CN107903773A - 一种耐水、抑菌、自清洁水漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐水、抑菌、自清洁水漆及其制备方法，以重量份数计，由以下成分制成：水性丙烯酸改性环氧乳液35‑50份，脂肪酸改性聚氨酯乳液5‑20份，聚偏氯乙烯(PVDC)乳液5‑20份，钛白粉5‑20份，有机硅酮粉1‑10份，PH调节剂0.1‑0.4份，消泡剂0.1‑0.2份，成膜助剂2‑5份，荷叶疏水剂1‑10份，防水防油剂0.1‑5份，润湿分散剂0.3‑0.5份，基材润湿剂0.3‑0.5份，去离子水5‑10份，防虫剂0.05‑1份，防霉杀菌剂0.1‑5份，增稠剂0.5‑1.0份。该耐水、抑菌、自清洁水漆耐水性能好，气味低。

Description

一种耐水、抑菌、自清洁水漆及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种耐水、抑菌、自清洁水漆，厨房、卫浴等阴暗潮湿环境用水漆，可作为墙面、厨柜、塑料管等材质用漆。
背景技术
在居家生活还是工作环境中，阴暗潮湿的环境由于清洁不到位容易滋生苍蝇、蚊子、蟑螂等害虫，成为害虫聚集的场所。由于人为的疏忽、环境的影响，长时间没有搞好卫生既容易使橱柜、墙面飘落一层灰尘，影响美观，又容易提供害虫觅食、繁殖的场所。特别厨房、卫生间的上、下水管路和粮油的储藏等场所。本发明制备出一种自清洁的耐水、防虫涂料，通过降低涂层的表面张力，达到降低涂料表面灰尘、污渍的粘黏的目的，从而减少擦洗带来的烦恼并且通过选取天然的植物提取物和环保的防虫剂来驱逐害虫，使害虫远离。
挥发性有机化合物(VOC)简称是挥发性有机化合物的英文简称(volatileorganic compounds)，通常所说的墙面漆中对人体有害的化学物质(重金属除外)就是指VOC。这些挥发性有机化合物包括甲醛、氨、乙二醇、酯类等物质。当VOC达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。而常用的涂料为溶剂性涂料，常温下可以释放出甲苯、苯、二甲苯等多种挥发性有机化合物。即还污染环境，加重光化学烟雾污染、区域灰霾、酸雨等大气复合污，又给人带来健康危害。近年来，环境越来越恶化，雾霾越来越严重，社会对环保的要求越来越高，发展环保的涂料已经成为人们的共识。其中涂料水性化作为一种有效的途径，但是即便是水性涂料，仍然含有一定量的VOC，所以开发出性能优良、VOC含量超低的涂料成为涂料行业的发展方向。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术的缺点，提供一种耐水、抑菌、自清洁水漆及其制备方法，通过提高涂层的疏水性能，选取高耐水成膜物既达到自清洁的目的又带降低涂层与水接触的面积与时间，最终达到提高涂层耐水性能的目的，并且通过添加环保的防虫剂还抑制害虫的滋生繁殖。
本发明的目的之二在于提供该水性漆的制备方法。
本发明的耐水、抑菌、自清洁水漆，以重量份数计，由以下成分制成：水性丙烯酸改性环氧乳液35-50份，脂肪酸改性聚氨酯乳液5-20份，聚偏氯乙烯(PVDC)乳液5-20份，钛白粉5-20份，有机硅酮粉1-10份，PH调节剂0.1-0.4份，消泡剂0.1-0.2份，成膜助剂2-5份，荷叶疏水剂1-10份，防水防油剂0.1-5份，润湿分散剂0.3-0.5份，基材润湿剂0.3-0.5份，去离子水5-10份，防虫剂0.05-1份，防霉杀菌剂0.1-5份，增稠剂0.5-1.0份。
所述水性丙烯酸改性环氧乳液优选同德化工的3AE344W。
所述脂肪酸改性聚氨酯乳液优选芳香族脂肪酸改性聚氨酯，优选同德化工的3UA49W。
所述PVDC乳液优选美国苏威的B205。
所述的钛白粉为纳米级和普通级金红石类钛白粉复配，其中纳米级金红石类钛白粉，用量为0.5-5份，如杜邦公司R-103或江沪钛白公司的JHNM-W中的一种或两种，其中普通级金红石类钛白粉，如，杜邦公司的R706或TPIAQUE公司的R-980中的一种或两种。
添加纳米钛白粉(TiO2)使得本发明水性漆具有杀菌、防污、除臭、自洁的功效，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味，能够有效杀灭等等有害细菌。
所述的防霉杀菌剂为异噻唑啉酮衍生物，如拓新达的长效杀菌剂或冠志化工的BEK-569中的一种或两种。
