一種水性涂料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水性涂料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)涂料所含的有害物主要有揮發(fā)性有機(jī)化合物V0C、苯、甲醛、重金屬(鉛、汞)等等，其帶來(lái)的污染正在危害人類(lèi)生存的環(huán)境和人體健康。隨著人們生活水平的逐漸提高，對(duì)涂料質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。低污染或環(huán)境友好型涂料在市場(chǎng)上受到了極大關(guān)注。在我國(guó)，隨著發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的實(shí)施，也對(duì)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)健康、環(huán)保、安全的綠色涂料提出了更高的要求。水性涂料作為一種節(jié)能、環(huán)保涂料應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]在水性涂料中應(yīng)用最廣泛的是水性丙烯酸涂料。然而，由于丙烯酸樹(shù)脂中含有相當(dāng)數(shù)量的羥基、羧基等親水性基團(tuán)，使得涂膜的耐水性、耐污染性和耐溶劑性較差，容易滋生細(xì)菌，產(chǎn)生異味，而且漆膜的硬度等機(jī)械性能也不能很好地滿足使用要求。目前，常用的做法是對(duì)水性丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行改性，以克服上述缺陷，達(dá)到使用目的，這種做法不僅工藝繁瑣、成本高，而且改性過(guò)程中還會(huì)引入新的有機(jī)化合物，產(chǎn)生刺激性氣味，不符合人們對(duì)生態(tài)、健康、環(huán)保涂料的要求。
[0004]因此，如何研發(fā)一種天然、無(wú)味、無(wú)毒、環(huán)保健康的水性涂料成為本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有的水性丙烯酸涂料不具有抗菌除異味功能、環(huán)保性能達(dá)不到消費(fèi)者要求，或者制備工藝繁瑣、成本高的缺陷，提供了一種水性涂料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的水性涂料具有去甲醛、除異味、抗菌的功能，并且可有效清除在室內(nèi)裝飾裝修過(guò)程中使用的裝潢材料揮發(fā)出來(lái)的刺激性氣味，達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的作用。本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)時(shí)對(duì)操作人員無(wú)不良影響，適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明提供了一種水性涂料，其包括下述重量份的原料組分:聚乙二醇10?19份、丙烯酸樹(shù)脂4?8份、硅藻泥10?20份、膨脹蛭石10?15份、鈦白粉5?10份、托馬琳16?20份、氧化鋅0.02?0.04份和水25?40份。
[0008]其中，所述聚乙二醇為本領(lǐng)域常規(guī)使用的聚乙二醇。所述聚乙二醇的用量較佳地為12?16份。所述聚乙二醇的數(shù)均分子量較佳地為1000?1500，更佳地為江蘇省海安石油化工廠提供的規(guī)格為PEG-1000和/或PEG-1500聚乙二醇。
[0009]其中，所述丙烯酸樹(shù)脂為本領(lǐng)域常規(guī)使用的丙烯酸樹(shù)脂，較佳地為天津市科華工貿(mào)有限公司提供的KH-0807水溶性丙烯酸樹(shù)脂。
[0010]其中，所述硅藻泥為本領(lǐng)域常規(guī)使用的硅藻泥，一般呈粉狀。所述硅藻泥的用量較佳地為13?18份。所述硅藻泥較佳地為納米級(jí)硅藻泥，所述納米級(jí)硅藻泥的粒徑較佳地為2?10nm，更佳地為5nm ;所述納米級(jí)娃藻泥的表面積較佳地為400?100mVg ;所述納米級(jí)硅藻泥的孔隙率較佳地大于等于85%。
[0011]其中，所述膨脹蛭石為本領(lǐng)域常規(guī)使用的膨脹蛭石。所述膨脹蛭石的用量較佳地為12?14份。所述膨脹蛭石較佳地為納米級(jí)膨脹蛭石，所述納米級(jí)膨脹蛭石的粒徑較佳地為小于10nm，更佳地為1.2?5nm。
[0012]其中，所述鈦白粉為本領(lǐng)域常規(guī)使用的鈦白粉。所述鈦白粉的用量較佳地為6?8份。所述鈦白粉較佳地為納米級(jí)鈦白粉，更佳地為金紅石型納米鈦白粉和/或銳鈦型納米鈦白粉。所述金紅石型納米鈦白粉的粒徑較佳地為20?50nm ;所述銳鈦型納米鈦白粉的粒徑較佳地為15?50nmo
[0013]其中，所述托馬琳為本領(lǐng)域常規(guī)使用的托馬琳，又稱(chēng)電氣石。所述托馬琳的用量較佳地為17?19份。所述托瑪琳較佳地為納米級(jí)托瑪琳。所述納米級(jí)托瑪琳的粒徑較佳地為10?500nm，更佳地為200?400nm。
[0014]其中，所述氧化鋅為本領(lǐng)域常規(guī)使用的氧化鋅，所述氧化鋅的用量較佳地為0.03份。
[0015]其中，所述水為本領(lǐng)域常規(guī)使用的水，一般為去離子水。所述水的用量較佳地為30?40份。
[0016]本發(fā)明中，所述水性涂料較佳地還包括增稠劑，所述增稠劑可為本領(lǐng)域常規(guī)使用的增稠劑，較佳地為締合型聚氨酯類(lèi)增稠劑。所述增稠劑的用量較佳地為1.5?6份，更佳地為1.6?4份。
