本发明涉及涂料领域，特别涉及一种多功能涂料及其制备方法。
背景技术：
目前市场上装饰室内墙面的材料，形式各样，通常包括以下几种：普通乳胶漆、壁纸、壁布、瓷砖大理石以及硅藻泥等等。其中乳胶漆的功能单一，耐污性普遍偏差；虽然壁纸、壁布解决了色调单一的问题，但其施工工艺复杂、接缝不美观，且遇水容易发霉，即使没有发霉，配套的胶水会释放甲醛等对人体有害的物质；瓷砖、大理石虽然解决了耐污的问题，但是在内墙面上使用这样的装饰材料，由于存在装修成本高、不美观、环保性较差的问题，造成消费者的接受程度比较低。而最近流行的硅藻泥等装修新材料，又存在耐污性差，吸附有害物质饱和后，存在继续释放有害物质的风险。
技术实现要素：
本发明实施方式的目的在于提供一种多功能涂料及其制备方法，使得甲醛等有害气体得以吸附并分解，且能够释放负离子，从而实现提高空气质量，优化室内环境的目的。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种多功能涂料，该多功能涂料包含下述质量百分含量的组分：复合填料15％～50％、变色因子4％～10％、防冻剂0.5％～2％、乳液35％～65％、润湿剂0.3％～0.5％、消泡剂0.5％～2％、增稠剂0.2％～1％、中和剂0.5％～2％、抗霉菌剂0.2％～1％、分散剂0.4％～1％、成膜助剂0.5％～1.5％、还元液3％～5％，余量为水；
其中，复合填料以重量份计包含：硅酸钕晶体5～15份、电气石粉1～10份、煅烧硅藻土15～25份、含铟稀土1～5份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为：1：2～4。
本发明的实施方式还提供了一种多功能涂料的制备方法，该方法包含下述步骤：(1)按下述质量百分含量计称取：复合填料15％～50％、变色因子4％～10％、防冻剂0.5％～2％、乳液35％～65％、润湿剂0.3％～0.5％、消泡剂0.5％～2％、增稠剂0.2％～1％、中和剂0.5％～2％、抗霉菌剂0.2％～1％、分散剂0.4％～1％、成膜助剂0.5％～1.5％、还元液3％～5％、余量为水；其中，复合填料以重量份计包含：硅酸钕晶体5～15份、电气石粉1～10份、煅烧硅藻土15～25份、含铟稀土1～5份；增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为：1：2～4；
(2)将纤维素增稠剂、中和剂加水混合、分散搅拌后得到第一浆料；
(3)将分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻剂、复合填料、还元液、抗霉菌剂、变色因子以及成膜助剂依次加入第一浆料中，搅拌均匀得到第二浆料；
(4)将乳液、聚氨酯增稠剂加入第二浆料中，搅拌、过滤后即得多功能涂料。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过多功能涂料中的煅烧硅藻土多孔结构将空气中的甲醛等有害气体吸附到涂层表面及内部，然后再由涂层中还元液有效成分将其分解，同时电气石粉释放负离子，从而实现提高空气质量，优化室内环境的目的。
另外，复合填料的粒径为10微米以下。
另外，煅烧硅藻土为生物成因海绵岩经过1200℃煅烧形成的白色硅藻土。此温度烧制的白色硅藻土可控制松散容量在440kg/m2以下，利于达到涂层吸附有害气体能力与耐污性的平衡。
另外，变色因子为温感材料颗粒、湿感材料颗粒、光敏材料颗粒、压敏材料颗粒及电感材料颗粒中的一种或几种。
另外，乳液为具有核壳结构的丙烯酸乳液，随着溶剂的挥发，使得多功能涂料中的其他组分粘结在一起。
另外，分散搅拌在分散机中进行，温度为4～45℃；分散搅拌中搅拌转速为1200～3000rpm/min，其中，在搅拌的过程中缓慢加入纤维素增稠剂，搅拌5～15分钟后，加入中和剂，搅拌15～45分钟后，得到粒径为40微米以下的第一浆料。
另外，分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻剂、复合填料、变色因子以及成膜助剂依次加入第一浆料后搅拌的转速为1200～3000rpm/min，搅拌40～60分钟后，得到粒径为40微米以下的第二浆料。
另外，乳液、聚氨酯增稠剂加入第二浆料中搅拌的温度为15～45℃，搅拌转速为300～700rpm/min，搅拌10～20分钟，调整pH值至8～9后，过50～100目的滤布，即得粘度在85～105ku的多功能涂料。