所述的防虫剂为樟脑香油、荆芥油(天然提取物，绿色安全无污染)中的一种或两种和拟除虫菊酯类的洁尔爽公司的防虫剂，它通过固着剂在涂层中形成防虫药膜，对蚊、蝇、蚤、虱、蛀虫等具有高效、快速的击倒灭杀效果和良好的驱避作用。樟脑香油和/或荆芥与拟除虫菊酯的重量比为1:2至1:10，两者在此比例环保和驱虫效果较好。
所述成膜助剂为丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂，二者比例1:1至1:2，优选广州宇泰化工科技有限公司的环保净味型成膜助剂AF和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂。
所述的荷叶疏水剂为有机硅、丙烯酸酯类聚合物、无机原料反应而成的微乳液，优选成都市兆江化工科技有限公司的HY-4021高效荷叶疏水剂。
该荷叶疏水剂为有机硅、丙烯酸酯类聚合物、无机原料反应而成的高效荷叶疏水剂，具有双重疏水机理，有机物的高分子成膜性与建筑基面的表面形成一道既透气又憎水的保护膜，生成憎水基团，产生拒水功能，使雨水跌落在墙体表面如跌落在荷叶上那样滑落，不留水迹；无机物的渗透性与建筑物内层碱性物质发生交联反应，其生成物将建筑物内毛细通道堵塞，从而达到阻水、不渗的目的，水珠仍像在荷叶上一样滚动滑落，双重防护可使拒水效果治标又治本，达到长期疏水。
所述的防水防油剂为非离子型氟系化合物，优选开翊公司的Kefrier 106。
所述的有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷，优选广州巴泰化工有限公司的BT-9273硅酮粉。
聚甲基硅倍半氧烷为真球形结构聚硅氧烷聚合物类的高性能有机无机杂化材料，具有不溶不熔的热固性，集无机粉体和有机粉体的优点为一体，具有良好的润滑性，还能促进颜料分散，防止颜料和粉粒结块。主要性能表现在:(1)可以使涂料的使用温度增加；(2)可以提高涂料的力学性能；(3)可以使涂料具有显著的延迟燃烧特性。
所述PH值调节剂为二甲基乙醇胺、多功能助剂AMP-95中的一种或两种。
所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物类消泡剂和有机硅类消泡剂复配，重量比例为1:(0.9-1.1)，这样复配兼顾抑制泡沫形成和消除泡沫的效果，最终达到降低起泡的效果。聚醚硅氧烷共聚物类消泡剂优选迪高公司的脱泡作用助剂Tego-902w，有机硅类消泡剂优选比克公司的消泡作用助剂BYK-028。
所述润湿分散剂为聚酯改性聚磷酸酯类分散剂，优选埃夫科纳的AFCONA-5010。
所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂，如(迪高)TEGO的Tego-245、(埃夫科纳)AFCONA的AFCONA-3031中的一种或两种，两种助剂均可以起到增滑剂、流平剂的作用，使漆膜达看起来比较丰满。
所述增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂复配，重量比范围为1:1至2:1，聚氨酯型增稠剂优选聚氨酯型增稠剂PS202，碱溶涨型增稠剂优选宁柏迪的碱溶涨型增稠剂ASE60。
本发明耐水、抑菌、自清洁水漆的制备方法，依次包括如下步骤：
步骤a，按照所述原料配比，先将50％的去离子水、50％的PH值调节剂、50％的消泡剂、钛白粉、润湿分散剂、有机硅酮粉及防霉杀菌剂等进行混合，以450-600r/min的速度搅拌15-20分钟。
步骤b，通过研磨机进行研磨处理，细度小于25微米，合格待用。
步骤c，按照所述原料配比，将水性丙烯酸改性环氧乳液加入到备料锅中，在450-600r/min的转速下加入脂肪酸改性聚氨酯乳液、PVDC乳液，并以500-650r/min的速度搅拌5-8分钟；然后将成膜助剂、剩余部分的PH值调节剂、剩余部分的去离子水、剩余部分的消泡剂、荷叶疏水剂、防水防油剂、基材润湿剂、防虫剂、防霉杀菌剂依次加入备料锅中，1100-1200r/min的速度搅拌10-15分钟；然后加入步骤b的混合物，1200-1250r/min的速度搅拌10-15分钟；依次加入增稠剂，1000-1100r/min的速度搅拌10-15分钟，调整粘度至合格。
所述规定粘度为25℃的涂-4杯粘度，所述涂-4杯粘度为70-90s。
本发明选用水性丙烯酸改性环氧酯、脂肪酸改性聚氨酯、PVDC等成膜物，和高沸点环保的成膜助剂，得到高光泽、高装饰性、高疏水性的水性漆涂层，其中制备的水性涂料VOC≤20g/L，气味非常低，防止污染环境。
