CN107868556A - 一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料 - Google Patents

一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉60~100份，纯丙乳液40~60份，苯丙乳液30~40份，表面活性剂4~8份，羟丙基甲基纤维素6~10份，氢氧化铝4~8份，氧化钙12~18份，硅酸镁3~5份，沸石粉6~10份，聚乙烯醇6~10份，纳米碳酸钙2~4份，钛白粉0.5~1.5份，聚乙二醇1~3份，松节油2~4份，氟化钠0.2~0.8份，水性硅油0.2~0.4份，消泡剂1~3份，分散剂1~3份，1,2‑丙二醇4~6份，橙花醇1~2份，去离子水40~60份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。本发明通过在现有技术中的环保外墙涂料的基础上进行改进，通过删减价格较高的壳聚糖和具有刺激性氨味的三亚乙基四胺，同时加入特定用量的橙花醇，使得涂料的整体性能不降反升，大大降低了生产成本并提高了生产过程的安全性。

Description

一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料
技术领域
本发明属于建筑涂料领域，具体涉及一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料。
背景技术
当前，我国建筑物外墙装饰多数还使用花岗岩、马赛克、面砖、铝合金玻璃等传统建材，这些材料不仅造价高，且有坠落伤人的隐患，也不便于维护翻新。据报道，西欧各大城市的建筑外墙几乎是用涂料装饰。日本等国家用涂料装饰的建筑外墙的比例已高达70％～90％，在新加坡、马来西亚等国家建筑法规定了高层建筑不准许使用面砖等材料进行装饰。今后，我国建筑外墙装饰势必走用涂料替代面砖和马赛克材料之路。目前，我国外墙乳胶漆中已开发和投入使用的有以下几种：1、纯丙烯酸乳胶漆；2、硅丙乳胶漆，其耐侯性优于纯丙烯酸乳胶漆；3、水性氟碳涂料，它的耐侯性很好，但价格高；4、溶剂型外墙涂料，耐侯性好，但大多数不环保。
目前，现有技术已经公开了一些环保抗菌耐磨的外墙涂料产品，例如公布号为CN105602383A的中国专利申请，公开了一种含有贝壳粉的环保外墙涂料，该含有贝壳粉的环保外墙涂料通过选择多种特定原材料，有效地提升了涂料的性能，使其在抗菌、耐磨等方面具有优异的性能，各组分间还出乎意料地显示出协同增效的效果。但是其原料中采用了价格较高的壳聚糖，导致该环保抗菌内墙涂料的成本较高，超出了市场的接受度。同时，原料中的三亚乙基四胺具有氨的气味，可刺激皮肤、黏膜、眼睛和呼吸道，在生产过程中对工人的健康影响较大。因此，研究出一种成本更低、环保性更好、性能更优的外墙涂料成为一种迫切需求。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成本更低、环保性更好、性能更优的外墙涂料及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉60~100份，纯丙乳液40~60份，苯丙乳液30~40份，表面活性剂4~8份，羟丙基甲基纤维素6~10份，氢氧化铝4~8份，氧化钙12~18份，硅酸镁3~5份，沸石粉6~10份，聚乙烯醇6~10份，纳米碳酸钙2~4份，钛白粉0.5~1.5份，聚乙二醇1~3份，松节油2~4份，氟化钠0.2~0.8份，水性硅油0.2~0.4份，消泡剂1~3份，分散剂1~3份，1,2-丙二醇4~6份，橙花醇1~2份，去离子水40~60份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
优选地，一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉80份，纯丙乳液50份，苯丙乳液35份，表面活性剂6份，羟丙基甲基纤维素8份，氢氧化铝6份，氧化钙15份，硅酸镁4份，沸石粉8份，聚乙烯醇8份，纳米碳酸钙3份，钛白粉1份，聚乙二醇2份，松节油3份，氟化钠0.5份，水性硅油0.3份，消泡剂2份，分散剂2份，1,2-丙二醇5份，橙花醇1.5份，去离子水50份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
优选地，所述的贝壳粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将贝壳用清水洗净，干燥备用；采用高速粉碎机或者球磨机粉碎至0 .5mm的贝壳粗微粉；
