CN115124870A - 一种耐洗刷且环保的无机涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，公开了一种耐洗刷且环保的无机涂料及其制备方法。所述无机涂料包括以下重量份数的组分：硅酸盐28‑45份、硅溶胶10‑20份、颜填料30‑50份、降甲醛助剂10‑18份、增稠剂0.5‑2份、偶联剂0.5‑1.5份、乳液3‑5份、水22‑45份；所述降甲醛助剂由硅藻土和凹凸棒土组成；所述乳液由纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液组成。所述无机涂料对甲醛的净化效率可达94％以上，且耐洗刷次数≥15000次，表现出相当优异的环保性能和耐洗刷性能，能够满足市场多样化的需求。

Description

一种耐洗刷且环保的无机涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种耐洗刷且环保的无机涂料及其制备方法。

背景技术

无机涂料是一种以无机材料为主要成膜物质(有机成膜物质通常不超过5％)的涂料类型，通常具有VOC含量低、防霉抗菌性能佳等优势，因而较为受到消费者的青睐和认可。然而，目前大多数无机涂料在耐洗刷性能上还有所不足，同时有些无机涂料还会进一步在涂料配方中加入比表面积较大的多孔材料(如贝壳粉、硅藻土、凹凸棒土等)，以用于吸收和降解室内外空气中的甲醛。但是，上述多孔材料在加入量较少时涂料的净化甲醛性能并不突出，加入量较多时又可能会影响涂料的耐洗刷性能，从而一定程度上限制了上述多孔材料在涂料中的应用。对于有些耐洗刷性能要求较高的场所，其对所用涂料的最佳要求可能还超过了常规优等品的标准，而现有的无机涂料仍无法很好满足此类需求。

针对此存在的现有无机涂料的不足，本发明希望提出一种既具有安全环保、对甲醛净化效果好的特点，还具有优异耐洗刷性能的无机涂料产品，以适应室内外不同环境下的使用需求。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种耐洗刷且环保的无机涂料及其制备方法，所述无机涂料对甲醛的净化效率可达94％以上，且耐洗刷次数≥15000次，表现出相当优异的环保性能和耐洗刷性能，能够满足市场多样化的需求。

本发明提供了一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸盐28-45份、硅溶胶10-20份、颜填料30-50份、降甲醛助剂10-18份、增稠剂0.5-2份、偶联剂0.5-1.5份、乳液3-5份、水22-45份；

所述降甲醛助剂由硅藻土和凹凸棒土组成；

所述乳液由纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液(醋酸乙烯-乙烯共聚乳液)组成。

相较于单独使用硅藻土或凹凸棒土，本发明指出将上述两种材料配合后加入至无机涂料中，能够使无机涂料对于甲醛的净化效率得到进一步的改善和提高。同时，为了克服降甲醛助剂在加入量较大时所造成的无机涂料耐洗刷性能下降的问题，本发明不仅通过优化各成分的用量配比改善了耐洗刷性能，还通过加入合适量的偶联剂来增强降甲醛助剂的疏水性以提高耐洗刷性能；此外，本发明还将纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液三种类型的乳液组合进行使用，发现上述乳液的联用能够使无机涂料的耐洗刷性能得到更好的提高。

优选地，所述硅酸盐选自硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠中的至少一种。

更优选地，所述硅酸盐为硅酸钾。

优选地，所述颜填料选自钛白粉、铬绿、氧化铁红、氧化铁黑、钴蓝、钴绿、高岭土、碳酸钙、滑石粉、方解石粉、云母粉中的至少一种。其中，钛白粉、铬绿、氧化铁红、氧化铁黑、钴蓝、钴绿为颜料成分；高岭土、碳酸钙、滑石粉、方解石粉、云母粉为填料成分。

优选地，所述降甲醛助剂中硅藻土和凹凸棒土的质量比为(0.25-0.4)：1。试验表明，当硅藻土和凹凸棒土以上述质量比进行配比时，所制得的无机涂料具备更为优异的甲醛净化效率。

优选地，所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、瓜尔胶、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂中的至少一种。

更优选地，所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。

优选地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬络合物偶联剂中的至少一种。更优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

优选地，所述乳液中纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液的质量比为(2-3)：(0.8-1.5)：1。在现有乳液类型中，纯丙乳液、氟碳乳液的耐洗刷性能普遍要优于苯丙乳液、醋丙乳液或VAE乳液等类型，而本发明通过将上述3种乳液进行物理共混，意外发现其能进一步改善涂料的耐洗刷性，使所形成的涂膜具备更好的耐水及耐洗刷性能。

