酸乳液与苯丙乳液都是非常公知的常规物质，可通过多种渠道而商业购得，在此不再一一赘述。
在本发明的所述环保涂料中，所述醇酸树脂的重量份为10-15份，例如可为11份、12份、13份、14份或15份。
所述醇酸树脂是一类非常公知的常规物质，可通过多种渠道而商业购得，在此不再一一赘述。
在本发明的所述环保涂料中，所述成膜促进剂的重量份为1-2份，例如可为1份、1.5份或2份。
所述成膜促进剂为1-苯氧基-2-丙醇、环烷酸锌或乙二醇丁醚中的任意一种，最优选为1-苯氧基-2-丙醇。
在本发明的所述环保涂料中，所述消泡剂的重量份为0.4-0.8份，例如可为0.4份、0.6份或0.8份。
所述消泡剂为二甲基硅油、十二烷醇、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的任意一种，最优选为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
在本发明的所述环保涂料中，所述流平剂的重量份为0.2-0.7份，例如可为0.2份、0.4份、0.6份或0.7份。
所述流平剂为可为多种类型的流平剂，例如聚氨酯类流平剂或有机硅流平剂等，又进一步地例如可为RJ-600、BYK-310、BYK-333、BYK-354、BYK-358N等中的任意一种。
这些流平剂都是非常公知的常规物质，可通过多种渠道而商业购得，在此不再一一赘述。
在本发明的所述环保涂料中，所述间苯二酚双(二苯磷酸酯)的重量份为0.3-0.6份，例如可为0.3份、0.4份、0.5份或0.6份。
在本发明的所述环保涂料中，所述氰尿酸三聚氰胺的重量份为0.2-0.6份，例如可为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份或0.6份。
在本发明的所述环保涂料中，所述硅钛活性物的重量份为1.2-1.6份，例如可为1.2份、1.4份或1.6份。
所述硅钛活性物是由包括如下步骤的方法制得的：
I、将硅藻土在600±20℃下煅烧30-50分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧硅藻土；
II、将所述煅烧硅藻土加入到2mol/L的KOH水溶液中，在100℃下搅拌反应70-90分钟，然后自然冷却至室温，过滤，得到滤液；
III、向钛酸正丁酯中加入三异丙醇胺，再缓慢加入质量百分比浓度为60％的乙醇，然后边搅拌边加入聚乙烯吡咯烷酮-k30(PVP-k30)，加入完毕后，超声分散10-20分钟，得到稀溶胶液；
IV、将所述稀溶胶液加入到步骤II中的滤液中，再加入无水乙醇，搅拌20-30分钟，静置过夜，滤出胶状物，并用去离子水充分洗涤3-4次，然后自室温开始，以4-10℃/分钟的升温速率升温至750-850℃，并在该温度下煅烧40-50分钟，最后再次冷却至室温并研磨过200目筛，即得到所述硅钛活性物。
其中，在步骤II中，所述煅烧硅藻土与KOH水溶液的质量比为1:3-4，例如可为1:3、1:3.5或1:4。
其中，在步骤III中，钛酸正丁酯与三异丙醇胺的摩尔比为1:0.1-0.2，例如可为1:0.1、1:0.15或1:0.2。
其中，在步骤III中，钛酸正丁酯与质量百分比浓度为60％的乙醇的质量比为1:1.4-1.8，例如可为1:1.4、1:1.6或1:1.8。
其中，在步骤III中，钛酸正丁酯与聚乙烯吡咯烷酮-k30(PVP-k30)的质量比为1:0.06-0.12，例如可为1:0.06、1:0.08、1:0.1或1:0.12。
其中，在步骤IV中，所述稀溶胶液与所述滤液的质量比为1:0.5-1.5，例如可为1:0.5、1:1或1:1.5。
其中，在步骤IV中，所述稀溶胶液与无水乙醇的体积比为1:3-4，例如可为1:3、1:3.5或1:4。
其中，在步骤IV中，升温速率为4-10℃/分钟，例如可为4℃/分钟、6℃/分钟、8℃/分钟或10℃/分钟，最优选为6℃/分钟。
发明人发现，所述硅钛活性物的使用，可以显著提高和改善涂料的多种性能，尤其是抗菌和空气净化能力，具体可见下面的性能表征数据。
在本发明的所述环保涂料中，所述偶联剂的重量份为0.8-1.4份，例如可为0.8份、1份、1.2份或1.4份。
