专利名称：一种纳米涂料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料，具体地说是一种纳米涂料的制备方法。
背景技术：
目前，我国市场上所售的墙体涂料大量含有有机溶剂，有的粉体材料虽然是无机粉体，但是所采用的材料成分含有一定的毒性颜料和填充料，在生产和使用中产生一定的污染，影响了人类的健康。
涂料涂层不耐沾污、不耐灰尘、不耐赃物的原因主要是涂料的表面结构和材料的特性决定的，市场上所售的涂料要么是疏水型结构，
要么是疏油型结构，前者耐水性好，但不耐油污；后者耐油污性好，但不耐水。为此，制成纳米涂料的双疏结构对人们的生活要求是十分有益的。
纳米涂料的耐擦洗性，取决于纳米材料的表面效应，在涂层上表现为耐擦洗性，对普通的乳胶漆来说，耐擦洗性很低， 一般只有1000—2000次，为此，使用的年限较短，不能满足人们的要求。
一般的涂料涂层不具有很强的耐候、保色、保光和抗老化性，因此，涂层的使用寿命较短，纳米材料对紫外线有极强的屏蔽作用，可大大减缓太阳光对涂层的破坏，使涂层具有更强的耐候、保色、保光和抗老化性。
发明内容
本发明的目的，旨在解决上述技术问题的不足，提供一种纳米涂料，可使用于内墙，也可使用于外墙，该纳米涂料具有特殊的双疏结
构和独特的表面效应，耐擦次数可达30万次，无毒、耐沾污性好。
本发明所采用的技术方案是 一种纳米涂料的制备方法，采用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米碳酸钙水浆液与复合添加剂制成的纳米复合浆，再加入填料和各种助剂，经反应釜混合反应、剪切乳化、砂磨机研磨分散、调漆釜调制和过滤机过滤后制得纳米涂料，制成的
纳米涂料中经包覆形成的纳米粉的平均粒径为35纳米， 一般在30—40纳米之间，具有表面闭合的端部和荷叶的表面微观结构，纳米粉的形状为球形，具有摇实密度0.15—0.5g/cm， 125 — 180 m2/g的比表面积；所述的纳米涂料由以下重量百分比组成
去离子水3.8%，纳米复合浆 10_12%，乙二醇2.5—2.8%，羟乙基纤维素(浓度2%) 5.3_5.7%，成膜助剂(市售TEXANOL酯醇)1.4一1.7%，钛白粉(市售金红石钛白粉)28—29%，煅烧高岭土 (1250—1500目)2—3%，重质碳酸钙2_3%，苯乙烯-丙乙烯酸酯乳液39 — 40%，丙二醇(市售)0.5 — 0.6%，杀菌剂(市售KATHON—LXE) 0.1—0.2%，增稠剂0.2—2%,消泡剂(市售SPG一IO) 0.1%,分散剂(市售PK200) 0.27%，润湿剂(市售NP—IO)0.06%, PH值调节剂0.2%。
所述的增稠剂，采用市售的亚乐顺中的RM-2020NPR、 ASE-60和RM-8W组成，RM-2020NPR、 ASE-60和RM-8W的重量百分比是RM-2020NPR10%， ASE-60 10%,腿-8W 80%。
所述的PH值调节剂，采用氨水或市售的AMP—95有机氨多功能添加剂中的一种。AMP—95的组分是含5%水的2—氨基一2 —甲基一l一丙醇。
所述的分散剂PK200是成分是聚羧酸盐类。
所述的纳米复合浆，由以下重量百分比组成
去离子水 19_20%，乙二醇 14.5 — 15.3%，分散剂(市售PK200) 2—3%，分散剂(市售SN5040) 5%，润湿剂(市售NP—10) 0.3%，纳米二氧化钛3 — 5%，纳米二氧化硅3 — 5%，纳米碳酸转水浆液50%。
所述的纳米碳酸钙水桨液由碳酸钙和水组成，碳酸钙和水加入的重量百分比是碳酸钙25%，水75%。
一种纳米涂料的制备方法按照下列步骤进行