优选地，所述涂料还包括消泡剂、杀菌剂、防冻剂中的至少一种。

本发明还提供了上述无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂和部分的水进行分散，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入颜填料和降甲醛助剂进行分散，得到混合液2；

(3)往混合液2中加入剩余组分进行分散，制得所述无机涂料。

优选地，步骤(1)中所述分散的转速为1000-1500r/min，分散的时间为10-25分钟。

优选地，步骤(2)中所述分散的转速为1800-2500r/min，分散的时间为10-20分钟。

优选地，步骤(3)中所述分散的转速为300-600r/min，分散的时间为2-4小时。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

1.本发明将具有净化甲醛性能的硅藻土和凹凸棒土进行联用，发现其甲醛净化效率相较于仅单独使用硅藻土或凹凸棒土得到了进一步的改善，可能是硅藻土和凹凸棒土在净化特性上存在某种配合关系使其能够产生更好的甲醛净化效果；

2.现有涂料中虽然也常使用多种乳液进行配合以增强其效果，但本发明创造性的发现纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液进行合理的组合，能够对涂料的耐洗刷性能产生较为明显的改善作用，从而满足不同应用场景下对于涂料耐洗刷性能的需求。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，对本发明要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本发明的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本发明的保护范围内。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

实施例1

本实施例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾30份、硅溶胶12份、高岭土10份、重质碳酸钙5份、钛白粉15份、硅藻土2份、凹凸棒土8份、增稠剂0.8份、偶联剂1份、纯丙乳液2份、氟碳乳液1份、VAE乳液1份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水32份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；纯丙乳液的型号为上海保立佳BLJ-9806；氟碳乳液的型号为上海训达HD-830；VAE乳液的型号为北京东方石油BJ707；消泡剂的型号为TEGOFoamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本实施例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、硅藻土和凹凸棒土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

实施例2

本实施例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾36份、硅溶胶14份、高岭土8份、重质碳酸钙10份、钛白粉15份、硅藻土3份、凹凸棒土9份、增稠剂0.8份、偶联剂1.2份、纯丙乳液2.5份、氟碳乳液1.5份、VAE乳液1份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水40份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；纯丙乳液的型号为上海保立佳BLJ-9806；氟碳乳液的型号为上海训达HD-830；VAE乳液的型号为北京东方石油BJ707；消泡剂的型号为TEGOFoamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本实施例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、硅藻土和凹凸棒土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

对比例1

本对比例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾30份、硅溶胶12份、高岭土10份、重质碳酸钙5份、钛白粉15份、硅藻土10份、增稠剂0.8份、偶联剂1份、纯丙乳液2份、氟碳乳液1份、VAE乳液1份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水32份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；纯丙乳液的型号为上海保立佳BLJ-9806；氟碳乳液的型号为上海训达HD-830；VAE乳液的型号为北京东方石油BJ707；消泡剂的型号为TEGOFoamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本对比例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、硅藻土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

与实施例1相比，本对比例的区别之处仅在于：将实施例1中的硅藻土2份、凹凸棒土8份替换为硅藻土10份。

对比例2

本对比例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾30份、硅溶胶12份、高岭土10份、重质碳酸钙5份、钛白粉15份、凹凸棒土10份、增稠剂0.8份、偶联剂1份、纯丙乳液2份、氟碳乳液1份、VAE乳液1份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水32份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；纯丙乳液的型号为上海保立佳BLJ-9806；氟碳乳液的型号为上海训达HD-830；VAE乳液的型号为北京东方石油BJ707；消泡剂的型号为TEGOFoamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本对比例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、凹凸棒土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

与实施例1相比，本对比例的区别之处仅在于：将实施例1中的硅藻土2份、凹凸棒土8份替换为凹凸棒土10份。

对比例3

本对比例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾30份、硅溶胶12份、高岭土10份、重质碳酸钙5份、钛白粉15份、硅藻土2份、凹凸棒土8份、增稠剂0.8份、偶联剂1份、纯丙乳液2份、氟碳乳液2份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水32份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；纯丙乳液的型号为上海保立佳BLJ-9806；氟碳乳液的型号为上海训达HD-830；消泡剂的型号为TEGO Foamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本对比例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、硅藻土和凹凸棒土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

