專利名稱：納米碳酸鈣涂料及生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種涂料及生產工藝，特別涉及納米碳酸鈣涂料及生產工藝。
背景技術：
近年來隨著納米技術的興起，將納米碳酸鈣應用于涂料中以期改善涂料性能是涂料界關注的熱門話題之一。現在世界上只有英國、日本少數國家在涂料中大量的使用納米碳酸鈣，而且對技術控制相當嚴格。國內還沒有哪個廠家以納米碳酸鈣為主要原材料生產涂料，而針對納米碳酸鈣在涂料中應用也還是在實驗室研究階段。21世紀納米碳酸鈣在我國的生產有很大發展。尤其是國內眾多萬噸級的納米碳酸鈣生產線的建成，更是迫切需要尋找包括涂料在內的一系列領域中應用。納米碳酸鈣涂料由于成膜基料、顏填料及助劑等分子中存在著諸多的活性點，這些活性點會與納米粒子表面的活性點之間發生強烈的相互作用，從而形成致密而穩定的涂層，使涂膜的物理化學性能顯著提高。納米碳酸鈣是一種無毒、無刺激、無氣味的白色軟質填料，在涂料工業中，其易于與各類聚合物相容，熱穩定性好，是最常用的原料之一，在成膜物中起著骨架作用。納米碳酸鈣是晶體粒徑為納米級的多晶體材料，具有小尺寸與高濃度晶界兩個重要特征，通常大晶體的連續能帶分裂成接近分子軌道的能級，產生了小尺寸的量子隧道效應，同時由于其高濃度晶界及界面原子受力不均衡性增加產生了界面效應，這兩種效應導致材料在力學性能、磁性能、光學性能、電性能及熱力學特征發生突變。然而納米碳酸鈣直接應用于涂料中，存在以下缺陷顆粒表面能高，處于熱力學不穩定狀態，極易團聚；碳酸鈣表面親水疏油，極性很高，在有機介質中難以分散，與基料的結合力差，易形成界面缺陷，導致涂膜性能下降。針對這些問題，材料上選擇立方體晶型的納米碳酸鈣，用分散劑預處理納米碳酸鈣，以糊漿狀態加入到涂料生產中，在與其他粉料和助劑充分混合后，過砂磨機進行研磨， 使其充分分散并保持狀態。經過該方法生產的水性涂料在儲存2年后，沒有發生團聚，開罐效果和施工性能沒有發生變化。另外經測試，隨納米碳酸鈣的添加量變化，涂料的耐洗刷性大幅度提高，當添加量達到30%時，耐洗刷次數可超過10000次。目前，生產涂料所用的重要原材料是鈦白粉，它也是影響涂料質量和成本的重要因素。鈦白粉的資源少，成本較高。添加納米碳酸鈣后可以在不降低涂料性能的條件下大幅度減少鈦白粉的用量，在一些品種的涂料中還可以完全替代鈦白粉。納米碳酸鈣的市場價格為3000-5000元/噸，而且在國內分布廣泛，儲量豐富。而生產涂料用的鈦白粉(金紅石型)價格在20000-40000元/噸。
發明內容
本發明的目的是為了解決納米碳酸鈣在現有涂料工業化生產中難以使用的問題而提供的一種納米碳酸鈣涂料及生產工藝。本發明所述的納米碳酸鈣涂料是由軟水、潤濕劑、分散劑、防腐劑、防凍劑、PH值調
3節劑、成膜助劑、消泡劑、納米碳酸鈣、精細重鈣、重鈣、滑石粉、高嶺土、纖維素、乳液、流平劑和增稠劑組成，其中軟水要達到飲用水的標準，潤濕劑為CA-100非離子型表面活性劑或 KX-PE100通用潤濕劑，分散劑為聚羧酸鈉鹽，防腐劑為含氮的有機環狀化合物，防凍劑為丙二醇，PH值調節劑為氨水或堿性調節劑，成膜助劑為醇脂十二，消泡劑為二氧化硅類消泡劑，精細重鈣為D95-D97，重鈣為400目左右的重鈣，纖維素為羥乙基纖維素，乳液為水溶性樹脂乳液，流平劑為聚氨酯改性聚醚類增稠流平劑，增稠劑為丙烯酸類堿增稠型增稠劑。