CN113637110A - 杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法 - Google Patents
杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113637110A CN113637110A CN202110926317.8A CN202110926317A CN113637110A CN 113637110 A CN113637110 A CN 113637110A CN 202110926317 A CN202110926317 A CN 202110926317A CN 113637110 A CN113637110 A CN 113637110A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- inorganic coating
- hybrid emulsion
- emulsion
- hybrid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 94
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 22
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 title description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 26
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 24
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 21
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 20
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 20
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 15
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 8
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000012874 anionic emulsifier Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- -1 2,2, 4-trimethyl-1, 3-pentanediol isobutyrate diester Chemical class 0.000 claims description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 6
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 6
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 6
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 5
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical group [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 4
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 4
- 150000003333 secondary alcohols Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DZNISTXXJWSWSX-UHFFFAOYSA-L dipotassium;sulfonatooxy sulfate;hydrate Chemical compound O.[K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O DZNISTXXJWSWSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 3
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 4
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 1-trimethoxysilylpropan-1-ol Chemical compound CCC(O)[Si](OC)(OC)OC MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229920001909 styrene-acrylic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1804—C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3045—Sulfates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Description
技术领域
本发明涉及一种杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法，应用在涂料生产领域。
背景技术
水性内墙无机涂料是指以碱金属硅酸盐及乳液为主要黏结剂，配合无机矿物颜料和无机矿物填料制备而成的，其采用刷涂、喷涂或滚涂等方法，在建筑物上形成薄质装饰涂层，且其不含甲醛、挥发性有机物、重金属等有害物质，广泛适用于现有建筑墙体的涂装工艺。虽然水性无机涂料环保安全，但其多是以硅酸盐或者硅溶胶作为主要成膜物质，这就使得水性无机涂料在成膜过程中体积收缩大，形成的涂膜呈刚性，易产生裂纹、微孔等缺陷。另外，由于传统水性无机涂料体系中加入了亲水的硅溶胶，导致其耐擦洗性、耐水性不佳。
杂化粒子是通过将粒子的有机和无机成分适当组合并结构化获得的，其具有许多显著性能，如机械性能、电性能、光学性能、流变性能等。有机-无机杂化粒子的制备方法有很多，常用的有溶胶-凝胶法(通常以二氧化硅涂覆聚合物、原位聚合法(通常以聚合物封装二氧化硅颗粒以及自组装技术。其中，溶胶-凝胶法由于其温和、简单的反应条件被广泛使用，其为了避免聚合物和无机物之间的不相容性，通常需要让二氧化硅和聚合物之间发生物理或化学作用。然而现有使用溶胶-凝胶法制备的水性无机涂料存在着成膜易开裂、不耐擦洗性、耐水性和储存稳定性不佳等缺点。
