CN109554090A - 一种负离子水性聚氨酯功能涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负离子水性聚氨酯功能涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。本发明为了急需解决一种能高效释放负离子的低成本的环保节能高效负离子功能涂料。本发明负离子填充在氨基富勒烯里面，然后与合成具有异氰酸酯基团的水性聚氨酯乳液进行反应，制备出接枝富勒烯水性聚氨酯乳液，其中富勒烯里填充负离子粉，采用该乳液制备出负离子功能涂料。包括下列组份：负离子粉，氨基富勒烯，水性聚氨酯乳液、引发剂、乳化剂,成膜剂、消泡剂、流平剂，增粘剂，防冻剂，憎水剂。本发明的一种负离子功能涂料不但具有添加量极少，成本低，性价比高特点，而且还在硬度高、附着力强、防霉、抗菌和抗冲击耐污渍、耐磨性、耐低温和耐化学品等方面性能优异。

Description

一种负离子水性聚氨酯功能涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种负离子水性聚氨酯功能涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对生活环境的要求越来越高。在室内装潢过程中用到涂料，由于装饰材料涂料中通常含有甲醛等污染物，严重影响人们的身体健康。同时空气中的灰尘也对人体产生危害。为了解决此类问题，负离子功能涂料技术得到越来越多科研工作者的关注。通过负离子功能涂料，产生负离子能有效去除空气中的粉尘、灰尘。由于空气中的粉尘、灰尘等带有正电性，负离子本身带有负电荷，显示负电性，当负离子遇到空气中的粉尘等微粒时，正负相聚，从而将粉尘等物质凝聚成团，增加粉尘等的重量，使其降落在地面上。因此，负离子功能涂料具有净化空气的作用。负离子功能涂料还具有清除室内装修污染的作用，通过负离子功能涂料产生的负离子，可以与装修污染后残留的甲醛、苯等发生反应，将其分解为二氧化碳和水，彻底解决装修污染难题。因此开发一种负离子功能涂料迫在眉睫。

中国专利：一种负离子抗菌水性聚氨酯涂料，专利申请号：CN108441099 A。采用采用电气石粉、纳米二氧化钛及纳米磷酸锆填充改性活性碳纤维制得改性负离子纤维抗菌剂，具有一定应用价值。中国专利：水性环保负离子防腐涂料及其制备方法，专利申请号：CN105602401 A。也是通过涂料乳液和水性纳米负离子浆料来制备负离子防腐涂料，取得一定效果。

上述专利都存在负离子原料相对于漆的用量较大，成本较高，同时负离子原料被包覆在涂料的内部，严重影响其功能，因此，急需一种能高效释放负离子的低成本的环保节能高效负离子功能涂料，该涂料具有环保、持续释放负离子、净化空气中有毒有害气体、提高人体免疫力的效果。

发明内容

本发明采用填充负离子粉氨基富勒烯，可有效减少涂料对负离子粉包埋，影响负离子粉效果。利用氨基富勒烯的疏水性，在涂料施工过程中，填充负离子粉氨基富勒烯裸露在涂料的表层，有利于负离子的释放,同时具有杀菌功能。由于氨基富勒烯与水性聚氨酯乳液中的异氰酸酯基团反应，将填充负离子粉氨基富勒烯固定在水性聚氨酯乳液的分子链上，在涂料使用过程中不易脱落。添加量极少，成本低，性价比高。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

1.纳米负离子粉填充氨基富勒烯制备

采用纳米尺寸为1-5纳米的负离子粉和氨基富勒烯在95％乙醇溶液里进行超声分散，目的使使负离子粉进入氨基富勒烯。

2.纳米负离子粉可以采用电气石矿物粉末制备的纳米负离子粉，CaO-Al₂O₃-SiO₂ 系列负离子，稀土复合盐或氧化物类负离子。

3.功能负离子涂料的制备

将制备的带异氰酸酯基团的水性聚氨酯乳液和含有负离子粉氨基富勒烯，进行反应。后加入涂料助剂(成膜剂、消泡剂、流平剂，防冻剂，分散剂等)，制备出功能负离子涂料。

4.水性聚氨酯乳液为含异氰酸酯基团乳液

5.水性聚氨酯乳液和含有负离子粉氨基富勒烯用量是氨基富勒烯与异氰酸酯基团的摩尔比为1:(1-5)。

6.所用的氨基富勒烯的碳原子数大于60.

