CN107793915A - 防辐射涂料及生产方法 - Google Patents

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陆维灵
唐爱芳
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Abstract

本发明公开了一种防辐射涂料及其生产方法,它包括的原料有聚氨酯、乳液、剑麻纤维、水、复合偶联剂、防辐射材料、流平剂、消泡剂，本发明的防辐射涂料吸附空气中的甲醛和挥发性有机物，防辐射，净化空气。有优越的硬度、光洁度、防水性和抗裂性，稳定性好、硬度高，增强涂料的机械性能，采用的原料无毒无害，对人体和环境无不良影响，提高涂料的附着力和耐摩擦性能，提高涂料的密度和强度，防止涂料施工后产生粉化、龟裂和剥离。环保无污染、成本低廉、使用范围广泛。涂抹方便、且干燥速度快可以提高施工效率，外观平整有光泽。

Description

防辐射涂料及生产方法
技术领域
本发明涉及一种建筑涂料，尤其涉及防辐射涂料及生产方法。
背景技术
我国涂料产业在房地产、汽车、船舶的推动下日益壮大，建筑涂料作为其中一个重要类别，也取得了迅猛发展。建筑涂料具有装饰功能、保护功能和居住性改进功能，相对石材、瓷砖等装修材料，在能耗、成本等方面有着明显的优势，因此，在建筑内外墙装饰领域中，建筑涂料的普及率逐步提高。过去10年被称为地产行业“黄金10年”，涂料行业也借机取得快速发展。目前我国涂料行业已成为世界第一涂料生产国和消费国，2011年，全国涂料总产量首次突破千万吨大关，就建筑节能涂料而言，内外墙涂料加上地坪涂料、防水涂料等，其所占比重达到45.6%。目前我国建筑涂料在涂料市场中所占的份额接近一半。
过去十几年，随着中国房地产产业的发展，我国的建筑业也得到了持续、健康、快速的发展。而涂料作为建筑装饰工程中一种重要的材料，以其经济性、美观性、安全性，成为建筑业增长最快的子产业。建筑涂料应用与发展绿色建筑契合潜力无限。节能建筑涂料的应用，对于绿色建筑的发展有助推作用，如建筑外墙涂料可代替城市大量使用的光幕玻璃墙，降低光污染，外墙保温材料的使用业可达到节能的功效。建筑涂料，尤其是建筑节能涂料的应用，与发展绿色建筑的初衷不谋而合。
我国涂料事业经历百年发展，一定程度上已逐渐趋于成熟，而其中的建筑涂料行业高速发展，新技术、新产品层出不穷，市场竞争日益激烈，居民消费水平提高、对建筑提出更高的要求。
随着人们的生活水平的不断提高，家用电器已进入普通百姓家庭。同时，随着高效办公的需要，各类办公设备与通讯设备被广泛使用。上述各类仪器设备改善了人们的生活水平、提高了办公效率，但这些仪器设备作为辐射源产生的辐射目前还没有引起人们的足够重视，其产生的辐射在不断集中并有更加密集的趋势。在上述辐射源集中的环境中工作、学习和生活的人，容易失眠多梦、记忆力减退、体虚乏力、免疫力低下等。因此，开发出一种内墙防辐射涂料来降低或减缓辐射对人类健康的影响是本领域技术人员一直以来希望解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防辐射涂料，无毒无害，对人体和环境无不良影响，有效防止或减缓环境中的辐射。
防辐射涂料的生产方法,它包括以下重量份数的原料：
聚氨酯 40 ～ 60 份，
乳液 5 ～ 15 份，
剑麻纤维 20 ～ 30 份，
水 20 ～ 25 份，
复合偶联剂 2 ～ 4 份，
防辐射材料 5 ～ 20 份，
流平剂 1 ～ 4 份，
消泡剂 2 ～ 3 份，
所述聚氨酯，为水固型聚氨酯，异佛尔酮二异氰酸酯与聚乙二醇反应制备预聚体,以丙三醇和三羟甲基丙烷作为扩链剂,十六醇为封端剂,制备了星型结构的水固性聚氨酯；
所述乳液，为苯乙烯与丙烯酸酯按重量比例1:1共聚而成的苯丙乳液；
所述剑麻纤维，将剑麻纤维打成粉状，粒度小于小于0.3μm；
所述复合偶联剂，是二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷与3—（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷混合，重量比例为1:2；
所述防辐射材料采用微米级或纳米级的铝粉、ATO、ITO、银粉中的任一种或任意几种；
所述流平剂，为丙烯酸酯类流平剂；
所述消泡剂，为有机硅消泡剂。
防辐射涂料的生产过程,包括以下步骤：