所述偶联剂为α-环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、双(3-(三乙氧基硅)丙基)四硫化物、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种，最优选为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
在本发明的所述环保涂料中，所述固化剂的重量份为0.6-1份，例如可为0.6份、0.8份或1份。
所述固化剂为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷或4,4'-二氨基二苯基甲烷，最优选为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷。
在本发明的所述环保涂料中，所述防沉剂的重量份为0.4-0.8份，例如可为0.4份、0.6份或0.8份。
所述防沉剂例如可为聚酰胺蜡、改性氢化蓖麻油、聚烯烃蜡等，这些都是非常公知的常规物质，在此不再一一赘述。
在本发明的所述环保涂料中，所述活性剂的重量份为1-1.5份，例如可为1份、1.2份、1.4份或1.5份。
所述活性剂为质量比1:3的甲基丙烯酸甲酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物。
在本发明的所述环保涂料中，所述粘附促进剂的重量份为0.7-1.2份，例如可为0.7份、0.9份、1.1份或1.2份。
所述粘附促进剂为下式(I)或式(II)化合物，
所述粘附促进剂最优选为所述式(I)化合物。
在本发明的所述环保涂料中，所述聚乙二醇400的重量份为5-7份，例如可为5份、6份或7份。
在本发明的所述环保涂料中，所述乙醇的重量份为2-3份，例如可为2份、2.5份或3份。
在本发明的所述环保涂料中，所述去离子水的重量份为6-10份，例如可为6份、8份或10份。
第二个方面，本发明涉及所述防火抗菌环保涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1：分别称取各个组分；
S2：向双组分乳液中加入乙醇和聚乙二醇400，搅拌均匀，然后再顺次加入醇酸树脂、成膜促进剂、消泡剂、流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、偶联剂、防沉剂、活性剂和粘附促进剂，并在40-50℃下搅拌40-50分钟，得到混合物；
S3：向所述混合物中加入硅钛活性物、固化剂和去离子水，并升温至55℃，在该温度下搅拌20-30分钟，最后在分散机中于1000-1200转/分钟的转速混合均匀，自然冷却至室温，即得所述环保涂料。
其中，在所述步骤S1中，各个组分的称取量即为各个组分的上述具体用量。
其中，在所述步骤S2-S3中，搅拌速度并没有特别的限定，只要能将其混合均匀即可，本领域技术人员可进行合适选择，在此不再进行详细描述。
第三个方面，本发明涉及所述环保涂料在装修技术领域中的用途。
本发明人通过研究发现，所述环保涂料具有良好的防火、抗菌、吸收和/或分解甲醛等有害气体，以及具有良好的牢度和耐酸碱度，从而在装修技术领域中具有良好的应用前景和推广价值。
如上所述，本发明提供了一种具有多种优异性能的环保涂料及其制备方法和用途，所述涂料通过独特的组分选择和使用，有机相互之间的综合协同和促进，从而具有了多种优异性能，在装修技术领域具有突出的应用价值和潜力。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
制备例1：硅钛活性物的制备
I、将硅藻土在600℃下煅烧40分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧硅藻土；
II、将所述煅烧硅藻土加入到2mol/L的KOH水溶液中(所述煅烧硅藻土与KOH水溶液的质量比为1:3.5)，在100℃下搅拌反应80分钟，然后自然冷却至室温，过滤，得到滤液；
III、向钛酸正丁酯中加入三异丙醇胺，再缓慢加入质量百分比浓度为60％的乙醇，然后边搅拌边加入聚乙烯吡咯烷酮-k30(PVP-k30)，加入完毕后，超声分散15分钟，得到稀溶胶液；
其中，钛酸正丁酯与三异丙醇胺的摩尔比为1:0.15、钛酸正丁酯与质量百分比浓度为60％的乙醇的质量比为1:1.6、钛酸正丁酯与聚乙烯吡咯烷酮-k30(PVP-k30)的质量比为1:0.09；