第一步调制纳米碳酸钙浆液，取75%的水加入容器内，取25%的碳酸钙加入水中，边加边搅拌，至均匀止，制得纳米碳酸钙浆液，
备用5
第二步配制纳米复合浆，在反应釜中先加入19.5%的水，开机搅拌，在分别按顺序加入乙二醇14.7%、分散剂PK200 2.5%、分散剂SN5040 5%、润湿剂NP—IO 0.3%、纳米二氧化钛4%和纳米二氧化硅4%，边加边搅拌，至均匀止，最后加入50%的纳米碳酸钙浆液，搅拌5 — 10分钟，后采用高速剪切机在反应釜中剪切30分钟，使粉料初步分散，再将粉料初步分散后的浆液送入砂磨机中研磨2—3遍，每遍5—10分钟，制得纳米复合浆，备用；
第三步采用反应釜混合反应，严格按如下顺序进行1、 在反应釜中加入3.8%的去离子水，开机搅拌；
2、 在反应釜中加入2.7%的乙二醇，边加边搅拌，时间5分钟；
3、 在反应釜中加入0.27X的分散剂PK200，边加边搅拌，时间5分钟；
4、 在反应釜中加入0.06X的润湿剂NP—10，边加边搅拌，时间l一3分钟；
5、 在反应釜中加入11%的纳米复合浆，边加边搅拌，加完后再搅拌20分钟；
6、 在反应釜中加入5.5%的羟乙基纤维素(浓度2%),边加边搅拌，时间5分钟；
7、 取0.8%的成膜助剂(TEXANOL酯醇)，加入反应釜，边加边搅拌，时间5分钟；
8、 取0.05X的消泡剂SPG—10,加入反应釜，边加边搅拌，时间5分钟；
9、 取钛白粉28.7%、 1250—1500目的煅烧高岭土 2.7°%、重质碳酸钙2.7%，混合后，加入反应釜，边加边搅拌，加完后再搅拌30分钟；
第四步采用高速剪切乳化机，在反应釜内进行剪切、乳化，时间30分钟，备用；
第五步将第四步制得的浆送入砂磨机内，进行研磨分散2—3遍，每遍30—50分钟，备用；
第六步将第五步制得的浆，送入调漆釜，开机搅拌，边搅边加入39.6%的苯乙烯-丙乙烯酸酯乳液，搅拌20分钟，后加入0.8%的成膜助剂(TEXANOL酯醇)和0.05%的消泡剂SPG—IO，搅拌5分钟，最后加入0.55%的丙二醇和0.16X的杀菌剂KATHON—LXE，边加边搅，时间5分钟，备用；
第七步向调漆釜中加入0.2%的PH值调节剂，边加边搅，使PH值调至8—9，备用；
第八步向调漆釜中加入0.2_2%的增稠剂，边加边搅，搅拌30分钟，使粘度至3000—4000MPa S，备用；
第九步将上述步骤八制得的浆，采用涂料过滤机进行过滤，过
滤网为80 — 100目，过滤压力为0. 3—0. 5MPa，过滤后，制得成品。
本发明所述的纳米二氧化钛，选用30—40纳米的二氧化钛，最好35纳米。
本发明所述的纳米二氧化硅，选用30—40纳米的二氧化硅，最好35纳米。
本发明所述的纳米碳酸钙水浆液中的碳酸钙，选用30—40纳米的碳酸钙，最好35纳米。
本发明采用具有光催化特性的纳米材料及新型纳米无机抗菌材料，经特殊工艺对高分子聚合物乳液进行复合改性，即精制成高档的建筑装饰墙面漆。
采用本发明的制备方法，根据纳米材料独特的二元协同的双疏机理，制成的涂料涂层具有真正仿荷叶的表面微观结构，为此，能极大的降低灰尘及其它赃物对涂层表面的污染，从而使墙面长期保持清洁。本发明的涂料除了具有传统的高档乳胶漆华丽、柔和、厚重的装饰效果外，还具有如下特征
1、 特殊的双疏结构，即疏水、疏油，使得涂层的耐沾污性非常突出，灰尘、赃物不易粘附，轻轻擦洗就可除污。
2、 纳米材料独特的表面效应，所述的纳米粉为纳米硅基氧化物，
具有表面闭合的端部结构，纳米粉的形状为球形，粒径<40纳米，具有摇实密度0.15—0.5g/cm， 125 — 180 m2 / g的比表面积。