（2）将贝壳粗微粉置于高温电阻炉中进行煅烧膨化处理，煅烧采用三段式梯度煅烧，具体煅烧操作为：（a）在400℃下进行煅烧30min；（b）以10℃/min的升温速率升温到800℃，并在该温度下保温煅烧30min；（c）以5℃/min的升温速率升温到1200℃，并在该温度下保温煅烧60min，煅烧结束后，自然冷却至室温；
（3）将煅烧膨化后粗微粉利用纳米粉碎机进行纳米粉碎处理，即得。
优选地，所述的沸石粉的制备步骤为：以天然沸石、氧化镁、氧化锌、二氧化硅按照4:1:1:1的质量比混合均匀，然后加热升温至900℃进行恒温煅烧，煅烧时间为3小时，自然冷却即得。
优选地，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷或者磷酸三丁酯。
优选地，所述的分散剂为多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
优选地，所述的硅酸镁的粒度在0 .5微米以下。
本发明还提供了所述的环保、抗菌、耐磨的外墙涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）分别称取各组分备用；
（2）将去离子水加热至50℃，加入羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、橙花醇，在500转/min充分分散溶解，形成均一溶液，冷却至室温；
（3）将贝壳粉、硅酸镁、沸石粉、氢氧化铝、钛白粉、氧化钙加入步骤（2）形成的均一溶液中，在有水冷的情况下采用2000转/min高速分散20分钟，分散均匀后在3000转/min下高速砂磨，使细度达到小于50μm；
（4）然后在1000转/min中等转速下加入表面活性剂、氟化钠、水性硅油、松节油、消泡剂、1,2-丙二醇，加入纯丙乳液和苯丙乳液，搅拌均匀；
（5）最后加入纳米碳酸钙、分散剂充分搅拌均匀后，得到成品。
本发明相比于现有技术的有益效果：本发明通过在现有技术中的环保外墙涂料的基础上进行改进，通过删减价格较高的壳聚糖和具有刺激性氨味的三亚乙基四胺，同时加入特定用量的橙花醇，使得涂料的整体性能不降反升，大大降低了生产成本并提高了生产过程的安全性。
本发明技术方案相对于现有技术的改进虽然很简单，但却是发明人经过大量的试验和创造性的劳动得到的，尤其是要通过实验室的不断摸索和批量试验验证，最终得到环保外墙涂料各组分的最佳用量配比范围，在该配比范围内的橙花醇和氟化钠在耐磨性能和抗菌性能方面具有很好的协同增效作用，这是本领域技术人员不容易想到的。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步描述。所有原材料均通过市购获得，其中，纯丙乳液为美国陶氏公司PRIMAL AC-268高性能纯丙乳液，苯丙乳液为美国陶氏公司PRIMALAS-9519苯丙乳液。
实施例1：
一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉80份，纯丙乳液50份，苯丙乳液35份，表面活性剂6份，羟丙基甲基纤维素8份，氢氧化铝6份，氧化钙15份，硅酸镁4份，沸石粉8份，聚乙烯醇8份，纳米碳酸钙3份，钛白粉1份，聚乙二醇2份，松节油3份，氟化钠0.5份，水性硅油0.3份，消泡剂2份，分散剂2份，1,2-丙二醇5份，橙花醇1.5份，去离子水50份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
所述的贝壳粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将贝壳用清水洗净，干燥备用；采用高速粉碎机或者球磨机粉碎至0 .5mm的贝壳粗微粉；
（2）将贝壳粗微粉置于高温电阻炉中进行煅烧膨化处理，煅烧采用三段式梯度煅烧，具体煅烧操作为：（a）在400℃下进行煅烧30min；（b）以10℃/min的升温速率升温到800℃，并在该温度下保温煅烧30min；（c）以5℃/min的升温速率升温到1200℃，并在该温度下保温煅烧60min，煅烧结束后，自然冷却至室温；
（3）将煅烧膨化后粗微粉利用纳米粉碎机进行纳米粉碎处理，即得。
所述的沸石粉的制备步骤为：以天然沸石、氧化镁、氧化锌、二氧化硅按照4:1:1:1的质量比混合均匀，然后加热升温至900℃进行恒温煅烧，煅烧时间为3小时，自然冷却即得。
所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
所述的分散剂为十二烷基硫酸钠。
所述的硅酸镁的粒度在0 .5微米以下。
所述的环保、抗菌、耐磨的外墙涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）分别称取各组分备用；
（2）将去离子水加热至50℃，加入羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、橙花醇，在500转/min充分分散溶解，形成均一溶液，冷却至室温；
