CN1320070C - 一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料及其制备方法 - Google Patents

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本发明是一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料及其制备方法，该涂料不仅能解决现有涂料耐沾污性差、耐候性差、不环保等技术问题，同时赋予涂料自清洁、杀菌消毒、净化空气等新功能，是一种多功能绿色环保涂料。该涂料由钛白粉、超细硅酸铝、纳米二氧化钛分散液、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅灰石粉、立德粉、滑石粉、分散剂、润湿分散剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂、流平剂、水、乳液基料等组成，制备工艺简单，性价比高，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料及其制备方法
技术领域
本发明专利涉及建筑涂料领域，特别涉及一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料及其制备方法。
背景技术
目前，我国建筑涂料普遍存在产品档次低，寿命短，易沾污、耐候性差等不足。耐候性差及易沾污等技术问题能否得到解决是外墙涂料能否得到广泛应用的关键。
随着人们生活水平的提高，对建筑涂料提出了更高的要求。要求建筑涂料不仅具有装饰功能，同时还具有杀菌消毒、净化空气、防辐射等新功能。
纳米二氧化钛化学性质稳定、耐氧化、安全无毒、使用寿命长，在光和水的条件下，其价带上的电子被激发到导带，在价带上产生空穴，自由电子-空穴对可使氧和水活化，产生具有很高反应活性的活性氧和OH自由基，对空气中的有害气体(氮氧化物、二氧化硫、甲醛、苯、氨、丙酮等)和细菌有很强的降解作用，从而赋予涂料良好的抗菌性及净化空气性能。纳米二氧化钛在光照条件下，可在其表面形成均匀分布的亲水微区(纳米尺度的)，可将油性污染物与表面隔绝，不易在表面积聚，极易清洗，甚至可被雨水等冲刷干净，使涂料具有自清洁性，当停止光照，重新恢复疏水结构。纳米二氧化钛是一种很好的紫外线屏蔽剂，可以大幅度提高涂料的耐老化性能。
将纳米二氧化钛应用于涂料中是二者的完美结合，为开发新型的、有竞争力的涂料开辟了一条新的途径。
但是纳米二氧化钛粒径小，比表面能高，在涂料中非常容易团聚或被其它填料、颜料包埋。能否制得高性能纳米二氧化钛涂料的关键因素有：一是要很好解决纳米二氧化钛在涂料的中的分散问题，使其在涂料中仍能保持纳米级状态；二是涂料配方中各组分的合理搭配及生产工艺的控制。
发明内容
本发明的目的提供一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料及其制备方法，该涂料不仅能解决现有涂料耐沾污性差、耐候性差、不环保等技术问题，同是赋予涂料自清洁、杀菌消毒、净化空气等新功能，是一种多功能绿色环保涂料。
本发明是这样实现的：
一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料，其是按照如下配方制作的：
水：50-300公斤；                    分散剂：5-12公斤；
润湿分散剂：0.1-1公斤               消泡剂：1-5公斤；
增稠剂：1-20公斤；                  流平剂：1-15公斤；
成膜助剂：5-15公斤；                硅灰石粉：0-150公斤
钛白粉：30-300斤；                     立德粉：0-150公斤；
超细硅酸铝：10-50公斤；                滑石粉：0-100公斤；
轻质碳酸钙：0-250公斤；                重质碳酸钙：0-150公斤；
纳米二氧化钛分散液：10-100公斤；
基料：100-500公斤
其中，分散剂、润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂和成膜助剂为配制涂料经常采用的产品，譬如分散剂包括日本诺普科公司的SN-DISPERSANT系列分散剂，美国罗门哈斯公司的OROTAN系列分散剂，德国毕克化公司的Disperbyk系列分散剂，汉高公司的Texaphor系列分散剂、Hydropalat系列分散剂，德谦企业股份有限公司的DP系列分散剂，荷兰埃夫卡助剂EFKA系列分散剂，EFKA-POLYMER系列分散剂、EFKA-LP系列分散剂，德国迪高公司的Dispers系列分散剂等；消泡剂包括汉高公司的FOAMSTAR系列消泡剂，德国毕克化公司的BYK系列消泡剂，荷兰埃夫卡助剂的EFKA系列消泡剂等；增稠剂包括美国罗门哈斯公司的Acrysol系列增稠剂、纤维素醚增稠剂，劲辉公司的Rheolate增稠剂系列等；流平剂为美国罗门哈斯公司RM系列流平剂、劲辉公司的Rheolate系列流平剂等；成膜助剂为伊士曼公司的Texano1醇酯、汉高公司的Filmer系列成膜助剂等；润湿分散剂为汉高公司的PE系列润湿分散剂。
钛白粉为白色的，作为颜料的代表，如果需要配制其它颜色的涂料，则再向该配方中增加其它颜色的颜料。
基料为纯丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一种或者其任的混合物。
所述的纳米二氧化钛为金红石型、锐钛型、板钛型或混晶型和非晶型。
上述的绿色环保纳米二氧化钛涂料的制备方法为：
(1)按配方制备纳米二氧化钛分散液；
(2)将纳米二氧化钛分散液、成膜助剂、润湿分散剂、分散剂、流平剂、消泡剂、水、钛白粉、立德粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石粉、轻质碳酸钙及重质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌，转速控制在1000～2000r·min-1，搅拌20-60min，得浆料；
