CN113061374A - 一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆，包括如下质量份的组分：纳米陶瓷粉末20‑40份、多功能胺助剂3‑5份、空心微珠8‑15份、乳液100‑120份、成膜助剂6‑10份、颜填料30‑50份、抗菌剂1‑3份和水60‑80份。该乳胶漆体系稳定，附着力强，还具有优异的耐酸碱腐蚀性、耐水性、耐磨等化学和机械性能。

Description

一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆及其制备方法。
背景技术
乳胶漆为水分散性涂料，它是以合成树脂乳液为基料，以水为分散性介质，加入颜料、填料和助剂，经过一定的工艺过程制备得到的乳胶涂料。乳胶漆具有与传统涂料不同的众多优点，如易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等，主要应用于室内装修。
由于乳胶漆以水作为分散介质，容易受到微生物的污染和破坏，涂料在生产和贮存过程中产品质量不稳定，且乳胶漆干燥成膜后，与建筑墙体的附着能力较差，耐水耐候性差，长期使用会出现开裂、剥落、变色、脱粉等问题，同时现有的乳胶漆的耐酸碱、耐腐蚀性较差，漆面容易受到破坏。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆，具有优异的耐酸碱腐蚀性、耐水性、耐磨等化学和机械性能，乳胶漆体系稳定，附着力强。此外，本发明还提供一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆，包括如下质量份的组分：纳米陶瓷粉末20-40份、多功能胺助剂3-5份、空心微珠8-15份、乳液100-120份、成膜助剂6-10份、颜填料30-50份、抗菌剂1-3份和水60-80份。
优选地，所述纳米陶瓷粉末为纳米氧化铝陶瓷粉末、纳米二氧化钛陶瓷粉末中的一种或两种的任意比例混合物，所述纳米陶瓷粉末的粒径为20-60nm。
优选地，所述空心微珠为空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或空心塑料微珠。优选为空心陶瓷微珠，空心陶瓷微珠的粒径为20-50μm。
优选地，所述乳液为纯丙乳液或硅丙乳液。纯丙乳液和硅丙乳液具有较低的玻璃化转变温度，具有优异的耐候性，且其形成的漆膜与墙体之间的结合力较强。
优选地，所述成膜助剂为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇中的一种或几种的混合物。成膜助剂在乳胶漆成膜过程中提供足够的自由体积，使得聚合物粒子变形和聚合物分子链段扩散、缠绕而融合成连续的膜。其中，二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚和丙二醇是聚合物的强溶剂，加入乳液后能够吸附在乳液粒子的表面，以此具有良好的相容性，使得漆膜的表面较为平整、光滑。
优选地，所述乳胶漆还包括消泡剂1-3份、增稠剂1-3份、分散剂2-5份。
消泡剂为异丙醇、丁醇或聚乙二醇脂肪酸酯，能够在生产及存储乳胶漆过程中起到消泡抑泡的作用。
增稠剂为羟乙基纤维素，其具有较大范围的溶解度和粘度，相容性好，具有较好的流动调节性。
分散剂为聚乙二醇，聚乙二醇中的羟基可形成氢键，使附着于纳米陶瓷材料及空心微珠表面，聚乙二醇分子链在氢键的作用下进一步彼此相连，使得纳米陶瓷材料及空心微珠表面形成一层有机物外壳，防止其发生团聚，同时也促使其均匀分散于乳液中。
优选地，所述抗菌剂为邻苯基苯酚、苯并噻唑啉酮、水杨酰苯胺中的一种或几种的混合物。
优选地，所述颜填料为金红石钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。
本发明的第二方面，提供一种上述纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将水、消泡剂、分散剂、颜填料和多功能胺助剂在室温下经中速搅拌混合均匀，得到第一混合物，控制搅拌速度为800-900r/min，搅拌时间为20-30min；
S2、向第一混合物中加入纳米陶瓷粉末进行高速搅拌混合得到第二混合物，控制搅拌速度为1200-1500r/min，搅拌时间为5-10min；
S3、向第二混合物中加入乳液、成膜助剂和抗菌剂进行中速搅拌混合得到第三混合物，控制搅拌速度为600-800r/min，搅拌时间为10-15min；
