CN114574044A - 一种聚苯乙烯自清洁涂料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黏结剂，公开了一种聚苯乙烯自清洁涂料，包括以下原料：发泡聚苯乙烯废料350~400份、处理溶剂400~500份、纳米二氧化钛50~85份、纳米氧化铝50~85份、分散剂40~55份、促进剂100~150份、流平剂15~20份和色母颗粒10~15份；利用聚苯乙烯冲浪板加工过程中产生的发泡聚苯乙烯废料制备的自清洁涂料，达到了废物利用的效果，并提高原料利用率的效果；通过添加了纳米二氧化钛和纳米氧化铝，达到了增强涂料抗氧化性果，增加涂料的白度使涂料的色彩更加艳丽，增加涂料的耐磨性和韧性，增加涂料抗菌性，均匀分散后的纳米二氧化钛和纳米氧化铝使涂料表面形成了荷叶效应，达到了自清洁效果。

Description

一种聚苯乙烯自清洁涂料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种涂料，尤其是涉及一种聚苯乙烯自清洁涂料、制备方法及其应用。
背景技术
冲浪是一种海上运动项目，深受一些海上运动爱好者的追捧；冲浪运动的工具就是冲浪板，目前的冲浪板是由外层玻璃纤维包裹内层塑料泡沫制成的，内层塑料泡沫的材质主要分为聚氨酯和聚苯乙烯两种，但由于聚氨酯废弃后会污染环境，目前常使用可发泡性聚苯乙烯。
如公开号CN106671516B，提供一种冲浪板制作工艺及使用该工艺所生产的冲浪板，主要包括如下制作步骤：步骤一、定制吸塑外壳和聚苯乙烯泡沫内芯；步骤四、在吸塑外壳上刷满聚氨醋胶：步骤六、将浸透的玻纤布覆盖至聚苯乙烯泡沫内芯上：步骤七、在聚苯乙烯泡沫内芯上分别套上刷满聚氨醋胶后的上吸塑外壳和下吸塑外壳：步骤九、在上吸塑外壳与下吸塑外壳接口处，使用聚氨酶胶填补，该冲浪板相比传统工艺所生产的冲混板，质量具有显著提升。
再如公开号CN100537349C，提供了一种模压塑料冲浪板的制作工艺，该冲浪板前端上翘，该冲浪板的两侧都设有绑带固定件，该绑带固定件与冲浪板固定连接，两绑带固定件之间连接有绑带:该冲浪板的底面设有流线塑导槽，其上表面还设有膝盖跪的凹槽；该发明整体形状呈流水线型，能高速滑行，产品比较轻，容易操作，底部有导槽，容易控制冲浪方向。
现有技术中在冲浪板制作过程中，申请人发现制作冲浪板内芯时，需要对发泡聚苯乙烯模板进行切割，切割后产生的发泡聚苯乙烯废料无法进行使用，造成了较大的浪费，因此申请人利用冲浪板加工时产生的发泡聚苯乙烯废料进行再加工用制成涂料，以提高原料的利用率。
发明内容
针对现有技术方案的缺陷，本发明提出了一种发泡聚苯乙烯废料制备防水涂料的制备方法，通过将冲浪板加工时产生的发泡聚苯乙烯进行再加工制成自清洁涂料，先将发泡聚苯乙烯进行回收成聚苯乙烯，显著提高了原料的利用率，再通过对聚苯乙烯涂料进行纳米改性，使聚苯乙烯涂料在涂刷在冲浪板上后可以具备自我清洁的功能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，按质量份计包括以下原料：发泡聚苯乙烯废料350～400份、处理溶剂400～500份、纳米二氧化钛50～85份、纳米氧化铝50～85份、分散剂40～55份、促进剂100～150份、流平剂15～20份和色母颗粒10～15份。