具体地，防冻剂可以避免多功能涂料在低温环境导致变质的问题；润湿剂通过降低多功能涂料表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上或透入其表面，而把固体物料润湿；分散剂具有能提高和改善固体或液体物料分散性能的作用；消泡剂对生产过程中的泡沫进行消除，可以是非硅酮胺类烷烃化合物、脂肪烃的乳化物或矿物油基；增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使水性涂料涂料增稠，防止使用中出现流挂现象，而且能赋予水性涂料涂料优异的机械性能和贮存稳定性，可以是疏水羟乙基纤维素、聚氨酯类等；成膜助剂具有能促进高分子化合物塑性流动、弹性变形、改善成膜机理，进而帮助成膜的作用；中和剂通过酸碱中和反应来调节体系pH值。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
实施例1
本实施例涉及一种多功能涂料，该多功能涂料包含下述质量百分含量的组分：复合填料15％，变色因子8％，防冻剂0.5％，乳液35％，润湿剂0.3％，消泡剂0.6％，增稠剂0.8％，中和剂0.5％，抗霉菌剂0.2％，分散剂0.4％，成膜助剂0.6％，还元液3％，水35.1％；其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体5份、电气石粉1份、煅烧硅藻土15份、含铟稀土1份；增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为：1：2。
具体地，还元液为含虎杖及金边虎尾兰提取液，该提取液为天然成分，可以吸附空气中的正离子，减少正离子对负离子的吸附，进一步增加空气中的负离子，改善室内环境。
具体地，本实施例中的各个组分在多功能涂料中的作用如下：防冻剂可以避免多功能涂料在低温环境导致变质的问题；润湿剂通过降低多功能涂料表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上或透入其表面，而把固体物料润湿；分散剂具有能提高和改善固体或液体物料分散性能的作用；消泡剂对生产过程中的泡沫进行消除，可以是非硅酮胺类烷烃化合物、脂肪烃的乳化物或矿物油基；增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使水性涂料涂料增稠，防止使用中出现流挂现象，而且能赋予水性涂料涂料优异的机械性能和贮存稳定性，可以是疏水羟乙基纤维素、聚氨酯类等；成膜助剂具有能促进高分子化合物塑性流动、弹性变形、改善成膜机理，进而帮助成膜的作用；中和剂通过酸碱中和反应来调节体系pH值。
进一步地，乳液为具有核壳结构的丙烯酸乳液，随着溶剂的挥发，该乳液使得多功能涂料中的其他组分粘结在一起。
另外，复合填料中的煅烧硅藻土为生物成因海绵岩经过1200℃煅烧形成的白色硅藻土。
值得注意的是，复合填料的粒径在10微米以下，变色因子可以是温感材料颗粒，这样涂覆有该多功能涂料的内墙可以根据外界温度而变化颜色，从而满足不同消费者的装修需求。
此外，本实施例(以及下述各实施例)中涉及的各个组分均可以通过市场购买获得，其中，各个组分的型号和生产厂家如下：温感材料颗粒为东莞市千色变化工科技有限公司低温温感微胶囊，防冻剂为POLYWILL公司的Coadd-FD-101，乳液为POLYWILL公司的Coxcen-H1乳液，润湿剂为陶氏BD-405，消泡剂为亚什兰TS-4481，还元液为上海和风来实业有限公司的ecoparadise抗氧化还元原液，纤维素增稠剂为乐天B30K，聚氨酯增稠剂为罗门哈斯亚乐顺RM-2050D，中和剂为10％氢氧化钠的水溶液，抗霉菌剂为朗盛Preventol D7，分散剂为罗门哈斯分散剂OROTAN 731A，成膜助剂为巴斯夫CA5290。
本实施例中多功能涂料的制备方法包含下述步骤：
(1)按下述质量百分含量计称取：复合填料15％，变色因子8％，防冻剂0.5％，乳液35％，润湿剂0.3％，消泡剂0.6％，增稠剂0.8％，中和剂0.5％，抗霉菌剂0.2％，分散剂0.4％，成膜助剂0.6％，还元液3％，水35.1％；其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体5份、电气石粉1份、煅烧硅藻土15份、含铟稀土1份；增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为1：2；