因此，提供一种成膜不易开裂，耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好的杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法己成为当务之亟。
发明内容
为了克服现有水性内墙无机涂料存在漆膜易产生裂纹、微孔等缺陷，且耐擦洗性、耐水性不佳等缺点，本发明提供一种杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法，以有机-无机杂化粒子作为主要成膜物质，其有机物部分保证了成膜不开裂，而无机物二氧化硅的引入赋予了乳液耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好等优点。
本发明的技术方案如下：
一种杂化乳液主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.7-0.9％。
所述杂化乳液以丙烯酸酯类为有机相，搭配阴离子乳化剂，通过引发剂过硫酸钾引发混合单体发生聚合反应，生成乳胶粒子分散液(即聚丙烯酸酯乳胶粒子)；接着，加入过氧化氢叔丁醇、乳液聚合型还原剂去除乳胶粒子分散液中的残余单体；然后，向反向应体系中加入硅烷偶联剂正硅酸乙酯，硅烷偶联剂通过与乳胶粒子分散液发生化学反应，包覆在杂化粒子表面，接着加入的二氧化硅前驱体(即正硅酸乙酯)通过水解、缩合，硅烷偶联剂(即γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)与二氧化硅前驱体之间发生化学反应，最后生成二氧化硅包覆在在杂化粒子表面，从而形成杂化乳液。该杂化乳液中有机-无机杂化粒子达到了分子级的分散水平，提高了有机相和无机相之间的相容性，改善了涂层的网络结构。本申请的杂化乳液以有机-无机杂化粒子作为主要成膜物质，有机、无机部分协同作用，有机-无机的杂化结构有效地协调了乳液的亲疏水性，其中有机物部分保证了成膜不开裂，而无机物二氧化硅的引入赋予了乳液耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好等优点。
一种由所述杂化乳液制备的水性无机涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
本申请由所述杂化乳液制备的水性无机涂料采用了所述杂化乳液制备，兼具成膜不开裂、优异的耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性等优点。
所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
优选的增稠剂能提升水性无机涂料的整体性能。
优选的的水性分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂，气味低，分散效率高。
优选的水性分散剂能对于无机填料进行有效分散，且分散效率高，使得涂料漆膜具有良好的光泽度。
所述的水性润湿剂为仲醇乙氧基化物、嵌段共聚物或烷基聚氧乙烯醚中的其中一种或任意两种以上的任意组合。
优选的水性润湿剂不含APEO，耐水好，在不影响展色的同时，具有可以提高涂料抗冻融的作用。
所述的水性消泡剂为非离子型矿物油。
优选的水性消泡剂的初期和持续抑泡性能优越，耐碱性好，消泡效率高。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3戊二醇异丁酸双酯。
优选的成膜助剂耐碱性更好，在水性无机涂料中作为成膜助剂时不会因为水解而产生低分子醇的气味，其成膜辅助作用更好。
所述无机填料为钛白粉、高岭土、绢云母粉、硅藻土、硫酸钡、重质碳酸钙、硅微粉、滑石粉或硅灰石粉中的其中一种或任意两种以上的任意组合。
所述钛白粉为氯化法生产的金红石型钛白粉，其耐候性更好，白度更高。所述高岭土为1200-1300目的煅烧高岭土。无机填料的各组分中的主要化合物的纯度均在99％以上。
所述杂化乳液的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动搅拌器调节搅拌转速至200-300rpm，于23-27℃、氮气保护的条件下将水、阴离子乳化剂充分搅拌均匀；保持搅拌转速200-300rpm，然后加入占自身重量18-22％的混合单体混合均匀；接着升温至70-80℃，保持搅拌转速200-300rpm，加入过硫酸钾水溶液，并将剩余的混合单体逐滴匀速滴加入混合物中，全部滴加完毕后，升温至88-92℃，聚合反应至少6h后，降温至55-65℃，保持搅拌转速200-300rpm，加入过氧化氢叔丁醇和乳液聚合型还原剂混合均匀，即获得乳胶粒子分散液；
(2)将乳胶粒子分散液以35-45Hz频率超声处理至少40min；接着，将正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入该经超声处理的乳胶粒子分散液中混合均匀；再加入所述浓氨水，于18-25℃条件下反应至少6h，即获得所述杂化乳液。
本申请的杂化乳液的制备方法通过溶胶-凝胶法合成有机-无机杂化粒子，具有操作简单、条件温和、成本低等优点，具有很好的实用价值。
由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入杂化乳液和成膜助剂，搅拌均匀。
本申请由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法步骤简便、操作方便，易于推广。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本申请的杂化乳液以有机-无机杂化粒子作为主要成膜物质，其有机物部分保证了成膜不开裂，而无机物二氧化硅的引入赋予了乳液耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性好等优点；
2)由所述杂化乳液制备的水性无机涂料采用了所述杂化乳液制备，兼具成膜不开裂、优异的耐擦洗性、耐水性以及储存稳定性等优点；
3)所述杂化乳液的制备方法通过溶胶-凝胶法合成有机-无机杂化粒子，具有操作简单、条件温和、成本低等优点，具有很好的实用价值；
4)由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法步骤简便、操作方便，易于推广。
具体实施方式
下面结合说明书各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明所述的一种杂化乳液，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.8％。
