專利名稱：水性復合型納米涂料及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品，尤其涉及一種涂裝水泥、沙灰、砂漿混凝土、石板、玻璃、木材、鋼鐵、鉛、鋅，以及以堿金屬硅酸鹽為基材等各種物面的水性復合型納米涂料及其制備工藝。
背景技術：
目前用于涂裝水泥、沙灰、砂漿混凝土、石板、玻璃、木材、鋼鐵、鉛、鋅以及以堿金屬硅酸鹽為基材的涂料有多種類型。中國專利99119534.5公開了“一種環(huán)保型建筑內(nèi)墻瓷漆涂料及其制備方法”該專利中成膜物主要由聚乙烯醇經(jīng)有機醛交聯(lián)而成，再配以各種助劑而成；另一類則是聚丙烯酸類成膜物配以各種助劑而成。兩類涂料各有利敝第一類涂料因有醛特別是甲醛作原料而有損人體健康；第二類涂料則在施工中有泛堿現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前市售室內(nèi)外墻體及石板、玻璃、木材、金屬涂料存在毒性大或泛堿現(xiàn)嚴重的問題，本發(fā)明提供一種無毒、防水、防火、防霉、耐堿、施工性能好的水性復合型納米涂料及其制備工藝。本發(fā)明技術方案是以下述方式實現(xiàn)的一種水性復合型納米涂料它由基料、體質顏料、增強劑、助劑、除離子水復配而成，其各組份質量份數(shù)分別為110-136份、61-79份、60-69份、18份-31份、50-60份，基料包括丙稀酸乳液、膠體硅；增強劑包括活性納米鈣、納米鈦白粉。
丙稀酸乳液包括BA200-BA206；丙稀酸乳液與膠體硅質量份數(shù)之比為80-100∶30-36。
體質顏料包括無機礦石粉。
無機礦石粉包括輕質碳酸鈣、硅灰石粉、超細硅酸鋁、云母粉，金紅石鈦白粉；無機礦石粉各質量份數(shù)比為15-20∶32-40∶32-40∶10-14∶16-20∶35-45。
增強劑各組份質量份數(shù)為活性納米鈣納米鈦白粉＝58-65∶2-4。
助劑主要包括常用涂料助劑、納米防霉殺菌劑。
助劑包括ZZ413異丁酯(Texanol)、流平劑D-105、DA分散劑、納米防霉殺菌劑、防凍劑、OP-10、消泡劑、增稠劑；ZZ413異丁酯(Texanol)∶流平劑D-105∶DA分散劑∶納米防霉殺菌劑為4-6∶4-8∶3-6∶0.5-1(質量份數(shù))；防凍劑、消泡劑、增稠劑適量。
本發(fā)明的制備工藝為(1)按配方量將膠體硅和丙稀酸乳液，經(jīng)攪拌混合均勻后，即是基料。
(2)按配方量在另一反應釜內(nèi)先加入去離子水，再加入分散劑，乙二醇，消泡劑、乳化劑、攪拌均勻后，按配方順序加入所有體質顏料，經(jīng)攪拌分散均勻后，經(jīng)砂磨機研磨至60-80微米以下即可。
(3)、將(2)和增強劑納米鈦白粉和納米鈣加入已配制好的基料膠中，攪拌中加入納米防霉殺菌劑和增稠劑，混溶攪拌均勻后，即為成品。
丙稀酸乳液包括BA200-BA206；丙稀酸乳液與膠體硅質量份數(shù)之比為80-100∶30-36。
體質顏料包括輕質碳酸鈣、硅灰石粉、超細硅酸鋁、云母粉，金紅石鈦白粉；體質顏料各質量份數(shù)比為15-20∶32-40∶32-40∶10-14∶16-20∶35-45。
增強劑各組份質量份數(shù)為活性納米鈣納米鈦白粉＝58-65∶2-4。
助劑主要包括ZZ413異丁酯(Texanol)、流平劑D-105、DA分散劑、納米防霉殺菌劑、防凍劑、OP-10、消泡劑、增稠劑；ZZ413異丁酯(Texanol)∶流平劑D-105∶DA分散劑∶納米防霉殺菌劑為4-6∶4-8∶3-6∶0.5-1。
本發(fā)明中膠體硅的分子式為H2SIO3是以SiO為基本單位在水中的分散體。其膠團顆粒細微，粒徑范圍一般在5～40nm，即處于納米尺度，是一種常溫自干成膜，性能優(yōu)良的硅酸溶膠，成膜后形成體形網(wǎng)狀結構，一旦成膜就不再溶解。它不但耐水性好，滲透力強，還能與水泥、白灰墻面等堿性底材在養(yǎng)護期析出的Cao.Ca((OH)2等堿性物質發(fā)生配位反應，使涂膜和底材形成一體，可有效地防止因底材返堿而出現(xiàn)的“白花”現(xiàn)象，生成細密而堅硬的涂膜，所以它能在PH值高于10以上的高堿性底材上施工，而其它任何涂料都必須在PH值小于10以下的底材上方能施工，否則返堿、褪色、脫落在所難免。本涂料中經(jīng)過BA-200共聚物乳化液與硅酸溶膠結合在一起形成軟凝聚物，不但增加了涂料的粘度并能使涂料有很好的懸浮性，有效地改善了涂料的儲存穩(wěn)定性和施工性，施工后使硅酸溶膠所形成的堅硬涂膜增加了韌性，克服了硅酸溶膠成膜硬的敝病，涂膜的抗沖擊力大大加強。
涂料中的填料是多種無機白色難溶物的無機化工原料，它能固定在硅酸溶膠和BA-201共聚物乳化液相結合所形成的立體網(wǎng)狀結構中，像無數(shù)爪子伸進水泥、白灰墻面的毛細孔中，牢牢的和墻體結合在一起永不剝落。它的又一先進之處是不像其他涂料由于堿性底材的原因，必須封閉底漆、中涂漆、罩面漆三組合，經(jīng)三道工序施工，而本涂料是合三為一施工方便、省工、省時，成膜后的耐候性極強。
涂料中添加10％-15％的無機納米材料(無機納米活性，碳酸鈣)，它不僅僅是涂料的增強劑，與BA-201共聚物乳化液相結合使涂料有優(yōu)良的濕涂性，突破了涂料施工底材水分必須少于10％以下方可進行施工的戒律，并使涂料的抗凍性能大大加強，涂料行業(yè)的施工要領規(guī)定，必須在5℃以上的環(huán)境中方可施工，而本涂料施工溫度不低于-5℃仍可施工，本復合型納米抗凍涂料，可以在-25℃的低溫中正常施工而不結冰，低溫中仍能自干成膜。由于納米防霉殺菌劑的加入，經(jīng)測試，對各種霉菌的殺抑率達99.8％以上。涂料成膜后既是常期在潮濕多雨的環(huán)境中也永遠不會霉變而使涂膜受到破壞，并利用納米材料的超雙界面的物性原理，有效地排除粉塵，水分及油污的侵入，使墻體有良好的自潔能力。利用納米材料的光催化技術對空氣中的有毒氣體有強烈的分解、消除功能。
本發(fā)明的積極效果是(1)無毒、無味、氣味清新、不含鉛、汞之類的有害物質。
(2)防水、不燃、涂膜堅韌光滑，耐老化在15年以上。
(3)在干、濕的基底上均可施工，并可在堿性高于PH值10以上的墻體上施工，抑制了堿分的溶出，從而改善了涂膜的泛白性能。
(4)由于含有改性基料乳化液和混合無機填料，消除了涂膜裂紋，并能和墻體上水泥和白灰等涂層產(chǎn)生配位反應，形成一體，脫落現(xiàn)象不會發(fā)生。
(5)利用納米材料獨特的光催化技術對空氣中的有毒氣體如甲醛氨氣等有強烈的分解、消除作用。
(6)利用納米材料的超雙界面物性原理，有像荷葉一樣的雙疏功能，有效地排除水分、油污以及粉塵的侵入，使墻體有良好的自潔性能。
(7)經(jīng)測試，對各種霉菌的殺抑率達99.8％以上，有長期的防霉，防藻的效果。
(8)使用范圍廣，可用于涂裝多種物面。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例一(二)配方(質量、份)基料BA-201共聚乳化液80膠體硅 30體質顏料輕質炭酸鈣 15硅灰石粉40重晶石粉40超細硅酸鋁 14云母粉 20金紅石鈦白粉35增強劑活性納米鈣 58日產(chǎn)納米鈦白粉 2助劑ZZ413異丁酯(Texanol)4流平劑D-105 4DA分散劑3OP-10 0.3防凍劑(乙二醇) 6納米防霉殺菌劑 0.5消泡劑 0.25增稠劑 0.6去離子水60制備工藝如下(1)按配方量將膠體硅和BA-201共聚物乳化液，經(jīng)高速攪拌40-60分鐘，混合均勻后，即是基料。
(2)按配方量在另一反應釜內(nèi)先加入去離子水，再加入DA分散劑，乙二醇，消泡劑、乳化劑、攪拌均勻后，按配方順序加入所有體質顏料，經(jīng)高速、中速、低速攪拌分散均勻后，經(jīng)砂磨機研磨至60微米以下即可。
(3)、將(2)和增強劑納米鈦白粉和納米鈣加入已配制好的基料中，攪拌中加入納米防霉殺菌劑和增稠劑，混溶攪拌均勻后，即為成品。
本涂料可用刷涂、噴涂、輥涂等常用方法施工，適用于涂裝水泥、沙灰、砂漿混凝土、石板、玻璃、木材、鋼鐵、鉛、鋅，以及以堿金屬硅酸鹽為基材的各種物面。
實施例二二)配方(質量、份)基料BA-201共聚乳化液 100膠體硅36體質顏料輕質炭酸鈣20硅灰石粉 40重晶石粉 40超細硅酸鋁14云母粉20金紅石鈦白粉 45增強劑 45活性納米鈣65日產(chǎn)納米鈦白粉4助劑ZZ413異丁酯(Texanol) 6流平劑D-105 8DA分散劑 6OP-10 0.9防凍劑(乙二醇)6～9納米防霉殺菌劑(舟山日月化工廠產(chǎn)) 1消泡劑0.25增稠劑0.6去離子水 50～60制備工藝同實施例一。
本發(fā)明不同于水溶性乳膠型納米涂料和其他涂料，是建筑行業(yè)中涂料的新品種。它是由經(jīng)過BA-201共聚物乳化液和膠體硅、相結合作為基料，粉狀無機化工原料輕質鈣，硅灰石、硅酸鎂、重晶石，超細硅酸鋁為體質顏料，鈦白粉，氧化鐵系列顏料為著色顏料，日產(chǎn)納米鈦白粉，山西蘭花華明納米材料有限公司產(chǎn)活性納米碳酸鈣為增強處理劑，添加舟山日月化工廠產(chǎn)品的納米防霉劑及成膜助劑，經(jīng)交聯(lián)反應配制而成。
權利要求
1.一種水性復合型納米涂料，它由基料、體質顏料、增強劑、助劑、除離子水復配而成，其各組份質量份數(shù)分別為110-136份、61-79份、60-69份、18份-31份、50-60份，基料包括丙稀酸乳液、膠體硅；增強劑包括活性納米鈣、納米鈦白粉。
2.根據(jù)權利要求1所述的水性復合型納米涂料，其特征在于丙稀酸乳液包括BA200-BA206；丙稀酸乳液與膠體硅質量份數(shù)之比為80-100∶30-36。
3.根據(jù)權利要求2所述的水性復合型納米涂料，其特征在于體質顏料為無機礦石粉。
4.根據(jù)權利要求3所述的水性復合型納米涂料，其特征在于無機礦石粉包括輕質碳酸鈣、硅灰石粉、超細硅酸鋁、云母粉，金紅石鈦白粉；
5.根據(jù)權利要求4所述的水性復合型納米涂料，其特征在于無機礦石粉各質量份數(shù)比為15-20∶32-40∶32-40∶10-14∶16-20∶35-45。
6.根據(jù)權利要求1-5所述的水性復合型納米涂料，其特征在于增強劑各組份質量份數(shù)為活性納米鈣∶納米鈦白粉＝58-65∶2-4。
7.根據(jù)權利要求6所述的水性復合型納米涂料，其特征在于助劑主要包括常用涂料助劑、納米防霉殺菌劑。
8.根據(jù)權利要求7所述的水性復合型納米涂料，其特征在于常用助劑包括ZZ413異丁酯(Texanol)、流平劑D-105、DA分散劑、納米防霉殺菌劑、防凍劑、OP-10、消泡劑、增稠劑；ZZ413異丁酯(Texanol)∶流平劑D-105∶DA分散劑∶納米防霉殺菌劑為4-6∶4-8∶3-6∶0.5-1(質量份數(shù))。(最主要)
9.根據(jù)權利要求5所述的水性復合型納米涂料，其特征在于防凍劑、消泡劑、增稠劑適量。
10.根據(jù)權利要求1-9所述的水性復合型納米涂料制備工藝如下(1)按配方量將膠體硅和丙稀酸乳液，經(jīng)攪拌，混合均勻后，即是基料。(2)按配方量在另一反應釜內(nèi)先加入去離子水，再加入助劑、攪拌均勻后，按配方順序加入所有體質顏料，經(jīng)攪拌分散均勻后，經(jīng)砂磨機研磨至60-20微米即可。(3)、將(2)和增強劑納米鈦白粉和納米鈣加入已配制好的基料膠中，攪拌中加入納米防霉殺菌劑和增稠劑，混合攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性復合型納米涂料及其制備工藝，它由基料、體質顏料、增強劑、助劑、去離子水復配而成，各組份質量份數(shù)分別為110－136份、61－79份、60－69份、18份－31份、50－60份，基料包括丙稀酸乳液、膠體硅；增強劑包括活性納米鈣、納米鈦白粉。本涂料防水、不燃、涂膜堅韌光滑，耐老化在15年以上；抑制堿分的溶出，改善了涂膜的泛白性能；消除涂膜裂紋，和墻體上水泥和白灰等涂層產(chǎn)生配位反應，利用納米材料獨特的光催化技術對空氣中有毒氣體如甲醛氨氣等有強烈分解、消除作用；利用納米材料的超雙界面物性原理，有像荷葉一樣的雙疏功能，有效排除水分、油污以及粉塵的侵入，使墻體有良好的自潔性能；經(jīng)測試，對各種霉菌的殺抑率達99.8％以上。
文檔編號C09D5/02GK1434087SQ0311857
公開日2003年8月6日 申請日期2003年1月27日 優(yōu)先權日2003年1月27日
發(fā)明者陳東阜, 陳新州 申請人:陳新州