專利名稱：一種高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)、環(huán)保技術(shù)和抗菌防霉技術(shù)，具體為一種高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
乳膠漆是一種水性涂料，所含的有機(jī)揮發(fā)物很低，符合環(huán)境保護(hù)要求，屬于“綠色涂料”。從乳膠漆產(chǎn)生后得到了很大發(fā)展，人們不斷地想方設(shè)法從不同方面來提高乳膠漆的各項(xiàng)性能。納米材料的出現(xiàn)為乳膠漆性能的提高帶來了契機(jī)，如中國發(fā)明專利CN1277234A 公開了一種含0. 5 1. 5%硅基氧化物的建筑涂料，改進(jìn)了涂料的懸浮性、粘結(jié)強(qiáng)度、耐老化型及耐污染性。中國發(fā)明專利CN1287145A報道了一種用納米硅基氧化物、納米氧化鈦、 二氧化鈦、填料和乳液等植被的外墻納米漆，具有良好的耐污性，防霉、防藻和長效抗菌作用。但這兩種涂料的耐洗刷性通常只能達(dá)到10000次左右，且其貯存穩(wěn)定性也不太好。無機(jī)抗菌劑可分為金屬離子型和氧化物型兩大類。金屬離子型是指將抗菌性金屬離子(如Ag+、&!2+、Cu2+等)負(fù)載于各種礦物載體上制得具有抗菌殺菌作用的無機(jī)抗菌劑。 由于一些具有抗菌能力的金屬(如Hg、CdJb等)毒性較大，且都帶有一定顏色，限制了其使用范圍。氧化物型是指利用N型半導(dǎo)體材料(如Ti02、ai0、Fe203、W03等)在光催化作用下使其具有抗菌殺菌功能的無機(jī)抗菌劑。無機(jī)復(fù)合納米抗菌涂料具有對人體安全無毒、抗菌防霉能力強(qiáng)、抗菌范圍廣、氣味小、外觀顏色淺、熱穩(wěn)定性好、耐水洗、儲存期長，價格便宜，來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但納米粒子比表面積大，易發(fā)生團(tuán)聚，在溶液中有效分散較困難，如果沒有良好分散，在涂料中會失去應(yīng)有的作用，因此獲得一種穩(wěn)定分散的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料成為應(yīng)用的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料及其制備方法，具有良好貯存穩(wěn)定性、抗老化性、耐洗刷性等性能。本發(fā)明的技術(shù)方案是—種高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料，按重量百分比計，包括以下組分潤濕分散劑0. 5 5 % ；無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿0. 01 20 % ；疏水劑0. 5 10% ；負(fù)離子粉0. 5 10% ；成膜助劑0. 5 8% ；防沉劑0. 1 2% ；防凍劑0. 8 10% ； 消泡劑0. 1 3% ；顏料4 30% ；填料0 30% ；乳液15 45% ；增稠劑0. 1 4% ；流平劑0. 1 3% ；pH調(diào)整劑0 3% ；水0.5 45%。所述無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿含量優(yōu)選為0. 03 15%。所述無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿，由納米無機(jī)物、高分子分散劑和溶劑組成的懸浮液，經(jīng)過分散和研磨后形成高度均勻的分散體系；以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、納米氧化鈣等中的一種或一種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米濃縮漿。按重量百分比計，納米濃縮漿中，納米氧化鎂的含量為0. 1 40% (優(yōu)選為1 30% )，其它無機(jī)物含量為0. 01 40% (優(yōu)選為0. 03 30% )，高分子分散劑含量為0. 5 12% (優(yōu)選為 1 8% )，余量為溶劑。本發(fā)明中，無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿可以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、 納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、納米氧化鈣中的三種或三種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米濃縮漿。本發(fā)明中，無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿可以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、 納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、納米氧化鈣中的五種或五種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米濃縮漿。