專利名稱：乳膠漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種乳膠漆及其制備方法，特別是丙烯酸乳液體系的外墻乳膠漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
乳膠漆是不采用有機(jī)溶劑，而以水為分散介質(zhì)和稀釋劑的一種水性涂料，具有節(jié)能、無污染、無火災(zāi)隱患的特點(diǎn)，是一種環(huán)保型建筑裝飾涂料。乳膠漆產(chǎn)品種類較多，一般都以樹脂基材料及顏料、填料及其他助劑分散在水性稀釋劑中而成，其中樹脂基材料普遍采用苯乙烯改性丙烯酸乳液或純丙烯酸乳液，高性能的乳膠漆則采用有機(jī)硅改性丙烯酸乳液。但乳膠漆普遍存在涂料涂膜不耐老化、易褪色、附著力低、儲(chǔ)存穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。為解決這個(gè)問題，專利申請?zhí)枮?1141358.1，發(fā)明名稱為“丙烯酸樹脂涂料的制備方法”的專利申請公開了在乳膠漆中添加了納米二氧化鈦而增強(qiáng)了其耐老化、抗紫外線幅射能力的技術(shù)，但這一方法只是將納米二氧化鈦添加在先行溶解了的丙稀酸樹脂中，其結(jié)果是在隔阻紫外線對乳膠漆中的顏料和填料的侵害上不完全。這一措施還沒有使涂料的耐老化性、保色性能、附著力等乳膠漆的重要指標(biāo)得到最大程度的改善。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要比較全面地隔阻紫外線對乳膠漆中的顏料和填料的侵害，以提供一種抗老化、保色性能和附著力都更為良好的乳膠漆，并提供這種乳膠漆的制備方法。
本發(fā)明提供的乳膠漆，由樹脂基材料、顏料、填料、各種助劑等和水組成，其中顏料的表面包敷有無機(jī)納米材料，填料的表面也包敷有無機(jī)納米材料。所說的無機(jī)納米材料包括納米氧化硅、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鐵等具有抗紫外線性能的納米粉體材料。
本發(fā)明提供的乳膠漆，其中包敷在顏料和填料表面的無機(jī)納米材料本身的表面還包敷有有機(jī)酯類物質(zhì)。所說的有機(jī)酯類物質(zhì)是偶聯(lián)劑，包括長鏈脂肪酸、硅烷、鈦酸酯偶聯(lián)劑等，如硬脂酸、KH550、KH560、KH570，鈦酸丁酯、二甲基二氯硅烷等。在無機(jī)納米材料表面包敷有機(jī)酯類物質(zhì)是用以改善納米材料與樹脂基材料的親和分散性能和與顏料及填料之間的鍵合作用。
本發(fā)明提供的乳膠漆，還添加了0.5-1％的表面活性劑，其目的是用來改善納米材料在樹脂基材料中的分散效果和分散穩(wěn)定性的。
本發(fā)明提供的乳膠漆的制備方法，是將樹脂基材料、顏料、填料、各種助劑等分別均勻在分散在水中，其中顏料和填料在使用前要與無機(jī)納米材料一起在常溫下進(jìn)入球磨機(jī)作高能球磨1-6小時(shí)，最佳時(shí)間為4小時(shí)。經(jīng)過這一方法，使在顏料、填料粉體表面包敷上無機(jī)納米材料。
本發(fā)明提供的乳膠漆的制備方法，其中無機(jī)納米材料的使用量是加入球磨機(jī)的顏料與填料總重量的1-30％。而所選用的無機(jī)納米材料是尺度介于0.1-100納米之間、比表面積大于40平方米/克，同時(shí)紫外線屏蔽率大于80％的無機(jī)納米粉體材料，如納米氧化硅、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鐵等，在使用中可選用其中一種或多種無機(jī)納米材料。
本發(fā)明提供的乳膠漆的制備方法，用以包敷顏料、填料粉體表面的無機(jī)納米材料本身在使用前要先在無機(jī)納米材料表面包敷上有機(jī)酯類物質(zhì)。其方法是，以噴霧的辦法將有機(jī)酯偶聯(lián)劑溶液加入到高速攪拌狀態(tài)下的無機(jī)納米材料中，使無機(jī)納米材料與有機(jī)酯偶聯(lián)劑溶液混合，然后通過升溫使無機(jī)納米材料與有機(jī)酯偶聯(lián)劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并去除溶劑。
本發(fā)明提供的乳膠漆的制備方法，其中與無機(jī)納米材料混合的有機(jī)酯偶聯(lián)劑溶液濃度為5％-20％(重量)，無機(jī)納米材料與有機(jī)酯偶聯(lián)劑溶液的重量比是10∶1-5，兩者混合時(shí)的攪拌速度大于2000轉(zhuǎn)/分鐘，溫度升到80-120攝氏度，混合操作時(shí)間為15-40分鐘。在無機(jī)納米材料表面包敷上有機(jī)酯類物質(zhì)的目的是使無機(jī)納米材料均勻包敷在顏料、填料粉體的表面，提高顏料、填料在樹脂基材料中的分散性能和與樹脂基材料的親和力，分散樹脂基材料局部產(chǎn)生的高負(fù)荷應(yīng)力和乳膠漆中各種粉體之間的較強(qiáng)的結(jié)合力，用以進(jìn)一步改善涂層的物理機(jī)械性能、提高漆膜的耐老化性能和改善涂層的外觀效果。