(2)将纤维素增稠剂加水混合，分散搅拌，其中，分散搅拌在分散机中进行，温度控制在30℃，搅拌转速为1200rpm/min，加入中和剂，搅拌时间为15分钟后，细度板测试，得到粒径为40微米以下的第一浆料。
(3)将分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻剂、复合填料、变色因子以及成膜助剂依次加入第一浆料后搅拌的转速为1200rpm/min，搅拌40分钟后，细度板测试，得到粒径为40微米以下的第二浆料。
(4)将乳液、聚氨酯增稠剂加入第二浆料中搅拌的温度为15℃，搅拌转速为300rpm/min，搅拌10分钟，调整pH值至8后，过100目的滤布，即得粘度在85ku的多功能涂料。
实施例2
本实施例涉及一种多功能涂料，该多功能涂料包含下述质量百分含量的组分：复合填料15％，湿感材料颗粒4％，防冻剂1％，乳液65％，润湿剂0.3％，消泡剂1.1％，增稠剂1％，中和剂0.9％，抗霉菌剂0.2％，分散剂0.4％，成膜助剂1.1％，还元液3％，水7％；
其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体5份、电气石粉1份、煅烧硅藻土15份、含铟稀土1份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为1：3。
此外，本实施例中涉及的各个组分均可以通过市场购买获得，其中，各个组分的型号和生产厂家如下：湿感材料颗粒为东莞新井村化工科技有限公司湿水变色浆，中和剂为陶氏AMP-95，抗霉菌剂为朗盛Preventol D7。其他组分的型号与生产厂家同实施例1。
本实施例中多功能涂料的制备方法包含下述步骤：
(1)按下述质量百分含量计称取：复合填料15％，湿感材料颗粒4％，防冻剂1％，乳液65％，润湿剂0.3％，消泡剂1.1％，增稠剂1％，中和剂0.9％，抗霉菌剂0.2％，分散剂0.4％，成膜助剂1.1％，还元液3％，水7％；
其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体5份、电气石粉1份、煅烧硅藻土15份、含铟稀土1份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为：1：3；
(2)将纤维素增稠剂加水混合，分散搅拌，其中，分散搅拌在分散机中进行，温度控制在4℃，搅拌转速为3000rpm/min，加入中和剂，搅拌时间为5分钟后，细度板测试，得到粒径为40微米以下的第一浆料。
(3)将分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻剂、复合填料、变色因子以及成膜助剂依次加入第一浆料后搅拌的转速为3000rpm/min，搅拌60分钟后，细度板测试，得到粒径为40微米以下的第二浆料。
(4)将乳液、聚氨酯增稠剂加入第二浆料中搅拌的温度为45℃，搅拌转速为700rpm/min，搅拌20分钟，调整pH值至9后，过50目的滤布，即得粘度在105ku的多功能涂料。
实施例3
本实施例涉及一种多功能涂料，该多功能涂料包含下述质量百分含量的组分：复合填料30％，光敏材料颗粒10％，防冻剂0.7％，乳液40％，润湿剂0.4％，消泡剂0.7％，增稠剂0.4％，中和剂0.6％，抗霉菌剂0.5％，分散剂0.6％，成膜助剂0.5％，还元液4％，水11.6％；
其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体10份、电气石粉6份、煅烧硅藻土18份、含铟稀土3份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为：1：4。
此外，本实施例中涉及的各个组分均可以通过市场购买获得，其中，各个组分的型号和生产厂家如下：光敏材料颗粒为上海掘色新材料科技有限公司感光微胶囊粉，乳液为POLYWILL公司的Coxcen-H2乳液。其他组分的型号与生产厂家同实施例1。
本实施例中多功能涂料的制备方法包含下述步骤：
(1)按下述质量百分含量计称取：复合填料30％，光敏材料颗粒10％，防冻剂0.7％，乳液40％，润湿剂0.4％，消泡剂0.7％，增稠剂0.4％，中和剂0.6％，抗霉菌剂0.5％，分散剂0.6％，成膜助剂0.5％，还元液4％，水11.6％；
其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体10份、电气石粉6份、煅烧硅藻土18份、含铟稀土3份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为1：4。