一种由所述杂化乳液制备的水性无机涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
所述的水性分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。
所述的水性润湿剂为仲醇乙氧基化物。
所述的水性消泡剂为非离子型矿物油。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3戊二醇异丁酸双酯。
所述无机填料为钛白粉。
所述杂化乳液的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动搅拌器调节搅拌转速至250rpm，于25℃、氮气保护的条件下将水、阴离子乳化剂充分搅拌均匀；保持搅拌转速250rpm，然后加入占自身重量20％的混合单体混合均匀；接着升温至75℃，保持搅拌转速250rpm，加入过硫酸钾水溶液，并将剩余的混合单体逐滴匀速滴加入混合物中，全部滴加完毕后，升温至90℃，聚合反应6h后，降温至60℃，保持搅拌转速250rpm，加入过氧化氢叔丁醇和乳液聚合型还原剂混合均匀，即获得乳胶粒子分散液；
(2)将乳胶粒子分散液以40Hz频率超声处理40min；接着，将正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入该经超声处理的乳胶粒子分散液中混合均匀；再加入所述浓氨水，于20℃条件下反应6h，即获得所述杂化乳液。
由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入杂化乳液和成膜助剂，搅拌均匀。
实施例2
本发明所述的一种杂化乳液，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.9％。
一种由所述杂化乳液制备的水性无机涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
所述的水性分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。
所述的水性润湿剂为嵌段共聚物。
所述的水性消泡剂为非离子型矿物油。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3戊二醇异丁酸双酯。
所述无机填料为高岭土。
所述杂化乳液的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动搅拌器调节搅拌转速至200rpm，于27℃、氮气保护的条件下将水、阴离子乳化剂充分搅拌均匀；保持搅拌转速200rpm，然后加入占自身重量22％的混合单体混合均匀；接着升温至70℃，保持搅拌转速200rpm，加入过硫酸钾水溶液，并将剩余的混合单体逐滴匀速滴加入混合物中，全部滴加完毕后，升温至92℃，聚合反应8h后，降温至55℃，保持搅拌转速200rpm，加入过氧化氢叔丁醇和乳液聚合型还原剂混合均匀，即获得乳胶粒子分散液；
(2)将乳胶粒子分散液以35Hz频率超声处理60min；接着，将正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入该经超声处理的乳胶粒子分散液中混合均匀；再加入所述浓氨水，于25℃条件下反应8h，即获得所述杂化乳液。
由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入杂化乳液和成膜助剂，搅拌均匀。
实施例3
本发明所述的一种杂化乳液，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.7％。
一种由所述杂化乳液制备的水性无机涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
所述的水性分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。
所述的水性润湿剂为仲醇乙氧基化物、嵌段共聚物与烷基聚氧乙烯醚的任意组合。
所述的水性消泡剂为非离子型矿物油。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3戊二醇异丁酸双酯。
所述无机填料为高岭土、绢云母粉和硅藻土的任意组合。
所述杂化乳液的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动搅拌器调节搅拌转速至300rpm，于23℃、氮气保护的条件下将水、阴离子乳化剂充分搅拌均匀；保持搅拌转速300rpm，然后加入占自身重量18％的混合单体混合均匀；接着升温至80℃，保持搅拌转速300rpm，加入过硫酸钾水溶液，并将剩余的混合单体逐滴匀速滴加入混合物中，全部滴加完毕后，升温至88℃，聚合反应7h后，降温至65℃，保持搅拌转速300rpm，加入过氧化氢叔丁醇和乳液聚合型还原剂混合均匀，即获得乳胶粒子分散液；
(2)将乳胶粒子分散液以45Hz频率超声处理50min；接着，将正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入该经超声处理的乳胶粒子分散液中混合均匀；再加入所述浓氨水，于18℃条件下反应7h，即获得所述杂化乳液。
由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入杂化乳液和成膜助剂，搅拌均匀。
实施例4
本发明所述的一种杂化乳液，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.7％。
一种由所述杂化乳液制备的水性无机涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
所述的水性分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。
所述的水性润湿剂为嵌段共聚物和烷基聚氧乙烯醚的任意组合。
所述的水性消泡剂为非离子型矿物油。
所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3戊二醇异丁酸双酯。
所述无机填料为钛白粉、高岭土、绢云母粉、硅藻土和硫酸钡的任意组合。
所述杂化乳液的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动搅拌器调节搅拌转速至250rpm，于24℃、氮气保护的条件下将水、阴离子乳化剂充分搅拌均匀；保持搅拌转速250rpm，然后加入占自身重量20％的混合单体混合均匀；接着升温至75℃，保持搅拌转速250rpm，加入过硫酸钾水溶液，并将剩余的混合单体逐滴匀速滴加入混合物中，全部滴加完毕后，升温至90℃，聚合反应6h后，降温至60℃，保持搅拌转速250rpm，加入过氧化氢叔丁醇和乳液聚合型还原剂混合均匀，即获得乳胶粒子分散液；
