CN107573807B - 具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料及其制备方法 - Google Patents

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提供具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料及其制备方法,在水性环氧乳液和水性环氧固化剂中添加具有吸附空气中有毒有害气体的组成成分,使得水性环氧地坪涂料达到释放负离子、杀菌自清洁、迅速分解祛除空气中的甲醛等有害气体和抑制霉菌生存的功效。

Description

具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料及其制备方法
技术领域
本发明通常涉及涂料领域,且特别地,涉及具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料及其制备方法。
背景技术
水性涂料作为涂料的一种产品,其溶剂是水或者水性溶剂。水性涂料由于安全无毒、节约资源、保护环境,成为涂料发展的主要方向之一,也将是涂料品种变革的最终归宿。相对于溶剂型涂料而言,水性涂料因其VOC含量极低且节省能源而成为现代涂料工业发展的主流方向。
人们健康意识和环保意识的不断加强,对室内环境日益关注。人们大多使用诸如人造板之类的各种新型材料进行室内装修,大多数家庭选用透气性好、无毒、无污染乳胶漆装饰墙面来提高室内环境质量。由于木制家具等材料带来的室内空气污染仍很普遍,甲醛是室内空气最主要的污染,主要来源于装修材料所用的胶中,污染期可达8~12年。尿醛树脂胶、酚醛树脂胶、三聚氰胺甲醛树脂胶等压制成的胶合板、刨花板、密度板、细工板等人造板产品在美化居室的同时,又成为室内甲醛的主要来源。在生产和使用人造板中释放出来的游离甲醛,污染居住坏境,损害人的健康。甲醛在人体内可转变为甲醇,故可引起较弱的麻醉作用,对视神经有影响。甲醛可以引起中枢神经系统、体内酶活性的改变以及内分泌、免疫系统的改变,高浓度的甲醛对于神经系统、免疫系统、肝脏都有毒害,刺激眼结膜、呼吸道粘膜而产生流泪、流涕、引起结膜炎、咽喉炎、哮喘、支气管炎和变态反应性疾病。室内甲醛污染是人类健康的头号杀手。
因此,如何提供一种具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其主要由水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成,利用组成成分中的有毒有害气体捕获成分,释放负离子,对环境进行杀菌清洁,并迅速分解祛除空气中的甲醛等有害气体,抑制霉菌生存。
本发明一方面提供具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述水性环氧地坪涂料包括A组份和B组份,所述A组份和所述B组份的质量比为5-10:1;
所述A组份基于100质量份包含40-50份的水性环氧树脂、3-10份的纳米钛白、5-10份的纳米硅藻土、10-15份的石英粉和5-10份的硫酸钡;
所述B组份基于100质量份包含60-80份的水性环氧固化剂和10-20份的聚酰胺纤维。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述水性环氧树脂为改性环氧树脂,所述改性环氧树脂为双酚A环氧树脂与端胺基改性聚醚共聚酰胺改性接枝。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述水性环氧固化剂为多胺基酰胺固化剂和铵盐固化剂的混合试剂。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述水性环氧固化剂的总胺值为450-580mgKOH/g。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述A组份还包括纳米电气石,其中,所述B组份中的胺基的量,相对于1mg纳米电气石为2-6mol。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述纳米钛白为硬脂酸改性纳米钛白。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述A组份还包括0.1-0.5份的润湿分散剂、0.2-0.6份的消泡剂、0.5-1份的负离子杀菌剂、0.2-0.6份的增稠剂、0.1-0.5份的基材湿润剂和0-3份的水性色浆。
在某些实施方式中,所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料中,所述负离子杀菌剂为广谱杀真菌剂POLYPHASE PW40和天然抗菌杀菌剂MSK-NE150中的一种或两者的混合物,
本发明另一方面提供具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料的生产工艺,其包括:
1)制备A组份:
将水性环氧树脂乳液、去离子水、润湿分散剂和消泡剂加入备料锅中,并搅拌均匀;
向所述备料锅中加入纳米电气石粉、纳米钛白粉、负离子杀菌剂、纳米级硅藻土、石英粉和沉淀硫酸钡,1000-1200r/min转速下混合均匀,形成漆浆;
研磨所述漆浆,直至所述漆浆的细度小于等于10微米;
2)制备B组份:
将水性环氧固化剂、聚酰胺纤维与去离子水混合并搅拌均匀;
3)将所述A组份和B组份按照质量比为5-10:1混合并搅拌均匀。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”如无特别说明,均按质量计。
本发明提供一种具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其包括A组份和B组份,所述A组份和所述B组份的质量比为5-10:1;
所述A组份基于100质量份包含40-50份的水性环氧树脂、3-10份的纳米钛白、5-10份的纳米硅藻土、10-15份的石英粉和5-10份的硫酸钡;