（1）、在混合器中依次加入配方量的水、防辐射材料、流平剂、1/2消泡剂，搅拌均匀，转速为300 转／分，搅拌15～25分钟，形成胶状溶液；
（2）、将步骤（1）所得溶液通过磨砂机研磨至粒度为30微米以内，再将溶液放回混合器；
（3）、将剑麻纤维、聚氨酯按配方重量比例混合，转速为1000～1500 转／分，得到混合溶液；
（4）、将步骤（3）所得的混合溶液投入步骤（2）中的混合器；
（5）、再向混合器中依次投入复合偶联剂、乳液、1/2消泡剂，与步骤（4）中的溶液混合，搅拌均匀，转速为至300 ～ 400 转／分；
（6）过滤除去粗颗粒和杂质。
防辐射涂料的施工方法：
（1）将所得涂料倒入搅拌容器中，加入8～9倍的水搅拌，同时用5～10倍的水调节粘稠度，充分搅拌均匀；
（2）墙面修补，基层必须平整坚固,不得有粉化、起砂、空鼓、脱落等现象；
（3）墙面的找平，刮腻子；
（4）用已经搅拌好的涂料进行涂抹，涂层厚度为0 .15～0.2mm，等待第一遍完全干燥后再进行第二遍抹涂，涂层厚度为0 .15～0 .17mm；
（5）待墙壁表面无明显水汽后，用刮板进行整体收光，将面层凸起的地方压平，对于边角刮板抛不到的地方要用干净的干白毛巾擦拭表面2～5遍。
与现有技术相比，本发明突出的实质性特点和显著的进步是：
1、聚氨酯
聚氨酯为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物 ，英文缩写PU，水性聚氨酯是以水为分散介质，聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系，以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。水性聚氨酯涂料，不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤、被涂饰表面施工方便、易于清理等优点，还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能，因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到广泛的应用，而受到用户的欢迎。
由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。
2、苯丙乳液
苯丙乳液是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品,有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、纸张粘合剂、胶粘剂等。苯丙乳液附着力好，胶膜透明，耐水、耐油、耐热、耐老化性能良好。苯丙乳液用作纸品胶粘剂，也可与淀粉、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠等胶粘剂配合使用。
苯丙乳液是由苯乙烯与丙烯酸酯按重量比例1:1共聚而得，苯乙烯与丙烯酸酯共聚比较简单，由于苯乙烯玻璃化温度高达100℃，属硬单体，加入比较软的丙烯酸酯单体共聚成的乳液性价比合理。利用价格低廉的苯乙烯与丙烯酸酯共聚而成的苯丙乳液被更多地用于制作内墙涂料。聚苯乙烯吸水性低，价格便宜，但受紫外线照射易变黄（内墙涂料正好不强调此性能）、质脆、耐冲击性差，与丙烯酸酯共聚，性能得到改善。
3、剑麻纤维
剑麻（英文名：sisal hemp，拉丁学名：Agave sisalanaPerr. ex Engelm.）又名菠萝麻，龙舌兰科龙舌兰属，是一种多年生热带硬质叶纤维作物，其原产墨西哥，现主要在非洲、拉丁美洲、亚洲等地种植，是当今世界用量最大，范围最广的一种硬质纤维。剑麻纤维质地坚韧，耐磨、耐盐碱、耐腐蚀，广泛运用在运输、渔业、石油、冶金等各种行业，具有重要的经济价值，同时剑麻还有重要的药用价值。
剑麻叶内含丰富的纤维，纤维细胞呈长形结构，细胞腔大而长，壁厚，具有纤维长，色泽洁白，质地坚韧，富有弹性、拉力强、耐海水浸、耐摩擦、耐酸碱、耐腐蚀、不易打滑之特点，剑麻纤维比重1.251左右，在空气中的含水率在10%左右，吸水快，纤维强度高，在水中的强度比干强增大10%～15%。在海水中的耐腐特别强，在0.5%盐水中浸渍50日，其强度尚有原强度的81.2%。
剑麻纤维制品坚韧耐磨，质地刚柔，富有弹性，低温下不会硬化，脆断，不霉变，耐腐蚀，无毒，无过敏，洁净，无污染，防静电等作用。剑麻纤维所特有的天然环保、阻燃、无静电、防蛀等特性，应用于涂料中，有很好的发展前景。