[0017]在本發(fā)明一較佳地實(shí)施例中，所述水性涂料的原料由下述重量份的組分組成??聚乙二醇10?19份、丙烯酸樹(shù)脂4?8份、硅藻泥10?20份、膨脹蛭石10?15份、鈦白粉5?10份、托馬琳16?20份、氧化鋅0.02?0.04份和水25?40份。
[0018]在本發(fā)明另一較佳地實(shí)施例中，所述水性涂料的原料由下述重量份的組分組成:聚乙二醇10?19份、丙烯酸樹(shù)脂4?8份、硅藻泥10?20份、膨脹蛭石10?15份、鈦白粉5?10份、托馬琳16?20份、氧化鋅0.02?0.04份、增稠劑1.5?6份和水25?40份。
[0019]本發(fā)明還提供了上述水性涂料的制備方法，其包括如下步驟:
[0020](I)按照上述水性涂料的原料組成，將所述聚乙二醇、所述硅藻泥、所述膨脹蛭石、所述鈦白粉、所述托馬琳、所述氧化鋅在所述水中分散均勻，得到分散液；
[0021](2)將所述丙烯酸樹(shù)脂和所述分散液混合均勻，即得。
[0022]步驟(I)中，所述分散的方法和條件均為本領(lǐng)域常規(guī)的方法和條件。所述分散一般在涂料分散罐內(nèi)進(jìn)行。所述分散較佳地采用攪拌分散的方式進(jìn)行。所述攪拌的速率較佳地為300?lOOOrpm，更佳地為400?800rpm。所述分散的時(shí)間較較佳地為15?30min。
[0023]步驟(2)中，所述混合的方法和條件均為本領(lǐng)域常規(guī)的方法和條件。所述混合一般在涂料分散罐內(nèi)進(jìn)行。所述混合較佳地采用高速剪切的方式進(jìn)行。所述高速剪切的速率較佳地為2000?3000rpm，更佳地為2500?3000rpm。所述混合的時(shí)間較佳地為15?30mino
[0024]步驟(2)中，所述混合結(jié)束后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)混合料的稠度選擇性地添加所述增稠劑。
[0025]本發(fā)明還提供了上述水性涂料作為涂層材料在軟體布料和玻璃纖維氈料中的應(yīng)用。
[0026]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。
[0027]本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0028]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0029](I)本發(fā)明的水性涂料通過(guò)在涂料配方中加入特定比例的硅藻泥、膨脹蛭石和氧化鋅，實(shí)現(xiàn)了天然、無(wú)味、無(wú)毒、環(huán)保的效果，對(duì)人體健康和人類(lèi)居住環(huán)境的改善有極大的幫助作用，可作為涂層材料應(yīng)用于軟體布料和玻璃纖維氈料中。
[0030](2)本發(fā)明的水性涂料具有去甲醛、除異味和有害菌體的功能，并且可有效清除在室內(nèi)裝飾裝修過(guò)程中使用的裝潢材料揮發(fā)出來(lái)的刺激性氣味，達(dá)到凈化室內(nèi)空氣的作用。
[0031](3)本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)時(shí)對(duì)操作人員無(wú)不良影響，適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說(shuō)明書(shū)選擇。
[0033]下述實(shí)施例中，所用聚乙二醇由江蘇省海安石油化工廠提供，所用丙烯酸樹(shù)脂為天津市科華工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的KH-0807水溶性丙烯酸樹(shù)脂，其它原料均市售可得。
[0034]實(shí)施例1
[0035]—種水性涂料，其包括下述重量份的組分:聚乙二醇PEG-100015份、丙烯酸樹(shù)脂6份、硅藻泥14份、膨脹蛭石12份、金紅石型納米鈦白粉8份、托馬琳18份、氧化鋅0.03份和去離子水30份。
[0036]其中，硅藻泥的粒徑為5nm，表面積為600m2/g，孔隙率為85%以上；膨脹蛭石的粒徑為3nm ;金紅石型納米鈦白粉的粒徑為30nm ;托瑪琳的粒徑為300nm。
[0037]該水性涂料的制備方法如下:
[0038](I)按照上述水性涂料的原料組成，將聚乙二醇、硅藻泥、膨脹蛭石、鈦白粉、托馬琳、氧化鋅倒入裝有去離子水的涂料分散罐機(jī)筒內(nèi)，進(jìn)行攪拌分散，攪拌的速率為600rpm，攪拌的時(shí)間為20min，攪拌分散均勻后得到一分散液；
[0039](2)在所得分散液中加入丙烯酸樹(shù)脂，進(jìn)行高速剪切，高速剪切的速率為3000rpm，高速剪切的時(shí)間為20min，混合均勻后停機(jī)出料，即得。
[0040]實(shí)施例2
[0041]—種水性涂料，其包括下述重量份的組分:聚乙二醇PEG-150010份、丙烯酸樹(shù)脂8份、硅藻泥10份、膨脹蛭石15份、金紅石型納米鈦白粉5份、托馬琳20份、氧化鋅0.02份和去尚子水25份。
[0042]其中，硅藻泥的粒徑為2nm，表面積為400m2/g，孔隙率為85%以上；膨脹蛭石的粒徑為1.5nm ;金紅石型納米鈦白粉的粒徑為20nm ;托瑪琳的粒徑為200nm。
[0043]該水性涂料的制備方法如下:
[0044](I)按照上述水性涂料的原料組成，將聚乙二醇、硅藻泥、膨脹蛭石、鈦白粉、托馬琳、氧化鋅倒入裝有去離子水的涂料分散罐機(jī)筒內(nèi)，進(jìn)行攪拌分散，攪拌的速率為400rpm，攪拌的時(shí)間