10000重量份的納米碳酸鈣涂料中各種材料的重量份為軟水2700-3500份、潤濕劑10份、分散劑15-40份、防腐劑15-30份、防凍劑60-90份、PH值調節劑10-30份、成膜助劑60-100份、消泡劑30-70、納米碳酸鈣1200-3500份、精細重鈣0-700份、重鈣0-1500 份、滑石粉550-1100份、高嶺土 800-1250份、纖維素20-40份、乳液1000-1800份、流平劑 20-50份和增稠劑60-90份。納米碳酸鈣涂料的生產工藝包括如下步驟(1)、預制納米碳酸鈣漿料，預制方法為取1-2份的分散劑，溶于100份水中后，再投入100-150份納米碳酸鈣，制成固含量為50-60%的納米碳酸鈣預制漿液；O)、將潤濕劑、分散劑、防腐劑、防凍劑、PH值調節劑、成膜助劑、消泡劑依次投入水中(水的用量為總水量-預制納米碳酸鈣漿料的含水量)，在5-35°C溫度下用直徑 300mm分散盤以每分鐘1000-1800轉的速度在分散罐中進行高速分散5_10分鐘，制成助劑的水溶液；(3)、按固含量為標準取用納米碳酸鈣預制漿液，投入步驟( 制成的助劑水溶液中后，再依次投入精細重鈣、重鈣、滑石粉、高嶺土，在5-35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-2000轉的速度進行高速分散20-40分鐘，制成漿液；(4)、將漿液砂磨后用泵打入調漆罐；(5)、將纖維素投入步驟(4)制成的漿液中，常溫下在調漆罐中每分鐘400-800轉的速度進行攪拌溶解后，投入乳液中每分鐘400-800轉的速度攪拌溶解，再依次緩慢加入消泡劑、流平劑、增稠劑，制成成品。本發明的有益效果1、提高涂料性能顯著改進涂料的耐洗刷性能、所得涂料涂層均勻、快干、光學性能好，表面光滑細膩、質感好，觸變性強，具有可調控的流變性能；2、提高屏蔽作用可以極大地減少涂料中顏料及成膜物之間的自由體積，增強成膜物與納米填料的結合力，大大提高涂層的力學強度，減少毛細管作用，從而提高涂層的屏蔽能力；3、強化防護能力由于其特殊的表面效應，對UVA(長波320-340nm)和UVB(中波 280-320nm)均有異蔽作用，能夠耐大氣、紫外線侵害；4、增強抗茵、除臭功效由于納米粒子的宏觀量子隧道效應，在自然光線照射下， 在一定的濕度下可以激活空氣中的氧，具有較強的化學活性；5、降低產品成本取代價格昂貴的鈦白粉，突破傳統高檔涂料配方，同時可以減少其它助劑的用量，降低了涂料的生產成本，減少了污染，降低了能源的消耗，能夠產業化。
具體實施方式
實施例一制備IOOOkg的納米碳酸鈣涂料，各種材料的用量為軟水270kg、潤濕劑lkg、分散劑1. ^g、防腐劑1. ^g、防凍劑^ig、PH值調節劑lkg、成膜助劑meg、消泡劑3kg、納米碳酸鈣165kg、精細重鈣70kg、重鈣150kg、滑石粉55kg、高嶺土 80kg、纖維素2kg、乳液180kg、流平劑2kg和增稠劑meg。制備IOOOkg的納米碳酸鈣涂料的工藝包括如下步驟(1)、預制納米碳酸鈣漿料，預制方法為取1. 