所述無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿的制備方法，利用納米氧化鎂和所述的一種或一種以上納米無機(jī)物在高分子分散劑和溶劑組成的溶液中形成的高度分散體系，制備一系列成分的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。以平均顆粒尺寸小于IOOnm的氧化鎂粉和平均顆粒尺寸小于 IOOnm的所述的一種或一種以上納米無機(jī)物為原料，按預(yù)定比例將其高速分散進(jìn)入高分子分散劑和溶劑組成的溶液中，分散速度為400 3000rpm(優(yōu)選為500 2500rpm)，分散時間為2 120min (優(yōu)選為5 60min)，混合物經(jīng)球磨20min 15h (優(yōu)選為40min 15h)， 形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。所述混合物的球磨方式為行星式、滾筒式或振動式球磨方法。其中的高分子分散劑是聚烯烴類、聚羧酸類、聚羧酸鹽類、聚丙烯酸類、聚丙烯酸鹽類、聚酯類、聚酯鹽類、聚酰胺類、聚酰胺鹽類、聚氨酯類、聚氨酯鹽類、聚醚類、聚醚鹽類、 聚酐類、聚硅氧烷類、聚氧乙烯類、聚氧丙烯類、馬來酸酐類、聚ε -己內(nèi)酮類、聚醇類、醇類中的一種或一種以上化合物。其中的溶劑是脂肪烴類、脂環(huán)烴類、芳香烴類、醇類、酮類、酯類、萜類、醇醚及醚酯類、取代烴類、水中的一種或一種以上化合物。本發(fā)明中，納米無機(jī)物的抗菌機(jī)理如下⑴納米氧化鎂氧化鎂極易水合，并在表面形成一層氫氧化鎂，溶解在溶液中的氧通過單電子還原反應(yīng)生成活性氧離子。氧化鎂的表面包覆一層氫氧根離子，由于氧氣在堿性環(huán)境中具有化學(xué)穩(wěn)定性，所以高濃度的活性氧離子得以在氧化鎂表面存在。而活性氧離子有強(qiáng)的氧化性，可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜壁的肽鍵結(jié)構(gòu)，從而迅速殺死細(xì)菌。另外，納米氧化鎂粒子可以產(chǎn)生破壞性吸附，也可能將細(xì)菌的細(xì)胞膜破壞。這樣的抗菌機(jī)理可以克服銀系抗菌劑作用慢、易變色和二氧化鈦系抗菌劑需要紫外線照射的不足。(2)納米氧化鋅在光照條件下，納米氧化鋅的抗菌是光催化和金屬離子溶出共同作用的結(jié)果，納米氧化鋅對金葡球菌的抗菌性強(qiáng)于大腸桿菌，原因是在近中性或弱堿性環(huán)境中，金葡球菌帶有更多的負(fù)電荷，帶正電荷納米氧化鋅更容易吸附到其表面，從而將其殺死；在無光照時，只是金屬離子溶出機(jī)理在起作用，納米粒子的粒徑越小，光催化效應(yīng)越強(qiáng)。(3)納米氧化鈦由于T^2電子結(jié)構(gòu)所具有的特點(diǎn)，使其受光時生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和氫氧自由基，攻擊有機(jī)物，達(dá)到降解有機(jī)污染物的作用。當(dāng)遇到細(xì)菌時，直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞，致使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物降解，以此殺滅細(xì)菌，并使之分解。一般常用的殺菌劑銀、銅等能使細(xì)菌細(xì)胞失去活性，但細(xì)菌殺死后，尸體釋放出內(nèi)毒素等有害的組分。 納米二氧化鈦不僅能影響細(xì)菌繁殖力，而且能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，達(dá)到徹底降解細(xì)菌， 防止內(nèi)毒素引起的二次污染，納米二氧化鈦屬于非溶出型材料，在降解有機(jī)污染物和殺滅菌的同時，自身不分解、不溶出，光催化作用持久，并具有持久的殺菌、降解污染物效果。(4)納米氧化銅納米氧化銅可抗細(xì)菌和真菌，納米氧化銅可很容易的混人到塑料、合成纖維、粘合劑和涂料等中，即使是在苛刻的環(huán)境中也可長期保持高活性，納米氧化銅對金黃色葡萄球菌和枯草桿菌均具有較好的抗菌作用。(5)納米氧化亞銅氧化亞銅作為一種低毒性的廣譜抗菌劑，主要靠釋放出銅離子與真菌或細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)中的-SH、-N2H、-C00H、-OH等基團(tuán)起作用而導(dǎo)致細(xì)菌死亡，不溶于有機(jī)溶劑和水，溶于稀無機(jī)酸(鹽酸、硫酸、硝酸)和氨中。在潮濕的空氣中易慢慢氧化成氧化銅，在干燥的空氣中穩(wěn)定。(6)納米氧化銀納米氧化銀釋放出帶正電荷的銀離子與細(xì)菌蛋白酶中帶負(fù)電荷的巰基發(fā)生反應(yīng)， 蛋白酶因巰基的喪失而迅速失去活性，從而導(dǎo)致細(xì)菌無法進(jìn)行分裂繁殖而被殺滅。