专利名称：一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于内外墙涂装的环保型抗菌净味健康乳胶涂料。
背景技术：
随着现代高层建筑的兴起，对涂料耐水性、抗老化性、抗玷污性和自清洁性能要求越来越高，对于长期暴露在户外的户外装饰和高层建筑，希望涂层具有优异的抗玷污性，抗老化性和自清洁性能；同时，随着环保意识的增强，要求涂料绿色化，对人民身体健康和环境无危害，且抗菌、杀菌、净化空气，因此，高性能、 绿色保健的水性涂料成为研究的重点。目前，绿色环保涂料、纳米涂料已成了人们绿色消费的一种新时尚，但是要完全彻底地符合人们的居住生活工作环境的健康安全要求，仅仅是环保还远远不够，因为人们居住生活工作的环境，特别是大气环境中滋生着很多危害人类身心健康的致病菌、病毒，以及因生产、生活中造成的有害气体，使人头昏、恶心、并产生多种疾病，严重影响人们健康和生活质量。为此许多专利通过涂料组成的筛选、搭配和优化，对涂料性能进行了改进，如中国专利CN01139937. 6，以聚乙烯醇、硅丙乳液、纳米氧化物制备了抗菌、保健的生态乳胶漆，其涂料性能优异，耐水性和耐洗擦性等性能明显提高，挥发份含量较传统乳胶漆有了较大的降低，但VOC仍高达326 434ppm。又如CN03126626. 6利用金红石型钛白粉和锐钛型二氧化硅搭配，以硅丙乳液制备了超耐候、耐污的低污染涂料，自清洁性能好，力学性能优良，但在抗菌、杀菌、净化空气方面仍显不足。原因在于这些专利主要是通过添加纳米型抗菌粒子对传统涂料进行改性，这些纳米粒子在涂料配置、保存和使用中存在不同程度的分散性差、粒子大团聚集和迁移问题，从而难以发挥其作用，并造成涂料成本的增加。
发明内容
为尝试解决上述问题，本发明提出了一种环境友好抗菌涂料及其制备方法，利用一种无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液和纳米金属氧化物的双重功能，赋予涂料高性能，且环保、杀菌和净化空气、除味、释放负氧离子等多种功能。无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液包含纳米二氧化钛、氧化锌、氧化铜、二氧化硅、碳酸钙粒子，纳米金属氧化物包含银、锌、铜金属氧化物纳米粒子，从而使涂料具有优异的涂装性能和抗菌生态环保特性。为实现以上目的，本发明采取的技术方案如下。一种环境友好抗菌涂料，以100份计，包含以下组成的重量百分比为
无机纳米粒子/改性丙烯酸酯乳液25 35%
纳米金属氧化物I. 5 3. 5%
锐钛型纳米二氧化钛I. O 4. 0%
三氧化二铝O. 5 I. 5%
金红石型钛白粉12 25%重质碳酸钙. 6 10%
高岭土5. O 10.0%
滑石粉4. O 8. 0%
聚丙烯酸钠GA-40O. 30 O. 60%
偏磷酸钠O. 25 O. 50%
聚硅氧烷 BYK-0220.15 O. 35%
羟乙基纤维素ER-4512O. 25 O. 45% 2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑 0.15 O. 40%
长链烷基与聚醚共改性聚硅氧院共聚物 (流平剂 BD-3231)0.10 O. 30%
丙三醇O. 75 2. 5%
去离子水24 30%上述一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液是含固量45. O 55. 0%、由2. O 15. O %无机纳米粒子和85. O 98. O %改性丙烯酸酯组成的核/壳结构或多层核/壳结构或互穿聚合物网络(IPN)结构的复合物；无机纳米粒子选自二氧化钛、二氧化娃、氧化锌、氧化银、氧化铜和氧化错，粒径为O. 02 O. 10 μ m之间；改性丙烯酸酯为有机硅-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、氟化物一丙烯酸酯、酰胺-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯等聚合物；无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液的最低成膜温度为_25°C至10°C，挥发份含量小于lOOppm。再进一步，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液得核/壳结构或多层核/壳结构或互穿聚合物网络(IPN)结构的复合物通常以分段式或种子乳液聚合过程制备，典型的多层核/壳结构乳液制备过程包括以下步骤(I)将纳米金属氧化物加入到含有乳化齐U、分散剂的水溶液中，在氮气保护条件下升温至一定温度，滴加引发剂和乙烯基不饱和单体，对无机纳米粒子进行聚合物包覆；(2)半连续加入乳化剂、引发剂，以及功能单体、乙烯基不饱和单体，形成壳层；(3)半连续加入不饱和的有机硅氧烷单体或醋酸乙烯或不饱和氟化物或不饱和酰胺或不饱和环氧树脂等，也可以和少量丙烯酸酯单体混合加入，反应完全得到改性丙烯酸酯/无机纳米粒子复合乳液；(4)必要时可以对改性丙烯酸酯/无机纳米粒子复合乳液脱除残余单体，然后加入氨水等碱性溶液，中和至pH为7. O 8. 