（3）将贝壳粉、硅酸镁、沸石粉、氢氧化铝、钛白粉、氧化钙加入步骤（2）形成的均一溶液中，在有水冷的情况下采用2000转/min高速分散20分钟，分散均匀后在3000转/min下高速砂磨，使细度达到小于50μm；
（4）然后在1000转/min中等转速下加入表面活性剂、氟化钠、水性硅油、松节油、消泡剂、1,2-丙二醇，加入纯丙乳液和苯丙乳液，搅拌均匀；
（5）最后加入纳米碳酸钙、分散剂充分搅拌均匀后，得到成品。
实施例2：
一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉60份，纯丙乳液60份，苯丙乳液30份，表面活性剂8份，羟丙基甲基纤维素6份，氢氧化铝8份，氧化钙12份，硅酸镁5份，沸石粉6份，聚乙烯醇10份，纳米碳酸钙2份，钛白粉1.5份，聚乙二醇1份，松节油4份，氟化钠0.2份，水性硅油0.4份，消泡剂1份，分散剂3份，1,2-丙二醇4份，橙花醇2份，去离子水40份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
实施例2的涂料除了各组分用量不同之外，其他组分及制备方法同实施例1。
实施例3：
一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉100份，纯丙乳液40份，苯丙乳液40份，表面活性剂4份，羟丙基甲基纤维素10份，氢氧化铝4份，氧化钙18份，硅酸镁3份，沸石粉10份，聚乙烯醇6份，纳米碳酸钙4份，钛白粉0.5份，聚乙二醇3份，松节油2份，氟化钠0.8份，水性硅油0.2份，消泡剂3份，分散剂1份，1,2-丙二醇6份，橙花醇1份，去离子水60份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
实施例3的涂料除了各组分用量不同之外，其他组分及制备方法同实施例1。
对比例1：
一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉80份，纯丙乳液50份，苯丙乳液35份，表面活性剂6份，羟丙基甲基纤维素8份，氢氧化铝6份，氧化钙15份，硅酸镁4份，沸石粉8份，聚乙烯醇8份，纳米碳酸钙3份，钛白粉1份，聚乙二醇2份，松节油3份，氟化钠2份，水性硅油0.3份，消泡剂2份，分散剂2份，1,2-丙二醇5份，去离子水50份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
对比例1的涂料组分除了没有橙花醇之外，其他组分及制备方法同实施例1。
对比例2：
一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，由下列重量份的原料制成：贝壳粉80份，纯丙乳液50份，苯丙乳液35份，表面活性剂6份，羟丙基甲基纤维素8份，氢氧化铝6份，氧化钙15份，硅酸镁4份，沸石粉8份，聚乙烯醇8份，纳米碳酸钙3份，钛白粉1份，聚乙二醇2份，松节油3份，水性硅油0.3份，消泡剂2份，分散剂2份，1,2-丙二醇5份，橙花醇2份，去离子水50份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
对比例2的涂料组分除了没有氟化钠之外，其他组分及制备方法同实施例1。
一、本发明实施例1~3与对比例1~2的耐磨性能对比试验：
将外墙涂料分别涂布在钢材基底上，涂布时的喷枪压力为0.3MPa ，涂布厚度约为0.3mm，涂布完成后，将钢材基底在60℃下干燥35分钟，然后再放置在88℃的烘箱中进行干燥、固化，固化完成且充分干燥后，自然冷却至室温，得到在钢材基底上的涂料涂层。
按照国家标准GB 1768-79中的测量方法来测定各个涂料的耐磨性，具体操作如下：将附着有各个涂料的钢材基底固定于耐磨仪的工作转盘上，在加压臂上施加500g的有效载荷，以相同的转速打磨500圈，称重，从而计算出损耗量。测试结果如下表1所示。
表1
磨损失重（g）
实施例1 0.0005
实施例2 0.0008
实施例3 0.0009
对比例1 0.0385
对比例2 0.0046
从表1中的数据可以得出，本发明实施例1~3的涂料均具有非常优异的耐磨性能；同时，表1中数据还表明，橙花醇和氟化钠在耐磨性能方面具有很好的协同增效作用。
二、本发明实施例1~3与对比例1~2的抗菌性能对比试验：
按照GB/T21866-2008《抗菌涂料抗菌性测定法和抗菌效果》的标准规定的贴膜法测试本发明各个涂料的抗菌效果，实验结果见表2所示。
表2