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至适当细度；
(4)将基料加入到上述浆料中，添加增稠剂到一定的粘度即可得到产品。
上述的步骤(3)中，研磨的细度要求≤60μm(外墙涂料)，或者是≤50μm(内墙涂料)。
上述的步骤(4)中，要求控制粘度在适当的范围内，添加增稠剂到斯托莫粘度90-110K。
上述的纳米二氧化钛光催化液，是按照下述各组分的重量百分比配制的：
纳米二氧化钛        0.5％-40％；
分散剂              0.01％-40％；
蒸馏水              20-99.49％。
本发明很好地解决了纳米二氧化钛在涂料中易团聚的技术难题，使其在水作为主要溶剂的涂料中仍能保持纳米级状态，制得的涂料不仅具有优异的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性，同时还具有自清洁、抗菌性和净化空气等新功能，是一种性价比高的新型多功能绿色环保涂料，可广泛应用于家庭、学校、医院、幼儿园、高档宾馆、商业大楼的装潢。
具体实施方式
实施例一
本实施例制备的配方为：
自来水：300公斤；            分散剂：8公斤；
消泡剂：4公斤：              增稠剂：20公斤；
流平剂：10公斤；             成膜助剂：15公斤；
润湿分散剂：0.2公斤          苯丙乳液：150公斤
钛白粉：60公斤；             超细硅酸铝：20公斤；
滑石粉：80公斤；             立德粉：140公斤；
重质碳酸钙：100公斤；        轻质碳酸钙：100公斤；
纳米二氧化钛分散液：40公斤。
其具体的制备方法为：
(1)将混合均匀的纳米二氧化钛分散液、成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、水、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、立德粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1200r·min-1，搅拌30min，得浆料；
(2)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤40μm；
(3)苯丙乳液基料加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度100K即可得到产品。
其中其纳米二氧化钛分散液是按照如下的重量配比制作的：
纳米二氧化钛        5％
分散剂              5％
水                  90％
实施例二
本实施例制备的配方为：
自来水：100公斤；            分散剂：5公斤；
消泡剂：1公斤；              增稠剂：1公斤；
流平剂：1公斤；              成膜助剂：5公斤；
润湿分散剂：0.5公斤          醋丙乳液：400公斤
超细硅酸铝：10公斤；         钛白粉：300公斤；
滑石粉：40公斤；             立德粉：20公斤；
重质碳酸钙：50公斤；         轻质碳酸钙：50公斤；
纳米二氧化钛分散液：10公斤。
其具体的制备方法为：
(1)将混合均匀的纳米二氧化钛分散液、润湿分散剂、成膜助剂、流平剂、分散剂、消泡剂、水、钛白粉、超细硅酸铝、立德粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1200r·min-1，搅拌20min，得浆料；
(2)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤50μm；
(3)醋丙乳液基料加入到上过浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为95K，即可得到产品。
其中其纳米二氧化钛分散液是按照如下的重量配比制作的：
纳米二氧化钛             40％
分散剂                   20％
水                       40％。
实施例三
本实施例制备的配方为：
自来水：100公斤；                分散剂：12公斤：
消泡剂：5公斤；                  增稠剂：15公斤；
流平剂：15公斤；                 成膜助剂：10公斤；
润湿分散剂：1公斤；              纯丙乳液：300公斤
纳米二氧化钛分散液：100公斤；    钛白粉：100公斤；
滑石粉：100公斤；                超细硅酸铝：50公斤；
硅灰石粉：120公斤；              轻质碳酸钙：130公斤。
其具体的制备方法为：
(1)将混合均匀的纳米二氧化钛分散液、润湿分散剂、成膜助剂、流平剂、分散剂、消泡剂、水、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石粉、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在2000r·min-1，搅拌40min，得浆料；
(2)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤60μm；
(3)将纯丙乳液基料加入到上述浆料中，添加增稠剂到粘度为98K(斯托莫粘度)即可得到产品。
其中其纳米二氧化钛分散液是按照如下的重量配比制作的：
纳米二氧化钛        1％
分散剂              1％
水                  98％。
上述的产品能够很好地解决了纳米二氧化钛易团聚的技术难题，使其在水作为主要溶剂的涂料中仍能保持纳米级状态，不仅具有忧异的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性，同时还具有自清洁、抗菌性、防辐射和净化空气等新功能，是一种多功能新型绿色环保涂料。

