CN113801503B

CN113801503B - 一种具有缓释除臭功能的面漆及其制备方法

Info

Publication number: CN113801503B
Application number: CN202111153622.4A
Authority: CN
Inventors: 李力锋; 赵杰; 郁观贞; 顾槟华; 程旭
Original assignee: Shenzhen Aibi Glaze New Material Co ltd
Current assignee: Shanghai Excilon New Materials Co ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2041-09-29
Also published as: CN113801503A

Abstract

本发明公开了一种具有缓释除臭功能的面漆及其制备方法；所述组合物以占总重的质量百分比含量计，包括：主成膜物质：50‑60％，硅酸锂：2‑5％，丙烯酸树脂：15‑20％，分散剂：0.2‑0.5％，消泡剂：0.2‑0.5％，增稠剂：2‑5％，植物除臭剂：1‑5％，去离子水：余量；所述主成膜物质为硅酸钾和硅溶胶。本发明的面漆通过硅酸盐、硅溶胶与丙烯酸树脂共同成膜，形成具有网状结构的微小空隙的致密涂膜，该结构一方面可防止外界水分进入涂层内部，起到防潮作用；另一方面涂层内部的除臭剂可通过微小的空隙缓慢释放到空气中，达到持续缓慢除臭的效果；涂层水接触角小于15°，亲水性好，自清洁性能优异。

Description

一种具有缓释除臭功能的面漆及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，涉及一种具有缓释除臭功能的面漆及其制备方法。

背景技术

在人们日常工作、学习、生活以及娱乐的场所里，卫生间的装饰常采用贴瓷砖的方式，可以达到防潮、方便清洁的目的。但是贴瓷砖如果施工没做好易出现瓷砖空鼓和掉落，而且贴瓷砖的费用也会比较高，卫生间的装修需要花费一大笔费用。如果采用普通乳胶漆作为卫生间的装饰涂料虽然价格便宜，但是由于潮湿的环境会很快出现墙面发霉、脱落的现象，而且墙面污垢也不易清理。

另外，卫生间经常出现的异味也会导致人们的烦恼和不愉快的心情，解决异味的常用办法有以下几个：(1)采用安装防臭地漏、S形水封来防止返臭味；(2)在卫生间内放置一些除臭剂，例如：活性炭、空气清新剂、风油精、绿植等方法，但是这些方法的除臭效果都不太理想。

目前市场上没有一款可以应用在卫生间的具有防水、自清洁、除臭功能于一身的涂料产品。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种具有缓释除臭功能的面漆及其制备方法。该面漆为无色透明清漆，因此更准确地说，本发明提供了一种具有缓释除臭功能的罩面面漆及其制备方法。本发明的罩面面漆结合普通乳胶漆的施用可代替现有贴瓷砖的方式，尤其适用于卫生间的装饰；且具有施工简单、成本低的优势；面漆具有耐水防潮、自清洁、缓释除臭的功能，除臭效果好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种具有缓释除臭功能的面漆组合物，所述组合物以占总重的质量百分比含量计，包括：

主成膜物质：50-60％，

硅酸锂：2-5％，

丙烯酸树脂：15-20％，

分散剂：0.2-0.5％，

消泡剂：0.2-0.5％，

增稠剂：2-5％，

植物除臭剂：1-5％，

去离子水：余量；

所述主成膜物质为硅酸钾和硅溶胶。

作为本发明的一个实施方案，所述硅酸钾的模数为3-4。

作为本发明的一个实施方案，所述硅酸钾和硅溶胶的质量比为1:1～2:1。

本发明的面漆若以硅酸钾为唯一粘结剂时，由于其固化速度较慢，涂膜在最初24小时左右硅酸钾很容易从涂层中被洗出。为了克服这个缺点，可采用高模数的硅酸钾，但是高模数硅酸钾一方面价格高，另一方面易造成涂料粘度增大，生产效率低，故该发明采用较低模数硅酸钾作为原材料，通过与硅溶胶反应，将硅酸钾模数提高，比直接采用高模数硅酸钾作为原材料，成本下降10％左右，且不会造成涂料粘度的增大。并且，硅酸钾与硅溶胶的比例为1：1-2：1，硅酸钾与硅溶胶的比例决定反应后改性硅酸钾的模数，硅溶胶比例越高，得到的改性硅酸钾的模数也越高，则涂层固化速度越快，亲水性越好，但是硅溶胶比例太高，涂层易开裂；硅溶胶比例太低，得到的改性硅酸钾的模数较低，涂层固化速度慢。另外，硅溶胶还可以与硅酸盐形成硅氧键的网状结构，使得涂膜结构坚硬，外界的水分很难渗透到涂层内部，耐水性更好。此外，本发明的体系中，由于硅溶胶表面富含亲水性的-OH，故成膜后涂层具有优异的亲水性，水接触角小于15°，可直接用水冲洗涂层表面附着的污垢，达到清洁的效果。还需要说明的是，本发明的体系中不含硅烷偶联剂，为纯无机成分；如采用硅烷偶联剂+硅溶胶的方案，在碱性环境下，会生成乳白色沉淀，不能形成均匀的涂料，更不能做成面漆。

