CN108893017A - 一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于内墙涂料的技术领域，公开了一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料及其制备方法。高浓度负离子释放型水性内墙涂料，由以下按重量百分数计的组分组成：水性树脂30％‑40％，水20％‑30％，改性稀土矿物质粉体1％‑4％，纳米二氧化钛0.5％‑1.5％，填料25％‑35％，分散剂0.5％‑2％，消泡剂0.5％‑1.8％，流平润湿剂0.5％‑1.5％，成膜助剂2％‑4％，杀菌防霉剂0.1％‑0.5％，增稠剂0.5％‑1.5％，防冻剂0.5％‑2％。本发明的水性内墙涂料，具有附着力强、耐化学品、耐水、耐磨等优良机械性能，同时能够高浓度释放负离子，并具有净化空气的效果；还能除高效甲醛、防霉、杀菌。

Description

一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于内墙涂料的技术领域，具体涉及一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料及其制备方法。
背景技术
近些年来，室内装饰内墙涂料主要朝向环保型、高性能、多功能型的方向发展。基于消费者对高品质、健康生活方式的追求，健康、生态、环保型涂料将得到迅速发展。
经国内外医学专家通过临床试验研究证实，负离子能够高效促成人体合成以及储存维生素，进而对人体的健康状况形成重要的积极影响，激活并同时强化了人体内部机能。因此，负离子又被冠以“空气维生素”的美誉。此外，空气中的负离子还可高效除尘、灭菌、净化空气，是人类健康生活所不可或缺的一种有益物质。
目前市场有关负离子产品，多采用负直流高电晕方法，但同时也产生了对人体有害的臭氧分子，致使人体细胞技能衰弱，不利于身体健康。针对涂料市场来说，现有涂料功能过于单一化，不同时具备高浓度释放负离子及高效净化空气的效果。
发明内容
为了克服现有技术中缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料。本发明的内墙涂料为水性内墙涂料，能够高浓度释放负离子，还能除甲醛等挥发性有机化合物，而且本发明的涂料附着力强、耐水、耐磨。本发明的内墙涂料环保，能够高效的净化空气。
本发明的另一目的在于提供上述高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料，由以下按重量百分数计的组分组成：
所述水性树脂为苯丙类丙烯酸树脂、纯丙类丙烯酸树脂、硅丙类丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂中一种以上；
所述苯丙类丙烯酸树脂，包括巴德富RS-998A、RS-916F、RS-982F、 RS-998AF、RS-9198F、RS-5608、RS-939W，巴斯夫ECO 702AP等中至少一种；纯丙类丙烯酸树脂，包括巴德富RS-739W、RS-739W、RS-2383A，生达化工SD-738、S-05，罗门哈斯等AC-261P，巴斯夫PB 606AP，银洋树脂LV-500SF 等中至少一种；硅丙类丙烯酸树脂，包括生达化工S-01、吉田化工E0512等中至少一种；聚氨酯树脂，包括吉田化工F0410、仕全兴7140等中至少一种；丙烯酸改性聚氨酯树脂，包括浙江高得宝利新材GP-8201、上海拓佳SC-10、东莞旭亿华XH-PUA955等中至少一种。
所述改性稀土矿物质粉体是指采用偶联剂改性稀土矿物，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；
偶联剂的用量为稀土矿物质量的0.5％～1％，改性的温度为30-80℃，改性的时间为10-30min；
所述改性稀土矿物质粉体的粒径为1250-2000目；纳米二氧化钛的粒径为 5-60nm。
所述分散剂为迪高TEGO Dispers 180、Dispers 190、Dispers 655，德国路博润Solsperse 20000、Solsperse 27000、Solplus K210，德国汉高SN-5040，金团化学KEPERDISP-340或海川化工Hydropalat 759中一种以上。
所述流平润湿剂为上海立奇化工X-4050，迪高TEGOWet-500、Twin-4200、 Glide410、Glide 450，深圳吉雅德AP-560或海川化工Hydropalat 875中一种以上。
所述消泡剂为德国毕克BYK 022、BYK 028，迪高TEGOFoamex 810、Foamex 811、Foamex 830、Foamex 8050、Airex092W、Defoam740或中国台湾中亚NXZ中一种以上。
