專利名稱：水性高含量納米碳酸鈣分散體及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米碳酸鈣分散體及其制備方法，尤其涉及涂料、顏料和填料漿料化及其應用領域中水性高含量納米碳酸鈣分散體及其制備方法和應用。
背景技術：
與面磚、花崗巖、馬賽克、鋁合金玻璃幕墻等裝飾材料相比，建筑涂料具有成本低、 安全性高、裝飾性好、易于更新、對環(huán)境污染小等優(yōu)點，在工業(yè)發(fā)達國家，建筑外墻采用高級涂料裝飾的達80 90 %，建筑涂料占涂料總產(chǎn)量的50 %左右。在我國，隨著國家和各級政府部門對玻璃幕墻、地面磚等建筑材料的限制使用，建筑涂料在我國涂料生產(chǎn)中占有越來越重要的地位，這為建筑涂料的發(fā)展提供了動力。
納米材料是近年來興起的一種全新功能材料，它以微小的粒徑和獨特的效應而具有與眾不同的性質(zhì)，在很多領域都有良好的應用前景。其應用于涂層材料的主要是納米 TiO2、納米ZnO、納米SiO2、納米Ag2O等,作為功能材料應用于殺菌、自清潔及提高涂膜性能等方面。納米碳酸鈣應用于涂料中，能夠提高涂料的的耐沾污性、耐刷洗性、觸變性、耐水性、耐堿性和耐老化性等。納米碳酸鈣是目前少數(shù)幾種能規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的納米材料之一， 其產(chǎn)量大，價格相對較低，因而為其實際應用創(chuàng)造了條件。但由于納米碳酸鈣粒子的超細化，其表面極性大，表面能高，容易吸附而發(fā)生團聚，形成二次粒子，其粒徑變大而最終失去納米粒子所具有的特殊功能，因此，往往需要對納米粒子表面進行改性，以降低納米粒子的表面能，提高粒子與乳液的親和力，減弱粒子的表面極性。然而，即使納米碳酸鈣經(jīng)過表面處理，但最終一般是以粉體或者濾餅形式存在，即仍然是一種聚集狀態(tài)，使用時必須進行再次分散，分散的速度過低納米碳酸鈣極易團聚而喪失納米級的小尺寸效應和表面效應，分散速度過高會破壞乳液的穩(wěn)定性。因此，如何實現(xiàn)納米碳酸鈣穩(wěn)定分散是其應用時必須解決的最關鍵也是最困難的問題之一。因而一種水性、高含量、穩(wěn)定的納米碳酸鈣分散體成為市場的急需。發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術缺陷，本發(fā)明提供了一種水性涂料專用的水性高含量納米碳酸鈣分散體及其制備方法，該納米碳酸鈣分散體固含量高、粒徑可達納米級，應用于涂料中能取代等質(zhì)量的納米碳酸鈣粉末，易于分散，并能改善涂料的耐沾污性、耐刷洗性、耐水性、耐堿性等。
本發(fā)明為了解決其技術問題所采用的技術方案是
一種水性高含量納米碳酸鈣分散體，由以下按總質(zhì)量百分比計的各組分組成
納米碳酸I丐40.0 60. Owt. %,
表面改性劑5.0 10. Owt. %，
潤濕劑2.0 6. Owt. %,
分散劑6.0 15. Owt. %，
功能添加劑5.0 10. Owt. %,
pH 值調(diào)節(jié)劑:0. 2 0. 5wt. %，
余量為去離子水；
所述分散劑由單體A:
權利要求
1. 一種水性高含量納米碳酸鈣分散體，其特征在于由以下按總質(zhì)量百分比計的各組分組成納米碳酸隹丐40. 0 60. Owt. %,表面改性劑5. 0 10. Owt. %,潤濕劑:2. 0 6. Owt. %,分散劑:6. 0 15. Owt. %,功能添加劑5. 0 10. Owt. %, pH值調(diào)節(jié)劑:0. 2 0. 5wt. %，余量去離子水；所述分散劑由單體A:
2.根據(jù)權利要求I所述的水性高含量納米碳酸鈣分散體，其特征在于所述納米碳酸隹丐的晶型為立方體或紡錘形中的一種，粒徑10 lOOnm，白度大于90%。
3.根據(jù)權利要求I所述的水性高含量納米碳酸鈣分散體，其特征在于所述潤濕劑為燒基聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪胺聚氧乙烯醚中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求I所述的水性高含量納米碳酸鈣分散體，其特征在于所述功能添加劑為防霉殺菌劑、聚乙二醇助溶劑和有機硅類消泡劑中的至少兩種。
5.根據(jù)權利要求I所述的水性高含量納米碳酸鈣分散體的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將5.0 10. Owt. %的表面改性劑和40. 0 60. Owt. %的納米碳酸鈣加入捏合機中，在30 50r/min的轉速下捏合30min 90min,得到表面改性劑和納米碳酸I丐的混合物;(2)預留去離子水總量的10%，將去離子水總量的90%、2.0 6. Owt. %的潤濕劑、6.0 15. Owt. %的分散劑、5. 0 10. Owt. %的功能添加劑和0. 2 0. 5wt. %的pH值調(diào)節(jié)劑加入混合器中，以500 800r/min轉速分散15 20min，得到混合液；(3)將步驟⑴中所得到的混合物加入到步驟⑵所得的混合液中，充分攪拌得到納米碳酸鈣預分散體；(4)將步驟(3)中所得到的納米碳酸鈣預分散體在2000 3000r/min的轉速下進行分散不低于30min，并于分散過程中加入步驟(2)中預留的10%去離子水，得到預混合納米碳酸隹丐分散體；(5)將步驟(4)所得預混合納米碳酸鈣分散體進行研磨加工，當其平均粒徑小于IOOnm時結束研磨，得到水性高含量納米碳酸鈣分散體；(6)對步驟(5)所得的水性高含量納米碳酸鈣分散體進行脫泡、過濾，得到所需的水性高含量納米碳酸鈣分散體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水性高含量納米碳酸鈣分散體及其制備方法，其由以下按總質(zhì)量百分比計的各組分組成40.0～60.0wt.％納米碳酸鈣，5.0～10.0wt.％表面改性劑，2.0～6.0wt.％潤濕劑，6.0～15.0wt.％分散劑，5.0～10.0wt.％功能添加劑，0.2～0.5wt.％pH值調(diào)節(jié)劑和余量去離子水；所述分散劑由三種可聚合單體反應自制而成。該水性高含量納米碳酸鈣分散體在涂料制備過程中可等質(zhì)量取代納米碳酸鈣粉末，且極易分散，提高涂料耐水性、耐洗刷性、耐沾污性、施工性等多方面的性能。
文檔編號C09D5/14GK102532976SQ20111044871
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者吳鵬, 周華, 梅成國, 王小莉, 王燕平, 陳敏 申請人:蘇州世名科技股份有限公司