5，过滤，得到无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液。进一步，上述一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液与功能颜填料(包括纳米金属氧化物、锐钛型纳米二氧化钛和三氧化二铝)的重量比为I : O. 11 I : O. 24;再进一步，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液与功能颜填料中纳米金属氧化物(不包括锐钛型纳米二氧化钛和三氧化二铝)的重量比为I O. 046 I : O. 127。再进一步,上述一种环境友好抗菌涂料，所述的纳米金属氧化物选自纳米氧化锌、纳米氧化银、纳米氧化铜中的一种或者混合物，纳米金属氧化物和锐钛型纳米二氧化钛粒径O. 03 O. 10 μ m之间，三氧化二铝选自1000 1500目的过筛料。进一步，上述一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液与颜填料(包括金红石型钛白粉、重质碳酸钙、高岭土和滑石粉)的重量比为I : I I : I. 5。再进一步，上述一种环境友好抗菌涂料，所述的金红石型钛白粉、高岭土、重质碳酸钙和滑石粉选自1000 1500目的过筛料。一种环境友好抗菌涂料的制备方法如下(I)取聚丙烯酸钠(GA-40)、偏磷酸钠分散在去离子水中，高速搅拌加入纳米金属氧化物，锐钛型纳米二氧化钛和三氧化二招，混合O. 5 I小时。(2)在中速搅拌下，向⑴物料中慢慢加入金红石型钛白粉、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑、丙三醇和部分聚硅氧烷(BYK-022)、部分羟乙基纤维素(ER-4512)，高速搅拌O. 5 I小时，至细度小于50 μ m。
(3)向(2)物料中慢慢加入无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液、流平剂BD-3231和剩余的聚硅氧烷(BYK-022)、羟乙基纤维素(ER-4512)，继续搅拌I小时，分散均匀后得到最终涂料。本发明的积极效果是(I)采用无机纳米/改性丙烯酸酯复合乳液、纳米金属氧化物和锐钛型纳米二氧化钛、三氧化二铝的搭配组合制备的功能涂料具有抗菌、杀菌、净化空气和产生负氧离子的作用；(2)可显著提高涂料的附着力、漆膜耐洗刷性和耐碱性，漆膜强度、表面光洁度和漆膜遮盖力高，具有自清洁、保健和抗污、抗静电的生态效应。
具体实施例方式以下介绍本发明一种环保型抗菌净味乳胶涂料的具体实施方式
。需要说明的是，本发明的实施不限于以下的实施方式。这些实施例只是用来做进一步的说明以方便理解本发明，而不是限制本发明的保护范围。在实施例中的各组分加入量以100wt% (重量百分数)计。涂料配制在装有可调搅拌器的釜中进行。实施例I一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制备，包括以下步骤(I)取聚丙烯酸钠(GA-40)0. 60公斤、偏磷酸钠O. 50公斤分散在27. 5公斤的去离子水中，高速搅拌加入纳米氧化锌I. O公斤、纳米氧化铜I. 2公斤,锐钛型纳米二氧化钛I. O公斤和三氧化二铝O. 5公斤，混合I小时。(2)在中速搅拌下，向(I)物料中慢慢加入金红石型钛白粉25公斤、重质碳酸钙6公斤、高岭土 5公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 25公斤、丙三醇O. 8公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羟乙基纤维素(ER_4512)0. 25公斤，高速搅拌O. 5小时。(3)向⑵物料中慢慢加入无机纳米二氧化钛/有机硅-丙烯酸酯复合乳液35公斤，BD-3231流平剂O. 25公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羟乙基纤维素(ER-4512)0. 2公斤，继续搅拌I小时得到最终成品。涂料性能检验结果见表I。实施例2