作为本发明的一个实施方案，所述硅溶胶中二氧化硅的粒径在7～30nm，pH值为9～11，固含30-40％。

作为本发明的一个实施方案，所述硅酸锂的模数为4-5。硅酸锂作用有二：一可加快涂层固化速度，二可提高涂层的耐水性，防止水汽进入涂层内部，产生返潮发霉的现象。在本发明的体系中，硅酸锂模数太低，涂层固化速度慢，耐水性变差。

作为本发明的一个实施方案，所述丙烯酸树脂的pH≥9。丙烯酸树脂作用有二：(1)有机成膜物，可改善面漆的柔韧性，防止涂层开裂；(2)与硅酸盐、硅溶胶共同成膜，使得硅溶胶与硅酸盐形成更为致密的微小空隙网状结构，使涂层即具有良好的耐水性，防止水分进入涂层，防止潮湿；又具有一定的呼吸性，一方面使得加入的除臭剂分子可以通过涂层微小空隙缓慢释放到空气中，达到长期持续除臭的目的；另一方面墙体内部的水气分子可以通过微小空隙释放到空气中，保持墙面干爽。并且，需要选择pH≥9的碱性丙烯酸树脂；pH太低会造成树脂破乳不能稳定存在。在一些实施例中，选择pH值为9-10的丙烯酸树脂。

作为本发明的一个实施方案，所述植物除臭剂含有丝兰、银杏叶、茶多酚、芦荟、山茶花等植物提取物，包括

除臭液606、济南中北精细化工有限公司的植物型除臭剂等。

作为本发明的一个实施方案，所述分散剂为阴离子型分散剂，包括例如：Tego_Dispers715W、德谦W-519、赢创Zetasperse3400。

作为本发明的一个实施方案，所述消泡剂为阴离子型发泡剂，包括道康宁DC65、大田化学的PA-311等。

作为本发明的一个实施方案，所述增稠剂选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

本发明还涉及一种具有缓释除臭功能的面漆组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S1、硅酸钾和去离子水以200-300r/min的速度搅拌5-10min，混合均匀；然后缓慢加入硅溶胶、50-65％的分散剂、50-60％的消泡剂，转速提高到500-800r/min搅拌10-30min，混合均匀，得到溶液硅酸钾；

S2、在步骤S1得到的溶液中加入硅酸锂、丙烯酸树脂、植物除臭剂、余量的分散剂，搅拌10-30min，混合均匀；

S3、将增稠剂配制成5-10％的透明溶液，与步骤S2得到的溶液、余量的消泡剂混合均匀，即得所述面漆组合物。

作为本发明的一个实施方案，所述改性硅酸钾的模数为5-5.4。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明的面漆通过硅酸盐、硅溶胶与丙烯酸树脂共同成膜，形成具有网状结构的微小空隙的致密涂膜，该结构一方面可防止外界水分进入涂层内部，起到防潮作用；另一方面涂层内部的除臭剂可通过微小的空隙缓慢释放到空气中，达到持续缓慢除臭的效果；

(2)该面漆采用硅酸盐与硅溶胶搭配使用，硅溶胶表面富含亲水性的-OH基团，使得涂层水接触角小于15°，亲水性好，自清洁性能优异。

(3)该面漆可与市场上常见的建筑乳胶漆搭配使用，以替代现有瓷砖用于卫生间的装饰涂料，外观上有釉面效果，且具有防潮、自清洁、缓释除臭的功能。

(4)该面漆主要成膜物质为无机物，涂层硬度高、耐水性好、透光率高，性能远超普通的建筑涂料面漆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供一种具有缓释除臭功能的面漆及其制备方法；