當(dāng)菌體失去活性后，銀離子又會從菌體中游離出來，重復(fù)進(jìn)行殺菌活動，因此其抗菌效果持久。此外，銀離子還具有光催化作用。在光的作用下，銀離子能起到催化活性中心的作用，激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生羥基自由基和活性氧離子，活性氧離子具有很強(qiáng)的氧化能力，能在短時間內(nèi)破壞細(xì)菌的增殖能力而使細(xì)胞死亡。(7)納米硫化鋅納米硫化鋅的抗菌機(jī)理為，納米硫化鋅與細(xì)菌接觸時，鋅離子緩慢釋放出來，由于鋅離子具氧化還原性，并能與有機(jī)物(硫代基、羧基、羥基)反應(yīng)，可以與細(xì)菌細(xì)胞膜及膜蛋白結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)，進(jìn)入細(xì)胞后與酶結(jié)合并與DNA反應(yīng)，達(dá)到抗菌的目的。(8)納米氧化鋯納米氧化鋯為荷正電納米粒子，其對細(xì)菌有強(qiáng)的吸附作用，以使其他具有抗菌作用粒子與細(xì)菌充分作用，強(qiáng)化抗菌效果。(9)納米氧化釔納米氧化釔為荷正電納米粒子，其對細(xì)菌有強(qiáng)的吸附作用，以使其他具有抗菌作用粒子與細(xì)菌充分作用，強(qiáng)化抗菌效果。(10)納米氧化鋁納米氧化釔為荷正電納米粒子，其對細(xì)菌有強(qiáng)的吸附作用，以使其他具有抗菌作用粒子與細(xì)菌充分作用，強(qiáng)化抗菌效果。(11)納米氧化鈣納米氧化鈣可通過其局部的強(qiáng)堿性發(fā)揮抗菌作用。所述疏水劑是指氟表面活性劑、氟硅表面活性劑、有機(jī)硅表面活性劑、石蠟乳化劑的一種或一種以上混配。
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所述負(fù)離子粉是指電氣石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。所述潤濕分散劑、成膜助劑、防沉劑、防凍劑、消泡劑、顏料、填料、增稠劑、流平劑、 PH調(diào)整劑為涂料生產(chǎn)中常用的助劑。所述乳液為丁二烯-苯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-順丁烯二酸酐乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸醋共聚乳液、硅丙乳液之一種或一種以上混配。本發(fā)明的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料的制備方法，將所述組分按其重量百分比添加，采用如下步驟配制1)將水先放入高速分散機(jī)的容器中，在100 600rpm下依次加入無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿、疏水劑、負(fù)離子粉、消泡劑、潤濕分散劑、成膜助劑、防沉劑、防凍劑，混合均勻后，將顏料和填料加入高速分散機(jī)的漩渦中；加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速1500 2000rpm,當(dāng)細(xì)度達(dá)到20 60um后，即分散完畢；2)分散完畢后，調(diào)整高速分散機(jī)的轉(zhuǎn)速在100 500rpm加入乳液、pH調(diào)整劑，調(diào)節(jié)PH值在8 9范圍內(nèi)，用增稠劑和流平劑調(diào)整涂料的斯托默粘度至70 120KU，過篩后制成高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料。所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料混合和研磨分散設(shè)備為高速分散機(jī)、 砂磨機(jī)、珠磨機(jī)或球磨機(jī)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下(1)本發(fā)明所使用的無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿主要由穩(wěn)定分散的粒徑小于 IOOnm的納米粉組成，這種方法使得納米材料在涂料中更易分散，很好地解決了納米材料和乳液、填料、助劑的兼容性問題，使高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料貯存更穩(wěn)定。(2)本發(fā)明選用了相容性好的疏水劑，使得涂層表面疏水，不易粘著灰塵、污物，具有自潔作用。(3)本發(fā)明選用了負(fù)離子粉，使得涂層有較強(qiáng)發(fā)射負(fù)離子的能力，可凈化空氣。(4)本發(fā)明均勻分散的納米粒子易填充于涂層的空隙或毛細(xì)孔，提高涂層的抗?jié)B透性，并且提高了涂層的耐水性、耐堿性、耐粘污性，有效地防止了混凝土的碳化，在提高裝飾性的同時，也保護(hù)了建筑物墻體。(5)本發(fā)明選用的復(fù)合納米濃縮漿，使附著力由很大提高、耐洗刷性能成倍提高。(6)本發(fā)明利用納米粒子對紫外線的散射和吸收作用，改進(jìn)了涂層的抗老化性能。