一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制备，包括以下步骤(I)取聚丙烯酸钠(GA-40) O. 40公斤、偏磷酸钠O. 30公斤分散在28公斤的去离子水中，高速搅拌加入纳米氧化锌I. O公斤、纳米氧化银I. O公斤,锐钛型纳米二氧化钛2. O公斤和三氧化二铝O. 5公斤，混合I小时。(2)在中速搅拌下，向(I)物料中慢慢加入金红石型钛白粉18公斤、重质碳酸钙9公斤、高岭土 5公斤、滑石粉4公斤、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 40公斤、丙 三醇2. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羟乙基纤维素(ER_4512)0. 15公斤，高速搅拌O. 5小时。(3)向⑵物料中慢慢加入无机纳米二氧化硅/有机硅-丙烯酸酯复合乳液27公斤，BD-3231流平剂O. 30公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 2公斤、羟乙基纤维素(ER-4512)0. I公斤，继续搅拌I小时得到最终成品。涂料性能检验结果见表I。实施例3一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制备，包括以下步骤(I)取聚丙烯酸钠(GA-40) O. 50公斤、偏磷酸钠O. 25公斤分散在30公斤的去离子水中，高速搅拌加入纳米氧化锌I. O公斤、纳米氧化银I. O公斤,纳米氧化铜I. O公斤,锐钛型纳米二氧化钛I. 5公斤和三氧化二铝O. 5公斤，混合O. 75小时。(2)在中速搅拌下，向(I)物料中慢慢加入金红石型钛白粉15. 5公斤、重质碳酸钙7公斤、高岭土 8公斤、滑石粉7公斤、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 30公斤、丙三醇O. 75公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羟乙基纤维素(ER_4512)0. 15公斤，高速搅拌O. 5小时。(3)向⑵物料中慢慢加入无机纳米氧化锆/有机硅-丙烯酸酯复合乳液25公斤，BD-3231流平剂O. 10公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羟乙基纤维素(ER-4512)0. 15公斤，继续搅拌I小时得到最终成品。涂料性能检验结果见表I。实施例4一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制备，包括以下步骤(I)取聚丙烯酸钠(GA-40) O. 55公斤、偏磷酸钠O. 4公斤分散在24公斤的去离子水中，高速搅拌加入纳米氧化锌I. 5公斤,锐钛型纳米二氧化钛4. O公斤和三氧化二招O. 5公斤，混合O. 5小时。(2)在中速搅拌下，向(I)物料中慢慢加入金红石型钛白粉12公斤、重质碳酸钙10公斤、高岭土 6公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 15公斤、丙三醇2. 3公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羟乙基纤维素(ER_4512)0. 2公斤，高速搅拌O. 5小时。(3)向⑵物料中慢慢加入无机纳米氧化锌/有机硅-丙烯酸酯复合乳液33公斤，BD-3231流平剂O. 20公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 05公斤、羟乙基纤维素(ER-4512)0. 05公斤，继续搅拌I小时得到最终成品。涂料性能检验结果见表I。实施例5一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制备，包括以下步骤(I)取聚丙烯酸钠(GA-40) O. 6公斤、偏磷酸钠O. 5公斤分散在25公斤的去离子水中，高速搅拌加入纳米氧化锌2. 5公斤,纳米氧化铜I. O公斤,锐钛型纳米二氧化钛2. O公斤和三氧化二铝I. O公斤，混合O. 75小时。(2)在中速搅拌下，向(I)物料中慢慢加入金红石型钛白粉15公斤、重质碳酸钙
7.5公斤、高岭土 10公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 2公斤、丙三醇I. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羟乙基纤维素(ER_4512)0. 2公斤，高速搅拌O. 75小时。(3)向⑵物料中慢慢加入无机纳米氧化铜/有机硅-丙烯酸酯复合乳液27. 65公斤，BD-3231流平剂O. 30公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. I公斤、羟乙基纤维素(ER-4512)0. 15公斤，继续搅拌I小时得到最终成品。涂料性能检验结果见表I。实施例6一种环保型抗菌净味乳胶涂料的制备，包括以下步骤
(I)取聚丙烯酸钠(GA_40)0. 30公斤、偏磷酸钠O. 50公斤分散在27. 5公斤的去离子水中，高速搅拌加入纳米氧化锌O. 5公斤、纳米氧化银I. O公斤,锐钛型纳米二氧化钛
