CN106833184B - 一种纳米改性抗污乳胶漆及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米改性抗污乳胶漆，包括如下重量份的各组分：丙烯酸树脂20‑30份、甲基丙烯酸甲酯8‑15份、改性纳米填料8‑20份、膨润土8‑12份、分散剂2‑3份、偏硅酸钠3‑7份、石棉纤维2‑5份及固化剂1‑3份；所述改性纳米填料是纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的混合物经壳聚糖多孔微球改性制得的；本发明的乳胶漆对配方进行改进，采用模板剂将混合纳米填料导入壳聚糖多孔微球的微孔结构中，赋予乳胶漆持久的抗污能力，对甲醛具有极强的降解能力。

Description

一种纳米改性抗污乳胶漆及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种抗污乳胶漆及其制备方法和应用，具体涉及一种纳米改性抗污乳胶漆及其制备方法和应用；属于涂料技术领域。
背景技术
乳胶漆是一种涂料，以树脂等为基料，加入分散介质、填料、助剂等，经一定工艺过程制成。乳胶漆的适用范围广，具有以下诸多优点：1)低污染，省能源；2)性能优异，功能多样，品种齐全；3)透气性好，施工容易，造价低；4)更新容易；5)色彩丰富，造型美观。但是，乳胶漆也有自身的局限性：1)环境：贮存、施工和成膜质量受环境影响大；2)热塑性：有限的抗压痕和抗粘连性；3)附着力：对困难低材的附着力有限；4)光泽：光泽较低；5)耐腐蚀性能不高；6)抗污性能不好，时间久了不够美观。
申请号为201511028605.2的发明专利公布了一种净味乳胶漆，由以下重量份数的原料制成：丙酸钠8-15份、环烷酸锰17-35份、二氧化硅超细粉20-40份、聚乙烯醇20-35份、丙烯酸异辛脂3-5份、金红石型钛白粉25-40份、甲基硅酸甲6-9份、丙烯酸3-7份、去离子水80-150份。该乳胶漆零VOC，无气味，环保，长期释放负离子，祛除有害气体，气味芬芳。但是，该乳胶漆并不能提高涂料的抗污能力。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米改性的具有抗污性能的乳胶漆及其制备方法和应用。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种纳米改性抗污乳胶漆，包括如下重量份的各组分：丙烯酸树脂20-30份、甲基丙烯酸甲酯8-15份、改性纳米填料8-20份、膨润土8-12份、分散剂2-3份、偏硅酸钠3-7份、石棉纤维2-5份及固化剂1-3份；所述改性纳米填料是纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的混合物经壳聚糖多孔微球改性制得的。
优选地，前述改性纳米填料中纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为(1-5)：1:1。
更优选地，前述改性纳米填料的平均粒径为50-80nm。
再优选地，前述壳聚糖多孔微球的孔径为1μm以上，纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝能够进入壳聚糖微球孔径中，从而起到持久抗污的作用。
更优选地，前述分散剂为硬脂酸单甘油酯或者三硬脂酸甘油酯。
更优选地，前述固化剂为过氧化苯甲酰或者水性异氰酸酯。
此外，本发明还公布了如前所述的纳米改性抗污乳胶漆的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备壳聚糖多孔微球：将壳聚糖溶入1％的醋酸溶液中，超声分散配制成壳聚糖溶液；再将5％的戊二醛加入壳聚糖溶液中，迅速搅拌发生交联反应，再向其中加入三氯甲烷作为制孔剂并迅速搅拌10min，得到中间产物；将中间产物逐滴滴加在水浴温度为40℃的3％氢氧化钠溶液中，全部滴完后，搅拌10min，然后烘干处理得到壳聚糖多孔微球；
S2、制备改性纳米填料：将纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝混合后置于球磨机中球磨处理30-60min得到混合纳米填料，再将步骤S1中制得的壳聚糖多孔微球分散至反应器的溶剂中，并向其中加入模板剂，然后边搅拌边将混合纳米填料加入反应器中，维持反应器中温度为40-50℃；