面漆配方如下：以100％计

硅酸钾+硅溶胶：50-60％，其中硅酸钾：硅溶胶＝1：1-2：1

硅酸锂：2-5％

丙烯酸树脂：15-20％

分散剂：0.2-0.5％

消泡剂：0.2-0.5％

增稠剂：2-5％

植物除臭剂：1-5％

去离子水：余量

其中：

硅酸钾：模数3-4，主要无机成膜物，模数太低，需要加入大量硅溶胶，则涂层易开裂；模数太高，成本高且涂料粘度大，生产效率低。

硅溶胶：粒径在7～30nm左右，pH值为9～11，固含30-40％，辅助无机成膜物

硅酸锂：模数4-5，无机成膜物，提高涂层的耐水性

丙烯酸树脂：pH值为9-10，有机成膜物，具有优异的耐水性和柔韧性，防止涂层开裂。

分散剂：阴离子型，提高分散效果

消泡剂：阴离子型，降低涂料的表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。

增稠剂：羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种，增加涂料的粘度，防止涂刷时产生流挂现象。

植物除臭剂：可与臭气分子结合后发生化学反应，从而达到消除臭味的目的。

制备步骤如下：

(1)在分散缸里加入硅酸钾、去离子水，以200-300r/min的速度搅拌5-10min，混合均匀即可；然后缓慢加入硅溶胶、50-65％分散剂、50-60％的消泡剂，转速提高到500-800r/min搅拌10-30min，混合均匀即可，得到的溶液硅酸钾模数为5-5.4。

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入硅酸锂、丙烯酸乳液、除臭剂、余量分散剂，搅拌10-30min混合均匀待用；

(3)将增稠剂配制成5-10％的透明溶液，待用；

(4)在步骤(2)得到的溶液中加入增稠剂、余量消泡剂，搅拌30min混合均匀，即得到具有缓释除臭功能的面漆。

具体应用见以下各实施例：

实施例1

本实施例涉及一种具有缓释除臭功能的面漆，其组成及配比如表1所示。制备方法如下：

(1)在分散缸里加入硅酸钾、去离子水，以250r/min的速度搅拌8min，混合均匀即可；然后缓慢加入硅溶胶、60％的分散剂、55％的消泡剂，转速提高到650r/min搅拌20min，混合均匀即可，得到溶液硅酸钾，模数为5.06(SJ/T 10925-1996)。

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入硅酸锂、丙烯酸溶液、除臭剂、40％的分散剂，搅拌20min混合均匀待用；

(3)将增稠剂配制成8％的透明溶液，待用；

(4)将步骤(2)得到的溶液、增稠剂、45％的消泡剂搅拌30min混合均匀，即得到具有缓释防臭功能的面漆。

本实施例中，增稠剂选用羟乙基纤维素，分散剂选用德谦W-519，消泡剂选用道康宁DC65，除臭剂选用

除臭液606；硅酸钾模数为3，沃纳氟材料(广州)有限公司；硅溶胶粒径7nm，pH值9-10，固含30％，阿克苏诺贝尔；硅酸锂模数为5，沃纳氟材料(广州)有限公司；丙烯酸树脂pH值9-9.5，Eudragit RL/RS 30D，德国Rohm药厂。

实施例2

(1)在分散缸里加入硅酸钾、去离子水，以200r/min的速度搅拌10min，混合均匀即可；然后缓慢加入硅溶胶、65％的分散剂、60％的消泡剂，转速提高到800r/min搅拌10min，混合均匀即可，得到溶液硅酸钾，模数为5.22(SJ/T 10925-1996)。

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入硅酸锂、丙烯酸溶液、除臭剂、35％的分散剂，搅拌10min混合均匀待用；；

(3)将增稠剂配制成5％的透明溶液，待用；

(4)将步骤(2)得到的溶液、增稠剂、40％的消泡剂搅拌30min混合均匀，即得到具有缓释防臭功能的面漆。

本实施例中，增稠剂选用羟甲基纤维素，分散剂选用Tego_Dispers715W，消泡剂选用大田化学的PA-311，除臭剂选用济南中北精细化工有限公司的植物型除臭剂；硅酸钾模数为3.4，天津赛力成科技有限公司；硅溶胶粒径12nm，pH值9.5-10.5，固含35％，日产化学株式会社；硅酸锂模数为4.2，天津赛力成科技有限公司；丙烯酸树脂pH值9-9.5，EudragitRL/RS 30D，德国Rohm药厂。

实施例3

(1)在分散缸里加入硅酸钾、去离子水，以300r/min的速度搅拌5min，混合均匀即可；然后缓慢加入硅溶胶、60％的分散剂、55％的消泡剂，转速提高到500r/min搅拌30min，混合均匀即可，得到溶液硅酸钾，模数为5.38(SJ/T 10925-1996)。

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入硅酸锂、丙烯酸溶液、除臭剂、40％的分散剂，搅拌30min混合均匀待用；

(3)将增稠剂配制成80％的透明溶液，待用；

本实施例中，增稠剂选用羟丙基甲基纤维素，分散剂选用赢创Zetasperse3400，消泡剂选用道康宁DC65，除臭剂选用

除臭液606；硅酸钾模数为4，桐乡市恒立化工有限公司；硅溶胶粒径15nm，pH值10-11，固含40％，格雷斯HS-40；硅酸锂模数为4，桐乡市恒立化工有限公司；丙烯酸树脂pH值9-10，深圳市嘉盛达聚合材料有限公司，PAR-1622-70。