本發(fā)明提供的乳膠漆及其制備方法，將顏料、填料都包敷在無機(jī)納米材料之中，使顏料和填料都受到具有反射和/或吸收紫外線的無機(jī)納米材料的保護(hù)，同時(shí)又利用無機(jī)納米材料的小尺寸和高比表面積效應(yīng)，提高顏料和填料在乳膠漆中的分散性能、穩(wěn)定性能和與其他組分間的結(jié)合性能。本發(fā)明提供的乳膠漆，與已有技術(shù)相比耐老化性能提高了50％以上，粘結(jié)強(qiáng)度提高了20％以上，色彩保持耐久性提高了1-2倍。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的乳膠漆的采用市場上銷售的納米材料——納米氧化硅、納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米碳酸鈣等為改性原料，通過必要的分散工藝過程進(jìn)行充分的分散，進(jìn)而按照普通乳膠漆的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出改性了的耐老化、保色性良好的乳膠漆。
實(shí)施例一、用市場銷售的顆粒尺度為10納米左右的納米氧化硅，將其與濃度為15％的KH560水溶液按照10∶3的的比例噴霧攪拌30分鐘后，將溫度升高到90℃以上使兩者產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并去除溶劑水，獲得KH560包敷的納米氧化硅，再將該氧化硅與鈦白粉按照各占5％和95％的量混合后在球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨，獲得由KH570包敷的納米氧化硅再包敷在鈦白粉上的粉體材料。將該粉體材料按常規(guī)粉體材料的用法，按乳膠漆的制造工藝制造用納米材料改性耐老化保色乳膠漆。
一般以本實(shí)施例所獲得的粉體材料5-20份、丙烯酸體系乳液20-45份、其他粉體填料20-40份，成膜助劑2-5份，各類助劑1-4份，色漿少許，通過正常的生產(chǎn)工藝獲得改性產(chǎn)品。
實(shí)施例二、用市場銷售的顆粒尺度為20納米左右的納米氧化硅和納米氧化鈦材料混合后，將該混合的納米無機(jī)材料與10％的KH560水溶液按照1∶2的比例浸泡30分鐘后，將溫度升高到90℃以上去除溶劑水，獲得KH560包敷的納米材料混合物，再將它與鈦白粉和顏料混合，在球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨，獲得由KH560包敷的納米復(fù)合材料再包敷在鈦白粉及顏料上的粉體材料，將該粉體材料按常規(guī)粉體材料的用法制備乳膠漆。本實(shí)施例所提供的乳膠漆的配方如下TL-615改性苯丙乳液300份，TFE-2潤濕劑(江蘇日出集團(tuán))1.2份，納米SiOX-SP1-0210型6份，納米TiO2-SJ3(舟山明日納米材料有限公司)2份，碳十二醇酯(齊大科技責(zé)任有限公司)20份，乙二醇(如皋市金陵試劑廠)10份，氧化鈦R-902(杜邦公司)200份，增稠劑3份，分散劑(德國漢高)4.5份，調(diào)節(jié)助劑(美國安格斯)、其他助劑若干。
權(quán)利要求
1.一種乳膠漆，由樹脂基材料、顏料、填料、各種助劑等和水組成，其特征是所說的顏料的表面包敷有無機(jī)納米材料，填料的表面也包敷有無機(jī)納米材料。
2.如權(quán)利要求1所述的乳膠漆，其特征是包敷在顏料和填料表面的無機(jī)納米材料本身的表面還包敷有有機(jī)酯類物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的乳膠漆，其特征是還添加了0.5-1％的表面活性劑。
4.一種乳膠漆的制備方法，是將樹脂基材料、顏料、填料、各種助劑等分別均勻在分散在水中，其特征是所說的顏料和填料在使用前要與為顏料及填料總重量的1-30％的無機(jī)納米材料一起在常溫下進(jìn)入球磨機(jī)作高能球磨1-6小時(shí)
5.如權(quán)利要求4所述的乳膠漆的制備方法，其特征是所說的顏料和填料在使用前要與無機(jī)納米材料一起在常溫下進(jìn)入球磨機(jī)作高能球磨4小時(shí)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的乳膠漆的制備方法，其特征用以包敷顏料、填料粉體表面的無機(jī)納米材料本身在使用前要先以噴霧攪拌的辦法在無機(jī)納米材料表面包敷上有機(jī)酯類物質(zhì)以噴霧的辦法將濃度為5％-20％(重量)的有機(jī)酯偶聯(lián)劑溶液按無機(jī)納米材料與有機(jī)酯偶聯(lián)劑溶液的重量比為10∶1-5的比例，加入到攪拌速度大于2000轉(zhuǎn)/分鐘狀態(tài)下的無機(jī)納米材料中，然后將溫度升到80-120攝氏度，混合操作時(shí)間為15-40分鐘。
全文摘要
目前使用的乳膠漆在隔阻紫外線對乳膠漆中的顏料和填料的侵害上不完全。本發(fā)明提供的乳膠漆及其制備方法，以顏料和填料在使用前與無機(jī)納米材料一起在常溫下進(jìn)入球磨機(jī)作高能球磨的方法，在顏料和填料的表面都包敷有無機(jī)納米材料。使所獲得的乳膠漆，與已有技術(shù)相比耐老化性能提高了50％以上，粘結(jié)強(qiáng)度提高了20％以上，色彩保持耐久性提高了1－2倍。
文檔編號C09D7/00GK1552772SQ0314138
公開日2004年12月8日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者左美祥, 陳君飛, 陸愛萍, 朱洪芽, 馬全利 申請人:舟山格蘭特種涂料有限公司, 寧波格蘭納米科技有限公司