(7)本發(fā)明選用的納米粒子具有很強(qiáng)的抗菌防霉作用，涂料具有很好的抗菌防霉效果。(8)采用本發(fā)明方法制備的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿具備了多種無機(jī)物的協(xié)同抗菌防霉性能，并且具有增效作用，其抗菌效果遠(yuǎn)高于同濃度的單種納米濃縮漿。(9)本發(fā)明無機(jī)抗菌劑具有長效、環(huán)保、抑菌率高等優(yōu)異性能，納米級的氧化鋅、氧化鈦、氧化銅、氧化亞銅、氧化銀、硫化鋅、氧化鋯、氧化釔、氧化鋁、氧化鈣等無機(jī)物抗菌劑抗菌機(jī)理各異，復(fù)合后將發(fā)揮抗菌防霉的奇效。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明中除非特別指明外，所涉及的比例均為重量百分比。高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料的評價方法根據(jù)國標(biāo)GB/T 9755-2001《合成樹脂乳液外墻涂料》、HG/T 3950-2007《抗菌涂料》進(jìn)行測試。實(shí)施例1在2000ml燒杯中稱取去離子水840g，用高速分散機(jī)在IOOOrpm條件下高速攪拌，加入高分子分散劑(本實(shí)施例中，高分子分散劑采用德國畢克化學(xué)公司的 Disperbykl92) 60g,分別加入平均顆粒尺寸50nm的氧化鎂粉70g、氧化鋅粉20g和氧化鈦粉 IOg,分散60min，混合物經(jīng)行星式球磨證，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為300rpm，形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。根據(jù)原始配比，其中納米氧化鎂重量比為7%，納米氧化鋅重量比為2%，納米氧化鈦的重量比為1%，復(fù)合粉總重量比為10%，高分子分散劑重量比為6%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量0. 5%重量加入營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)中，Ih大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 2%，24h大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 96%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量重量加入丙烯酸水性涂料中，24h復(fù)合納米抗菌涂料抗菌率達(dá)99. 93%，為I級，長霉等級為1級。按重量百分比計，將20%水先放入高速分散機(jī)的容器中，在低速Q(mào)OOrpm)下依次加入2. 3% TEXAN0L型成膜助劑(美國EASTMAN公司)、1· 2% TD-Ol型潤濕分散劑(天津化工研究院)、1% Bevaloid6250消泡劑(英國Bevaloid有限公司)、0. 4%防沉劑(氣相二氧化硅)、0. 8%丙二醇防凍劑、7%無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿、2% Actyflon-SlOO型氟硅表面活性劑(哈爾濱雪佳集團(tuán)公司)、2%負(fù)離子粉(岫巖縣天成粉體礦物有限公司電氣石粉)，混合均勻后，將10%鈦白粉、5. 3%鋅鋇白、2%輕質(zhì)碳酸鈣、3%重質(zhì)碳酸鈣和5% 硅灰石粉慢慢加入高速分散機(jī)的旋渦中。加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速約1400rpm，當(dāng)細(xì)度達(dá)到 40口111后，在400印111下逐漸加入；35%硅丙乳液，加入2%&)113(^31 P型增稠劑(德國BASF 公司)和ACRYS0LRM-4流平劑(羅門哈斯公司)調(diào)整粘度至85KU，過篩后制成自清潔納米復(fù)合環(huán)保型乳膠漆。實(shí)施例2在2000ml燒杯中稱取去離子水700g，用高速分散機(jī)在2000rpm條件下高速攪拌，加入高分子分散劑(本實(shí)施例中，高分子分散劑采用德國畢克化學(xué)公司的 Disperbykl92) IOOg,分別加入平均顆粒尺寸60nm的氧化鎂粉40g、氧化鋅粉120g和氧化鈦粉40g，分散120min，混合物經(jīng)行星式球磨10h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為500rpm，形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。根據(jù)原始配比，其中納米氧化鎂重量比為4%，納米氧化鋅重量比為 12%，納米氧化鈦的重量比為4%，復(fù)合粉總重量比為20%，高分子分散劑重量比為10%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量0. 