CN107880630A - 纳米TiO2改性水性涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米TiO2改性水性涂料及其制备方法，其中涂料包括以下质量份数的组分：胶粉150‑350份，纳米TiO2 100‑200份，轻钙50‑130份，膨润土，30‑100份，消泡剂2‑8份，分散剂2‑8份。本发明解决了现有的水性涂料存在贮存、运输不方便，制作成本高的技术问题，本发明采用胶粉为粘结剂，制备出TiO2改性的以胶粉为原始粘结剂的水性涂料。这种涂料在使用前以干粉混合状存在，使用时加入适量水即可。它使用方便，便于运输保存，极大的降低涂料的制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米TiO2改性水性涂料及其制备方法。
背景技术
水性(waterborne)涂料即配方中的挥发性物质绝大部分是水的涂料。水以其独特的物理特性和储量丰富性决定了水性涂料在实践中应用的普遍性及发展道路的广阔性。据相关专业人士预测，随着人们环保意识的不断增强和环保法规的日趋完善，水性涂料将会一步步成为21世纪世界涂料市场的主角。
传统的油基漆由于其溶剂易挥发且挥发物对人体有一定的毒害，污染空气，还有可能造成火灾危害等弊端早已引起了广大群众的公愤。对于生产商来说，其生产成本也是不可小觑的，包括原料的采集，先进的生产设备及完善的工艺，生产环境的维护等。水性涂料由于采用水作为分散介质，无火灾隐患，生产成本低，无色、无毒、低粘度、快干、透明度强、高固含量，低有机挥发物，原料来源广，便于清洗及调配，对操作要求相对较宽的优点，止患于民，牟利于商，具有十分广阔的发展前景。随着人们环保意识的不断增强，水性涂料替代传统溶剂型涂料将会是一个必然趋势,如何提高水性涂料的性能近年来已成为广大涂料研究者们的工作重点。
现在科研工作者们正在向纳米TiO2改性涂料的研发制备进发，如董鲁艳等人介绍了纳米TiO2对涂料的性能的影响，并通过与普通涂料对比，阐述了改性涂料在附着力，耐污染性抗菌性等方面的突出表现，又如张广发陈中华通过在保温隔热涂料中加入纳米TiO2成功解决了涂料的耐候性等问题。TiO2给了人们一个又一个惊喜。但是通过TiO2改性涂料还是液体状的，使用、运输以及贮存都不方便，制作成本偏高。
发明内容
为了解决现有的水性涂料存在贮存、运输不方便，制作成本高的技术问题，本发明的目的之一提供一种纳米TiO2改性水性涂料，本发明的第二个目的为提供一种纳米TiO2改性水性涂料的制备方法。本发明采用胶粉为粘结剂，制备出TiO2改性的以胶粉为原始粘结剂的水性涂料。这种涂料在使用前以干粉混合状存在，使用时加入适量水即可。它使用方便，便于运输保存，极大的降低涂料的制作成本。
本发明的技术解决方案：
纳米TiO2改性水性涂料，其特殊之处在于，包括以下质量份数的组分：
进一步优选为：纳米TiO2改性水性涂料，包括以下质量份数的组分：
进一步优选为：轻钙和膨润土均过200目筛子。
同时还提供了，给出上述组分与水的配比，纳米TiO2改性水性乳胶涂料，包括以下质量份数的组分：
进一步优选为：改性水性乳胶涂料，包括以下质量份数的组分：
进一步优选为：纳米TiO2改性水性乳胶涂料中轻钙和膨润土均过200目筛子。
本发明还提供一种纳米TiO2改性水性乳胶涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)依次将胶粉、膨润土、一半的消泡剂和分散剂进行预混合；
2)加入纳米TiO2和轻钙到与混合物中；
3)将水、剩余一半的消泡剂及步骤2)的产物混合搅拌，得到纳米TiO2改性水性乳胶涂料。
进一步优选为各种组分分别为：
进一步优选为各种组分分别为：
本发明所具有的有益效果：
1、本发明采用纳米TiO2改性水性涂料，采用胶粉为粘结剂，制备出TiO2改性的以胶粉为原始粘结剂的水性涂料。这种涂料在使用前以干粉混合状存在，使用时加入适量水即可。它使用方便，便于运输保存，极大的降低涂料的制作成本和运输成本。如果这种方法能的到推广，那么涂料贮存和运输便不再会是生产商及用户们头疼的问题。对于涂料行业欣欣向荣的发展有积极意义。
2、本发明所提供的纳米TiO2改性水性涂料，极大的改善了涂料的附着力、耐碱、耐酸以及耐盐性。
3、本发明还提供了一种纳米TiO2改性水性涂料的制备方法，本发明采用胶粉为粘结剂，改进传统乳胶漆的制备工艺，整个工艺简单、环保。
4、本发明还为干粉混合状存在涂料，提供了一种与水的混合比例，极大地改善了涂料的遮盖力、附着力以及硬度。
具体实施方式
实施例1：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO220g。
在上述涂料内加入水，调节水的用量，使涂料体系的粘度保持在2000mpa﹒s～3000mpa﹒s之间，得到试样1。
实施例2：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO217g。
在上述涂料内加入水，调节水的用量，使涂料体系的粘度保持在2000mpa﹒s～3000mpa﹒s之间，得到试样2。
实施例3：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO215g。
在上述涂料内加入水，调节水的用量，使涂料体系的粘度保持在2000mpa﹒s～3000mpa﹒s之间，得到试样3。
实施例4：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入水，调节水的用量，使涂料体系的粘度保持在2000mpa﹒s～3000mpa﹒s之间，得到试样4。将试样4涂布在玻璃板上测量试样4的涂膜附着力为2级。
实施例5：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO210g。
在上述涂料内加入水，调节水的用量，使涂料体系的粘度保持在2000mpa﹒s～3000mpa﹒s之间，得到试样5。
对五种试样的进行遮盖力、耐酸、耐碱、耐盐性进行测量，如表1所示。
表1为五种试样的涂膜遮盖力、耐酸、耐碱、耐盐性的测量
实施例6：
纳米TiO2改性水性涂料，包括山西三维的胶粉35g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，使得涂料的分散性、粘度、消泡状况都良好，然后涂布在玻璃板上制成涂膜，放入古风干燥箱中0.5h取出，测量其附着力为2级。
实施例7：
纳米TiO2改性水性涂料，包括山西三维的胶粉25g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，使得涂料的分散性、粘度、消泡状况都良好，然后涂布在玻璃板上制成涂膜，放入古风干燥箱中0.5h取出，测量其附着力为3级。
实施例8：