所述B组份基于100质量份包含60-80份的水性环氧固化剂和10-20份的聚酰胺纤维。
环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物,环氧树脂的环氧基、羟基与固化剂反应,能生成三维网络立体结构的大分子,交联密度大,该大分子具有很强的内聚力和优异的力学性能。A组份中的水性环氧树脂和B组份的水性环氧树脂固化剂形成的固化体系中环氧基、羟基、醚键和酯键等都极性很强的极性基团,能与界面分子产生粘结力,且该固化体系中形成交联密度很大的网状结构大分子,该固化体系形成的水性环氧地坪涂料具有很强的粘结性。聚酰胺纤维是大分子链的重复单元中含有酰胺键-CONH-的聚合物的总称,聚酰胺纤维的分子端还包括亲水基-OH和-COOH。聚酰胺纤维的分子量为14000-30000,优选的是,聚酰胺纤维的分子量为14000-20000。聚酰胺纤维通过-CONH、-OH和-COOH连接至该固化体系中的网状大分子结构的内部,本发明所述的水性环氧地坪涂料具有含氮的环化合物、酰胺基和醚键,增强水性环氧地坪涂料具有消醛效果。且纳米级硅藻土在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造,能够持续吸附空气中的灰尘颗粒与空气中微量的甲醛气体,室水性地坪涂料具有持久清洁性和吸甲醛性。
进一步地,上述方案中,所述水性环氧树脂为改性环氧树脂,所述改性环氧树脂为端胺基改性聚醚共聚酰胺与双酚A环氧树脂接枝改性。
聚醚共聚酰胺(PEBA)是由聚醚链段和聚酰胺链段共聚而成的,聚醚共聚酰胺对极性/非极性气体的分离具有良好的渗透选择性,具有很好的CO2脱除功效;氨或含氨基的物质能够与甲醛发生反应生成比较稳定的化合物六亚甲基四胺,将端胺基改性聚醚共聚酰胺与双酚A环氧树脂进行改性接枝得到改性环氧树脂,提升环氧树脂吸收甲醛有毒气体的能力,同时,利用端胺基改性聚醚共聚酰胺提成双酚A环氧树脂的乳液性能,使其具有良好的透气性、成膜性和吸附性。优选地,所述双酚A环氧树脂与所述端胺基改性聚醚共聚酰胺按照10-3:1进行改性接枝;更优选地,所述双酚A环氧树脂与所述端胺基改性聚醚共聚酰胺按照10-5:1进行改性接枝;例如,所述双酚A环氧树脂与所述端胺基改性聚醚共聚酰胺按照10:1、9:1、8:1、7:1、6:1或5:1进行改性接枝.
进一步地,上述方案中,所述水性环氧固化剂为多胺基酰胺固化剂和铵盐固化剂的混合试剂。优选地,所述多胺基酰胺固化剂和所述铵盐固化剂按照1:1-6混合,更优选地,所述多胺基酰胺固化剂和所述铵盐固化剂按照1:2-5混合,例如,所述多胺基酰胺固化剂和所述铵盐固化剂按照1:2、1:3、1:4或1:5混合。进一步地,上述方案中,本发明所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料的包含的酰胺基、氨基和铵基的摩尔浓度为8-15mol/L,优选地,本发明中包含的酰胺基、氨基和铵基的摩尔浓度为10-15mol/L,更优选地,本发明中包含的酰胺基、氨基和铵基的摩尔浓度为10-13mol/L,例如,本发明中包含的酰胺基、氨基和铵基的摩尔浓度为10、11、12或13mol/L。酰胺基、氨基和铵基与甲醛等有机污染物的化学活性,运用络合反应、氧化反应、加成反应等来破坏、达到消除室内空气污染、改善室内空气质量的目的。
进一步地,上述方案中,所述A组份还包括纳米电气石,其中,所述B组份中的胺基的量,相对于1g纳米电气石为2-6mol。
电气石是以硼为特征,化学组成复杂的双层六方环状结构的硅酸盐矿物,其化学成分为SiO2、Fe+Fe2O3、B2O3、Al2O3、Na2O、MgO、Li2O和MnO2,利用物理或化学方法,将电气石制成与高聚物材料具有良好相溶性的纳米级粉体,纳米级电气石的粉体表面具有反应性基团,能够与B组份中的胺基基团形成共价键,当1g纳米电气石对应2-6mol胺基时,纳米电气石均匀地分布在水性环氧地坪涂料中,纳米电气石能够吸附空气中的灰尘和有毒物质,同时,所述电气石增强水性环氧地坪涂料的透气性和柔软耐久性能。所述电气石为镁铁理电气石、布格电气石、钠锰电气石或钙镁电气石,
进一步地,上述方案中,所述纳米钛白为硬脂酸改性纳米钛白。
使用硬脂酸在1,3,5-三甲苯体系中对纳米钛白进行表面改性,硬脂酸键在纳米钛白表面形成单分子膜,使得粉体表面极性降低,流动性好。进一步地,上述方案中,包括硬脂酸改性纳米钛白和硬质酸的混合物,即所述硬脂酸改性纳米钛白中所述硬脂酸占的其总量为3-4%,硬脂酸同时对纳米钛白和纳米电气石进行改性,其中1.3-2%的硬脂酸对纳米电气石进行改性,1.7-2%的硬脂酸对纳米钛白进行改性,硬脂酸根离子与纳米钛白表面的金属离子发生作用,硬脂酸根离子与纳米电气石表面的金属离子发生作用,使得硬脂酸被吸附在纳米钛白和纳米电石气表面,实现对纳米钛白和纳米电气石改性,同时,利用硬脂酸同时对纳米钛白和纳米电气石进行改性处理,使得改性后的纳米钛白和纳米电气石均匀地分布水性环氧地坪涂料中,提高涂料的均匀性和稳定性。其中,所述硬脂酸为硬脂酸钠、硬脂酸钾或硬脂酸铝等硬脂酸改性剂。
本发明所述的挥发性有机化合物、卤代烃和苯含量通过参考国家标准《GB18582-2008室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》来测试。
实施例
除非另有说明,否则本发明使用的添加剂为本领域内通常使用的任何物质。
根据表1中所示的配方,按下述步骤制备各实施例和比较例的水性环氧地坪涂料。
1)制备A组份:
将水性环氧树脂乳液、去离子水、润湿分散剂和消泡剂加入备料锅中,并搅拌均匀;
向所述备料锅中加入纳米电气石粉、纳米钛白粉、负离子杀菌剂、纳米级硅藻土、石英粉和沉淀硫酸钡,1000-1200r/min转速下混合均匀,形成漆浆;
研磨所述漆浆,直至所述漆浆的细度小于等于10微米;
2)制备B组份:
将水性环氧固化剂、聚酰胺纤维与去离子水混合并搅拌均匀;
3)将所述A组份和B组份按照质量比为5-10:1混合并搅拌均匀。
表1
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