4、复合偶联剂
复合偶联剂由二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷和3—（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷复合而成, 偶联剂是有机成膜物质和无机填料之间的桥梁，使填料更好，更快的分散在有机质中。能够提高涂层的附着力（使有机质和涂层面的结合更紧密）提高涂层的耐久性，耐候性，坚韧性（使有机质和填充涂料的结合更紧密）涂料颜色更均匀（降低填料的分散粘度，在有机质中分散的更均匀）。
硅烷偶联剂在涂料涂布后，硅烷会迁移到涂料与底材的界面，亲无机基团与无机表面上的水分反应，形成氢键，使涂层跟界面的结合更牢固。即便在水浸条件下，硅烷偶联剂改性的涂料在各种无机底材表面仍附着良好。
硅烷偶联剂用于底涂层增强底材与涂层间的黏合性，用于改善颜料或着填料在溶剂性涂料或水性涂料的分散性；用于涂料树脂的改性，以制成新的功能涂料。硅烷用作增进附着力的添加剂，使涂料结合在各种不同底材表面上，这样的结合不仅减少在湿环境中的腐蚀和漆膜的剥落，而且能提高耐擦伤性和耐环境性。硅烷广泛用于丙烯酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯涂料中，在溶剂性、高固性和水性涂料中均有效果，既可以作为底漆使用，也可以掺和助剂使用。硅烷在涂料中还可起颜料分散剂和黏接剂的作用，它们可牢固地结合在各种无机颜料和填料上，硅烷一旦附着到填料的表面上，它们就能降低涂料的黏度，改善填料的分散性，从而提高遮盖力和提高涂层的耐久性和刷洗性。
5、防辐射材料
随着现代科技的高速发展，一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注，这就是被人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。对于人体这一良导体，电磁波会不可避免地构成一定程度的危害。一般来说，雷达系统、电视和广播发射系统、射频及微波医疗 设备、通信发射站及超高压输电线以及大多数家用电器等都可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射源。
日常生活中，电脑、微波炉、电冰箱、电视机、手机等电子电器的普及，导致人们会长期接触电磁辐射。由于电磁辐射污染看不见，摸不着，具有潜伏性和隐蔽性，使得电磁辐射污染往往不易被察觉，并被人们所忽视。
在涂料中添加防辐射材料，使得室内辐射含量大大降低，对人的伤害也大大减少，提高使用温度，降低高温脆性，提高附着力和耐水性提高防辐射涂料的性能，降低涂料成本。
6、流平剂
流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质。可改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加复盖性，使成膜均匀、自然。
7、消泡剂
避免发生泡沫，在水性涂料的制作中，实际是不可能的，因而必须采取消泡措施。如前所述，水性涂料制作、使用的多道工序都存在起泡问题，采用机械消泡方法势必每序都要安设一套装置。所以，水性涂料的消泡，都是采用加消泡剂的方法，实际上，所有水性涂料中都存在消泡剂。
8、吸附空气中的甲醛和挥发性有机物，防辐射，净化空气。有优越的硬度、光洁度、防水性和抗裂性，稳定性好、硬度高，增强涂料的机械性能，使涂料的使用性能更加优越。提高涂料的附着力和耐摩擦性能，提高涂料的密度和强度，防止涂料施工后产生粉化、龟裂和剥离。
9、所采用的原料无毒无害，对人体和环境无不良影响，涂膜坚硬和手感细腻柔滑，具有耐水性、耐碱性和附着力好的特点，耐擦洗，经多次擦洗后不留痕迹。环保无污染、成本低廉、使用范围广泛。涂抹方便、且干燥速度快可以提高施工效率，外观平整有光泽。
具体实施方式
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
防辐射涂料的生产方法,它包括以下重量份数的原料：聚氨酯40份，乳液5份，剑麻纤维20份，水20份，复合偶联剂2份，铝粉防辐射材料5份，流平剂1份，消泡剂2份，
防辐射涂料的生产过程,包括以下步骤：