与实施例1相比，本对比例的区别之处仅在于：将实施例1中的纯丙乳液2份、氟碳乳液1份、VAE乳液1份替换为纯丙乳液2份、氟碳乳液2份。

对比例4

本对比例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾30份、硅溶胶12份、高岭土10份、重质碳酸钙5份、钛白粉15份、硅藻土2份、凹凸棒土8份、增稠剂0.8份、偶联剂1份、纯丙乳液2份、VAE乳液2份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水32份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；纯丙乳液的型号为上海保立佳BLJ-9806；VAE乳液的型号为北京东方石油BJ707；消泡剂的型号为TEGO Foamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本对比例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、硅藻土和凹凸棒土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

与实施例1相比，本对比例的区别之处仅在于：将实施例1中的纯丙乳液2份、氟碳乳液1份、VAE乳液1份替换为纯丙乳液2份、VAE乳液2份。

对比例5

本对比例提供一种无机涂料，包括以下重量份数的组分：硅酸钾30份、硅溶胶12份、高岭土10份、重质碳酸钙5份、钛白粉15份、硅藻土2份、凹凸棒土8份、增稠剂0.8份、偶联剂1份、氟碳乳液2份、VAE乳液2份、消泡剂0.3份、杀菌剂0.1份、去离子水32份。

其中，硅溶胶购自浙江宇达化工有限公司的LS-30；增稠剂为羟乙基纤维素，型号为乐天B30K；偶联剂为硅烷偶联剂KH570；氟碳乳液的型号为上海训达HD-830；VAE乳液的型号为北京东方石油BJ707；消泡剂的型号为TEGO Foamex 810；杀菌剂为甲基异噻唑啉酮。

本对比例中无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂、配方量70％水和配方量50％的消泡剂，在转速为1300r/min的条件下搅拌20分钟，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入高岭土、重质碳酸钙、钛白粉、硅藻土和凹凸棒土，在转速为2000r/min的条件下搅拌15分钟，得到混合物2；

(3)往混合物2中加入剩余组分，在转速为400r/min的条件下搅拌3小时，制得无机涂料。

与实施例1相比，本对比例的区别之处仅在于：将实施例1中的纯丙乳液2份、氟碳乳液1份、VAE乳液1份替换为氟碳乳液2份、VAE乳液2份。

产品效果测试

针对实施例1-2，对比例1-5所制得的无机涂料进行相应性能测试，各检测项目的检测依据和判定依据要求如表1所示，无机涂料的性能测试结果如表2所示。

表1检测项目、检测依据及判定依据标准

表2无机涂料的性能测试结果

由表1-2可以得出，相较于对比例1-5，实施例1-2所制得的无机涂料具备更为优异的甲醛净化效率和耐洗刷性能。其中，对比例1-2的无机涂料由于只含有硅藻土、凹凸棒土的其中一种，使得其甲醛净化效率要差于实施例1-2，该结果表明硅藻土、凹凸棒土等多孔材料的配合使用能够进一步提高甲醛的净化性能。此外，通过将实施例1-2与对比例3-4进行比较可知，纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液三种乳液的组合使用使得实施例1-2的耐洗刷性能得到明显提高，在缺少其中任意一种时所制得的无机涂料均无法实现如此优异的耐洗刷性能。

上面对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种无机涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：硅酸盐28-45份、硅溶胶10-20份、颜填料30-50份、降甲醛助剂10-18份、增稠剂0.5-2份、偶联剂0.5-1.5份、乳液3-5份、水22-45份；

所述降甲醛助剂由硅藻土和凹凸棒土组成；

所述乳液由纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液组成。

2.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述硅酸盐选自硅酸钾、硅酸锂、硅酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的无机涂料，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钾。

4.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述颜填料选自钛白粉、铬绿、氧化铁红、氧化铁黑、钴蓝、钴绿、高岭土、碳酸钙、滑石粉、方解石粉、云母粉中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述降甲醛助剂中硅藻土和凹凸棒土的质量比为(0.25-0.4)：1。

6.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述增稠剂选自羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、瓜尔胶、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铬络合物偶联剂中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述乳液中纯丙乳液、氟碳乳液和VAE乳液的质量比为(2-3)：(0.8-1.5)：1。

9.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述涂料还包括消泡剂、杀菌剂、防冻剂中的至少一种。

10.权利要求1-9中任一项所述的无机涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在分散缸中加入增稠剂和部分的水进行分散，得到混合液1；

(2)往混合液1中继续加入颜填料和降甲醛助剂进行分散，得到混合液2；

(3)往混合液2中加入剩余组分进行分散，制得所述无机涂料。