S3、按照前述重量份混合各组分，升温至180-220℃，搅拌反应1-3h，得到乳胶漆产品。
优选地，前述步骤S1中，采用低温烘干得到壳聚糖多孔微球，烘干温度为30-50℃，烘干时间为3-6h，采用低温烘干能够避免高温对壳聚糖多孔微球的结构产生破坏。
更优选地，前述步骤S2中，模板剂为二乙胺或CTAB，使混合纳米填料更加有序、快速地进入壳聚糖多孔微球内。
如前所述的一种纳米改性抗污乳胶漆在建筑外墙或内墙中的应用。
本发明的有益之处在于：本发明的乳胶漆对配方进行改进，采用模板剂将混合纳米填料导入壳聚糖多孔微球的微孔结构中，赋予乳胶漆持久的抗污能力，对甲醛具有极强的降解能力。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明中无特殊说明，所有原料均为市购。
实施例1
本实施例的纳米改性抗污乳胶漆的制备方法如下：
S1、制备壳聚糖多孔微球：将壳聚糖溶入1％的醋酸溶液中，超声分散配制成壳聚糖溶液；再将5％的戊二醛加入壳聚糖溶液中，迅速搅拌发生交联反应，再向其中加入三氯甲烷作为制孔剂并迅速搅拌10min，得到中间产物；将中间产物逐滴滴加在水浴温度为40℃的3％氢氧化钠溶液中，全部滴完后，搅拌10min，然后烘干处理得到壳聚糖多孔微球；
S2、制备改性纳米填料：将纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝混合后置于球磨机中球磨处理30-60min得到混合纳米填料，再将步骤S1中制得的壳聚糖多孔微球分散至反应器的溶剂中，并向其中加入模板剂，然后边搅拌边将混合纳米填料加入反应器中，维持反应器中温度为40-50℃；
S3、按照如下重量份混合各组分，升温至180-220℃，搅拌反应1-3h，得到乳胶漆产品。
各组分的重量份为：丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯8份、改性纳米填料8份、膨润土8份、分散剂2份、偏硅酸钠3份、石棉纤维2份及固化剂1份。其中，改性纳米填料平均粒径为50nm，纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为1:1:1；壳聚糖多孔微球的孔径为1μm以上，纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝能够进入壳聚糖微球孔径中，从而起到持久抗污的作用。
分散剂为硬脂酸单甘油酯或者三硬脂酸甘油酯；固化剂为过氧化苯甲酰或者水性异氰酸酯。
步骤S1中，采用低温烘干得到壳聚糖多孔微球，烘干温度为30℃，烘干时间为3h，采用低温烘干能够避免高温对壳聚糖多孔微球的结构产生破坏；步骤S2中，模板剂为二乙胺或CTAB，使混合纳米填料更加有序、快速地进入壳聚糖多孔微球内。
实施例2
本实施例与实施例1的制备方法完全相同，区别之处在于各组分的重量份，具体如下：丙烯酸树脂25份、甲基丙烯酸甲酯12份、改性纳米填料15份、膨润土10份、分散剂2.5份、偏硅酸钠5份、石棉纤维4份及固化剂2份。其中，改性纳米填料平均粒径为60nm，纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为31:1:1。
实施例3
本实施例与实施例1的制备方法完全相同，区别之处在于各组分的重量份，具体如下：丙烯酸树脂30份、甲基丙烯酸甲酯15份、改性纳米填料20份、膨润土12份、分散剂3份、偏硅酸钠7份、石棉纤维5份及固化剂3份。其中，改性纳米填料平均粒径为80nm，纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为5:1:1。
对比例
本对比例于实施例1的区别在于未组分中未加入改性纳米填料，直接加入了未经改性的混合纳米填料，具体制备方法如下：
S1、制备混合纳米填料：将纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝混合后置于球磨机中球磨处理30-60min得到混合纳米填料；