在涂层上的表现为耐擦性，我们经北京、上海及浙江大学分析测试中心作擦洗实验，耐磨性超过30万次。
3、 纳米材料对紫外线极强的屏蔽作用，可减缓太阳光对涂层的破坏，使涂层更具有耐候、保色、保光、抗老化性能，延长了涂层的使用寿命。
本发明的有益效果是具有独特的二元协同的双疏机理，制成的涂料涂层具有真正仿荷叶的表面微观结构，纳米粉的形状为球形，具有摇实密度0.15—0.5g/cm， 120_180 m2/g的比表面积，耐磨性超过30万次，施工性能佳，涂膜平整，手感细腻，遮盖力强，抗沾污性强，能用水清洗其表面，无毒、无味，环保，各项技术指标均优于国家标准数倍。
图1是本发明纳米涂料中纳米粉的电镜照片。图中显示的是纳米粉的形状，为球形。
具体实施方式
一种纳米涂料的制备方法按照下列步骤进行
第一步调制纳米碳酸钙浆液，取75%的水加入容器内，取25%的碳酸钙加入水中，边加边搅拌，至均匀止，制得纳米碳酸钙浆液，备用；
第二步配制纳米复合浆，在反应釜中先加入19.5%的水，开机搅拌，在分别按顺序加入乙二醇14.7%、分散剂PK200 2.5%、分散剂SN5040 5%、润湿剂NP—IO 0.3%、纳米二氧化钛4%和纳米二氧化硅4%，边加边搅拌，至均匀止，最后加入50%的纳米碳酸钙浆液，搅拌5 — 10分钟，后采用高速剪切机在反应釜中剪切30分钟，使粉料初步分散，再将粉料初步分散后的浆液送入砂磨机中研磨2—3遍，每遍5 — 10分钟，制得纳米复合浆，备用；
第三步使用反应釜混合反应，严格按如下顺序进行
1、 在反应釜中加入3.8%的去离子水，开机搅拌；
2、 在反应釜中加入2.7%的乙二醇，边加边搅拌，时间5分钟；
3、 在反应釜中加入0.27X的分散剂PK200,边加边搅拌，时间5分钟；
4、 在反应釜中加入0.06X的润湿剂NP—10，边加边搅袢，时间l一3分钟；
5、 在反应釜中加入11%的纳米复合浆，边加边搅拌，加完后再搅拌20分钟；
6、 在反应釜中加入5.5%的羟乙基纤维素(浓度2%)，边加边搅拌，时间5分钟；7、 取0.8%的成膜助剂(TEXANOL酯醇)，加入反应釜，边加边搅拌，时间5分钟；
8、 取0.05X的消泡剂SPG—10，加入反应釜，边加边搅拌，时间5分钟；
9、 取钛白粉28.7%、 1250—1500目的煅烧高岭土2.7%、重质碳酸钙2.7%，混合后，加入反应釜，边加边搅拌，加完后再搅拌30分钟；
第四步使用高速剪切乳化机，在反应釜内进行剪切、乳化，时间30分钟，备用；
第五步将第四步制得的浆送入砂磨机内，进行研磨分散2—3遍，每遍30—50分钟，备用；
第六步将第五步制得的浆，送入调漆釜，开机搅拌，边搅边加
入39.6%的苯乙烯-丙乙烯酸酯乳液，搅拌20分钟，后加入0.8%的成膜助剂(TEXANOL酯醇)和0.05%的消泡剂SPG—IO，搅拌5分钟，最后加入0.55%的丙二醇和0.16%的杀菌剂KATHON—LXE，边加边搅，时间5分钟，备用；
第七步向调漆釜中加入0.2X的PH值调节剂，边加边搅，使PH值调至8—9，备用；
第八步向调漆釜中加入0.2—2%的增稠剂，边加边搅，搅拌30分钟，使粘度至3000—4000MPa S，备用；
第九步将上述步骤八制得的浆，采用涂料过滤机进行过滤，过
滤网为80—100目，过滤压力为0.3—0.5MPa，过滤后，制得成品。
权利要求
