專利名稱：一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于內(nèi)外墻涂裝的環(huán)保型抗菌凈味健康乳膠涂料。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代高層建筑的興起，對(duì)涂料耐水性、抗老化性、抗玷污性和自清潔性能要求越來(lái)越高，對(duì)于長(zhǎng)期暴露在戶外的戶外裝飾和高層建筑，希望涂層具有優(yōu)異的抗玷污性，抗老化性和自清潔性能；同時(shí)，隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，要求涂料綠色化，對(duì)人民身體健康和環(huán)境無(wú)危害，且抗菌、殺菌、凈化空氣，因此，高性能、 綠色保健的水性涂料成為研究的重點(diǎn)。目前，綠色環(huán)保涂料、納米涂料已成了人們綠色消費(fèi)的一種新時(shí)尚，但是要完全徹底地符合人們的居住生活工作環(huán)境的健康安全要求，僅僅是環(huán)保還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)槿藗兙幼∩罟ぷ鞯沫h(huán)境，特別是大氣環(huán)境中滋生著很多危害人類身心健康的致病菌、病毒，以及因生產(chǎn)、生活中造成的有害氣體，使人頭昏、惡心、并產(chǎn)生多種疾病，嚴(yán)重影響人們健康和生活質(zhì)量。為此許多專利通過(guò)涂料組成的篩選、搭配和優(yōu)化，對(duì)涂料性能進(jìn)行了改進(jìn)，如中國(guó)專利CN01139937. 6，以聚乙烯醇、硅丙乳液、納米氧化物制備了抗菌、保健的生態(tài)乳膠漆，其涂料性能優(yōu)異，耐水性和耐洗擦性等性能明顯提高，揮發(fā)份含量較傳統(tǒng)乳膠漆有了較大的降低，但VOC仍高達(dá)326 434ppm。又如CN03126626. 6利用金紅石型鈦白粉和銳鈦型二氧化硅搭配，以硅丙乳液制備了超耐候、耐污的低污染涂料，自清潔性能好，力學(xué)性能優(yōu)良，但在抗菌、殺菌、凈化空氣方面仍顯不足。原因在于這些專利主要是通過(guò)添加納米型抗菌粒子對(duì)傳統(tǒng)涂料進(jìn)行改性，這些納米粒子在涂料配置、保存和使用中存在不同程度的分散性差、粒子大團(tuán)聚集和遷移問(wèn)題，從而難以發(fā)揮其作用，并造成涂料成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
為嘗試解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種環(huán)境友好抗菌涂料及其制備方法，利用一種無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液和納米金屬氧化物的雙重功能，賦予涂料高性能，且環(huán)保、殺菌和凈化空氣、除味、釋放負(fù)氧離子等多種功能。無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液包含納米二氧化鈦、氧化鋅、氧化銅、二氧化硅、碳酸鈣粒子，納米金屬氧化物包含銀、鋅、銅金屬氧化物納米粒子，從而使涂料具有優(yōu)異的涂裝性能和抗菌生態(tài)環(huán)保特性。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下。一種環(huán)境友好抗菌涂料，以100份計(jì)，包含以下組成的重量百分比為
無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯乳液25 35%
納米金屬氧化物I. 5 3. 5%
銳鈦型納米二氧化鈦I. O 4. 0%
三氧化二鋁O. 5 I. 5%
金紅石型鈦白粉12 25%重質(zhì)碳酸鈣. 6 10%
高嶺土5. O 10.0%
滑石粉4. O 8. 0%
聚丙烯酸鈉GA-40O. 30 O. 60%
偏磷酸鈉O. 25 O. 50%
聚硅氧烷 BYK-0220.15 O. 35%
羥乙基纖維素ER-4512O. 25 O. 45% 2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑 0.15 O. 40%
長(zhǎng)鏈烷基與聚醚共改性聚硅氧院共聚物 (流平劑 BD-3231)0.10 O. 30%
丙三醇O. 75 2. 5%
去離子水24 30%上述一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液是含固量45. O 55. 0%、由2. O 15. O %無(wú)機(jī)納米粒子和85. O 98. O %改性丙烯酸酯組成的核/殼結(jié)構(gòu)或多層核/殼結(jié)構(gòu)或互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)的復(fù)合物；無(wú)機(jī)納米粒子選自二氧化鈦、二氧化娃、氧化鋅、氧化銀、氧化銅和氧化錯(cuò)，粒徑為O. 02 O. 10 μ m之間；改性丙烯酸酯為有機(jī)硅-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、氟化物一丙烯酸酯、酰胺-丙烯酸酯、環(huán)氧-丙烯酸酯等聚合物；無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液的最低成膜溫度為_25°C至10°C，揮發(fā)份含量小于lOOppm。再進(jìn)一步，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液得核/殼結(jié)構(gòu)或多層核/殼結(jié)構(gòu)或互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)的復(fù)合物通常以分段式或種子乳液聚合過(guò)程制備，典型的多層核/殼結(jié)構(gòu)乳液制備過(guò)程包括以下步驟(I)將納米金屬氧化物加入到含有乳化齊U、分散劑的水溶液中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下升溫至一定溫度，滴加引發(fā)劑和乙烯基不飽和單體，對(duì)無(wú)機(jī)納米粒子進(jìn)行聚合物包覆；(2)半連續(xù)加入乳化劑、引發(fā)劑，以及功能單體、乙烯基不飽和單體，形成殼層；(3)半連續(xù)加入不飽和的有機(jī)硅氧烷單體或醋酸乙烯或不飽和氟化物或不飽和酰胺或不飽和環(huán)氧樹脂等，也可以和少量丙烯酸酯單體混合加入，反應(yīng)完全得到改性丙烯酸酯/無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合乳液；(4)必要時(shí)可以對(duì)改性丙烯酸酯/無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合乳液脫除殘余單體，然后加入氨水等堿性溶液，中和至pH為7. O 8. 