3.O公斤和三氧化二铝I. 5公斤，混合I小时。(2)在中速搅拌下，向(I)物料中慢慢加入金红石型钛白粉15公斤、重质碳酸钙
6.4公斤、高岭土 5公斤、滑石粉8公斤、2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 30公斤、丙三醇I. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羟乙基纤维素(ER_4512)0. 25公斤，高速搅拌I. O小时。(3)向(2)物料中慢慢加入无机纳米二氧化钛/改性丙烯酸酯复合乳液28. 5公斤，BD-3231流平剂O. 25公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羟乙基纤维素(ER-4512)0. 2公斤，继续搅拌I小时得到最终成品。涂料性能检验结果见表I。表I实施例涂料性能
权利要求
1.一种环境友好抗菌涂料，以100份计，包含以下组成的重量百分比为 无机纳米粒子/改性丙烯酸酯乳液25 35% 纳米金属氧化物I. 5 3. 5% 锐钛型纳米二氧化钛L O 4. 0% 三氧化二铝O. 5 I. 5% 金红石型钛白粉12 25%重质碳酸钙6 10% 高岭土5. O 10.0% 滑石粉4. O 8. 0% 聚丙烯酸钠GA-40O. 30 O. 60%。 偏磷酸钠O. 25 O. 50% 聚硅氧烷 BYK-0220.15 O. 35% 羟乙基纤维素ER-4512O. 25 O. 45% 2-正辛基-41异噻唑啉-3-酮苯并咪唑 O. 15 O. 40% 长链烷基与聚醚共改性聚硅氧烷共聚物 (流平剂 BD-3231)0.10 O. 30% 丙三醇O. 75 2. 5%去离子水24 30%
2.根据权利要求I所述的一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液是含固量45. O 55. 0%、由2. O 15. O %无机纳米粒子和85. O 98. 0%改性丙烯酸酯组成的核/壳结构或多层核/壳结构或互穿聚合物网络(IPN)结构的复合物；无机纳米粒子选自二氧化钛、二氧化硅、氧化锌、氧化银、氧化铜和氧化锆，粒径为O.02 O. 10 μ m之间；改性丙烯酸酯为有机硅-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、酰胺-丙烯酸酯、环氧-丙烯酸酯等聚合物；无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液的最低成膜温度为_25°C至0°C，挥发份含量小于lOOppm。
3.根据权利要求I所述的一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液与功能颜填料(包括纳米金属氧化物、锐钛型纳米二氧化钛和三氧化二铝)的重量比为I : O. 11 I : O. 24;所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液与功能颜填料中纳米金属氧化物(不包括锐钛型纳米二氧化钛和三氧化二铝)的重量比为I O. 046 I : O. 127。
4.根据权利要求I所述的一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述的纳米金属氧化物选自纳米氧化锌、纳米氧化银、纳米氧化铜中的一种或者混合物，纳米金属氧化物和锐钛型纳米二氧化钛粒径O. 03 O. 10 μ m之间，三氧化二铝选自1000 1500目的过筛料。
5.根据权利要求I所述的一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液与颜填料(包括金红石型钛白粉、重质碳酸钙、高岭土和滑石粉)的重量比为I : I I : I. 5。
6.根据权利要求I所述的一种环境友好抗菌涂料，其特征在于，所述的金红石型钛白粉、高岭土、重质碳酸钙和滑石粉选自1000 1500目的过筛料。·
全文摘要
本发明涉及一种适用于内外墙涂装的环保型抗菌净味健康乳胶涂料。该环境友好抗菌涂料由无机纳米粒子/改性丙烯酸酯乳液、纳米金属氧化物、锐钛型纳米二氧化钛、三氧化二铝和颜填料、增稠剂、分散剂、流平剂及成膜助剂组成；利用无机纳米粒子/改性丙烯酸酯复合乳液和纳米金属氧化物的双重功能，赋予涂料高性能，且环保、杀菌和净化空气、除味等功能。该涂料具有优异的涂装性能和抗菌生态环保特性。
文档编号C09D5/02GK102964956SQ20121055831
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者米普科, 张军辉, 米怡璇, 张军旗, 许鹄飞, 许胜 , 赵 怡 申请人:上海滋普环保科技有限公司