（1）、在混合器中依次加入配方量的水、防辐射材料、流平剂、1/2消泡剂，搅拌均匀，转速为300 转／分，搅拌15分钟，形成胶状溶液；
（2）、将步骤（1）所得溶液通过磨砂机研磨至粒度为30微米以内，再将溶液放回混合器；
（3）、将剑麻纤维、聚氨酯按配方重量比例混合，转速为1000转／分，得到混合溶液；
（4）、将步骤（3）所得的混合溶液投入步骤（2）中的混合器；
（5）、再向混合器中依次投入复合偶联剂、乳液、1/2消泡剂，与步骤（4）中的溶液混合，搅拌均匀，转速为至300转／分；
（6）过滤除去粗颗粒和杂质。
防辐射涂料的施工方法：
（1）将所得涂料倒入搅拌容器中，加入8倍的水搅拌，同时用5倍的水调节粘稠度，充分搅拌均匀；
（2）墙面修补，基层必须平整坚固,不得有粉化、起砂、空鼓、脱落等现象；
（3）墙面的找平，刮腻子；
（4）用已经搅拌好的涂料进行涂抹，涂层厚度为0 .15mm，等待第一遍完全干燥后再进行第二遍抹涂，涂层厚度为0 .15mm；
（5）待墙壁表面无明显水汽后，用刮板进行整体收光，将面层凸起的地方压平，对于边角刮板抛不到的地方要用干净的干白毛巾擦拭表面5遍。
实施例2
防辐射涂料的生产方法,它包括以下重量份数的原料：聚氨酯45份，乳液10份，剑麻纤维25份，水25份，复合偶联剂3份，铝粉防辐射材料 10份，流平剂2份，消泡剂3份，
防辐射涂料的生产过程,包括以下步骤：
（1）、在混合器中依次加入配方量的水、防辐射材料、流平剂、1/2消泡剂，搅拌均匀，转速为300 转／分，搅拌20分钟，形成胶状溶液；
（2）、将步骤（1）所得溶液通过磨砂机研磨至粒度为30微米以内，再将溶液放回混合器；
（3）、将剑麻纤维、聚氨酯按配方重量比例混合，转速为1500 转／分，得到混合溶液；
（4）、将步骤（3）所得的混合溶液投入步骤（2）中的混合器；
（5）、再向混合器中依次投入复合偶联剂、乳液、1/2消泡剂，与步骤（4）中的溶液混合，搅拌均匀，转速为至350转／分；
（6）过滤除去粗颗粒和杂质。
防辐射涂料的施工方法：
（1）将所得涂料倒入搅拌容器中，加入8倍的水搅拌，同时用5倍的水调节粘稠度，充分搅拌均匀；
（2）墙面修补，基层必须平整坚固,不得有粉化、起砂、空鼓、脱落等现象；
（3）墙面的找平，刮腻子；
（4）用已经搅拌好的涂料进行涂抹，涂层厚度为0 .17mm，等待第一遍完全干燥后再进行第二遍抹涂，涂层厚度为0 .15mm；
（5）待墙壁表面无明显水汽后，用刮板进行整体收光，将面层凸起的地方压平，对于边角刮板抛不到的地方要用干净的干白毛巾擦拭表面5遍。
实施例3
防辐射涂料的生产方法,它包括以下重量份数的原料：聚氨酯50份，乳液15份，剑麻纤维25份，水25份，复合偶联剂4份，银粉防辐射材料15份，流平剂3份，消泡剂3份，
防辐射涂料的生产过程,包括以下步骤：
（1）、在混合器中依次加入配方量的水、防辐射材料、流平剂、1/2消泡剂，搅拌均匀，转速为300 转／分，搅拌25分钟，形成胶状溶液；
（2）、将步骤（1）所得溶液通过磨砂机研磨至粒度为30微米以内，再将溶液放回混合器；
（3）、将剑麻纤维、聚氨酯按配方重量比例混合，转速为1500 转／分，得到混合溶液；
（4）、将步骤（3）所得的混合溶液投入步骤（2）中的混合器；
（5）、再向混合器中依次投入复合偶联剂、乳液、1/2消泡剂，与步骤（4）中的溶液混合，搅拌均匀，转速为至400 转／分；
（6）过滤除去粗颗粒和杂质。
防辐射涂料的施工方法：
（1）将所得涂料倒入搅拌容器中，加入8倍的水搅拌，同时用5倍的水调节粘稠度，充分搅拌均匀；
（2）墙面修补，基层必须平整坚固,不得有粉化、起砂、空鼓、脱落等现象；
（3）墙面的找平，刮腻子；
（4）用已经搅拌好的涂料进行涂抹，涂层厚度为0.2mm，等待第一遍完全干燥后再进行第二遍抹涂，涂层厚度为0 .15mm；
（5）待墙壁表面无明显水汽后，用刮板进行整体收光，将面层凸起的地方压平，对于边角刮板抛不到的地方要用干净的干白毛巾擦拭表面5遍。
实施例4
防辐射涂料的生产方法,它包括以下重量份数的原料：聚氨酯60份，乳液15份，剑麻纤维30份，水25份，复合偶联剂4份，银粉防辐射材料20份，流平剂4份，消泡剂3份，
防辐射涂料的生产过程,包括以下步骤：
（1）、在混合器中依次加入配方量的水、防辐射材料、流平剂、1/2消泡剂，搅拌均匀，转速为300 转／分，搅拌25分钟，形成胶状溶液；
（2）、将步骤（1）所得溶液通过磨砂机研磨至粒度为30微米以内，再将溶液放回混合器；