IV、将所述稀溶胶液加入到步骤II中的滤液中(所述稀溶胶液与所述滤液的质量比为1:1)，再加入无水乙醇(所述稀溶胶液与无水乙醇的体积比为1:3.5)，搅拌25分钟，静置过夜，滤出胶状物，并用去离子水充分洗涤3-4次，然后自室温开始，以6℃/分钟的升温速率升温至800℃，并在该温度下煅烧45分钟，最后冷却至室温并研磨过200目筛，即得到所述硅钛活性物，将其命名为GT。
对比制备例1-3：硅钛活性物的制备
除改变步骤IV中的升温速率外，其它操作均不变，从而按照制备例1的相同方式得到了对比制备例1-3，升温速率和所得硅钛活性物命名如下表1所示。
表1
对比制备例4：硅钛活性物的制备
除在步骤IV中未进行煅烧外，其它操作均不变(即将胶状物用去离子水洗涤后，直接进行研磨过筛)，从而按照制备例1的相同方式得到了对比制备例4，将所得硅钛活性物命名为GT4。
实施例1：环保涂料的制备
S1：分别称取60重量份双组分乳液(为重量比1:3的丙烯酸乳液与苯丙乳液的混合物)、15重量份醇酸树脂、1重量份成膜促进剂1-苯氧基-2-丙醇、0.8重量份消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、0.2重量份流平剂RJ-600、0.6重量份间苯二酚双(二苯磷酸酯)、0.2重量份氰尿酸三聚氰胺、1.6重量份硅钛活性物GT、0.8重量份偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、1重量份固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、0.8重量份防沉剂聚酰胺蜡、1重量份活性剂(为质量比1:3的甲基丙烯酸甲酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物)、1.2重量份粘附促进剂式(I)化合物、5重量份聚乙二醇400、3重量份乙醇和6重量份去离子水；
S2：向上述双组分乳液中加入上述乙醇和上述聚乙二醇400，搅拌均匀，然后再顺次加入上述醇酸树脂、上述成膜促进剂、上述消泡剂、上述流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、上述偶联剂、上述防沉剂、上述活性剂和上述粘附促进剂，并在40℃下搅拌50分钟，得到混合物；
S3：向所述混合物中加入上述硅钛活性物、上述固化剂和去离子水，并升温至55℃，在该温度下搅拌20分钟，最后在分散机中于1000转/分钟的转速混合均匀，自然冷却至室温，即得环保涂料，将其命名为T1。
实施例2：环保涂料的制备
S1：分别称取70重量份双组分乳液(为重量比1:3的丙烯酸乳液与苯丙乳液的混合物)、10重量份醇酸树脂、2重量份成膜促进剂1-苯氧基-2-丙醇、0.4重量份消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、0.7重量份流平剂BYK-310、0.3重量份间苯二酚双(二苯磷酸酯)、0.6重量份氰尿酸三聚氰胺、1.2重量份硅钛活性物GT、1.4重量份偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、0.6重量份固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、0.4重量份防沉剂改性氢化蓖麻油、1.5重量份活性剂(为质量比1:3的甲基丙烯酸甲酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物)、0.7重量份粘附促进剂式(I)化合物、7重量份聚乙二醇400、2重量份乙醇和10重量份去离子水；
S2：向上述双组分乳液中加入上述乙醇和上述聚乙二醇400，搅拌均匀，然后再顺次加入上述醇酸树脂、上述成膜促进剂、上述消泡剂、上述流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、上述偶联剂、上述防沉剂、上述活性剂和上述粘附促进剂，并在50℃下搅拌40分钟，得到混合物；
S3：向所述混合物中加入上述硅钛活性物、上述固化剂和去离子水，并升温至55℃，在该温度下搅拌30分钟，最后在分散机中于1200转/分钟的转速混合均匀，自然冷却至室温，即得环保涂料，将其命名为T2。
实施例3：环保涂料的制备