纳米TiO2改性水性涂料，包括山西三维的胶粉15g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，使得涂料的分散性、粘度、消泡状况都良好，然后涂布在玻璃板上制成涂膜，放入古风干燥箱中0.5h取出，测量其附着力为6级。
实施例9：
纳米TiO2改性水性涂料，包括山西三维的胶粉20g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，使得涂料的分散性、粘度、消泡状况都良好，然后涂布在玻璃板上制成涂膜，放入古风干燥箱中0.5h取出，测量其附着力为5级。
实施例10：
纳米TiO2改性水性涂料，包括山西三维的胶粉30g、轻钙5g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，然后涂布在玻璃板上制成涂膜，在QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪上测量涂膜的硬度，结果为1B。
实施例11：
纳米TiO2改性水性涂料，包括山西三维的胶粉30g、轻钙13g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，然后涂布在玻璃板上制成涂膜，在QHQ型涂膜铅笔划痕硬度仪上测量涂膜的硬度，结果为1B。
实施例12：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.2g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，发现涂料有起泡，随着时间的推移，起泡有减轻。
实施例13：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.4g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，发现涂料基本无气泡，并且24h后起泡也不明显。
实施例14：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.4g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，发现涂料基本无气泡，但24h后起泡也不明显。
实施例15：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.6g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，发现涂料基本无气泡，但24h后起泡比较明显。
实施例16：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.8g和纳米TiO213g。
在上述涂料内加入适量的水，发现涂料基本无气泡，但24h后起泡很严重。
实施例17：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.2g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
实施例18：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.4g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
实施例19：
纳米TiO2改性水性涂料，胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.8g、分散剂0.5g和纳米TiO213g。
实施例20：
一种纳米TiO2改性水性乳胶涂料，包括山西三维胶粉30g、纳米TiO213g、膨润土3g、轻钙9g、消泡剂0.5g、分散剂0.4g以及65mL水。
实施例21：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.4g和纳米TiO213g。其中膨润土、轻钙均通过200目筛子。
在上述涂料内加入适量的水，然后涂布在玻璃板上制成涂膜。
对照组1：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.4g和纳米TiO213g。其中膨润土未通过200目筛子过滤。
在上述涂料内加入适量的水，然后涂布在玻璃板上制成涂膜。
对照组2：
纳米TiO2改性水性涂料，包括胶粉30g、轻钙9g、膨润土3g、消泡剂0.5g、分散剂0.4g和纳米TiO213g。其中轻钙未通过200目筛子过滤。
实施例22：
常温下，依次将山西三维胶粉30g、膨润土3g、消泡剂0.25g和分散剂0.4g进行预混合，一般混合5min；然后再加入0.25g消泡剂、13g纳米TiO2和9g轻钙加入到与混合物中，高速搅拌20min，最后再加入适量的水，得到纳米TiO2改性水性乳胶涂料。
上文所提到的涂膜全是采用以下方法制备的：选用大小，质地相同的玻璃板若干块，用清水清洗后放入鼓风干燥箱中烘干。然后将配置好的涂料按实验检验要求涂覆与玻璃板上。在统一放入鼓风干燥箱干燥，规定时间后取出，即制备成功。
Claims (9)
1.纳米TiO2改性水性涂料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的纳米TiO2改性水性涂料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
3.根据权利要求1或2所述的纳米TiO2改性水性涂料，其特征在于：轻钙和膨润土均过200目筛子。
4.一种纳米TiO2改性水性乳胶涂料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
5.根据权利要求4所述的改性水性乳胶涂料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：
6.根据权利要求4或5所述的纳米TiO2改性水性乳胶涂料，其特征在于：轻钙和膨润土均过200目筛子。
7.权利要求4-6之任一所述的纳米TiO2改性水性乳胶涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)依次将胶粉、膨润土、分散剂和一半的消泡剂进行预混合；
2)加入纳米TiO2和轻钙到与混合物中；
3)将水、剩余一半的消泡剂及步骤2)的产物混合搅拌，得到纳米TiO2改性水性乳胶涂料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，胶粉、膨润土、消泡剂、分散剂、纳米TiO2以及轻钙、水按照下面的质量份数混合：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：胶粉、膨润土、消泡剂、分散剂、纳米TiO2、轻钙以及水按照下面的质量份数混合：
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