(2)将乳胶粒子分散液以40Hz频率超声处理40min；接着，将正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入该经超声处理的乳胶粒子分散液中混合均匀；再加入所述浓氨水，于20℃条件下反应6h，即获得所述杂化乳液。
由所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入杂化乳液和成膜助剂，搅拌均匀。
本案各实施例中涉及的原料及设备信息：
水性分散剂：特好散TM731A
水性润湿剂：科莱恩的EO/PO
水性消泡剂：日本圣诺普科SN321-C
钛白粉：龙蟒佰利联R-895
高岭土：内蒙古超牌建材科技有限公司DG80
阴离子乳化剂：派诺AS30
乳液聚合型还原剂：德国布吕格曼FF6M。
实验数据：
对比样：
对比样主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
对比样的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入苯丙乳液、硅溶胶和成膜助剂，搅拌均匀。
检测方法：参考GB/T 9756-2018对各参数进行检测。
检测结果如下：
表1各实施例涂料的检测结果
由上表可以看出，本申请的由杂化乳液制备的水性无机涂料成膜不易开裂、耐擦洗性、耐水性、储存稳定性好，同时其还具有良好的耐冻融性和环保性能。
本发明所述的杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种杂化乳液，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
其中，所述混合单体主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
所述过硫酸钾水溶液中过硫酸钾的重量百分比为0.7-0.9％。
2.一种由权利要求1所述杂化乳液制备的水性无机涂料，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
3.根据权利要求2所述的水性无机涂料，其特征在于：所述的增稠剂为羟乙基纤维素。
4.根据权利要求2所述的水性无机涂料，其特征在于：所述的水性分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。
5.根据权利要求2所述的水性无机涂料，其特征在于：所述的水性润湿剂为仲醇乙氧基化物、嵌段共聚物或烷基聚氧乙烯醚中的其中一种或任意两种以上的任意组合。
6.根据权利要求2所述的水性无机涂料，其特征在于：所述的水性消泡剂为非离子型矿物油。
7.根据权利要求2所述的水性无机涂料，其特征在于：所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3戊二醇异丁酸双酯。
8.根据权利要求2所述的水性无机涂料，其特征在于：所述无机填料为钛白粉、高岭土、绢云母粉、硅藻土、硫酸钡、重质碳酸钙、硅微粉、滑石粉或硅灰石粉中的其中一种或任意两种以上的任意组合。
9.根据权利要求1所述杂化乳液的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动搅拌器调节搅拌转速至200-300rpm，于23-27℃、氮气保护的条件下将水、阴离子乳化剂充分搅拌均匀；保持搅拌转速200-300rpm，然后加入占自身重量18-22％的混合单体混合均匀；接着升温至70-80℃，保持搅拌转速200-300rpm，加入过硫酸钾水溶液，并将剩余的混合单体逐滴匀速滴加入混合物中，全部滴加完毕后，升温至88-92℃，聚合反应至少6h后，降温至55-65℃，保持搅拌转速200-300rpm，加入过氧化氢叔丁醇和乳液聚合型还原剂混合均匀，即获得乳胶粒子分散液；
(2)将乳胶粒子分散液以35-45Hz频率超声处理至少40min；接着，将正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入该经超声处理的乳胶粒子分散液中混合均匀；再加入所述浓氨水，于18-25℃条件下反应至少6h，即获得所述杂化乳液。
10.由权利要求9所述杂化乳液制备水性无机涂料的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)将水性消泡剂和增稠剂加入水中，分散至水中无明显颗粒；
(2)向步骤(1)获得的混合物中依次加入水性分散剂和水性润湿剂，分散均匀；
(3)向步骤(2)获得的混合物中加入无机填料，分散均匀；
(4)向步骤(3)获得的混合物中加入杂化乳液和成膜助剂，搅拌均匀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110926317.8A CN113637110A (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110926317.8A CN113637110A (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113637110A true CN113637110A (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=78421216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110926317.8A Pending CN113637110A (zh) | 2021-08-12 | 2021-08-12 | 杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113637110A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114292556A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-08 | 上海三棵树防水技术有限公司 | 有机-无机复合树脂及其防水装饰一体化涂料制备方法 |
| CN114479593A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-05-13 | 富思特新材料科技发展股份有限公司 | 一种环保耐沾污仿石涂料及其制备方法和应用 |
| CN115181489A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-14 | 亚士漆(上海)有限公司 | 一种吸音涂料及其制备方法和应用 |
