纳米改性多功能涂料及其制备方法

专利名称：纳米改性多功能涂料及其制备方法
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10.1～10(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20.1～5(10)多功能助剂3 0.1～5(11)其它功能助剂 适量本发明的制备步骤如下步骤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。
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
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号C09D5/02GK1640951SQ200410013518
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月14日 优先权日2004年1月14日
发明者倪卓, 邓军, 崔生, 翁凌 申请人:倪卓