Claims (7)

1.一种具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述水性环氧地坪涂料包括A组份和B组份,所述A组份和所述B组份的质量比为5-10:1;
所述A组份基于100质量份包含40-50份的水性环氧树脂、3-10份的纳米钛白、5-10份的纳米硅藻土、10-15份的石英粉和5-10份的硫酸钡;所述水性环氧树脂为改性环氧树脂,所述改性环氧树脂为双酚A环氧树脂与端胺基改性聚醚共聚酰胺改性接枝;
所述B组份基于100质量份包含60-80份的水性环氧固化剂和10-20份的聚酰胺纤维;所述水性环氧固化剂为多胺基酰胺固化剂和铵盐固化剂的混合试剂。
2.根据权利要求1所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述水性环氧固化剂的总胺值为450-580mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述A组份还包括纳米电气石,其中,所述B组份中的胺基的量,相对于1mg纳米电气石为2-6mol。
4.根据权利要求1所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述纳米钛白为硬脂酸改性纳米钛白。
5.根据权利要求1所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述A组份还包括0.1-0.5份的润湿分散剂、0.2-0.6份的消泡剂、0.5-1份的负离子杀菌剂、0.2-0.6份的增稠剂、0.1-0.5份的基材湿润剂和0-3份的水性色浆。
6.根据权利要求5所述的具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料,其中,所述负离子杀菌剂为广谱杀真菌剂POLYPHASE PW40和天然抗菌杀菌剂MSK-NE150中的一种或两者的混合物。
7.一种具有甲醛吸收性能的水性环氧地坪涂料的生产工艺,其包括:
1)制备A组份:
将水性环氧树脂乳液、去离子水、润湿分散剂和消泡剂加入备料锅中,并搅拌均匀;
向所述备料锅中加入纳米电气石粉、纳米钛白粉、负离子杀菌剂、纳米级硅藻土、石英粉和硫酸钡,1000-1200r/min转速下混合均匀,形成漆浆;
研磨所述漆浆,直至所述漆浆的细度小于等于10微米;
2)制备B组份:
将水性环氧固化剂、聚酰胺纤维与去离子水混合并搅拌均匀;
3)将所述A组份和B组份按照质量比为5-10:1混合并搅拌均匀。
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