3kg的分散劑，溶于130kg的軟水中后，再投入165kg的納米碳酸鈣，制成固含量為56%的納米碳酸鈣預制漿液；(2)、將潤濕劑lkg、分散劑0. ^g、防腐劑1. ^g、防凍劑^g、PH值調節劑lkg、成膜助劑^g、消泡劑2kg依次投入140kg軟水中，在5-35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-1800轉的速度在分散罐中進行高速分散5-10分鐘，制成助劑的水溶液；((3)、把步驟⑴制成的納米碳酸鈣預制漿液，投入步驟(2)制成的助劑水溶液中后，再依次投入精細重鈣70kg、重鈣150kg、滑石粉55kg、高嶺土 80kg，在5_35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-2000轉的速度進行高速分散20-40分鐘，制成漿液；(4)、將漿液砂磨后用泵打入調漆罐；(5)、將2kg纖維素投入步驟(4)制成的漿液中，常溫下在調漆罐中每分鐘 400-800轉的速度進行攪拌溶解后，投入180kg乳液中每分鐘400-800轉的速度攪拌溶解，再依次緩慢加入消泡劑lkg、流平劑2kg和增稠劑mcg，制成成品。實施例二 制備IOOOkg的納米碳酸鈣涂料，各種材料的用量為軟水300kg、潤濕劑lkg、分散劑Ig、防腐劑Ag、防凍劑lg、PH值調節劑Ig、成膜助劑Ig、消泡劑Wg、納米碳酸鈣 ^Okg、精細重鈣20kg、重鈣80kg、滑石粉75kg、高嶺土 90kg、纖維素3kg、乳液110kg、流平劑4kg和增稠劑meg。制備IOOOkg的納米碳酸鈣涂料的工藝包括如下步驟(1)、預制納米碳酸鈣漿料，預制方法為取2kg的分散劑，溶于200kg的軟水中后， 再投入280kg的納米碳酸鈣，制成固含量為58%的納米碳酸鈣預制漿液；(2)、將潤濕劑lkg、分散劑lkg、防腐劑^g、防凍劑^g、PH值調節劑^g、成膜助劑^g、消泡劑4kg依次投入IOOkg軟水中，在5-35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-1800轉的速度在分散罐中進行高速分散5-10分鐘，制成助劑的水溶液；(3)、把步驟⑴制成的納米碳酸鈣預制漿液，投入步驟⑵制成的助劑水溶液中后，再依次投入精細重鈣20kg、重鈣80kg、滑石粉75kg、高嶺土 90kg，在5-35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-2000轉的速度進行高速分散20-40分鐘，制成漿液；(4)、將漿液砂磨后用泵打入調漆罐；(5)、將3kg纖維素投入步驟(4)制成的漿液中，常溫下在調漆罐中每分鐘400-00 轉的速度進行攪拌溶解后，投入IlOkg乳液中每分鐘400-800轉的速度攪拌溶解，再依次緩慢加入消泡劑^g、流平劑4kg、增稠劑^g，制成成品。實施例三制備IOOOkg的納米碳酸鈣涂料，各種材料的用量為軟水350kg、潤濕劑lkg、分散劑4kg、防腐劑:3kg、防凍劑lg、PH值調節劑:3kg、成膜助劑10kg、消泡劑Ag、納米碳酸鈣350kg、滑石粉5^g、高嶺土 80kg、纖維素4kg、乳液110kg、流平劑5kg和增稠劑^cg。制備IOOOkg的納米碳酸鈣涂料的工藝包括如下步驟(1)、預制納米碳酸鈣漿料，預制方法為取3kg的分散劑，溶于300kg的軟水中后， 再投入350kg的納米碳酸鈣，制成固含量為的納米碳酸鈣預制漿液；(2)、將潤濕劑1kg、分散劑1kg、防腐劑3kg、防凍劑^g、PH值調節劑3kg、成膜助劑10kg、消泡劑4kg依次投入50kg軟水中，在5-35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-1800轉的速度在分散罐中進行高速分散5-10分鐘，制成助劑的水溶液；(3)、把步驟(1)制成的納米碳酸鈣預制漿液，投入步驟( 