本发明的荷叶疏水剂为有机硅、丙烯酸酯类聚合物、无机原料反应而成的高效荷叶疏水剂，具有双重疏水机理，有机物的高分子成膜性与建筑基面的表面形成一道既透气又憎水的保护膜，生成憎水基团，产生拒水功能，使水跌落在墙体表面如跌落在荷叶上那样滑落，不留水迹。无机物的渗透性与建筑物内层碱性物质发生交联反应，其生成物将建筑物内毛细通道堵塞，从而达到阻水、不渗的目的，水珠仍像在荷叶上一样滚动滑落，双重防护可使拒水效果治标又治本，达到长期疏水。使涂料具有良好的荷叶双疏水性、自洁性、憎水性、防水性、耐污性、耐擦洗性等性能。
本发明选用高沸点环保的成膜助剂AF(沸点℃242.7℃)和醇酯-12成膜助剂(美国伊士曼)剂(沸点247℃，)，两种成膜助剂均为环保助剂，是乳液聚合物的强溶剂，可以有效降低乳胶漆的最低成膜温度，提高乳胶漆的耐擦洗性及涂膜质量，能明显改善成膜性能，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性；优异的湿膜性能、提高耐候性及展色性。
本发明使用PVDC(聚偏氯乙烯)水溶液，大大提高涂料的硬度。
本发明添加天然防虫剂，既安全又能降低蚊虫等带来的烦恼，添加环保的拟除虫菊酯类防虫剂，能够在涂层中形成防虫药膜，对蚊、蝇、蚤、虱、蛀虫等具有高效、快速的击倒灭杀效果和良好的驱避作用。
本发明采用纳米级钛白粉，使涂料具有一定的杀菌、防污、除臭、自洁的功效，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味。能够有效杀灭有害细菌，搭配异噻唑啉酮衍生物类的防霉杀菌剂,使涂层具有持久稳定的杀菌抑菌效果。
与现有技术相比，本发明具有如下优点:
1、选用水性树脂体系，VOC≤20g/L，气味非常低，比现有料更加环保；
2、选用高效疏水剂和有机硅酮粉，达到良好的耐水、耐污效果，具有自清洁和耐擦洗性能，能轻松擦掉尘土、面粉尘、油渍、茶渍和污水等污渍等多种涂鸦物质或生活污渍，反复污染擦拭持久性好。
3、搭配环保的成膜助剂，降低VOC含量。
4、选用搭配不同种类成膜乳液和助剂，与同类产品相比，涂层具有更加优良的耐水、快干性能、耐黄变性能，还具有一定的绝缘、耐火作用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
表1为实施例1-6及对比例1的原料配比
表1中实施例对比例各组分说明如下：
水性丙烯酸改性环氧乳液:同德化工的3AE344W；
PVDC乳液：美国苏威的B205；
脂肪酸改性聚氨酯乳液：同德化工的3UA49W；
纳米级金红石型钛白粉：杜邦公司的R-103；
普通级金红石类钛白粉：杜邦公司的R706；
有机硅酮粉:广州巴泰化工有限公司的BT-9273；
防霉杀菌剂:冠志化工的BEK-569；
防虫剂:樟脑香油和拟除虫菊酯复配，复配比例为1：3；
PH值调节剂：二甲基乙醇胺；
消泡剂：聚醚硅氧烷共聚物类消泡剂和有机硅类消泡剂复配，复配比例为1：1，聚醚硅氧烷共聚物类消泡剂为迪高公司的脱泡作用助剂Tego-902w，有机硅类消泡剂为比克公司的消泡作用助剂BYK-028；
成膜助剂：丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂，二者比例1:1.5,分别为广州宇泰化工科技有限公司的环保净味型成膜助剂AF和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂；
荷叶疏水剂：成都市兆江化工科技有限公司的HY-4021高效荷叶疏水剂。
防水防油剂：开翊公司的Kefrier 106；
润湿分散剂：埃夫科纳的AFCONA-5010；
基材润湿剂：TEGO的Tego-245；
增稠剂：聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂复配重量比范围为1.5:1，聚氨酯型增稠剂为聚氨酯型增稠剂PS202，碱溶涨型增稠剂为宁柏迪的碱溶涨型增稠剂ASE60。
表1实施例1-5及对比例1-2的原料配比，千克
表1中对比例1没有加入PVDC乳液，其他组分及用量与实施例5相同；对比例2没有加入脂肪酸改性聚氨酯乳液，其他组分及用量与实施例5相同。
对比例3
对比例3没有加入有机硅酮粉，其他组分及用量与实施例5相同；
对比例4
对比例4的PVDC乳液用量为25份，其他组分及用量与实施例5相同。
以上实施例及对比例双组分水性聚氨酯涂料的制备方法如下：
步骤a，按照所述原料配比，先将50％的去离子水、50％的PH值调节剂、50％的部分消泡剂、钛白粉、润湿分散剂、有机硅酮粉及防霉杀菌剂等进行混合，以500r/min的速度搅拌15分钟。
步骤b，通过研磨机进行研磨处理，细度小于25微米，合格待用。