所述成膜助剂为环保型醚类或酯类成膜助剂中一种以上，优选为丙二醇甲醚(DPM)、丙二醇正丁醚(DPnB)、丙二醇苯醚(PPh)或十二醇酯(CS-12) 中一种以上，更优选为两种以上，特别是具有不同沸点的环保型醚类或酯类成膜助剂的复配。
所述杀菌防腐霉剂为科宁德国Denygant LFM，罗门哈斯Kathon LXE，赢创EvonikNopcocide N96或金团化学HICIDE@MC中一种以上。
所述增稠剂为陶氏QP4400H、CP-117、CP-102，罗门哈斯Acrysol RM-5000、AcrysolRM-2020、AcrysolTT-935，法国哥帝士COATEX BR 125P，深圳吉田J0604 或德国巴斯夫BASF ZD188中一种以上。
所述填料为钛白粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、贝壳粉或硅藻土中一种以上；所述填料为800-2000目的粉体。
所述防冻剂为丙二醇、丙三醇或乙二醇中一种以上。
所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水、部分消泡剂、分散剂、流平润湿剂、防冻剂以及杀菌防腐剂搅拌混匀，得到混合物A；
(2)在搅拌的条件下，向混合物A中加入改性稀土矿物质粉体、纳米二氧化钛以及填料，添加完后，提高转速继续搅拌，得到混合浆料；
(3)在搅拌的条件下，将水性树脂与成膜助剂混合，得到混合物B；
(4)在搅拌的条件下，将混合物B、混合浆料以及剩余消泡剂混匀，然后加入增稠剂继续搅拌，过滤，得到高浓度负离子释放型水性内墙涂料。
步骤(1)中所述搅拌混匀的转速为600-800r/min，所述搅拌为室温搅拌，所述部分消泡剂为消泡剂总重量的60％-80％，所述搅拌混合的时间为10-15min；
步骤(2)中所述搅拌的转速为1200-1800r/min，所述继续搅拌的转速为 3000-5000r/min，所述继续搅拌的时间为15-30min；
步骤(3)中搅拌的转速为600-800r/min，搅拌的时间为3-5min；
步骤(4)中所述搅拌的转速为700-900r/min，所述混匀的时间为10-20min；所述继续搅拌的转速为700-800r/min，继续搅拌的时间为10-20min；所述过滤是指经200-400目滤网过滤。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的水性内墙涂料，具有附着力强、耐化学品、耐水、耐磨等优良机械性能，同时能够高浓度释放负离子，并具有净化空气的效果；
(2)本发明的内墙涂料为水性内墙涂料，挥发性有机化合物(VOC)含量极少，符合国家环保标准，还能除甲醛、防霉、杀菌；
(3)本发明的内墙涂料在施工时可直接以水为稀释剂，操作简便，可直接经稀释后进行辊涂、刷涂或喷涂；
(4)本发明的内墙涂料，利用物理吸附方法及化学催化分解的方法相结合的形式对甲醛等有害挥发性有机化合物(VOC)的去除；
(5)本发明所需原材料来源广泛，生产设备简便易操作，可形成大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在700r/min的转速下向装有264g水容器中，依次加入4g消泡剂BYK 028、15g分散剂Dispers 655、5g流平润湿剂Twin-4200+Glide 410(Twin-4200： Glide 410质量比1：1)、5g乙二醇和1g杀菌防霉剂HICIDE@MC，室温搅拌 10min；
(2)在1800r/min的转速条件下，向步骤(1)的容器中依次加入10g改性稀土矿物质粉体(稀土矿物质粉体A(氟碳铈矿)经稀土矿粉体质量0.5％的硅烷偶联剂γ‐氨丙基三甲氧基硅烷在40℃条件下表面键合改性20min而制得)、15g 纳米二氧化钛、150g钛白粉、60g滑石粉、60g轻质碳酸钙、40g高岭土、20g 贝壳粉和20g硅藻土，提高转速至5000r/min，搅拌20min，待其降至室温，制得混合浆料备用；
(3)在600r/min的转速条件下，向装有300g水性丙烯酸乳液E0512的容器中加入20g成膜助剂丙二醇甲醚(DPM)，搅拌5min，得到混合物B；
(4)在700r/min的转速条件下，向混合物B中加入混合浆料，并加入剩余的1g消泡剂BYK 028，搅拌20min；然后在700r/min的转速条件下，加入15g 增稠剂J0604，搅拌20min；最后经200目滤网过滤，制得高浓度负离子释放型水性内墙涂料。
实施例2
一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在700r/min的转速下，向装有230g水的容器中，依次加入7g消泡剂 Foamex811、10g分散剂Solsperse 20000、15g流平润湿剂Wet-500、10g丙二醇和2g杀菌防霉KathonLXE，室温搅拌10min；