（3）、将剑麻纤维、聚氨酯按配方重量比例混合，转速为1500 转／分，得到混合溶液；
（4）、将步骤（3）所得的混合溶液投入步骤（2）中的混合器；
（5）、再向混合器中依次投入复合偶联剂、乳液、1/2消泡剂，与步骤（4）中的溶液混合，搅拌均匀，转速为至400 转／分；
（6）过滤除去粗颗粒和杂质。
防辐射涂料的施工方法：
（1）将所得涂料倒入搅拌容器中，加入9倍的水搅拌，同时用10倍的水调节粘稠度，充分搅拌均匀；
（2）墙面修补，基层必须平整坚固,不得有粉化、起砂、空鼓、脱落等现象；
（3）墙面的找平，刮腻子；
（4）用已经搅拌好的涂料进行涂抹，涂层厚度为0.2mm，等待第一遍完全干燥后再进行第二遍抹涂，涂层厚度为0 .17mm；
（5）待墙壁表面无明显水汽后，用刮板进行整体收光，将面层凸起的地方压平，对于边角刮板抛不到的地方要用干净的干白毛巾擦拭表面5遍。
经检测，质量技术指标如下：

Claims (9)

1.防辐射涂料的生产方法，其特征在于，它包括以下重量份数的原料：
聚氨酯 40 ～ 60 份，
乳液 5 ～ 15 份，
剑麻纤维 20 ～ 30 份，
水 20 ～ 25 份，
复合偶联剂 2 ～ 4 份，
防辐射材料 5 ～ 20 份，
流平剂 1 ～ 4 份，
消泡剂 2 ～ 3 份；
所述防辐射涂料的生产过程,包括以下步骤：
（1）、在混合器中依次加入配方量的水、防辐射材料、流平剂、1/2消泡剂，搅拌均匀，转速为300 转／分，搅拌15～25分钟，形成胶状溶液；
（2）、将步骤（1）所得溶液通过磨砂机研磨至粒度为30微米以内，再将溶液放回混合器；
（3）、将剑麻纤维、聚氨酯按配方重量比例混合，转速为1000～1500 转／分，得到混合溶液；
（4）、将步骤（3）所得的混合溶液投入步骤（2）中的混合器；
（5）、再向混合器中依次投入复合偶联剂、乳液、1/2消泡剂，与步骤（4）中的溶液混合，搅拌均匀，转速为至300 ～ 400 转／分；
（6）过滤除去粗颗粒和杂质。
2.根据权利要求1所述的防辐射涂料，其特征在于，所述的防辐射涂料的施工方法：
（1）将所得涂料倒入搅拌容器中，加入8～9倍的水搅拌，同时用5～10倍的水调节粘稠度，充分搅拌均匀；
（2）墙面修补，基层必须平整坚固,不得有粉化、起砂、空鼓、脱落等现象；
（3）墙面的找平，刮腻子；
（4）用已经搅拌好的涂料进行涂抹，涂层厚度为0 .15～0.2mm，等待第一遍完全干燥后再进行第二遍抹涂，涂层厚度为0 .15～0 .17mm；
（5）待墙壁表面无明显水汽后，用刮板进行整体收光，将面层凸起的地方压平，对于边角刮板抛不到的地方要用干净的干白毛巾擦拭表面2～5遍。
3.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述聚氨酯，为水固型聚氨酯，异佛尔酮二异氰酸酯与聚乙二醇反应制备预聚体,以丙三醇和三羟甲基丙烷作为扩链剂,十六醇为封端剂,制备了星型结构的水固性聚氨酯。
4.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述乳液为苯乙烯与丙烯酸酯按重量比例1:1共聚而成的苯丙乳液。
5.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述剑麻纤维是将剑麻纤维打成粉状，粒度小于小于0.3μm。
6.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述复合偶联剂，是二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷与3—（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷混合，重量比例为1:2。
7.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述防辐射材料采用微米级或纳米级的铝粉、ATO、ITO、银粉中的任一种或任意几种。
8.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂。
9.根据权利要求1所述的防辐射涂料的生产方法，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
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