S1：分别称取65重量份双组分乳液(为重量比1:3的丙烯酸乳液与苯丙乳液的混合物)、12.5重量份醇酸树脂、1.5重量份成膜促进剂1-苯氧基-2-丙醇、0.6重量份消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、0.45重量份流平剂BYK-358N、0.45重量份间苯二酚双(二苯磷酸酯)、0.4重量份氰尿酸三聚氰胺、1.4重量份硅钛活性物GT、1.1重量份偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、0.8重量份固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷、0.6重量份防沉剂聚烯烃蜡、1.2重量份活性剂(为质量比1:3的甲基丙烯酸甲酯与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的混合物)、0.95重量份粘附促进剂式(I)化合物、6重量份聚乙二醇400、2.5重量份乙醇和8重量份去离子水；
S2：向上述双组分乳液中加入上述乙醇和上述聚乙二醇400，搅拌均匀，然后再顺次加入上述醇酸树脂、上述成膜促进剂、上述消泡剂、上述流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、上述偶联剂、上述防沉剂、上述活性剂和上述粘附促进剂，并在45℃下搅拌45分钟，得到混合物；
S3：向所述混合物中加入上述硅钛活性物、上述固化剂和去离子水，并升温至55℃，在该温度下搅拌25分钟，最后在分散机中于1100转/分钟的转速混合均匀，自然冷却至室温，即得环保涂料，将其命名为T3。
对比例1-12
对比例1-3：除将硅钛活性物GT替换为GT1外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例1-3，将所得涂料顺次定义为D1、D2和D3。
对比例4-6：除将硅钛活性物GT替换为GT2外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例4-6，将所得涂料顺次定义为D4、D5和D6。
对比例7-9：除将硅钛活性物GT替换为GT3外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例7-9，将所得涂料顺次定义为D7、D8和D9。
对比例10-12：除将硅钛活性物GT替换为GT4外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例10-12，将所得涂料顺次定义为D10、D11和D12。
对比例13-18
对比例13-15：除将成膜促进剂1-苯氧基-2-丙醇替换为环烷酸锌外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例13-15，将所得涂料顺次定义为D13、D14和D15。
对比例16-18：除将成膜促进剂1-苯氧基-2-丙醇替换为乙二醇丁醚外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例16-18，将所得涂料顺次定义为D16、D17和D18。
对比例19-21
除将消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚替换为如下的消泡剂外，其它操作均不变，从而按照实施例1-3的相同方式得到了对比例19-21，所使用消泡剂和对应关系及所得涂料见下表2。
表2
对比例22-24
除将偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷替换为如下的偶联剂外，其它操作均不变，从而按照实施例1-3的相同方式得到了对比例19-21，所使用偶联剂和对应关系及所得涂料见下表3。
表3
对比例25-27
除将固化剂3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷替换为4,4'-二氨基二苯基甲烷外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例25-27，将所得涂料顺次定义为D25、D26和D27。
对比例28-30
除将粘附促进剂式(I)化合物替换为式(II)化合物外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例28-30，将所得涂料顺次定义为D28、D29和D30。
对比例31-36