制成的助劑水溶液中后，再依次投入滑石粉^kg和高嶺土 80kg，在5-35°C溫度下用直徑300mm的分散盤以每分鐘1000-2000轉的速度進行高速分散20-40分鐘，制成漿液；(4)、將漿液砂磨后用泵打入調漆罐；(5)、將4kg纖維素投入步驟(4)制成的漿液中，常溫下在調漆罐中每分鐘 400-800轉的速度進行攪拌溶解后，投入IlOkg乳液中每分鐘400-800轉的速度攪拌溶解，再依次緩慢加入消泡劑3kg、流平劑5kg和增稠劑^cg,制成成品。
權利要求
1.一種納米碳酸鈣涂料，是由軟水、潤濕劑、分散劑、防腐劑、防凍劑、PH值調節劑、成膜助劑、消泡劑、納米碳酸鈣、精細重鈣、重鈣、滑石粉、高嶺土、纖維素、乳液、流平劑和增稠劑組成，10000重量份的納米碳酸鈣涂料中各種材料的重量份為軟水2700-3500份、潤濕劑10份、分散劑15-40份、防腐劑15-30份、防凍劑60-90份、PH值調節劑10-30份、成膜助劑60-100份、消泡劑30-70、納米碳酸鈣1200-3500份、精細重鈣0-700份、重鈣0-1500 份、滑石粉550-1100份、高嶺土 800-1250份、纖維素20-40份、乳液1000-1800份、流平劑 20-50份和增稠劑60-90份。
2.權利要求1中所述的一種納米碳酸鈣涂料的生產工藝包括如下步驟(1)、將潤濕劑、分散劑、防腐劑、防凍劑、PH值調節劑、成膜助劑、消泡劑依次投入水中 (水的用量為總水量-預制納米碳酸鈣漿料的含水量)，在5-35°C溫度下用直徑30cm的分散盤以每分鐘1000-1800轉的速度在分散罐中進行高速分散5-10分鐘，制成助劑的水溶液；(2)、預制納米碳酸鈣漿料，預制方法為取1-2份的分散劑，溶于100份水中后，再投入 100-150份納米碳酸鈣，制成固含量為50-60%的納米碳酸鈣預制漿液；(3)、按固含量為標準取用納米碳酸鈣預制漿液，投入步驟(1)制成的助劑水溶液中后，再依次投入精細重鈣、重鈣、滑石粉、高嶺土，在5-35°C溫度下用直徑30cm的分散盤以每分鐘1000-2000轉的速度進行高速分散20-40分鐘，制成漿液；(4)、將漿液砂磨后用泵打入調漆罐；(5)、將纖維素投入步驟(4)制成的漿液中，常溫下在調漆罐中每分鐘400-800轉的速度進行攪拌溶解后，投入乳液中每分鐘400-800轉的速度攪拌溶解，再依次緩慢加入消泡劑、流平劑、增稠劑，制成成品。
全文摘要
本發明公開了一種納米碳酸鈣涂料及生產工藝，納米碳酸鈣涂料是由軟水、潤濕劑、分散劑、防腐劑、防凍劑、pH值調節劑、成膜助劑、消泡劑、納米碳酸鈣、精細重鈣、重鈣、滑石粉、高嶺土、纖維素、乳液、流平劑和增稠劑組成，納米碳酸鈣涂料的生產工藝包括如下步驟(1)預制納米碳酸鈣漿料；(2)制成助劑的水溶液；(3)按固含量為標準取用納米碳酸鈣預制漿液，制成漿液；(4)將漿液砂磨后用泵打入調漆罐；(5)將纖維素投入步驟(4)制成成品。有益效果1、提高涂料性能；2、提高屏蔽作用；3、強化防護能力；4、增強抗茵、除臭功效；5、降低產品成本。
文檔編號C04B26/10GK102351464SQ201110190039
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者胡友冬 申請人:胡友冬