7.根据权利要求2，所用的纳米负离子粉是尺寸为1-5nm。

8.根据权利要求3，所用的成膜剂是丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的一种或其组合。

9.根据权利要求3，分散剂为水性聚醚类(聚丙二醇200)或炔二醇乙氧基化合物类分散剂；所述消泡剂为水性聚醚有机硅聚合物、聚氧乙烯醚或改性聚硅氧烷其中的一种。

负离子粉填充氨基富勒烯制备以及接枝到分子链上示意图如图1。

附图说明

图1为负离子粉填充氨基富勒烯制备以及接枝到分子链上示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施案例一

1.取0.01摩尔氨基富勒烯和10g电气石矿物纳米负离子粉(1-5纳米)，加入100ml的95％乙醇溶液里，进行超声分散(超声功率1KW)，超声分散2小时，制备出含纳米负离子粉的氨基富勒烯。

2.将1制备的含纳米负离子粉的氨基富勒烯与取100g水性聚氨酯乳液，填料,10g，0.3gAMP～95多功能助剂，0.1g分散剂Sokalan CP5，0.1g成膜助剂Texanol，0.1g丙三醇防冻剂、0.1g水性消泡剂、0.1gDOWICIL＊75杀菌剂，制备出负离子功能涂料。

实施案例二

1.取0.05摩尔氨基富勒烯和10g电气石矿物纳米负离子粉(1-5纳米)，加入100ml的95％乙醇溶液里，进行超声分散(超声功率1KW)，超声分散2小时，制备出含纳米负离子粉的氨基富勒烯。

2.将1制备的含纳米负离子粉的氨基富勒烯与取100g水性聚氨酯乳液，填料,10g，0.3gAMP～95多功能助剂，0.1g分散剂Sokalan CP5，0.1g成膜助剂Texanol，0.1g丙三醇防冻剂、0.1g水性消泡剂、0.1gDOWICIL＊75杀菌剂，制备出负离子功能涂料。

实施案例三

1.取0.1摩尔氨基富勒烯和10g稀土复合盐或氧化物类纳米负离子粉(1-5纳米)，加入100ml的95％乙醇溶液里，进行超声分散(超声功率1KW)，超声分散2小时，制备出含纳米负离子粉的氨基富勒烯。

2.将1制备的含纳米负离子粉的氨基富勒烯与取100g水性聚氨酯乳液，填料,10g，0.3gAMP～95多功能助剂，0.1g分散剂Sokalan CP 5，0.1g成膜助剂Texanol，0.1g丙三醇防冻剂、0.1g水性消泡剂、0.1gDOWICIL＊75杀菌剂，制备出负离子功能涂料。

以上实施案例，依据国家建材行业标准JC/T 2040-2010规定的方法检测和国家标准GB 6566-2010进行检测。将本发明的实施例的负离子功能涂料和某品牌负离子功能涂料在相同条件下施于内墙墙面上，在相同条件下检测乳胶漆的常规性能，检测结果如下表：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.纳米负离子粉填充氨基富勒烯制备

采用纳米尺寸为1-5纳米的负离子粉和氨基富勒烯在95％乙醇溶液里进行超声分散，目的使使负离子粉进入氨基富勒烯。

2.纳米负离子粉可以采用电气石矿物粉末制备的纳米负离子粉，CaO-Al₂O₃-SiO₂系列 负离子，稀土复合盐或氧化物类负离子。

3.功能负离子涂料的制备

将制备的带异氰酸酯基团的水性聚氨酯乳液和含有负离子粉氨基富勒烯，进行反应。后加入涂料助剂(成膜剂、消泡剂、流平剂，防冻剂，分散剂等)，制备出功能负离子涂料。

4.水性聚氨酯乳液为含异氰酸酯基团乳液。

5.水性聚氨酯乳液和含有负离子粉氨基富勒烯用量是氨基富勒烯与异氰酸酯基团的摩尔比为1:(1-5)。

6.所用的氨基富勒烯的碳原子数大于60。

7.根据权利要求2，所用的纳米负离子粉是尺寸为1-5nm。

8.根据权利要求3，所用的成膜剂是丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚的一种或其组合。

9.根据权利要求3，分散剂为水性聚醚类(聚丙二醇200)或炔二醇乙氧基化合物类分散剂；所述消泡剂为水性聚醚有机硅聚合物、聚氧乙烯醚或改性聚硅氧烷其中的一种。