CN1696219A - 一种环保型纳米涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型纳米涂料，包括成膜材料、纳米材料填充剂、添加剂，水溶剂组成，纳米材料由二氧化钛、二氧化硅、氧化锌的一种或两种或三种组合物组成，本发明所述的涂料具有抗紫外线、抗菌防霉、耐洗刷、耐酸碱、具有光催化特性、双疏性能(疏水、疏油)的特点，经纳米改性后的涂料产品外观显得更加饱满、匀和，涂膜光洁细腻，触感优良，防水性好，与基底材料的粘结力大大提高，可以用于内外墙涂料、底层涂料、防腐涂料、家具涂料、装饰涂料。

Description

一种环保型纳米涂料

技术领域

本发明涉及一种涂料及其使用方法，尤其涉及一种环保型纳米涂料。

背景技术

涂料是指一类应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料总称，这类涂料多数是含有或不含颜(填)料的粘性液体或粉末状物质。涂料范围很广，既包括了传统的油漆、也包括利用各种合成树脂为主要原材料生产的溶剂型涂料和以水性涂料为主的现代涂料。油性涂料的成膜涂层具有耐化学性、耐水性、涂膜坚韧、耐磨、保色性好且附着力强等优点，而最大的缺点是油性涂料中含有的溶剂或部分原料有毒性，能释放出有毒有害气体如甲醛、氨、苯等，再生产过程和涂层干燥过程中，这些有毒成分挥发出来造成环境污染，有害人体健康。

水性涂料的问世解决了溶剂污染问题。因此水性涂料一般称为环保涂料或绿色涂料。水性涂料是指主要成膜成分可以溶于水(以水为溶剂或稀释剂)或可以均匀分散在水中(以水为分散介质)的涂料。以水为溶剂或分散介质，无嗅无味，安全无毒，生产工艺简单，成本较低，减少环境污染。但是目前一般的水性涂料与油性涂料相比存在储存稳定性差、流平不好、涂膜不够致密、附着力不强等缺点。这些缺点的存在限制了水性涂料的广泛应用。

现在的水性外墙涂料需要具备非常好的性能，因为外墙涂料要经受风吹雨打，霜雪冰冻，烈日暴晒等恶劣条件。温度大幅度变化，会引起涂膜的热胀冷缩。阳光照射其中有强烈的紫外线辐射，这将引起涂膜的降解。因此，外墙涂料必须有较好的抗紫外线辐射、耐侯性强、防渗漏和耐洗刷等性能。然而，目前使用的涂料较难满足这些要求。如专利申请号为00122155.8研制的纳米涂料，它的性能比一般没加纳米材料的涂料稍有提高，但最主要的性能没有或还存在一些不足，像抗菌作用：如果漆膜没有一定的抗菌防霉性能，那么它的使用寿命就会大大下降，涂膜就会受细菌的感染很快变质、发霉等。此涂料的耐刷洗性也不佳，在一个就是针对污染性比较大的外墙来说还应具有双疏性(疏水、疏油)的性能等这些都是它所没有的。除此之外墙体涂料还应具有装饰效果。随着生活水平的提高，高档建筑和豪华装潢越来越多，从而对涂料外观的要求也越来越高，这就需要性能非常卓越的涂料问世。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种环保型纳米的涂料，本涂料具有抗紫外线、抗菌防霉、耐洗刷、耐酸碱、具有光催化特性、双疏性能(疏水、疏油)的特点。

环保型纳米涂料的组分重量分数比如下：

            范围               优选范围

成膜材料    20～80             60～70

纳米材料    0.2～8            3～5

填充剂      15～70            30～60

添加剂      0.1～15           5～8

水          10～50            20～40

成膜材料可选用醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、氟碳树脂乳液中的一种。纳米材料主要由二氧化钛、二氧化硅、氧化锌的一种或两种或三种组合物组成。填充剂主要是使涂膜具有一定的遮盖力和所需的各种色彩，并对涂膜起填充作用以增加涂膜厚度，提高涂膜的耐久性、耐热性和表面硬度，降低涂膜的收缩等，选用的品种主要有钛白粉、滑石粉、高岭土、硅灰石粉。添加剂的用量一般很小，选用的品种有成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、防霉剂、PH值调节剂、防冻剂等，本发明所选用的原料，均为现有市售产品。

本发明的优点：由于在涂料中加入了本发明所用的纳米材料，所得到的涂料其耐老化、耐洗刷(10000-20000次以上)、抗紫外线等性能均得到很大提高，从而提高了涂料的档次延长了涂膜的使用寿命。还有就是光催化作用，这在目前的环保型涂料来说也是非常重要的，它的原理就是将有机/无机等有害物在光催化剂作用下发生氧化一还原反应，生成水、二氧化碳，以达到无害化，从而减少对环境的污染，净化了环境，经纳米改性后的各种涂料产品外观显得更加饱满、匀和，涂膜光洁细腻，触感优良，防水性好，与基底材料的粘结力大大提高。尤其明显的是改性后的涂料抗紫外线、耐洗刷性能非常优越。

具体实施方式

下面针对本发明作详细说明，但本发明并不限于此。

本发明提出的纳米材料是指一类颗粒度为0.1～100纳米(10～80纳米最佳)、视比重为0.05～0.5g/cm³(0.1～0.2g/cm³最佳)的无机或有机微细材料。其中包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌等。这些纳米材料可以由各种不同的现有技术所采用的方法制得，实验证明，加入纳米材料后的涂膜性能可以大为改善。主要原因是由于这些纳米材料颗粒度小、比重轻，在涂膜成膜时能较好的覆盖在涂层表面并填充由于溶剂挥发形成的空隙，使涂层表面更加致密光滑。这样的表面能较好的控制水分子渗入。这些微小颗粒度的纳米材料具有优越的耐磨、耐紫外线辐射性能，涂料干燥后部分形成在涂层表面就能充分体现这些作用。由于表面光滑，色彩显得更鲜艳、保色时间更长。另一方面，一部分被主要成膜物包裹的纳米材料与基底接触，增大了涂层与基底的接触面，使得涂膜与基底的粘接力大大增强。