S4、向第三混合物中加入空心微珠进行低速搅拌混合，搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为10-20min，再向其中加入增稠剂，搅拌至混合均匀即得乳胶漆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中纳米结构的陶瓷材料有助于乳胶漆成膜，并在涂料作用面上形成保护膜，使得乳化漆具有优异的耐酸碱腐蚀性、耐水性、耐磨等化学和机械性能，有效延长了乳胶漆的使用寿命，空心微珠密度较低并且具有较好的热胀冷缩性，其与乳液相互作用，使得乳胶漆具有一定的弹性，在使用时不易发生开裂，剥落的现象，同时也赋予乳胶漆一定的保温隔热性能，多功能胺助剂能够将混合溶液维持在弱碱性状态，有益于乳胶漆体系的稳定，多功能胺助剂中的羟基基团有效的吸附于纳米陶瓷材料及空心微珠表面，羟基基团之间形成氢键，使得纳米陶瓷材料及空心微珠在氢键的作用下相互吸引，既防止了纳米陶瓷材料及空心微珠发生团聚，同时也缩小了纳米陶瓷材料及空心微珠之间的间距，使陶瓷材料和空心微珠均匀以较高的密度均匀的分散于乳胶漆中，使得乳胶漆漆膜上不同部位的性能差异较小，同时抗菌剂在碱性环境中能够有效的对细菌及霉菌的生长进行抑制，提高了乳化漆的抗细菌性和抗霉菌性。本发明中的乳胶漆体系稳定，具有优异的耐酸碱腐蚀性、耐水性、耐磨等化学和机械性能，附着力强，还具有良好的抗细菌性和抗霉菌性。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明中纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例中纳米陶瓷材料改性乳胶漆，包括如下组分：纳米陶瓷粉末320g、多功能胺助剂30g、空心微珠100g、硅丙乳液1200g、成膜助剂80g、颜填料500g、抗菌剂20g、消泡剂30g、增稠剂20g、分散剂30g、水690g。
其中，纳米陶瓷粉末为纳米氧化铝陶瓷粉末，纳米陶瓷粉末的粒径为20-60nm；多功能胺助剂为AMP-95；空心微珠为空心陶瓷微珠，粒径为20-50μm；成膜助剂为二乙二醇单甲醚与丙二醇中的混合物；消泡剂为异丙醇；增稠剂为羟乙基纤维素；分散剂为聚乙二醇；抗菌剂为邻苯基苯酚；颜填料为金红石钛白粉。
上述纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、将水、消泡剂、分散剂、颜填料和多功能胺助剂在室温下经中速搅拌混合均匀，得到第一混合物，控制搅拌速度为800r/min，搅拌时间为30min；
S2、向第一混合物中加入纳米陶瓷粉末进行高速搅拌混合得到第二混合物，控制搅拌速度为1200r/min，搅拌时间为10min；
S3、向第二混合物中加入乳液、成膜助剂和抗菌剂进行中速搅拌混合得到第三混合物，控制搅拌速度为700r/min，搅拌时间为10min；
S4、向第三混合物中加入空心微珠进行低速搅拌混合，搅拌速度为3000r/min，搅拌时间为20min，再向其中加入增稠剂，搅拌至混合均匀即得乳胶漆。
实施例2
本实施例中纳米陶瓷材料改性乳胶漆，包括如下组分：纳米陶瓷粉末200g、多功能胺助剂40g、空心微珠150g、纯丙乳液1000g、成膜助剂60g、颜填料420g、抗菌剂10g、消泡剂20g、增稠剂30g、分散剂20g、水600g。
其中，纳米陶瓷粉末为纳米氧化铝陶瓷粉末与纳米二氧化钛陶瓷粉末的混合物，纳米陶瓷粉末的粒径为20-60nm。
其余组分同实施例1。
上述纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将水、消泡剂、分散剂、颜填料和多功能胺助剂在室温下经中速搅拌混合均匀，得到第一混合物，控制搅拌速度为860r/min，搅拌时间为20min；
S2、向第一混合物中加入纳米陶瓷粉末进行高速搅拌混合得到第二混合物，控制搅拌速度为1300r/min，搅拌时间为5min；
S3、向第二混合物中加入乳液、成膜助剂和抗菌剂进行中速搅拌混合得到第三混合物，控制搅拌速度为600r/min，搅拌时间为15min；
S4、向第三混合物中加入空心微珠进行低速搅拌混合，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为15min，再向其中加入增稠剂，搅拌至混合均匀即得乳胶漆。
实施例3
本实施例中纳米陶瓷材料改性乳胶漆，包括如下组分：纳米陶瓷粉末400g、多功能胺助剂50g、空心微珠80g、硅丙乳液1120g、成膜助剂100g、颜填料300g、抗菌剂30g、消泡剂10g、增稠剂10g、分散剂50g、水800g。