对比例31-33：除将活性剂替换为相同用量的单一组分甲基丙烯酸甲酯外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例31-33，将所得涂料顺次定义为D31、D32和D33。
对比例34-36：除将活性剂替换为相同用量的单一组分三羟甲基丙烷三丙烯酸酯外，其它操作均不变，分别按照实施例1-3的相同方式进行了对比例34-36，将所得涂料顺次定义为D34、D35和D36。
对涂料的性能测试
1、抗菌性能测试
对上述得到的各个涂料样品在制备完成后，立刻进行抗菌性能测试，所依据的标准为GB/T21866-2008、“抗菌涂料抗菌性测定法和抗菌效果”，所使用的细菌为大肠杆菌、白色念珠菌和金黄色葡萄球菌，结果见下表4。
表4
由此可见：1、本发明的环保涂料具有优异的杀菌性能，尤其是T1-T3效果最为优异；2、当改变硅钛活性物制备时的升温速率时，稻子最后涂料的杀菌效果有所降低，这证明6℃/分钟的升温速率能够取得最好的杀菌效果，这应该是由于此升温速率可使得TiO2最易分布在表面未被硅颗粒所覆盖导致；3、而当硅钛活性物制备时未进行煅烧，则导致杀菌率降低非常显著。
2、粘结强度和耐酸碱稳定性测试
对上述得到的各个涂料样品在制备完成后，涂到不锈钢基底上，涂抹厚度为0.2mm，并在50℃下充分干燥完全，然后进行粘结强度测试和耐酸性测试，对于粘结强度测量方法是非常公知的，在此不再进行详细描述；耐酸性测试则是将涂抹了涂料样品的不锈钢基底分别在质量百分比浓度为10％的盐酸水溶液和质量百分比浓度为10％的NaOH水溶液中浸泡各30小时，观察其表面形态。所有的结果见下表5。
表5
其中，“+++”表示“不开裂、无起泡、不脱落、无变色”、“++”表示“不开裂、有轻微起泡、不脱落，无变色或有轻微变色”，而“+”表示“有开裂、有轻微起泡、不脱落或有脱落、有轻微变色”。
由此可见：1、本发明的环保涂料具有优异的粘结强度，且耐酸碱性良好，具有良好的恶劣环境稳定性；2、当改变硅钛活性物制备时的升温速率或省略煅烧时，粘结强度稍有降低，但稳定性仍十分优异(见D1-D12)；3、当改变成膜促进剂种类(见D13-D18)、偶联剂种类(见D22-D24)、固化剂种类(见D25-D27)时，均导致粘结强度和表面形态有显著降低，尤其是粘附促进剂的种类改变时(虽然式(I)化合物和式(II)化合物结构高度类似)，其降低最为显著(见D28-D30)，这可能是端基乙酰基的存在，能够显著改善粘附效果和稳定性；4、而当将双组分活性剂替换为任何一种单一组分时(见D31-D36)，虽然粘结强度相差不大，但涂层膜的耐酸碱稳定性有显著降低。
3、甲醛净化性能测试
对上述得到的各个涂料样品进行甲醛净化性能测试，所依据的标准是JC/T1074-2008“室内空气净化材料功能涂覆材料净化性能”，初始甲醛浓度为30mg/L，然后测定32小时后的甲醛去除率(％)：甲醛去除率(％)＝(初始甲醛浓度-32小时后甲醛浓度)/初始甲醛浓度×100％。结果见下表6。
表6
由表6数据可见：1、本发明的环保涂料T1-T3具有优异的除甲醛性能；2、当改变硅钛活性物制备时的升温速率时，甲醛去除率有明显降低(见D1-D9)，而当省略煅烧时，甲醛清除率降低最为显著(见D10-D12)；3、当改变其它组分时，甲醛去除率降低不大。
4、防火性能测试
对上述得到的各个涂料样品进行防火性能测试，所依据的标准是GB15442.1-1995“饰面型防火涂料防火性能分级及试验方法防火性能分级”，主要考察了耐燃时间(分钟)和火焰传播比值两个指标，结果见下表7。
表7
由此可见：1、本发明的环保涂料T1-T3具有优异的防火性能；2、当改变硅钛活性物制备时的升温速率或省略煅烧时，防火性能有一定程度的降低；3、当改变偶联剂和固化剂时，防火性能进一步降低；4、而当改变粘附促进剂时，防火性能有显著的降低(见D28-D30)，这是因为此时的粘附力降低，导致在高温下产生了剥落现象，反而降低了防火性能；5、当改变活性剂为单一组分时，防火性能降低较为明显。
5、储存稳定性测试
将上述得到的各个涂料样品密闭、避光保存，分别在10天、30天、60天和120天时观察其存在形态，从而考察了其储存稳定性，结果见下表8。
表8
其中，“√√√”表示“均匀、无分层、无泡沫、无团聚”；“√√”表示“均匀、无分层、稍有泡沫、无团聚”，“√”表示“均匀、无分层、稍有泡沫，稍有团聚”，而“×”表示“无分层，但有大量泡沫、稍有团聚”。