国家标准GB/T 9755-2001中规定，外墙涂料的耐洗刷性达到1000次时就达到国家一级标准。在涂料配方中加入本发明所用的纳米材料后，当含量达到3％时，其耐洗刷性大幅度提高。超过5％到8％时效果非常好。由于一般的纳米材料不溶解于水，仅分散或悬浮于水中，因此，过高的纳米材料含量会引起分散困难，从而影响涂料的质量和性能。其中耐洗刷性能在纳米材料过高含量时反而下降。

添加纳米材料所形成的涂料可以用于内外墙涂料、底层涂料、防腐涂料、家具涂料、装饰涂料。

所用原材料都为市售产品，将原料按比例配置好，用一般常规的方法进行配置。

本发明提出的经纳米材料改性的涂料配方使用方法如下：

1.清理底层；  2.检查修补底层   3.刮底；  4.打光   5.刷封闭抗碱底漆   6.刷第一遍面漆，待干   7.刷第二遍面漆。

对于外墙施工重复3～7程序2～4遍；内墙施工重复3～7程序1～2遍。成型后的涂层不泛黄、耐磨、不粉化、保光性高、耐后性好。

实施例1

涂料配方

组分名称                          重量比

成膜材料：    纯丙乳液              58

填充剂：      金红石钛白粉          26

纳米材料：    二氧化硅纳米材料      5

添加剂：      丙二醇                3

              分散剂                0.8

              润湿剂                0.3

              防腐剂                0.1

              防霉剂                0.2

              消泡剂                0.4

              成膜助剂              1.8

              增稠剂                2

水：                                20

以上配方按一般常规涂料配置方法配置，用GB/T 9755-2001所规定的指标测定，结果显示其抗紫外线耐老化性能比国家一级标准高一倍；耐洗刷性比国家标准高十五倍。其他性能均符合国家标准，干燥时间为一小时，对比率为0.93。

实施例2

涂料配方

组分名称                             重量比

成膜材料：    纯丙乳液                 35

纳米材料：    二氧化钛纳米材料         3

填充剂：      金红石钛白粉             25

              滑石粉                   10

              硅灰石                   8

添加剂：      丙二醇                   2

              分散剂                   0.8

              润湿剂                   0.25

              防腐剂                   0.15

              消泡剂                   0.5

              成膜助剂                 5

              增稠剂                   2

              PH调节剂                 0.1

              防冻剂                   1

水：                                   40

以上配方按GB/T 9756-2001所规定的指标测定，耐洗刷性比国家标准高二十倍。其成膜后显得色泽鲜艳、触感良好、光洁细腻。

实施例3

涂料配方

组分名称                           重量比

成膜材料：    纯丙乳液               35

纳米材料：    二氧化钛               2

              氧化锌纳米材料         1

              氧化硅                 1

填充剂：      金红石钛白粉           25

              滑石粉                 10

              高龄土                 8

添加剂：      丙二醇                 2

              分散剂                 0.8

              润湿剂                 0.25

              防腐剂                 0.15

              消泡剂                 0.5

              成膜助剂               5

              增稠剂                 2

              PH调节剂               0.1

              防冻剂                 1.5

水：                                 40

以上配方按GB/T 9756-2001所规定的指标测定，耐洗刷性比国家标准高15倍。其成膜后显得色泽鲜艳、触感良好、光洁细腻。

实施例3

涂料配方

组分名称                           重量比

成膜材料：    纯丙乳液               35

纳米材料：

              氧化锌纳米材料         1

              二氧化硅               3

填充剂：      金红石钛白粉           25

              滑石粉                 10

              高龄土                 8

添加剂：      丙二醇                 2

              分散剂                 0.8

              润湿剂                 0.25

              防腐剂                 0.15

              消泡剂                 0.5

              成膜助剂               3

              增稠剂                 2

水：                                 50

以上配方按GB/T 9756-2001所规定的指标测定，耐洗刷性比国家标准高二十倍。其成膜后显得色泽鲜艳、触感良好、光洁细腻。

Claims (6)

1、一种环保型纳米涂料，其特征在于它的组分重量分数比如下：

成膜材料          20～80

纳米材料          0.2～8

填充剂            15～70

添加剂            0.1～15

水                10～50

其中纳米材料由二氧化钛、二氧化硅、氧化锌的一种或两种或三种组合物组成。

2、根据权利要求1所述一种环保型纳米涂料，其特征在于它

它的组分重量分数比如下：

成膜材料          60～70

纳米材料          3～5

填充剂            30～60

添加剂            5～8

水                20～40

3、根据权利要求1所述一种环保型纳米涂料，其特征在于所述的纳材料的颗粒度为10～80纳米，视比重为0.05～0.5g/cm3的二氧化钛、二氧化硅、氧化锌的一种或两种或三种组合物组成。

4、根据权利要求1所述一种环保型纳米涂料，其特征在于所述成膜材料选用醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、氟碳树脂乳液中的一种组成。

5、根据权利要求1所述一种环保型纳米涂料，其特征在于所述填充剂为钛白粉、滑石粉、高岭土、硅灰石粉。

6、根据权利要求1所述一种环保型纳米涂料，其特征在于所述添加剂为成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、防霉剂、PH值调节剂、防冻剂。