从表2中的数据可以得出，本发明实施例1~3的涂料均具有非常优异的抗菌效果；同时，表2中数据还表明，橙花醇和氟化钠在抗菌性能方面具有很好的协同增效作用。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：贝壳粉60~100份，纯丙乳液40~60份，苯丙乳液30~40份，表面活性剂4~8份，羟丙基甲基纤维素6~10份，氢氧化铝4~8份，氧化钙12~18份，硅酸镁3~5份，沸石粉6~10份，聚乙烯醇6~10份，纳米碳酸钙2~4份，钛白粉0.5~1.5份，聚乙二醇1~3份，松节油2~4份，氟化钠0.2~0.8份，水性硅油0.2~0.4份，消泡剂1~3份，分散剂1~3份，1,2-丙二醇4~6份，橙花醇1~2份，去离子水40~60份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
2.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：贝壳粉80份，纯丙乳液50份，苯丙乳液35份，表面活性剂6份，羟丙基甲基纤维素8份，氢氧化铝6份，氧化钙15份，硅酸镁4份，沸石粉8份，聚乙烯醇8份，纳米碳酸钙3份，钛白粉1份，聚乙二醇2份，松节油3份，氟化钠0.5份，水性硅油0.3份，消泡剂2份，分散剂2份，1,2-丙二醇5份，橙花醇1.5份，去离子水50份；表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚和椰油酰胺丙基甜菜碱，二者的配比为4:3。
3.根据权利要求1或2所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，所述的贝壳粉的制备方法包括如下步骤：
（1）将贝壳用清水洗净，干燥备用；采用高速粉碎机或者球磨机粉碎至0 .5mm的贝壳粗微粉；
（2）将贝壳粗微粉置于高温电阻炉中进行煅烧膨化处理，煅烧采用三段式梯度煅烧，具体煅烧操作为：（a）在400℃下进行煅烧30min；（b）以10℃/min的升温速率升温到800℃，并在该温度下保温煅烧30min；（c）以5℃/min的升温速率升温到1200℃，并在该温度下保温煅烧60min，煅烧结束后，自然冷却至室温；
（3）将煅烧膨化后粗微粉利用纳米粉碎机进行纳米粉碎处理，即得。
4.根据权利要求1或2所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，所述的沸石粉的制备步骤为：以天然沸石、氧化镁、氧化锌、二氧化硅按照4:1:1:1的质量比混合均匀，然后加热升温至900℃进行恒温煅烧，煅烧时间为3小时，自然冷却即得。
5.根据权利要求1或2所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，所述的消泡剂为聚二甲基硅氧烷或者磷酸三丁酯。
6.根据权利要求1或2所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，所述的分散剂为多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料，其特征在于，所述的硅酸镁的粒度在0.5微米以下。
8.根据权利要求1或2所述的一种环保、抗菌、耐磨的外墙涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）分别称取各组分备用；
（2）将去离子水加热至50℃，加入羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、聚乙烯醇、橙花醇，在500转/min充分分散溶解，形成均一溶液，冷却至室温；
（3）将贝壳粉、硅酸镁、沸石粉、氢氧化铝、钛白粉、氧化钙加入步骤（2）形成的均一溶液中，在有水冷的情况下采用2000转/min高速分散20分钟，分散均匀后在3000转/min下高速砂磨，使细度达到小于50μm；
（4）然后在1000转/min中等转速下加入表面活性剂、氟化钠、水性硅油、松节油、消泡剂、1,2-丙二醇，加入纯丙乳液和苯丙乳液，搅拌均匀；
（5）最后加入纳米碳酸钙、分散剂充分搅拌均匀后，得到成品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103703040A (zh) * 2011-04-19 2014-04-02 拜耳知识产权有限责任公司 包含具有至少一个羟基和/或醛基的芳香剂的水可乳化型多异氰酸酯组合物
CN105602383A (zh) * 2016-04-06 2016-05-25 郜杰 一种含有贝壳粉的环保外墙涂料
CN105802425A (zh) * 2016-04-06 2016-07-27 郜杰 一种含有贝壳粉的环保抗菌内墙涂料

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