纳米改性多功能涂料及其制备方法.pdf

本发明属于纳米改性多功能涂料的制备方法。特别是该方法提供一种使纳米粉体能够稳定分散的配方及制造方法。解决了纳米粉体在涂料中无法稳定、有效分散的问题。采用本发明的配方和制备方法制成的纳米改性涂料，具有无毒、无味、耐擦洗、耐玷污、弹性好、防霉抗菌、抗老化多种功能。

1、  一种稳定的水性纳米分散浆料，其特征在于基本组成(质量份)：
(1)水：          50～80
(2)高分子助剂：  0.1～10
(3)有机醇类物质：5～30
(4)纳米粉体：    5～30
(5)胺类物质：    适量

2、  一种制备权利要求1所述纳米浆料的方法：
(1)将有机醇类物质、高分子助剂和水混合，在低速下预分散1～60min使用氨水调节溶液PH值至碱性；
(2)加入纳米粉体，使用超声波发生器进行超声分散10～50min；
(3)将浆料投入球磨机中高速分散，时间1～2.5h。即得权利要求1中所述的纳米浆料。

3、  一种纳米改性多功能涂料，其特征在于基本组成(质量份)：
(1)水：                        10～30
(2)多功能助剂1：               0.1～10
(3)纳米浆料：                  1～30
(4)二氧化钛：                  15～32
(5)轻钙：                      4～10
(6)重钙：                      5～12
(7)滑石粉：                    3～12
(8)乳液：                      20～70
(9)多功能助剂2：               0.1～5
(10)多功能助剂3：              0.1～5
(11)其它功能助剂：             适量

4、  一种制备权利要求3所述纳米改性涂料的方法：
(1)将水，多功能助剂1和部分多功能助剂2共同加入，慢速搅拌。分散10～60min；
(2)加入纳米浆料，高速分散；
(3)慢速搅拌下依次加入二氧化钛，轻钙，重钙和滑石粉，高速分散0.5～2小时；
(4)加入剩余的多功能助剂2，进行砂磨。测细度；
(5)依次加入乳液和其它功能性助剂，慢速搅拌0.5～2.5小时。测量粘度；
(6)将体系的PH值调至碱性，得成品。

5、  根据权利要求1所述的高分子助剂，包括：罗门哈斯公司Orotan^731A，Orotan^1288，Orotan^1124；德谦公司901F，903，904，904S，910，912，922，923，923S，926，929，931，DP-983，920，DP-18，DP-19，DP-20，DP-511，DP-512，DP-518；长风公司P-19，9020，9040，P-998，P-731，CF-01，卑尔根公司Bermawet-1000，Bermawet-3000，Bermawet-4000，Bermawet-V2，BermawetAntifloat S；毕克化学公司Disperbyk103，Disperbyk106，Disperbyk107，Disperbyk110，Disperbyk111，Disperbyk115，Disperbyk130，Disperbyk160。

6、  根据权利要求1所述的有机醇类物质，包括：甲醇，乙醇，正丙醇，异丙醇，正丁醇，异丁醇，仲丁醇，叔丁醇，乙二醇，丙二醇，丙三醇，烯丙醇，苯甲醇，环己醇。

7、  根据权利要求1所述的纳米材料，包括：纳米SiO₂，纳米TiO₂，纳米ZnO和纳米CaCO₃。

8、  根据权利要求1所述的胺类物质，包括上海德谦公司DMAE，上海长风化工厂ANP-95，氨水、碳酸氢氨、磺胺

9、  根据权利要求3所述的多功能助剂1，包括：罗门哈斯公司Orotan^731A，Orotan^1288，Orotan^1124；德谦公司901F，903，904，904S，910，912，922，923，923S，926，929，931，DP-983，920，DP-18，DP-19，DP-20，DP-511，DP-512，DP-518；长风公司P-19，9020，9040，P-998，P-731，CF-01，卑尔根公司Bermawet-1000，Bermawet-3000，Bermawet-4000，Bermawet-V2，BermawetAntifloat S；毕克化学公司Disperbyk103，Disperbyk106，Disperbyk107，Disperbyk110，Disperbyk111，Disperbyk115，Disperbyk130，Disperbyk160。

10、  根据权利要求3所述的多功能助剂2，包括：长风公司SPA-202，S-3015，S-220；德谦公司2700，3100，3200，3600，5300，5400，5500，5600，5700，6500，6600，6800，8700，074，080，082，090，091，0506；卑尔根公司BMC-N，BMC-715，BMC-740，BMC-747，BMC-777，BMC-806，BMC-888。

11、  根据权利要求3所述的多功能助剂3，包括：罗门哈斯公司Acrysol^ASE-60，Acrysol^TT-93，Acrysol^TT-615，Acrysol^DR-1，Acrysol^DR-72，Acrysol^DR-73，Acrysol^SCT-275，Acrysol^BM-8W，Acrysol^RM-2020NPR；长风公司T-17，T-117A，T105，T-2038，2025，2026；德谦公司201，201P，202，202P，211，212，229，275，WT-105A，WT-113。