5%重量加入營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)中，Ih大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 3%，24h大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 99%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量重量加入丙烯酸水性涂料中，24h復(fù)合納米抗菌涂料抗菌率達(dá)99. 96%，為I級，長霉等級為0級。按重量百分比計，將19. 5%水先放入高速分散機(jī)的容器中，在低速GOOrpm)下依次加入2. 5% DOffNANOL pph型成膜助劑(美國DOW化學(xué)公司)、1 % PD型潤濕分散劑(青島化工研究院)、0· 3% Kel208型消泡劑(德國Henkel有限公司)、1%防沉劑(高嶺土)、
防凍劑(丙二醇)、15%無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿、3%疏水劑(Dow Corning β) Z-6403硅烷)、2%石蠟乳化劑(上海新諾化工有限公司)、4%負(fù)離子粉(電氣石粉)，混合均勻后， 將9%鈦白粉、5%碳酸鈣以及10%氧化鋅慢慢加入高速分散機(jī)的旋渦中。加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速約1200rpm，當(dāng)細(xì)度達(dá)到40 μ m后，在300rpm下逐漸加入25%丙烯酸酯乳液、0.2%氨水(pH調(diào)整劑)，調(diào)整pH值為8. 5，加入I^SN-Thickener 603增稠劑(美國 Diamond Shamrock公司)和0. 5% ACRYSOL RM-4型流平劑(羅門哈斯公司，)調(diào)整粘度至 90KU,過篩后制成自清潔納米復(fù)合環(huán)保型乳膠漆。實(shí)施例3與實(shí)施例1不同之處在于在2000ml燒杯中稱取去離子水800g，用高速分散機(jī)在2500rpm條件下高速攪拌，加入高分子分散劑(本實(shí)施例中，高分子分散劑采用德國畢克化學(xué)公司的 Disperbykl92)80g，分別加入平均顆粒尺寸40nm的氧化鎂粉84g、氧化鋅粉Mg、氧化鈦粉 10. 8g和氧化銅粉1. 2g，分散lOOmin，混合物經(jīng)行星式球磨他，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為600rpm，形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。根據(jù)原始配比，其中納米氧化鎂重量比為8. 4%，納米氧化鋅重量比為2.4%，納米氧化鈦的重量比為1.08%，納米氧化銅的重量比為0. 12%，復(fù)合粉總重量比為12%，高分子分散劑重量比為8%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量0. 5%重量加入營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)中，Ih大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 6%，24h大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 97%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量重量加入丙烯酸水性涂料中，24h復(fù)合納米抗菌涂料抗菌率達(dá)99. 98%，為I級，長霉等級為0級。按重量百分比計，將30%水先放入高速分散機(jī)的容器中，在低速Q(mào)OOrpm)下依次加入5% TEXAN0L型成膜助劑(美國EASTMAN公司)、2% TD-Ol型潤濕分散劑(天津化工研究院)、2% Bevaloid6250消泡劑(英國Bevaloid有限公司)、1 %防沉劑(氣相二氧化硅)、5%丙二醇防凍劑、10%無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿、5% Actyflon-SlOO型氟硅表面活性劑(哈爾濱雪佳集團(tuán)公司)、2%負(fù)離子粉(岫巖縣天成粉體礦物有限公司電氣石粉)， 混合均勻后，將5%鈦白粉、3%鋅鋇白、4%輕質(zhì)碳酸鈣、5%重質(zhì)碳酸鈣和5%硅灰石粉慢慢加入高速分散機(jī)的旋渦中。加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速約HOOrpm，當(dāng)細(xì)度達(dá)到40 μ m后，在 400rpm下逐漸加入15%硅丙乳液，加入0. 5% Collacral P型增稠劑(德國BASF公司)和 0. 5% ACRYSOL RM-4流平劑(羅門哈斯公司)調(diào)整粘度至85KU，過篩后制成自清潔納米復(fù)合環(huán)保型乳膠漆。