5，過(guò)濾，得到無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液。進(jìn)一步，上述一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液與功能顏填料(包括納米金屬氧化物、銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I : O. 11 I : O. 24;再進(jìn)一步，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液與功能顏填料中納米金屬氧化物(不包括銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I O. 046 I : O. 127。再進(jìn)一步,上述一種環(huán)境友好抗菌涂料，所述的納米金屬氧化物選自納米氧化鋅、納米氧化銀、納米氧化銅中的一種或者混合物，納米金屬氧化物和銳鈦型納米二氧化鈦粒徑O. 03 O. 10 μ m之間，三氧化二鋁選自1000 1500目的過(guò)篩料。進(jìn)一步，上述一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液與顏填料(包括金紅石型鈦白粉、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土和滑石粉)的重量比為I : I I : I. 5。再進(jìn)一步，上述一種環(huán)境友好抗菌涂料，所述的金紅石型鈦白粉、高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣和滑石粉選自1000 1500目的過(guò)篩料。一種環(huán)境友好抗菌涂料的制備方法如下(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40)、偏磷酸鈉分散在去離子水中，高速攪拌加入納米金屬氧化物，銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二招，混合O. 5 I小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向⑴物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑、丙三醇和部分聚硅氧烷(BYK-022)、部分羥乙基纖維素(ER-4512)，高速攪拌O. 5 I小時(shí)，至細(xì)度小于50 μ m。
(3)向(2)物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液、流平劑BD-3231和剩余的聚硅氧烷(BYK-022)、羥乙基纖維素(ER-4512)，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，分散均勻后得到最終涂料。本發(fā)明的積極效果是(I)采用無(wú)機(jī)納米/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液、納米金屬氧化物和銳鈦型納米二氧化鈦、三氧化二鋁的搭配組合制備的功能涂料具有抗菌、殺菌、凈化空氣和產(chǎn)生負(fù)氧離子的作用；(2)可顯著提高涂料的附著力、漆膜耐洗刷性和耐堿性，漆膜強(qiáng)度、表面光潔度和漆膜遮蓋力高，具有自清潔、保健和抗污、抗靜電的生態(tài)效應(yīng)。
具體實(shí)施例方式以下介紹本發(fā)明一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的具體實(shí)施方式
。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。這些實(shí)施例只是用來(lái)做進(jìn)一步的說(shuō)明以方便理解本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)施例中的各組分加入量以100wt% (重量百分?jǐn)?shù))計(jì)。涂料配制在裝有可調(diào)攪拌器的釜中進(jìn)行。實(shí)施例I一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40)0. 60公斤、偏磷酸鈉O. 50公斤分散在27. 5公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. O公斤、納米氧化銅I. 2公斤,銳鈦型納米二氧化鈦I. O公斤和三氧化二鋁O. 5公斤，混合I小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉25公斤、重質(zhì)碳酸鈣6公斤、高嶺土 5公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 25公斤、丙三醇O. 8公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 25公斤，高速攪拌O. 5小時(shí)。(3)向⑵物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米二氧化鈦/有機(jī)硅-丙烯酸酯復(fù)合乳液35公斤，BD-3231流平劑O. 25公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 2公斤，繼續(xù)攪拌I小時(shí)得到最終成品。涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果見表I。實(shí)施例2