由此可见：1、本发明的涂料具有良好的储存稳定性；2、而当改变硅钛活性物制备时的升温速率或省略煅烧时，储存稳定性有显著降低，尤其是D10-D12出现了泡沫和团聚现象；3、而当改变消泡剂时，则在第120天时出现了大量的泡沫。
综合上述，本发明的环保涂料通过特定的组分选择和相互之间的复合配合，从而具备了多种优异性能，具有良好的防火、抗菌、净化空气和强度及耐酸碱稳定性，从而在装修技术领域具有良好的应用潜力和广泛的工业化生产价值。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环保涂料，其包括双组分乳液、醇酸树脂、成膜促进剂、消泡剂、流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、硅钛活性物、偶联剂、固化剂、防沉剂、活性剂、粘附促进剂、聚乙二醇400、乙醇和去离子水。
2.如权利要求1所述的环保涂料，其特征在于：以重量份计，其具体组分含量如下：
3.如权利要求1或2所述的环保涂料，其特征在于：所述成膜促进剂为1-苯氧基-2-丙醇、环烷酸锌或乙二醇丁醚中的任意一种，最优选为1-苯氧基-2-丙醇。
4.如权利要求1-3任一项所述的环保涂料，其特征在于：所述消泡剂为二甲基硅油、十二烷醇、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的任意一种，最优选为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
5.如权利要求1-4任一项所述的环保涂料，其特征在于：所述硅钛活性物是由包括如下步骤的方法制得的：
I、将硅藻土在600±20℃下煅烧30-50分钟，然后自然冷却至室温，得到煅烧硅藻土；
II、将所述煅烧硅藻土加入到2mol/L的KOH水溶液中，在100℃下搅拌反应70-90分钟，然后自然冷却至室温，过滤，得到滤液；
III、向钛酸正丁酯中加入三异丙醇胺，再缓慢加入质量百分比浓度为60％的乙醇，然后边搅拌边加入聚乙烯吡咯烷酮-k30(PVP-k30)，加入完毕后，超声分散10-20分钟，得到稀溶胶液；
IV、将所述稀溶胶液加入到步骤II中的滤液中，再加入无水乙醇，搅拌20-30分钟，静置过夜，滤出胶状物，并用去离子水充分洗涤3-4次，然后自室温开始，以4-10℃/分钟的升温速率升温至750-850℃，并在该温度下煅烧40-50分钟，最后再次冷却至室温并研磨过200目筛，即得到所述硅钛活性物。
6.如权利要求1-5任一项所述的环保涂料，其特征在于：所述偶联剂为α-环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、双(3-(三乙氧基硅)丙基)四硫化物、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种，最优选为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
7.如权利要求1-6任一项所述的环保涂料，其特征在于：所述固化剂为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷或4,4'-二氨基二苯基甲烷，最优选为3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷。
8.如权利要求1-7任一项所述的环保涂料，其特征在于：所述粘附促进剂为下式(I)或式(II)化合物，
所述粘附促进剂最优选为所述式(II)化合物。
9.权利要求1-8任一项所述的环保涂料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：分别称取各个组分；
S2：向双组分乳液中加入乙醇和聚乙二醇400，搅拌均匀，然后再顺次加入醇酸树脂、成膜促进剂、消泡剂、流平剂、间苯二酚双(二苯磷酸酯)、氰尿酸三聚氰胺、偶联剂、防沉剂、活性剂和粘附促进剂，并在40-50℃下搅拌40-50分钟，得到混合物；
S3：向所述混合物中加入硅钛活性物、固化剂和去离子水，并升温至55℃，在该温度下搅拌20-30分钟，最后在分散机中于1000-1200转/分钟的转速混合均匀，自然冷却至室温，即得所述环保涂料。
10.权利要求1-8任一项所述环保涂料在装修技术领域中的用途。
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