步骤c，按照所述原料配比，将水性丙烯酸改性环氧乳液加入到备料锅中，在500r/min的转速下加入脂肪酸改性聚氨酯乳液、PVDC乳液，并以600r/min的速度搅拌8分钟；然后将成膜助剂、剩余部分的PH值调节剂、剩余部分的去离子水、剩余部分的消泡剂、荷叶疏水剂、防水防油剂、基材润湿剂、防虫剂、防霉杀菌剂依次加入备料锅中，1150r/min的速度搅拌15分钟；然后加入步骤b的混合物，1200r/min的速度搅拌10-15分钟；依次加入增稠剂，1050r/min的速度搅拌15分钟。
性能测试：
按表2给出的测试方法测定实施例和对比例给出的涂料，以及涂覆对应涂料获得的漆膜的性能；其中涂覆对应涂料的方法为喷涂施工，其中柔韧性、附着力、耐冲击性的漆膜涂覆厚度为20-30μm，耐水、耐热、耐盐雾性的涂覆厚度为60-80μm。
表2性能测试指标和方法
实施例的性能测试结果见表3。
表3实施例1-5及对比例1-4的性能测试结果
以上内容描述了本发明的基本原理和主要特征，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种耐水、抑菌、自清洁水漆,其特征在于以重量份数计，由以下成分制成：水性丙烯酸改性环氧乳液35-50份，脂肪酸改性聚氨酯乳液5-20份，聚偏氯乙烯(PVDC)乳液5-20份，钛白粉5-20份，有机硅酮粉1-10份，PH调节剂0.1-0.4份，消泡剂0.1-0.2份，成膜助剂2-5份，荷叶疏水剂1-10份，防水防油剂0.1-5份，润湿分散剂0.3-0.5份，基材润湿剂0.3-0.5份，去离子水5-10份，防虫剂0.05-1份，防霉杀菌剂0.1-5份，增稠剂0.5-1.0份。
2.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的水性丙烯酸改性环氧乳液为同德化工的3AE344W，所述的脂肪酸改性聚氨酯乳液为芳香族脂肪酸改性聚氨酯，优选同德化工的3UA49W，所述PVDC乳液为美国苏威的B205。
3.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的钛白粉为纳米级和普通级金红石类钛白粉复配，其中纳米级金红石类钛白粉，用量为0.5-5份。
4.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的防霉杀菌剂为异噻唑啉酮衍生物。
5.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的成膜助剂为丙二醇苯醚类成膜助剂和醇酯类成膜助剂，二者重量比例为1:1-1:2。
6.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述有机硅酮粉为聚甲基硅倍半氧烷。
7.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物类消泡剂和有机硅类消泡剂复配，重量比例为1:(0.9-1.1)。
8.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类的润湿剂。
9.根据权利要求1所述的耐水、抑菌、自清洁水漆，其特征在于所述的增稠剂为聚氨酯型增稠剂和碱溶涨型增稠剂复配，重量比范围为1:1至2:1，聚氨酯型增稠剂优选聚氨酯型增稠剂PS202，碱溶涨型增稠剂优选宁柏迪的碱溶涨型增稠剂ASE60。
10.一种权利要求1所述耐水、抑菌、自清洁水漆的制备方法，其特征在于依次包括如下步骤:
步骤a，按照所述原料配比，先将50％的去离子水、50％的PH值调节剂、50％的消泡剂、钛白粉、润湿分散剂、有机硅酮粉及防霉杀菌剂等进行混合，以450-600r/min的速度搅拌15-20分钟。
步骤b，通过研磨机进行研磨处理，细度小于25微米。
步骤c，按照所述原料配比，将水性丙烯酸改性环氧乳液加入到备料锅中，在450-600r/min的转速下加入脂肪酸改性聚氨酯乳液、PVDC乳液，并以500-650r/min的速度搅拌5-8分钟；然后将成膜助剂、剩余部分的PH值调节剂、剩余部分的去离子水、剩余部分的消泡剂、荷叶疏水剂、防水防油剂、基材润湿剂、防虫剂、防霉杀菌剂依次加入备料锅中，1100-1200r/min的速度搅拌10-15分钟；然后加入步骤b的混合物，1200-1250r/min的速度搅拌10-15分钟；依次加入增稠剂，1000-1100r/min的速度搅拌10-15分钟。
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