本发明提供了一种利用聚苯乙烯冲浪板加工过程中产生的发泡聚苯乙烯废料制备的自清洁涂料，达到了废物利用的效果，同时在将聚苯乙烯自清洁涂料应用到制作冲浪板上，使冲浪板表面拥有了自清洁功能，达到了提高原料利用率的效果；本发明添加了纳米改性剂纳米二氧化钛和纳米氧化铝，纳米二氧化钛可以起到吸收紫外线，增强涂料抗氧化效果，同时纳米二氧化钛可以增加涂料的白度，再加入其他色母颗粒后可以使涂料的色彩更加艳丽，纳米氧化铝可以增加涂料的耐磨性和韧性，同时纳米氧化铝还具有一定的抗菌性，此外，本发明通过将纳米二氧化钛和纳米氧化铝的粒径控制在一定范围内，使均匀分散后的纳米二氧化钛和纳米氧化铝形成一种纳米二氧化钛大颗粒纳米氧化铝小颗粒交替排列的波纹状表面，这种表面形成了荷叶效应，液滴在涂料表面会形成滚动的液珠并带走涂层表面上的灰尘颗粒达成自清洁作用。
作为优选，所述处理溶剂包括质量比为：6～8：6～8：27～32的橘子油、松柏油和二甲苯。
作为优选，所述纳米二氧化钛与纳米氧化铝的粒径比为1:0.21～0.47。
作为优选，所述分散剂包括质量为12:4:6的丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基磺酸钠和乙烯基三过氧化叔丁基硅烷。
作为优选，所述流平剂包括质量比为1:2.5的异佛尔酮和二丙酮醇。
作为优选，所述促进剂包括质量比为1:8的邻苯乙二醇和二甲酸二丁酯。
一种聚苯乙烯自清洁涂料制备方法，制备步骤包括：
(1)原材料准备；
(2)发泡聚苯乙烯处理:将发泡聚苯乙烯清洗去除杂质，清洗进行干燥，再将发泡聚苯乙烯切割成小块备用；再将发泡聚苯乙烯碎块加入到80～90℃的处理溶剂中，搅拌至块状发泡聚苯乙烯全部溶解，转速为1000～1500r/min；
(3)涂料制备：将纳米二氧化钛、纳米氧化铝以及色母颗粒加入到发泡聚苯乙烯溶解中，边加入边搅拌，搅拌转速为4500～5000r/min，搅拌时间为45～60min，再加入分散剂、促进剂以及流平剂，再进行超声搅拌分散15～20min，制得聚苯乙烯自清洁涂料。
一种聚苯乙烯自清洁涂料在冲浪板上的应用，本发明在制作冲浪板时将聚苯乙烯自清洁涂料涂抹到冲浪板表面形成膜和图案。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明利用聚苯乙烯冲浪板加工过程中产生的发泡聚苯乙烯废料制备的自清洁涂料，达到了废物利用的效果，并提高原料利用率的效果；(2)通过添加了纳米二氧化钛和纳米氧化铝，达到了增强涂料抗氧化性果，增加涂料的白度使涂料的色彩更加艳丽，增加涂料的耐磨性和韧性，增加涂料抗菌性；(3)均匀分散后的纳米二氧化钛和纳米氧化铝形成一种纳米二氧化钛大颗粒纳米氧化铝小颗粒交替排列的波纹状表面，使涂料表面形成了荷叶效应，液滴在涂料表面会形成滚动的液珠，液珠滚动时可以带走涂层表面上的灰尘颗粒达成自清洁效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1：
一种聚苯乙烯自清洁涂料，按质量份计包括以下原料：发泡聚苯乙烯废料350份、处理溶剂400份、纳米二氧化钛50份、纳米氧化铝50份、分散剂40份、促进剂100～150份、流平剂15份和色母颗粒10份，纳米二氧化钛的粒径为120nm，所述纳米氧化铝的粒径为25nm。
一种聚苯乙烯自清洁涂料制备方法，制备步骤包括：
(1)按质量比6：6：27将橘子油、松柏油和二甲苯混合搅拌制成处理溶液，按质量比12:4:6将丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基磺酸钠和乙烯基三过氧化叔丁基硅烷混合搅拌制成分散剂，按质量比1:2.5将异佛尔酮和二丙酮醇混合搅拌制成流平剂，按质量比1:8将邻苯乙二醇和二甲酸二丁酯混合搅拌制成促进剂；