實(shí)施例4與實(shí)施例1不同之處在于在2000ml燒杯中稱取去離子水490g，用高速分散機(jī)在1300rpm條件下高速攪拌，加入高分子分散劑(本實(shí)施例中，高分子分散劑采用德國畢克化學(xué)公司的 Disperbykl92) IlOg,分別加入平均顆粒尺寸70nm的氧化鎂粉40g、氧化鋅320g、氧化鋯 20g、氧化釔20g和氧化銀8g，分散90min，混合物經(jīng)行星式球磨12h，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為350rpm， 形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。根據(jù)原始配比，其中納米氧化鎂重量比為3.97%， 納米氧化鋅重量比為31.7%，納米氧化鋯的重量比為1.98%，納米氧化釔的重量比為 1.98%,納米氧化銀的重量比為7. 94%，復(fù)合粉總重量比為40. 5%，高分子分散劑重量比為 10. 9%。
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該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量0. 5%重量加入營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)培養(yǎng)基中，Ih大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 4 %，24h大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 98 %。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量1 %重量加入丙烯酸水性涂料中，24h復(fù)合納米抗菌涂料抗菌率達(dá)99. 99 %，為I 級，長霉等級為0級。按重量百分比計，將10. 5%水先放入高速分散機(jī)的容器中，在低速GOOrpm)下依次加入5. 5% DOffNANOL pph型成膜助劑(美國DOW化學(xué)公司)、5% PD型潤濕分散劑(青島化工研究院)、l%Kel208型消泡劑(德國Henkel有限公司)、1%防沉劑(高嶺土)、2% 防凍劑(丙二醇)、10%無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿、5%疏水劑(Dow Corning Z-6403硅烷)、3%石蠟乳化劑(上海新諾化工有限公司)、7%負(fù)離子粉(電氣石粉)，混合均勻后，將 12%鈦白粉、8%碳酸鈣以及10%氧化鋅慢慢加入高速分散機(jī)的旋渦中。加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速約1200rpm，當(dāng)細(xì)度達(dá)到40 μ m后，在300rpm下逐漸加入18%丙烯酸酯乳液、0.5%氨水(pH調(diào)整劑)，調(diào)整pH值為8. 5，加入0.5% SN-Thickener 603增稠劑(美國Diamond Shamrock公司)和ACRYSOL RM-4型流平劑(羅門哈斯公司，)調(diào)整粘度至 90KU,過篩后制成自清潔納米復(fù)合環(huán)保型乳膠漆。比較例1將25%水先放入高速分散機(jī)的容器中，在低速Q(mào)OOrpm)下依次加入2% EPW型殺微生物劑EPW(美國索爾公司)、2· 3% TEXAN0L型成膜助劑(美國EASTMAN公司)、1· 2% TD-Ol型潤濕分散劑(天津化工研究院)>1% Bevaloid 6250消泡劑(英國Bevaloid有限公司)、0.4%防沉劑(氣相二氧化硅)、0.8%丙二醇防凍劑，混合均勻后，將12%鈦白粉、 7. 3%鋅鋇白、2%輕質(zhì)碳酸鈣、3%重質(zhì)碳酸鈣和5%硅灰石粉慢慢加入高速分散機(jī)的旋渦中。加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速約1400rpm，當(dāng)細(xì)度達(dá)到40 μ m后，在400rpm下逐漸加入35%硅丙乳液，加入2% Collacral P型增稠劑(德國BASF公司)和1 % ACRYS0LRM-4 流平劑(羅門哈斯公司)調(diào)整粘度至85KU，過篩后制成普通型乳膠漆。比較例2將27. 5%水先放入高速分散機(jī)的容器中，在低速GOOrpm)下依次加入2.5% DOffNANOL pph型成膜助劑(美國DOW化學(xué)公司)、1 % PD型潤濕分散劑(青島化工研究院)、 0.3% Kel208型消泡劑(德國Henkel有限公司)、1 %防沉劑(高嶺土)、1%防凍劑(丙二醇)，混合均勻后，將9%鈦白粉、9%碳酸鈣以及22%氧化鋅慢慢加入高速分散機(jī)的旋渦中。加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速約1200rpm，當(dāng)細(xì)度達(dá)到40μπι后，在300rpm下逐漸加入25 %丙烯酸酯乳液、0. 2 %氨水(pH調(diào)整劑)，調(diào)整pH值為8. 5，加入1 % SN-Thickener 603增稠劑(美國Diamond Shamrock公司)和0. 