(2)在1800r/min的转速条件下，向步骤(1)的容器中依次加入25g改性稀土矿物质粉体(稀土矿物质粉体B(磷铈镧矿)经稀土矿粉体质量1％硅烷偶联剂γ‐巯丙基三乙氧基硅烷在60℃条件下表面键合改性10min而制得)、10g纳米二氧化钛、150g钛白粉、60g滑石粉、60g轻质碳酸钙和30g高岭土，并提高转速至4000r/min，搅拌30min，待其降至室温，制得混合浆料，备用；
(3)在800r/min的转速条件下，向装有350g水性丙烯酸乳液E0512和丙烯酸改性聚氨酯乳液GP-8201(质量比为1：1)的容器中，加入30g成膜助剂丙二醇正丁醚(DPnB)，搅拌4min，得到混合物B；
(4)在800r/min的转速条件下，向混合物B中加入混合浆料，并加入剩余的3g消泡剂Foamex 811，搅拌20min；然后在700r/min的转速条件下，加入8g 增稠剂BR 125P，搅拌10min；最后经300目滤网过滤制得高浓度负离子释放型水性内墙涂料。
实施例3
一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在800r/min的转速下，向装有285g水容器中，依次加入15g消泡剂 BYK 022、5g分散剂SN-5040、5g流平润湿剂Glide 450、15g丙三醇和3g杀菌防霉Nopcocide N96，搅拌15min；
(2)在1700r/min的转速条件下，向步骤(1)的容器中依次加入15g改性稀土矿物质粉体(稀土矿物质粉体C(氟碳铈矿)经稀土矿粉体质量1％钛酸酯偶联剂异丙氧基三(磷酸二辛酯)钛酸酯在50℃条件下表面键合改性15min而制得)、5g纳米二氧化钛、100g钛白粉、50g滑石粉、50g轻质碳酸钙、30g高岭土、10g贝壳粉和10g硅藻土，并提高转速至4500r/min，搅拌30min，待其降至室温，制得混合浆料留作备用；
(3)在800r/min的转速条件下，向装有350g水性苯丙乳液RS-998A的容器中加入40g成膜助剂丙二醇甲醚(DPM)，搅拌10min，得到混合物B；
(4)在900r/min的转速条件下，向混合物B中加入混合浆料，并加入剩余的3g消泡剂BYK 022，搅拌10min；然后在800r/min的转速条件下，加入12g 增稠剂QP4400H，搅拌15min；最后经300目滤网过滤制得高浓度负离子释放型水性内墙涂料。
实施例4
一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在600r/min的转速下，向装有220g水的容器中依次加入6g消泡剂 Airex092W、10g分散剂KEPERDISP-340、10g流平润湿剂Hydropalat 875、15g 乙二醇和5g杀菌防霉Denygant LFM，室温搅拌搅拌12min；
(2)在1500r/min的转速条件下，向步骤(1)的容器中依次加入40g改性稀土矿物质粉体(稀土矿物质粉体D(氟碳铈矿)经稀土矿粉体质量0.75％硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷在80℃条件下表面键合改性20min而制得)、5g纳米二氧化钛、100g钛白粉、40g滑石粉、40g轻质碳酸钙、30g高岭土、20g贝壳粉和20g硅藻土，并提高转速至3000r/min，搅拌25min，待其降至室温，制得混合浆料，备用；
(3)在700r/min的转速条件下，向装有400g水性丙烯酸改性聚氨酯乳液GP-8201的容器中加入30g成膜助剂丙二醇甲醚(DPM)和丙二醇正丁醚(DPnB) (1：1)，搅拌4min，得到混合物B；
(4)在800r/min的转速条件下，向混合物B中加入混合浆料，并加入剩余的4g消泡剂Defoam W-092，搅拌15min；然后在750r/min的转速条件下，加入 15g增稠剂ZD188，搅拌15min；最后经300目滤网过滤，制得高浓度负离子释放型水性内墙涂料。
将实施例1至4所制备水性内墙涂料分别按国家建筑材料行业标准JC/T 423-1991《水溶性内墙涂料》、国标GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》、国标GB/T18883-2002《室内空气质量标准》和国家建筑材料行业标准JCT 2110-2012《室内空气离子浓度测试方法》之规定，测试其物理性能、有害物质含量、空气净化效果和负离子释放浓度。测试结果如表1所示。
比较实施例1～实施例4，采用纳米TiO2与贝壳粉以及硅藻土的复配处理的方式对除甲醛和挥发性有机化合物的效果，明显增强许多，表明化学催化方法与物理吸附方法相结合可起到协同增强的效果。
由表1可知，按照上述实施例制备得的多功能水性内墙涂料，具有释放负离子同时净化空气的的功效，各项性能均达标并远超国标要求，具有广阔的市场应用前景。
表1实施例1～4制备的涂料以及相应涂层性能参数