Claims (5)

1.一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料，其特征在于是以下述重量配比的原料制作的：
水：50-300公斤；        分散剂：5-12公斤；
润湿分散剂：0.1-1公斤； 消泡剂：1-5公斤；
增稠剂：1-20公斤；      流平剂：1-15公斤；
成膜助剂：5-15公斤；    硅灰石粉：0-150公斤；
钛白粉：30-300公斤；    立德粉；0-150公斤；
超细硅酸铝：10-50公斤； 滑石粉：0-100公斤；
轻质碳酸钙：0-250公斤； 重质碳酸钙：0-150公斤；
纳米二氧化钛分散液：10-100公斤；
基料：100-500公斤；
所述的基料为纯丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一种或者其任意的混合物；所述的纳米二氧化钛分散液是预先制备的，由纳米二氧化钛、分散剂和水组成，各组分重量百分比如下：
纳米二氧化钛    0.5％-40％
分散剂          0.01％-40％
水              20％-99.49％。
2.根据权利要求1所述的多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料，其特征在于：所述的纳米二氧化钛为金红石型、锐钛型或板钛型。
3、根据权利要求1所述的多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料，其特征在于：所述的纳米二氧化钛为混晶型和非晶型。
4.一种如权利要求1所述的多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料的制备方法，其特征在于其制备步骤为：
(1)制备纳米二氧化钛分散液；
(2)将纳米二氧化钛分散液、成膜助剂、润湿分散剂、分散剂、流平剂、消泡剂、水、钛白粉、立德粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石粉、轻质碳酸钙及重质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌，得到浆料；
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤60μm；
(4)将基料加入到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度90-110K即可得到产品。
5.根据权利要求4所述的多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料的制备方法，其特征在于制备浆料时，将纳米二氧化钛分散液、分散剂、润湿分散剂、成膜助剂、流平剂、消泡剂、水、钛白粉、立德粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙混合搅拌时，转速控制在1000～2000r·min-1，搅拌20-60min，得浆料。
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Assignee: Hunan Lifa Glazes Technology Co., Ltd.

Assignor: Shenzhen Institute of Stinghua University

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Denomination of invention: Multifuntional green environmental protection nanometer titania coating and preparing method thereof

Granted publication date: 20070606

License type: Exclusive License

Open date: 20050223

Record date: 20110902

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Granted publication date: 20070606

Termination date: 20180614