5% ACRYS0L RM-4型流平劑(羅門哈斯公司，)調(diào)整粘度至90KU，過篩后制成普通型乳膠漆。實(shí)施例5與實(shí)施例1不同之處在于在2000ml燒杯中稱取去離子水630g，用高速分散機(jī)在3000rpm條件下高速攪拌， 加入高分子分散劑(德國畢克化學(xué)公司的Disperbykli^) 120g,分別加入平均顆粒尺寸 20nm的氧化鎂粉75g、硫化鋅100g、氧化鈦73. 75g和氧化亞銅1. 25g，分散llOmin，混合物經(jīng)振動式球磨他，形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。根據(jù)原始配比，其中納米氧化鎂重量比為7. 5%，納米硫化鋅重量比為10%，納米氧化鈦的重量比為7. 375%，納米氧化亞銅的重量比為0. 125%，復(fù)合粉總重量比為25%，高分子分散劑重量比為12%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量0. 5%重量加入營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)中，Ih大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 7%，24h大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 98%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量重量加入丙烯酸水性涂料中，24h復(fù)合納米抗菌涂料抗菌率達(dá)99. 98%，為I級，長霉等級為0級。實(shí)施例6與實(shí)施例1不同之處在于在2000ml燒杯中稱取去離子水780g，用高速分散機(jī)在400rpm條件下高速攪拌， 加入高分子分散劑(德國畢克化學(xué)公司的Disperbykl92) 60g,分別加入平均顆粒尺寸25nm 的氧化鎂粉96g、氧化鋅48g、氧化鈣12. 8g、氧化銀1. 6g和氧化銅1. 6g，分散120min，混合物經(jīng)行星式球磨20min，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為SOOrpm，形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿。根據(jù)原始配比，其中納米氧化鎂重量比為9.6%，納米氧化鋅重量比為4.8%，納米氧化鈣的重量比為1.觀％，納米氧化銀的重量比為0. 16%，納米氧化銅的重量比為0. 16%，復(fù)合粉總重量比為16%，高分子分散劑重量比為6%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量0. 5%重量加入營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基(NB)中，Ih大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 3%，24h大腸桿菌殺菌率達(dá)99. 96%。該無機(jī)復(fù)合納米濃縮漿以粉體含量重量加入丙烯酸水性涂料中，24h復(fù)合納米抗菌涂料抗菌率達(dá)99. 98%，為I級，長霉等級為0級。表1高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料性能測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分潤濕分散劑0. 5 5%;無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿0. 01 20%;疏水劑0. 5 10%; 負(fù)離子粉0. 5 10% ；成膜助劑0. 5 8% ；防沉劑0. 1 2% ；防凍劑0. 8 10% ；消泡劑0. 1 3% ；顏料4 30% ；填料0 30% ；乳液15 45% ；增稠劑0. 1 4% ；流平劑 0. 1 3% ；pH調(diào)整劑0 3% ；水0. 5 45%。
2.按照權(quán)利要求1所述的高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于，按重量百分比計，所述無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿含量優(yōu)選為0. 03 15%。
3.按照權(quán)利要求1所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于，所述無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿為由納米無機(jī)物、高分子分散劑和溶劑組成的懸浮液，經(jīng)過分散和研磨后形成均勻的分散體系；以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、 納米氧化鈣中的一種或一種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米粉漿；按重量百分比計，納米粉漿中納米氧化鎂的含量為0. 1 40%，其它無機(jī)物含量為0. 01 40%，高分子分散劑含量為 0.5 12%，余量為溶劑。