| CN116144236A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-05-23 | 三棵树涂料股份有限公司 | 哑光无机杂化涂料组合物及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19540725A1 (de) * | 1995-11-02 | 1997-05-07 | Basf Ag | Wäßrige Polymerdispersionen als Bindemittel für ölresistente, abriebfeste Fußbodenanstrichmittel |
| JP2009269972A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 水性被覆材及び塗装物 |
| CN101649152A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-02-17 | 华南理工大学 | 一种环保型有机无机杂化涂料及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-08-12 CN CN202110926317.8A patent/CN113637110A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19540725A1 (de) * | 1995-11-02 | 1997-05-07 | Basf Ag | Wäßrige Polymerdispersionen als Bindemittel für ölresistente, abriebfeste Fußbodenanstrichmittel |
| JP2009269972A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 水性被覆材及び塗装物 |
| CN101649152A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-02-17 | 华南理工大学 | 一种环保型有机无机杂化涂料及其制备方法与应用 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114292556A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-08 | 上海三棵树防水技术有限公司 | 有机-无机复合树脂及其防水装饰一体化涂料制备方法 |
| CN114479593A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-05-13 | 富思特新材料科技发展股份有限公司 | 一种环保耐沾污仿石涂料及其制备方法和应用 |
| CN115181489A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-14 | 亚士漆(上海)有限公司 | 一种吸音涂料及其制备方法和应用 |
| CN116144236A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-05-23 | 三棵树涂料股份有限公司 | 哑光无机杂化涂料组合物及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113637110A (zh) | 杂化乳液及由杂化乳液制备的水性无机涂料及其制备方法 | |
| CN108864359A (zh) | 一种高性能水溶性高固低黏丙烯酸树脂的制备方法 | |
| CN111574900B (zh) | 一种水性自抛光防污涂料及其制备方法和应用 | |
| CN106543333B (zh) | 高防腐性能丙烯酸乳液及其制备方法，水性丙烯酸防腐涂料 | |
| CN107250300B (zh) | 具有改良的去污和防堵塞特性的水乳液油漆 | |
| CN104356935A (zh) | 水性有机硅涂料及其制备方法 | |
| CN112029362B (zh) | 一种核壳结构纳米粒子及增硬水性丙烯酸树脂涂料的制备方法 | |
| CN110343455B (zh) | 含硅烷偶联剂改性石墨烯的水性重防腐涂料、制法和用途 | |
| CN110229573A (zh) | 一种水性带锈防锈底漆及其制备方法 | |
| CN103602193A (zh) | 一种水性重防腐涂料用底漆及其制备方法 | |
| CN111944087B (zh) | 一种氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用 | |
| CN105367702A (zh) | 高涂膜硬度与耐性的聚丙烯酸酯/纳米SiO2杂化乳液及其制备方法与应用 | |
| WO2013051205A1 (ja) | 反応性乳化剤を用いた乳化重合方法、それにより得られる水系ポリマーディスパージョン及びポリマーフィルム | |
| CN105237777A (zh) | 一种硅改性水性环氧树脂的制备方法 | |
| CN103627286A (zh) | 一种水性重防腐涂料用面漆及其制备方法 | |
| CN105111641A (zh) | 水性有机硅含氟聚合物分散体与其制备方法 | |
| CN104558450A (zh) | 一种有机无机复合改性水性丙烯酸树脂及其制备方法 | |
| CN105622831A (zh) | 丙烯酸有机硅无皂共聚乳液的制备方法 | |
| CN108517161A (zh) | 超疏水疏油涂料及其制备方法、超疏水疏油涂膜 | |
| CN107384195A (zh) | 一种有机硅耐候型拉毛装饰涂料 | |
| CN106497293A (zh) | 二氧化硅、聚丙烯酸酯复合乳液的制备方法 | |
| CN114539461A (zh) | 一种线性梯度结构丙烯酸酯乳液、水性工业漆及其制备方法 | |
| KR101886395B1 (ko) | 안정한 신규 수성 하이브리드 결합제 | |
| WO1992007886A1 (en) | Aqueous dispersion of gelled particulate fluororesin, production thereof, and protection of hardened alkaline inorganic substance | |
| CN109468020A (zh) | 一种适用于电气设备的水性环氧表面漆及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211112 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |