專利名稱：一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及建筑涂料領(lǐng)域，特別涉及一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，我國建筑涂料普遍存在產(chǎn)品檔次低，壽命短，易沾污、耐候性差等不足。耐候性差及易沾污等技術(shù)問題能否得到解決是外墻涂料能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。
隨著人們生活水平的提高，對(duì)建筑涂料提出了更高的要求。要求建筑涂料不僅具有裝飾功能，同時(shí)還具有殺菌消毒、凈化空氣、防輻射等新功能。
納米二氧化鈦化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐氧化、安全無毒、使用壽命長，在光和水的條件下，其價(jià)帶上的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，在價(jià)帶上產(chǎn)生空穴，自由電子-空穴對(duì)可使氧和水活化，產(chǎn)生具有很高反應(yīng)活性的活性氧和OH自由基，對(duì)空氣中的有害氣體(氮氧化物、二氧化硫、甲醛、苯、氨、丙酮等)和細(xì)菌有很強(qiáng)的降解作用，從而賦予涂料良好的抗菌性及凈化空氣性能。納米二氧化鈦在光照條件下，可在其表面形成均勻分布的親水微區(qū)(納米尺度的)，可將油性污染物與表面隔絕，不易在表面積聚，極易清洗，甚至可被雨水等沖刷干凈，使涂料具有自清潔性，當(dāng)停止光照，重新恢復(fù)疏水結(jié)構(gòu)。納米二氧化鈦是一種很好的紫外線屏蔽劑，可以大幅度提高涂料的耐老化性能。
將納米二氧化鈦應(yīng)用于涂料中是二者的完美結(jié)合，為開發(fā)新型的、有競爭力的涂料開辟了一條新的途徑。
但是納米二氧化鈦粒徑小，比表面能高，在涂料中非常容易團(tuán)聚或被其它填料、顏料包埋。能否制得高性能納米二氧化鈦涂料的關(guān)鍵因素有一是要很好解決納米二氧化鈦在涂料的中的分散問題，使其在涂料中仍能保持納米級(jí)狀態(tài)；二是涂料配方中各組分的合理搭配及生產(chǎn)工藝的控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料及其制備方法，該涂料不僅能解決現(xiàn)有涂料耐沾污性差、耐候性差、不環(huán)保等技術(shù)問題，同是賦予涂料自清潔、殺菌消毒、凈化空氣等新功能，是一種多功能綠色環(huán)保涂料。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料，其是按照如下配方制作的水50-300公斤； 分散劑5-12公斤；潤濕分散劑0.1-1公斤 消泡劑1-5公斤；增稠劑1-20公斤；流平劑1-15公斤；成膜助劑5-15公斤； 硅灰石粉0-150公斤鈦白粉30-300公斤；立德粉0-150公斤；超細(xì)硅酸鋁10-50公斤； 滑石粉0-100公斤；輕質(zhì)碳酸鈣0-250公斤； 重質(zhì)碳酸鈣0-150公斤；納米二氧化鈦分散液10-100公斤；基料100-500公斤其中，分散劑、潤濕分散劑、消泡劑、增稠劑、流平劑和成膜助劑為配制涂料經(jīng)常采用的產(chǎn)品，譬如分散劑包括日本諾普科公司的SN-DISPERSANT系列分散劑，美國羅門哈斯公司的OROTAN系列分散劑，德國畢克化公司的Disperbyk系列分散劑，漢高公司的Texaphor系列分散劑、Hydropalat系列分散劑，德謙企業(yè)股份有限公司的DP系列分散劑，荷蘭埃夫卡助劑EFKA系列分散劑，EFKA-POLYMER系列分散劑、EFKA-LP系列分散劑，德國迪高公司的Dispers系列分散劑等；消泡劑包括漢高公司的FOAMSTAR系列消泡劑，德國畢克化公司的BYK系列消泡劑，荷蘭埃夫卡助劑的EFKA系列消泡劑等；增稠劑包括美國羅門哈斯公司的Acrysol系列增稠劑、纖維素醚增稠劑，勁輝公司的Rheolate增稠劑系列等；流平劑為美國羅門哈斯公司RM系列流平劑、勁輝公司的Rheolate系列流平劑等；成膜助劑為伊士曼公司的Texanol醇酯、漢高公司的Filmer系列成膜助劑等；潤濕分散劑為漢高公司的PE系列潤濕分散劑。
鈦白粉為白色的，作為顏料的代表，如果需要配制其它顏色的涂料，則再向該配方中增加其它顏色的顏料。
基料為純丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一種或者其任意的混合物。
所述的納米二氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、混晶型和非晶型。
上述的綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料的制備方法為(1)按配方制備納米二氧化鈦分散液；(2)將納米二氧化鈦分散液、成膜助劑、濕潤分散劑、分散劑、流平劑、消泡劑、水、鈦白粉、立德粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石粉、輕質(zhì)碳酸鈣及重質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌，轉(zhuǎn)速控制在1000～2000r·min-1，攪拌20-60min，得漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機(jī)或三輥機(jī)研磨至適當(dāng)細(xì)度；(4)將基料加入到上述漿料中，添加增稠劑到一定的粘度即可得到產(chǎn)品。
上述的步驟(3)中，研磨的細(xì)度要求≤60μ(外墻涂料)，或者是≤50μ(內(nèi)墻涂料)。
上述的步驟(4)中，要求控制粘度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，添加增稠劑到斯托莫粘度90-110K。
上述的納米二氧化鈦光催化液，是按照下述各組分的重量百分比配制的納米二氧化鈦0.5％-40％；分散劑 0.01％-40％；水 20％-99.49％。
本發(fā)明很好地解決了納米二氧化鈦在涂料中易團(tuán)聚的技術(shù)難題，使其在水作為主要溶劑的涂料中仍能保持納米級(jí)狀態(tài)，制得的涂料不僅具有優(yōu)異的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性，同時(shí)還具有自清潔、抗菌性和凈化空氣等新功能，是一種性價(jià)比高的新型多功能綠色環(huán)保涂料，可廣泛應(yīng)用于家庭、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、高檔賓館、商業(yè)大樓的裝潢。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一本實(shí)施例制備的配方為自來水300公斤； 分散劑8公斤；消泡劑4公斤；增稠劑20公斤；流平劑10公斤； 成膜助劑15公斤；潤濕分散劑0.2公斤苯丙乳液150公斤鈦白粉60公斤； 超細(xì)硅酸鋁20公斤；滑石粉80公斤； 立德粉140公斤；重質(zhì)碳酸鈣100公斤； 輕質(zhì)碳酸鈣100公斤；納米二氧化鈦分散液40公斤。
其具體的制備方法為(1)將混合均勻的納米二氧化鈦分散液、成膜助劑、流平劑、分散劑、潤濕分散劑、消泡劑、水、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、立德粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1200r/min，攪拌30min，得漿料；
(2)將上述漿料經(jīng)砂磨機(jī)或三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ；(3)苯丙乳液基料加到上述漿料中，添加增稠劑到斯托莫粘度100K，即可得到產(chǎn)品。
其中其納米二氧化鈦分散液是按照如下的重量配比制作的納米二氧化鈦5％分散劑 5％水 90％。
實(shí)施例二本實(shí)施例制備的配方為自來水100公斤； 分散劑5公斤；消泡劑1公斤；增稠劑1公斤；流平劑1公斤；成膜助劑5公斤；潤濕分散劑0.5公斤 醋丙乳液400公斤超細(xì)硅酸鋁10公斤； 鈦白粉300公斤；滑石粉40公斤； 立德粉20公斤；重質(zhì)碳酸鈣50公斤； 輕質(zhì)碳酸鈣50公斤；納米二氧化鈦分散液10公斤。
其具體的制備方法為(1)將混合均勻的納米二氧化鈦分散液、潤濕分散劑、成膜助劑、流平劑、分散劑、消泡劑、水、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、立德粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1200r/min，攪拌20min，得漿料；
(2)將上述漿料經(jīng)砂磨機(jī)或三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤50μ；(3)醋丙乳液基料加入到上述漿料中，添加增稠劑到斯托莫粘度為95K，即可得到產(chǎn)品。
其中其納米二氧化鈦分散液是按照如下的重量配比制作的納米二氧化鈦 40％分散劑 20％水 40％。
實(shí)施例三本實(shí)施例制備的配方為自來水100公斤；分散劑12公斤；消泡劑5公斤； 增稠劑15公斤；流平劑15公斤； 成膜助劑10公斤；潤濕分散劑1公斤；純丙乳液300公斤納米二氧化鈦分散液100公斤；鈦白粉100公斤；滑石粉100公斤；超細(xì)硅酸鋁50公斤；硅灰石粉120公斤； 輕質(zhì)碳酸鈣130公斤。
其具體的制備方法為(1)將混合均勻的納米二氧化鈦分散液、潤濕分散劑、成膜助劑、流平劑、分散劑、消泡劑、水、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石粉、輕質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在2000r/min，攪拌40min，得漿料；(2)將上述漿料經(jīng)砂磨機(jī)或三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤60μ；
(3)將純丙乳液基料加入到上述漿料中，添加增稠劑到粘度為98K(斯托莫粘度)即可得到產(chǎn)品。
其中其納米二氧化鈦分散液是按照如下的重量配比制作的納米二氧化鈦1％分散劑 1％水 98％。
上述的產(chǎn)品能夠很好地解決了納米二氧化鈦易團(tuán)聚的技術(shù)難題，使其在水作為主要溶劑的涂料中仍能保持納米級(jí)狀態(tài)，不僅具有優(yōu)異的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性，同時(shí)還具有自清潔、抗菌性、防輻射和凈化空氣等新功能，是一種的多功能新型綠色環(huán)保涂料。
權(quán)利要求
1.一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料，其是按照如下配方制作的水50-300公斤； 分散劑5-12公斤；潤濕分散劑0.1-1公斤 消泡劑1-5公斤；增稠劑1-20公斤； 流平劑1-15公斤；成膜助劑5-15公斤； 硅灰石粉0-150公斤；鈦白粉30-300公斤； 立德粉0-150公斤；超細(xì)硅酸鋁10-50公斤；滑石粉0-100公斤；輕質(zhì)碳酸鈣0-250公斤；重質(zhì)碳酸鈣0-150公斤；納米二氧化鈦分散液10-100公斤；基料100-500公斤；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料，其特征為所述的基料為純丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一種或者其任意的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料，其特征在于納米二氧化鈦分散液是預(yù)先制備的，由納米二氧化鈦、分散劑和水組成，各組分重量百分比如下納米二氧化鈦0.5％-40％；分散劑 0.01％-40％；水 20％-99.49％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料，其特征在于所述的納米二氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、混晶型和非晶型。
5.一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料的制備方法，其特征在于其制備步驟為(1)制備納米二氧化鈦分散液；(2)將納米二氧化鈦分散液、成膜助劑、濕潤分散劑、分散劑、流平劑、消泡劑、水、鈦白粉、立德粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石粉、輕質(zhì)碳酸鈣及重質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌，得到漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機(jī)或三輥機(jī)研磨至適當(dāng)細(xì)度；(4)將基料加入到上述漿料中，添加增稠劑到適當(dāng)?shù)恼扯燃纯傻玫疆a(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料的制備方法，其特征在于制備漿料時(shí)，將納米二氧化鈦分散液、分散劑、濕潤分散劑、成膜助劑、流平劑、消泡劑、水、鈦白粉、立德粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣混合攪拌時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在1000～2000r·min-1，攪拌20-60min，得漿料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料的制備方法，其特征在于添加增稠劑到斯托莫粘度為90-110K即可。
全文摘要
本發(fā)明是一種多功能綠色環(huán)保納米二氧化鈦涂料及其制備方法，該涂料不僅能解決現(xiàn)有涂料耐沾污性差、耐候性差、不環(huán)保等技術(shù)問題，同時(shí)賦予涂料自清潔、殺菌消毒、凈化空氣等新功能，是一種多功能綠色環(huán)保涂料。該涂料由鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、納米二氧化鈦分散液、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、立德粉、滑石粉、分散劑、潤濕分散劑、增稠劑、消泡劑、成膜助劑、流平劑、水、乳液基料等組成，制備工藝簡單，性價(jià)比高，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09D183/04GK1583907SQ200410027589
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者李榮先, 陳麗瓊 申請(qǐng)人:深圳清華大學(xué)研究院, 陳麗瓊