以上4例实施例，并非对本发明内容的组成物的用量作任何限制，凡根据本发明组成物构成、用量以及制备方法所做任何修改或等同变化，均在本发明技术性保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高浓度负离子释放型水性内墙涂料，其特征在于：由以下按重量百分数计的组分组成：
所述水性树脂为苯丙类丙烯酸树脂、纯丙类丙烯酸树脂、硅丙类丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂中一种以上；
所述改性稀土矿物质粉体是指采用偶联剂改性稀土矿物，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
2.根据权利要求1所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料，其特征在于：偶联剂的用量为稀土矿物质量的0.5％～1％，改性的温度为30～80℃，改性的时间为10～30min。
3.根据权利要求1所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料，其特征在于：所述成膜助剂为环保型醚类或酯类成膜助剂中一种以上；
所述填料为钛白粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、贝壳粉或硅藻土中一种以上。
4.根据权利要求1所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料，其特征在于：所述分散剂为迪高TEGO Dispers 180、Dispers 190、Dispers 655，德国路博润Solsperse 20000、Solsperse 27000、Solplus K210，德国汉高SN-5040，金团化学KEPERDISP-340或海川化工Hydropalat 759中一种以上；
所述流平润湿剂为上海立奇化工X-4050，迪高TEGOWet-500、Twin-4200、Glide 410、Glide 450，深圳吉雅德AP-560或海川化工Hydropalat 875中一种以上；
所述消泡剂为德国毕克BYK 022、BYK 028，迪高TEGOFoamex 810、Foamex 811、Foamex830、Foamex 8050、Airex092W、Defoam740或中国台湾中亚NXZ中一种以上。
5.根据权利要求1所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料，其特征在于：所述杀菌防腐霉剂为科宁德国Denygant LFM，罗门哈斯Kathon LXE，赢创EvonikNopcocide N96或金团化学HICIDE@MC中一种以上；
所述增稠剂为陶氏QP4400H、CP-117、CP-102，罗门哈斯Acrysol RM-5000、AcrysolRM-2020、AcrysolTT-935，法国哥帝士COATEX BR 125P，深圳吉田J0604或德国巴斯夫BASFZD188中一种以上；
所述防冻剂为丙二醇、丙三醇或乙二醇中一种以上。
6.根据权利要求1～5任一项所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将水、部分消泡剂、分散剂、流平润湿剂、防冻剂以及杀菌防腐剂搅拌混匀，得到混合物A；
(2)在搅拌的条件下，向混合物A中加入改性稀土矿物质粉体、纳米二氧化钛以及填料，添加完后，提高转速继续搅拌，得到混合浆料；
(3)在搅拌的条件下，将水性树脂与成膜助剂混合，得到混合物B；
(4)在搅拌的条件下，将混合物B、混合浆料以及剩余消泡剂混匀，然后加入增稠剂继续搅拌，过滤，得到高浓度负离子释放型水性内墙涂料。
7.根据权利要求6所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述搅拌混匀的转速为600-800r/min，所述搅拌为室温搅拌，所述部分消泡剂为消泡剂总重量的60％-80％，所述搅拌混合的时间为10-15min；
步骤(2)中所述搅拌的转速为1200-1800r/min，所述继续搅拌的转速为3000-5000r/min，所述继续搅拌的时间为15-30min。
8.根据权利要求6所述高浓度负离子释放型水性内墙涂料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中搅拌的转速为600-800r/min，搅拌的时间为3-5min；
步骤(4)中所述搅拌的转速为700-900r/min，所述混匀的时间为10-20min；所述继续搅拌的转速为700-800r/min，继续搅拌的时间为10-20min；所述过滤是指经200-400目滤网过滤。
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