S2、按照如下重量份混合各组分，升温至180-220℃，搅拌反应1-3h，得到乳胶漆产品。
各组分的重量份为：丙烯酸树脂20份、甲基丙烯酸甲酯8份、混合纳米填料8份、膨润土8份、分散剂2份、偏硅酸钠3份、石棉纤维2份及固化剂1份。其中，混合纳米填料平均粒径为50nm，纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为1:1:1。
性能检测
(1)、抗污性能测试：将产品均匀涂布于墙体上并自然晾干后，向墙体表面喷灰尘，待2h后，用抹布轻拭，然后用肉眼观察，结果见表1；0d表示涂布晾干后，60d表示涂布晾干60天后，180d表示涂布晾干180天后。
(2)、测试对甲醛的降解率，结果见表1。
表1实施例1-3及对比例的性能检测结果
从表1可见，本发明的各实施例得到的乳胶漆具有良好的的抗污和甲醛降解能力，相较于对比例而言，抗污性能持久性更好，且对甲醛的降解率大幅提升；这可能是由于纳米填料导入壳聚糖多孔微球的微孔结构中后，赋予乳胶漆更加持久的抗污能力和更好的甲醛降解能力，因而在内墙和外墙中具有较好的应用前景，能够保持墙壁的持久亮新。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种纳米改性抗污乳胶漆，其特征在于，包括如下重量份的各组分：丙烯酸树脂20-30份、甲基丙烯酸甲酯8-15份、改性纳米填料8-20份、膨润土8-12份、分散剂2-3份、偏硅酸钠3-7份、石棉纤维2-5份及固化剂1-3份；所述改性纳米填料是纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的混合物经壳聚糖多孔微球改性制得的，所述分散剂为硬脂酸单甘油酯或者三硬脂酸甘油酯。
2.根据权利要求1所述的一种纳米改性抗污乳胶漆，其特征在于，所述改性纳米填料中纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝的质量比为（1-5）：1:1。
3.根据权利要求2所述的一种纳米改性抗污乳胶漆，其特征在于，所述改性纳米填料的平均粒径为50-80nm。
4.根据权利要求1所述的一种纳米改性抗污乳胶漆，其特征在于，所述壳聚糖多孔微球的孔径为1μm以上。
5.根据权利要求1所述的一种纳米改性抗污乳胶漆，其特征在于，所述固化剂为过氧化苯甲酰或者水性异氰酸酯。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种纳米改性抗污乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、制备壳聚糖多孔微球：将壳聚糖溶入1%的醋酸溶液中，超声分散配制成壳聚糖溶液；再将5%的戊二醛加入壳聚糖溶液中，迅速搅拌发生交联反应，再向其中加入三氯甲烷作为制孔剂并迅速搅拌10min，得到中间产物；将中间产物逐滴滴加在水浴温度为40℃的3%氢氧化钠溶液中，全部滴完后，搅拌10min，然后烘干处理得到壳聚糖多孔微球；
S2、制备改性纳米填料：将纳米氧化钛、纳米氧化锆和纳米氧化铝混合后置于球磨机中球磨处理30-60min得到混合纳米填料，再将步骤S1中制得的壳聚糖多孔微球分散至反应器的溶剂中，并向其中加入模板剂，然后边搅拌边将混合纳米填料加入反应器中，维持反应器中温度为40-50℃；
S3、按照权利要求1的重量份混合各组分，升温至180-220℃，搅拌反应1-3h，得到乳胶漆产品。
7.根据权利要求6所述的一种纳米改性抗污乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用低温烘干得到壳聚糖多孔微球，烘干温度为30-50℃，烘干时间为3-6h。
8.根据权利要求6所述的一种纳米改性抗污乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，模板剂为二乙胺或CTAB。
9.如权利要求1-5任一项所述的一种纳米改性抗污乳胶漆在建筑外墙或内墙中的应用。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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