(2)发泡聚苯乙烯处理:将发泡聚苯乙烯清洗去除杂质，清洗进行干燥，再将发泡聚苯乙烯切割成小块备用；再将发泡聚苯乙烯碎块加入到80℃的处理溶剂中，搅拌至块状发泡聚苯乙烯全部溶解，转速为1000r/min；
(3)将纳米二氧化钛、纳米氧化铝以及色母颗粒加入到发泡聚苯乙烯溶解中，边加入边搅拌，搅拌转速为4500r/min，搅拌时间为45min，再加入分散剂、促进剂以及流平剂，再进行超声搅拌分散15min，制得聚苯乙烯自清洁涂料。
一种聚苯乙烯自清洁涂料在冲浪板上的应用，在制作冲浪板时将聚苯乙烯自清洁涂料涂抹到冲浪板表面形成膜和图案。
实施例2：
一种聚苯乙烯自清洁涂料，按质量份计包括以下原料：发泡聚苯乙烯废料375份、处理溶剂450份、纳米二氧化钛70份、纳米氧化铝65份、分散剂47.5份、促进剂125份、流平剂17份和色母颗粒12份，纳米二氧化钛的粒径为120nm，所述纳米氧化铝的粒径为42nm。
一种聚苯乙烯自清洁涂料制备方法，制备步骤包括：
(1)按质量比7：7：30将橘子油、松柏油和二甲苯混合搅拌制成处理溶液，按质量比12:4:6将丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基磺酸钠和乙烯基三过氧化叔丁基硅烷混合搅拌制成分散剂，按质量比1:2.5将异佛尔酮和二丙酮醇混合搅拌制成流平剂，按质量比1:8将邻苯乙二醇和二甲酸二丁酯混合搅拌制成促进剂；
(2)发泡聚苯乙烯处理:将发泡聚苯乙烯清洗去除杂质，清洗进行干燥，再将发泡聚苯乙烯切割成小块备用；再将发泡聚苯乙烯碎块加入到85℃的处理溶剂中，搅拌至块状发泡聚苯乙烯全部溶解，转速为1250r/min；
(3)将纳米二氧化钛、纳米氧化铝以及色母颗粒加入到发泡聚苯乙烯溶解中，边加入边搅拌，搅拌转速为4750r/min，搅拌时间为55min，再加入分散剂、促进剂以及流平剂，再进行超声搅拌分散17min，制得聚苯乙烯自清洁涂料。
一种聚苯乙烯自清洁涂料在冲浪板上的应用，在制作冲浪板时将聚苯乙烯自清洁涂料涂抹到冲浪板表面形成膜和图案。
实施例3：
一种聚苯乙烯自清洁涂料，按质量份计包括以下原料：发泡聚苯乙烯废料350～400份、处理溶剂400～500份、纳米二氧化钛50～85份、纳米氧化铝50～85份、分散剂40～55份、促进剂100～150份、流平剂15～20份和色母颗粒10～15份，纳米二氧化钛的粒径为120nm，所述纳米氧化铝的粒径为57nm。
一种聚苯乙烯自清洁涂料制备方法，制备步骤包括：
(1)按质量比8：8：32将橘子油、松柏油和二甲苯混合搅拌制成处理溶液，按质量比12:4:6将丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基磺酸钠和乙烯基三过氧化叔丁基硅烷混合搅拌制成分散剂，按质量比1:2.5将异佛尔酮和二丙酮醇混合搅拌制成流平剂，按质量比1:8将邻苯乙二醇和二甲酸二丁酯混合搅拌制成促进剂；
(2)发泡聚苯乙烯处理:将发泡聚苯乙烯清洗去除杂质，清洗进行干燥，再将发泡聚苯乙烯切割成小块备用；再将发泡聚苯乙烯碎块加入到90℃的处理溶剂中，搅拌至块状发泡聚苯乙烯全部溶解，转速为1500r/min；
(3)将纳米二氧化钛、纳米氧化铝以及色母颗粒加入到发泡聚苯乙烯溶解中，边加入边搅拌，搅拌转速为5000r/min，搅拌时间为60min，再加入分散剂、促进剂以及流平剂，再进行超声搅拌分散20min，制得聚苯乙烯自清洁涂料。