4.按照權(quán)利要求3所述的高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、納米氧化鈣中的三種或三種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米粉漿。
5.按照權(quán)利要求3所述的高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、納米氧化鈣中的五種或五種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米粉漿。
6.按照權(quán)利要求1所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于，所述疏水劑是指氟表面活性劑、氟硅表面活性劑、有機(jī)硅表面活性劑、石蠟乳化劑的一種或一種以上混配。
7.按照權(quán)利要求1所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于，所述負(fù)離子粉是指電氣石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。
8.按照權(quán)利要求1所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料，其特征在于，所述乳液為丁二烯-苯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-順丁烯二酸酐乳液、丙烯酸酯乳液、 醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸醋共聚乳液、硅丙乳液之一種或一種以上混配。
9.按照權(quán)利要求1所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料的制備方法，其特征在于，將所述組分按其重量百分比添加，采用如下步驟配制1)將水先放入高速分散機(jī)的容器中，在100 600rpm下依次加入無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿、疏水劑、負(fù)離子粉、消泡劑、潤濕分散劑、成膜助劑、防沉劑、防凍劑，混合均勻后，將顏料和填料加入高速分散機(jī)的漩渦中；加完料后，提高葉輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速1500 2000rpm,當(dāng)細(xì)度達(dá)到20 60um后，即分散完畢；2)分散完畢后，調(diào)整高速分散機(jī)的轉(zhuǎn)速在100 500rpm加入乳液、pH調(diào)整劑，調(diào)節(jié)pH值在8 9范圍內(nèi)，用增稠劑和流平劑調(diào)整涂料的斯托默粘度至70 120KU，過篩后制成高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料。
10.按照權(quán)利要求9所述的高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料的制備方法，其特征在于，所述的高效環(huán)?？咕烂篃o機(jī)復(fù)合納米涂料混合和研磨分散設(shè)備為高速分散機(jī)、砂磨機(jī)、珠磨機(jī)或球磨機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及涂料技術(shù)、環(huán)保技術(shù)和抗菌防霉技術(shù)，具體為一種高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米涂料及其制備方法。按重量百分比計，包括以下組分潤濕分散劑0.5～5％；無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑濃縮漿0.01～20％；疏水劑0.5～10％；負(fù)離子粉0.5～10％；成膜助劑0.5～8％；防沉劑0.1～2％；防凍劑0.8～10％；消泡劑0.1～3％；顏料4～30％；填料0～30％；乳液15～45％；增稠劑0.1～4％；流平劑0.1～3％；pH調(diào)整劑0～3％；水0.5～45％。本發(fā)明主要在基料中加入無機(jī)復(fù)合納米抗菌劑，使涂料本身具有低成本、高性能的涂裝特性，同時具有空氣凈化功能，消除有害氣體VOC、甲醛等，以及具有持久、高效的抗菌防霉功能，在6小時內(nèi)殺菌率達(dá)到100％，防霉等級達(dá)到一級。本發(fā)明提高了涂層的自清潔性、疏水性、耐擦洗性、耐粘污性、耐候性，具有高效、持久的抗菌防霉效果。
文檔編號C09D133/04GK102417748SQ201110401768
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者吳進(jìn)怡, 柴柯 申請人:海南大學(xué)