一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 40公斤、偏磷酸鈉O. 30公斤分散在28公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. O公斤、納米氧化銀I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦2. O公斤和三氧化二鋁O. 5公斤，混合I小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉18公斤、重質(zhì)碳酸鈣9公斤、高嶺土 5公斤、滑石粉4公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 40公斤、丙 三醇2. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 15公斤，高速攪拌O. 5小時(shí)。(3)向⑵物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米二氧化硅/有機(jī)硅-丙烯酸酯復(fù)合乳液27公斤，BD-3231流平劑O. 30公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 2公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. I公斤，繼續(xù)攪拌I小時(shí)得到最終成品。涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果見表I。實(shí)施例3一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 50公斤、偏磷酸鈉O. 25公斤分散在30公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. O公斤、納米氧化銀I. O公斤,納米氧化銅I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦I. 5公斤和三氧化二鋁O. 5公斤，混合O. 75小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉15. 5公斤、重質(zhì)碳酸鈣7公斤、高嶺土 8公斤、滑石粉7公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 30公斤、丙三醇O. 75公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 15公斤，高速攪拌O. 5小時(shí)。(3)向⑵物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米氧化鋯/有機(jī)硅-丙烯酸酯復(fù)合乳液25公斤，BD-3231流平劑O. 10公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 15公斤，繼續(xù)攪拌I小時(shí)得到最終成品。涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果見表I。實(shí)施例4一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 55公斤、偏磷酸鈉O. 4公斤分散在24公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. 5公斤,銳鈦型納米二氧化鈦4. O公斤和三氧化二招O. 5公斤，混合O. 5小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉12公斤、重質(zhì)碳酸鈣10公斤、高嶺土 6公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 15公斤、丙三醇2. 3公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 2公斤，高速攪拌O. 5小時(shí)。(3)向⑵物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米氧化鋅/有機(jī)硅-丙烯酸酯復(fù)合乳液33公斤，BD-3231流平劑O. 20公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 05公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 05公斤，繼續(xù)攪拌I小時(shí)得到最終成品。涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果見表I。實(shí)施例5一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 6公斤、偏磷酸鈉O. 5公斤分散在25公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅2. 5公斤,納米氧化銅I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦2. O公斤和三氧化二鋁I. O公斤，混合O. 75小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉15公斤、重質(zhì)碳酸鈣
7.5公斤、高嶺土 10公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 2公斤、丙三醇I. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 2公斤，高速攪拌O. 75小時(shí)。(3)向⑵物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米氧化銅/有機(jī)硅-丙烯酸酯復(fù)合乳液27. 65公斤，BD-3231流平劑O. 30公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. I公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 15公斤，繼續(xù)攪拌I小時(shí)得到最終成品。涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果見表I。實(shí)施例6一種環(huán)保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟
(I)取聚丙烯酸鈉(GA_40)0. 30公斤、偏磷酸鈉O. 50公斤分散在27. 5公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅O. 5公斤、納米氧化銀I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦
3.O公斤和三氧化二鋁I. 5公斤，混合I小時(shí)。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉15公斤、重質(zhì)碳酸鈣
6.4公斤、高嶺土 5公斤、滑石粉8公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 30公斤、丙三醇I. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 25公斤，高速攪拌I. O小時(shí)。(3)向(2)物料中慢慢加入無(wú)機(jī)納米二氧化鈦/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液28. 5公斤，BD-3231流平劑O. 25公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 2公斤，繼續(xù)攪拌I小時(shí)得到最終成品。涂料性能檢驗(yàn)結(jié)果見表I。表I實(shí)施例涂料性能
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好抗菌涂料，以100份計(jì)，包含以下組成的重量百分比為 無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯乳液25 35% 納米金屬氧化物I. 5 3. 5% 銳鈦型納米二氧化鈦L O 4. 0% 三氧化二鋁O. 5 I. 5% 金紅石型鈦白粉12 25%重質(zhì)碳酸鈣6 10% 高嶺土5. O 10.0% 滑石粉4. O 8. 0% 聚丙烯酸鈉GA-40O. 30 O. 60%。 偏磷酸鈉O. 25 O. 50% 聚硅氧烷 BYK-0220.15 O. 35% 羥乙基纖維素ER-4512O. 25 O. 45% 2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑 O. 15 O. 40% 長(zhǎng)鏈烷基與聚醚共改性聚硅氧烷共聚物 (流平劑 BD-3231)0.10 O. 30% 丙三醇O. 75 2. 5%去離子水24 30%
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液是含固量45. O 55. 0%、由2. O 15. O %無(wú)機(jī)納米粒子和85. O 98. 0%改性丙烯酸酯組成的核/殼結(jié)構(gòu)或多層核/殼結(jié)構(gòu)或互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)的復(fù)合物；無(wú)機(jī)納米粒子選自二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化銀、氧化銅和氧化鋯，粒徑為O.02 O. 10 μ m之間；改性丙烯酸酯為有機(jī)硅-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、酰胺-丙烯酸酯、環(huán)氧-丙烯酸酯等聚合物；無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液的最低成膜溫度為_25°C至0°C，揮發(fā)份含量小于lOOppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液與功能顏填料(包括納米金屬氧化物、銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I : O. 11 I : O. 24;所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液與功能顏填料中納米金屬氧化物(不包括銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I O. 046 I : O. 127。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述的納米金屬氧化物選自納米氧化鋅、納米氧化銀、納米氧化銅中的一種或者混合物，納米金屬氧化物和銳鈦型納米二氧化鈦粒徑O. 03 O. 10 μ m之間，三氧化二鋁選自1000 1500目的過(guò)篩料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液與顏填料(包括金紅石型鈦白粉、重質(zhì)碳酸鈣、高嶺土和滑石粉)的重量比為I : I I : I. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種環(huán)境友好抗菌涂料，其特征在于，所述的金紅石型鈦白粉、高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣和滑石粉選自1000 1500目的過(guò)篩料?！?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于內(nèi)外墻涂裝的環(huán)保型抗菌凈味健康乳膠涂料。該環(huán)境友好抗菌涂料由無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯乳液、納米金屬氧化物、銳鈦型納米二氧化鈦、三氧化二鋁和顏填料、增稠劑、分散劑、流平劑及成膜助劑組成；利用無(wú)機(jī)納米粒子/改性丙烯酸酯復(fù)合乳液和納米金屬氧化物的雙重功能，賦予涂料高性能，且環(huán)保、殺菌和凈化空氣、除味等功能。該涂料具有優(yōu)異的涂裝性能和抗菌生態(tài)環(huán)保特性。
文檔編號(hào)C09D5/02GK102964956SQ20121055831
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者米普科, 張軍輝, 米怡璇, 張軍旗, 許鵠飛, 許勝 , 趙 怡 申請(qǐng)人:上海滋普環(huán)?？萍加邢薰?br>