实施例4

(1)在分散缸里加入硅酸钾、去离子水，以300r/min的速度搅拌5min，混合均匀即可；然后缓慢加入硅溶胶、50％的分散剂、50％的消泡剂，转速提高到500r/min搅拌30min，混合均匀即可，得到溶液硅酸钾，模数为5.1(SJ/T 10925-1996)。

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入硅酸锂、丙烯酸溶液、除臭剂、50％的分散剂，搅拌30min混合均匀待用；

(3)将增稠剂配制成8％的透明溶液，待用；

(4)将步骤(2)得到的溶液、增稠剂、50％的消泡剂搅拌30min混合均匀，即得到具有缓释防臭功能的面漆。

本实施例中，增稠剂选用羧甲基纤维素，分散剂选用Tego_Dispers715W，消泡剂选用道康宁DC65，除臭剂选用

除臭液606；硅酸钾模数为3，沃纳氟材料(广州)有限公司；硅溶胶粒径12nm，pH值9.5-10.5，固含35％，日产化学株式会社；硅酸锂模数为5，沃纳氟材料(广州)有限公司；丙烯酸树脂pH值9-10，深圳市嘉盛达聚合材料有限公司，PAR-1622-70。

对比例1

本对比例涉及一种具有缓释除臭功能的面漆，其组成及配比如表1所示。本对比例基本同实施例4，所不同之处在于：硅酸钾和硅溶胶的质量比为1:2。该对比例涂层开裂，性能测试无意义，因此后续未进行性能测试。

对比例2

本对比例涉及一种具有缓释除臭功能的面漆，其组成及配比如表1所示。本对比例基本同实施例4，所不同之处在于：选用的硅酸钾模数为2。该对比例涂层固化速度慢、硬度不好。

对比例3

本对比例涉及一种具有缓释除臭功能的面漆，其组成及配比如表1所示。本对比例基本同实施例4，所不同之处在于：采用硅丙乳液替换丙烯酸树脂；该硅丙乳液为SD-528硅丙乳液，江苏生达新材料科技有限公司。该对比例涂层开裂，性能测试无意义，因此后续未进行性能测试。

对比例4

本对比例涉及一种具有缓释除臭功能的面漆，其组成及配比如表1所示。所不同之处在于：

(1)在分散缸里加入硅酸钾、硅酸锂、去离子水，以300r/min的速度搅拌5min，混合均匀即可；然后缓慢加入硅溶胶、50％的分散剂、50％的消泡剂，转速提高到500r/min搅拌30min，混合均匀即可，得到溶液硅酸钾，模数为4.2(SJ/T 10925-1996)。

(2)在步骤(1)得到的溶液中加入丙烯酸溶液、除臭剂、50％的分散剂，搅拌30min混合均匀待用；

(3)将增稠剂配制成8％的透明溶液，待用；

表1

将以上各实施例、对比例制得的面漆进行性能测试，测试方法如表2，测试结果如表3、4所示。

表2

表3

表4除臭性能测试结果

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种具有缓释除臭功能的面漆组合物，其特征在于，所述组合物以占总重的质量百分比含量计，包括：

主成膜物质：50-60%，

硅酸锂：2-5%，

丙烯酸树脂：15-20%，

分散剂：0.2-0.5%，

消泡剂：0.2-0.5%，

增稠剂：2-5%，

植物除臭剂：1-5%，

去离子水：余量；

所述主成膜物质为硅酸钾和硅溶胶，所述硅酸钾和硅溶胶的质量比为1:1～2:1，所述硅酸钾的模数为3-4，所述硅溶胶中二氧化硅的粒径在7～30nm，pH值为9～11，固含30-40%；所述面漆组合物中不含硅烷偶联剂。

2.根据权利要求1所述的具有缓释除臭功能的面漆组合物，其特征在于，所述硅酸锂的模数为4-5。

3.根据权利要求1所述的具有缓释除臭功能的面漆组合物，其特征在于，所述丙烯酸树脂的pH值≥9。

4.根据权利要求1所述的具有缓释除臭功能的面漆组合物，其特征在于，所述分散剂为阴离子型分散剂；所述消泡剂为阴离子型发泡剂。

5.根据权利要求1所述的具有缓释除臭功能的面漆组合物，其特征在于，所述增稠剂选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的具有缓释除臭功能的面漆组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、硅酸钾和去离子水以200-300r/min的速度搅拌5-10min，混合均匀；然后缓慢加入硅溶胶、50-65%的分散剂、50-60%的消泡剂，转速提高到500-800r/min搅拌10-30min，混合均匀，得到溶液硅酸钾；

S3、将增稠剂配制成5-10%的透明溶液，与步骤S2得到的溶液、余量的消泡剂混合均匀，即得所述面漆组合物。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶液硅酸钾的模数为5-5.4。