一种聚苯乙烯自清洁涂料在冲浪板上的应用，在制作冲浪板时将聚苯乙烯自清洁涂料涂抹到冲浪板表面形成膜和图案。
对比例1：
与实施例1相比原料中不采用纳米氢氧化铝，其余条件均与实施例1相同。
对比例2：
与实施例1相比原料中不采用纳米二氧化钛，其余条件均与实施例1相同。
将上述制得冲浪板进行疏水性和疏油性测试，通过注射器将纯水和植物油分别注射到涂层表面，在通过带有量角器的低倍显微镜(5倍×10倍)测量液滴与涂层表面的接触角，实验结果见表1。
表1涂层表面的纯水液滴接触角和植物油液滴接触角
纯水接触角(°) 植物油接触角(°)
实施例1 154 98
实施例2 152 99
实施例3 159 103
对比例1 94 45
对比例2 106 27
从表1结果可以看出，实施例1-3的纯水液滴接触角大于120°具备超疏水性，植物油液滴接触角大于90°具备疏油性，对比例1和对比例2的纯水液滴接触角大于90°具备疏水性，植物油接触角小于90°不具备疏油性，当涂层表面具备超疏水性时，材料才会产生自清洁作用，液滴会在材料可滚动的球滴在滚动时就可以将一些灰尘颗粒携带走并完成自清洁的作用。

Claims (8)

1.一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，按质量份计包括以下原料：发泡聚苯乙烯废料350~400份、处理溶剂400~500份、纳米二氧化钛50~85份、纳米氧化铝50~85份、分散剂40~55份、促进剂100~150份、流平剂15~20份和色母颗粒10~15份。
2.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，所述处理溶剂包括质量比为：6~8：6~8：27~32的橘子油、松柏油和二甲苯。
3.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，所述纳米二氧化钛与纳米氧化铝的粒径比为1:0.21~0.47。
4.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，所述分散剂包括质量为12:4:6的丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基磺酸钠和乙烯基三过氧化叔丁基硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，所述流平剂包括质量比为1:2.5的异佛尔酮和二丙酮醇。
6.根据权利要求1所述的一种聚苯乙烯自清洁涂料，其特征是，所述促进剂包括质量比为1:8的邻苯乙二醇和二甲酸二丁酯。
7.一种如权利要求1-6任一所述的聚苯乙烯自清洁涂料制备方法，其特征是，制备步骤包括：
（1）原材料准备；
（2）发泡聚苯乙烯处理:将发泡聚苯乙烯清洗去除杂质，清洗进行干燥，再将发泡聚苯乙烯切割成小块备用；再将发泡聚苯乙烯碎块加入到80~90℃的处理溶剂中，搅拌至块状发泡聚苯乙烯全部溶解，转速为1000~1500r/min；
（3）涂料制备：将纳米二氧化钛、纳米氧化铝以及色母颗粒加入到发泡聚苯乙烯溶解中，边加入边搅拌，搅拌转速为4500~5000r/min，搅拌时间为45~60min，再加入分散剂、促进剂以及流平剂，再进行超声搅拌分散15~20min，制得聚苯乙烯自清洁涂料。
8.一种如权利要求1-6任一所述的聚苯乙烯自清洁涂料在冲浪板上的应用。
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