其中，纳米陶瓷粉末为纳米二氧化钛陶瓷粉末，纳米陶瓷粉末的粒径为20-60nm。
其余组分同实施例1。
上述纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将水、消泡剂、分散剂、颜填料和多功能胺助剂在室温下经中速搅拌混合均匀，得到第一混合物，控制搅拌速度为900r/min，搅拌时间为20min；
S2、向第一混合物中加入纳米陶瓷粉末进行高速搅拌混合得到第二混合物，控制搅拌速度为1500r/min，搅拌时间为5min；
S3、向第二混合物中加入乳液、成膜助剂和抗菌剂进行中速搅拌混合得到第三混合物，控制搅拌速度为600r/min，搅拌时间为15min；
S4、向第三混合物中加入空心微珠进行低速搅拌混合，搅拌速度为400r/min，搅拌时间为15min，再向其中加入增稠剂，搅拌至混合均匀即得乳胶漆。
试验例
选择实施例1至实施例3中制得的乳胶漆进行性能测试，干燥时间测试按照0gB/T1728-1979中乙法的规定进行；抗细菌性能的测试按照0gB/T 21866-2008的规定进行；抗霉菌性能的测试按照0gB/T 1741-2007的规定进行，测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002354209310000041
Figure BDA0002354209310000051
由表1中的测试结果可知：本发明中实施例1至实施例3提供的乳胶漆具有较好的稳定性、耐刷洗性、耐酸性、耐碱性和耐水性，施工性能好，干燥时间短，外观较佳。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，包括如下质量份的组分：纳米陶瓷粉末20-40份、多功能胺助剂3-5份、空心微珠8-15份、乳液100-120份、成膜助剂6-10份、颜填料30-50份、抗菌剂1-3份和水60-80份。
2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述纳米陶瓷粉末为纳米氧化铝陶瓷粉末、纳米二氧化钛陶瓷粉末中的一种或两种的任意比例混合物，所述纳米陶瓷粉末的粒径为20-60nm。
3.根据权利要求1或2所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述空心微珠为空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠或空心塑料微珠。
4.根据权利要求3所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述乳液为纯丙乳液或硅丙乳液。
5.根据权利要求4所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述成膜助剂为二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求5所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述乳胶漆还包括消泡剂1-3份、增稠剂1-3份、分散剂2-5份。
7.根据权利要求1所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述抗菌剂为邻苯基苯酚、苯并噻唑啉酮、水杨酰苯胺中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆，其特征在于，所述颜填料为金红石钛白粉、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。
9.一种如权利要求6所述的纳米陶瓷材料改性乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将水、消泡剂、分散剂、颜填料和多功能胺助剂中速搅拌混合均匀，得到第一混合物，控制搅拌速度为800-900r/min；
S2、向第一混合物中加入纳米陶瓷粉末进行高速搅拌混合得到第二混合物，控制搅拌速度为1200-1500r/min；
S3、向第二混合物中加入乳液、成膜助剂和抗菌剂进行中速搅拌混合得到第三混合物，控制搅拌速度为600-800r/min；
S4、向第三混合物中加入空心微珠进行低速搅拌混合，搅拌速度为300-400r/min，再向其中加入增稠剂，搅拌至混合均匀即得乳胶漆。
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