12、  根据权利要求3所述的乳液，包括：醋丙乳液，醋乙乳液，苯丙乳液，纯丙乳液，硅丙乳液，氯偏乳液，丁苯胶乳。

13、  根据权利要求3所述的其他功能助剂，包括：成膜助剂，流平剂，防冻剂，杀菌剂，缓蚀剂，缓冲剂，催干剂。

纳米改性多功能涂料及其制备方法
1、技术领域
本发明涉及纳米改性多功能涂料的制备方法。特别是该方法提供一种使纳米粉体稳定分散在涂料中的制造方法。
2、技术背景
本世纪初的10年中，我国建筑涂料将主要是朝着高性能、环保型、抗菌功能方向发展。其中外墙涂料开发重点是适应高层建筑外墙装饰需要，具有高耐候性、高耐玷污性、高保色性和低毒的水乳性涂料。内墙涂料开发的重点是适应健康、环保、安全的绿色涂料，其中包括水性涂料系列、绿色环保型和抗菌型内墙乳胶漆。
纳米技术因其独到的性能备受关注。当物质(材料)的结构单元(如晶粒或空隙)小到纳米级时，物质(材料)的性质将会发生重大变化，不仅大大改善了原有材料的性能，甚至会具有新的性能或效应。将其应用于涂料中，纳米粒子特殊的磁、光、电性能及其在高温下仍具有高强、高韧、耐磨、优良稳定性的性能，可为开发符合环保要求的高性能涂料提供新的机遇。但如何使纳米材料能够有效、稳定的分散在涂料体系中，发挥纳米材料的优势是当今纳米材料应用于涂料制造的瓶颈。
3、发明内容
本发明的目的是提供一种分散稳定的纳米浆料及其制备方法，解决纳米粉体在水相中不能有效分散和分散后不稳定的问题。
本发明的另一个目的是提供一种无毒、无味、耐擦洗、耐玷污、弹性好、防霉抗菌、抗老化性能强的纳米改性多功能涂料及其制备方法。
本发明的基本组成如下：
A.纳米浆料
(1)水：              50～80
(2)高分子助剂：      0.1～10
(3)醇类有机物：      5～30
(4)纳米粉体：        5～30
(5)胺类物质：        适量
B.纳米改性多功能涂料
(1)水：                     10～30
(2)多功能助剂1：            0.1～10
(3)纳米浆料：               1～30
(4)二氧化钛：               15～32
(5)轻钙：                   4～10
(6)重钙：                   5～12
(7)滑石粉：                 3～12
(8)乳液：                   20～70
(9)多功能助剂2：            0.1～5
(10)多功能助剂3：           0.1～5
(11)其它功能助剂：          适量
本发明地制备步骤如下：
步骤1纳米浆料的制备
(1)将有机醇类物质、高分子助剂和水混合，在低速下预分散1～60min，调节溶液PH值至碱性。
(2)加入纳米粉体，使用超声波发生器进行超声分散10～120min。
(3)将浆料投入球磨机中球磨1～2.5h。即得权利要求1中所述的纳米浆料。
步骤2纳米改性涂料的制备
(1)将水，多功能助剂1和部分多功能助剂2共同加入到容器中，慢速搅拌10～60min。
(2)加入纳米浆料，高速分散。
(3)慢速搅拌下依次加入二氧化钛，轻钙，重钙和滑石粉，高速分散0.5～2小时。
(4)加入部分多功能助剂2，进行砂磨，测细度。
(5)依次加入乳液和其它功能性助剂，慢速搅拌0.5～2.5小时。测量粘度。
(6)将体系的PH值调至碱性，得成品。
本发明利用有机助剂对纳米材料的物理和化学反应，使纳米材料能够稳定的分散在水性体系中。利用纳米粉体的小尺寸效应、量子效应、高强度、高温下的延展性、耐磨耐腐蚀和高的化学活性的特性，改善了涂料的各项性能，具有较强的紫外线吸收、红外反射的特性。
本发明制备的纳米改性多功能涂料无毒、无味；
涂料的耐擦洗次数在10000次以上；
耐玷污性能良好，使附在涂层上的污染物能够轻松的擦掉；
耐油性优秀，涂层表面浸油72小时后仍能去除油污，并且涂层不留痕迹；
抗老化性能强，使用寿命可长达10年；
防霉、抗菌性能极佳；
本发明制备的涂料可适用于各种基质的建材。
4、具体实施方式
例1.在容器内将醇类有机物5～25克、高分子助剂0.1～5克、水50～80克低速搅拌均匀，调PH值至碱性。使用超声波装置进行分散，并高速搅拌，同时加入纳米材料10～30克，分散0.5～1.5小时，测量粘度合格后，完成浆料的制备。
制成的纳米浆料在离心机上做离心沉降实验，离心10分钟浆料无沉淀。
例2.将水(加入量为加入总量的50％～80％)倒入容器后，加入多功能助剂1，在低速搅拌下加入纳米浆料然后加入部分多功能助剂2，搅拌均匀后将颜填料加入到容器中，搅拌5～60分钟。
分散完成后，浆料进入砂磨机进行砂磨，测细度合格后进入容器，边搅拌边加入乳液，使乳液将分散阶段制成浆料充分溶解。搅拌完成后依次加入水(剩余的20％～50％)和其它功能性助剂。搅拌充分后加入剩余的多功能助剂2，调整涂料的PH值至碱性，用200目钢制筛子过滤，即得成品。
产品于传统涂料的数据对比如下：