1、一种纳米涂料的制备方法，采用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米碳酸钙水浆液与复合添加剂制成的纳米复合浆，再加入填料和各种助剂，经反应釜混合反应、剪切乳化、砂磨机研磨分散、调漆釜调制和过滤机过滤后制得纳米涂料，制成的纳米涂料中经包覆形成的纳米粉的平均粒径为35纳米，具有表面闭合的端部和荷叶的表面微观结构，纳米粉的形状为球形，具有摇实密度0.15-0.5g/cm，125-180m2/g的比表面积，其特征在于纳米涂料的制备方法按照下列步骤进行第一步调制纳米碳酸钙浆液，取75％的水加入容器内，取25％的碳酸钙加入水中，边加边搅拌，至均匀止，制得纳米碳酸钙浆液，备用；第二步配制纳米复合浆，在反应釜中先加入19.5％的水，开机搅拌，在分别按顺序加入乙二醇14.7％、分散剂PK200 2.5％、分散剂SN50405％、润湿剂NP-10 0.3％、纳米二氧化钛4％和纳米二氧化硅4％，边加边搅拌，至均匀止，最后加入50％的纳米碳酸钙浆液，搅拌5-10分钟，后采用高速剪切机在反应釜中剪切30分钟，使粉料初步分散，再将粉料初步分散后的浆液送入砂磨机中研磨2-3遍，每遍5-10分钟，制得纳米复合浆，备用；第三步采用反应釜混合反应，严格按如下顺序进行1)在反应釜中加入3.8％的去离子水，开机搅拌；2)在反应釜中加入2.7％的乙二醇，边加边搅拌，时间5分钟；3)在反应釜中加入0.27％的分散剂PK200，边加边搅拌，时间5分钟；4)在反应釜中加入0.06％的润湿剂NP-10，边加边搅拌，时间1-3分钟；5)在反应釜中加入11％的纳米复合浆，边加边搅拌，加完后再搅拌20分钟；6)在反应釜中加入5.5％的羟乙基纤维素(浓度2％)，边加边搅拌，时间5分钟；7)取0.8％的成膜助剂(TEXANOL酯醇)，加入反应釜，边加边搅拌，时间5分钟；8)取0.05％的消泡剂SPG-10，加入反应釜，边加边搅拌，时间5分钟；9)取钛白粉28.7％、1250-1500目的煅烧高岭土2.7％、重质碳酸钙2.7％，混合后，加入反应釜，边加边搅拌，加完后再搅拌30分钟；第四步采用高速剪切乳化机，在反应釜内进行剪切、乳化，时间30分钟，备用；第五步将第四步制得的浆送入砂磨机内，进行研磨分散2-3遍，每遍30-50分钟，备用；第六步将第五步制得的浆，送入调漆釜，开机搅拌，边搅边加入39.6％的苯乙烯-丙乙烯酸酯乳液，搅拌20分钟，后加入0.8％的成膜助剂(TEXANOL酯醇)和0.05％的消泡剂SPG-10，搅拌5分钟，最后加入0.55％的丙二醇和0.16％的杀菌剂KATHON-LXE，边加边搅，时间5分钟，备用；第七步向调漆釜中加入0.2％的PH值调节剂，边加边搅，使PH值调至8-9，备用；第八步向调漆釜中加入0.2-2％的增稠剂，边加边搅，搅拌30分钟，使粘度至3000-4000MPa·S，备用；第九步将上述步骤八制得的浆，采用涂料过滤机进行过滤，过滤网为80-100目，过滤压力为0.3-0.5MPa，过滤后，制得成品。
全文摘要
一种纳米涂料的制备方法，采用纳米复合浆，再加入填料和各种助剂，经反应釜混合反应、剪切乳化、砂磨机研磨分散、调漆釜调制和过滤机过滤后制得纳米涂料，第一步调制纳米碳酸钙浆液，第二步配制纳米复合浆，第三步采用反应釜混合反应，第四步采用高速剪切乳化机，进行剪切、乳化，时间30分钟，第五步送入砂磨机内研磨分散2-3遍，每遍30-50分钟，第六步将浆送入调漆釜搅拌，边搅边加入苯丙酸酯乳液、成膜助剂和消泡剂，最后加入丙二醇和杀菌剂；第七步调pH值调至8-9；第八步加入增稠剂，使粘度至3000-4000MPa·S；第九步采用涂料过滤机进行过滤，过滤后，制得成品。该涂料具有杀菌、无毒、无味，耐擦洗次数达30万次。
文档编号C09D125/00GK101597448SQ20091006541
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者赵青山 申请人:赵青山