(2)将纤维素增稠剂加水混合，分散搅拌，其中，分散搅拌在分散机中进行，温度控制在30℃，搅拌转速为2500rpm/min，加入中和剂，搅拌时间为10分钟后，细度板测试，得到粒径为40微米以下的第一浆料。
(3)将分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻剂、复合填料、变色因子以及成膜助剂依次加入第一浆料后搅拌的转速为2000rpm/min，搅拌50分钟后，细度板测试，得到粒径为40微米以下的第二浆料。
(4)将乳液、聚氨酯增稠剂加入第二浆料中搅拌的温度为45℃，搅拌转速为500rpm/min，搅拌15分钟，调整pH值至8.5后，过80目的滤布，即得粘度在90ku的多功能涂料。
实施例4
本实施例涉及一种多功能涂料，该多功能涂料包含下述质量百分含量的组分：复合填料25％，压敏材料颗粒5％，防冻剂0.8％，乳液50％，润湿剂0.4％，消泡剂0.8％，增稠剂0.3％，中和剂0.5％，抗霉菌剂0.4％，分散剂0.7％，成膜助剂0.8％，还元液5％，水10.3％。
其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体10份、电气石粉6份、煅烧硅藻土18份、含铟稀土3份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为1：2.5。
此外，本实施例中涉及的各个组分均可以通过市场购买获得，其中，各个组分的型号和生产厂家如下：压敏材料颗粒为深圳变色龙变色材料有限公司弹性微结构聚合材料，抗霉菌剂为TROY的TROYSAN 1050。其他组分的型号与生产厂家同实施例1。
本实施例中的多功能涂料的制备方法同实施例1，本实施方式在此不一一赘述。
实施例5
本实施例涉及一种多功能涂料，该多功能涂料包含下述质量百分含量的组分：复合填料32.6％，电感材料颗粒6％，防冻剂2％，乳液44％，润湿剂0.5％，消泡剂1.5％，增稠剂0.2％，中和剂0.6％，抗霉菌剂0.3％，分散剂0.9％，成膜助剂1.4％，还元液3％，水7％；
其中，复合填料以重量份计包含硅酸钕晶体10份、电气石粉6份、煅烧硅藻土18份、含铟稀土3份；
增稠剂包含纤维素增稠剂和聚氨酯增稠剂，纤维素增稠剂与聚氨酯增稠剂的重量比为1：3.5。
此外，本实施例中涉及的各个组分均可以通过市场购买获得，其中，各个组分的型号和生产厂家如下：电感材料颗粒为石家庄冀安亚大新材料科技有限公司聚苯胺改性导电微粉，防冻剂为阿克苏公司的BCD42A，乳液为POLYWILL公司的Coxcen-H2乳液，中和剂为陶氏AMP-95，抗霉菌剂TROY的POLYPHASE 2167。其他组分的型号与生产厂家同实施例1。
本实施例中的多功能涂料的制备方法同实施例1，本实施方式在此不一一赘述。
具体地，实施例1～5中的多功能涂料涂覆内墙的方法如下：分别加水10～20％，调整到施工粘度在65～85ku范围内，在水泥基墙面、硅酸钙板墙面、石膏板墙面或者腻子墙面等多种材质表面上,环境温度在5～40℃范围内，以滚涂或喷涂施工，达到施工厚度。
下面对实施例1～5中多功能涂料的各项性能分别进行检验。
实验数据见表1：
根据表1中检测数据分析该多功能涂料的各项性能：
根据HG/T 4756-2014的测试标准，I级标准要求耐污综合能力≥60，耐污综合能力越高，耐污性能力越强，从表1中的数据可以看出，实施例1～5耐污综合性均达到I级标准；
根据GB/T26539-2011的测试标准，抗静电点对点电阻应该符合5x104～1x109Ω，表面电阻应在5x104～1x109Ω，从表1中的数据可以看出，实施例1～5均达到该标准；
根据JC/T 1074-2008的测试标准，I类标准要求净化甲醛效率≥75％，从表1中的数据可以看出，实施例1～5均达到或高于该标准；
根据JC/T 2040-2010的测试标准，空气负离子诱生量要求≥500个/(s.cm2)，从表1中的数据可以看出，实施例1～5均达到该标准；
根据ISO22196-2011的测试标准，抗菌活性值指标：大肠杆菌ATCC8379>4.5，金黄色葡萄球菌ATCC6538p>4.8，从表1中的数据可以看出，实施例1～5均达到该标准；
根据GB/T18752-2002的测试标准，可逆热敏变色级别分为1～4级，4级是指受热前后原来颜色全部消失，则为最高级别；
根据GB/T18753-2002的测试标准，日光激光变色分为1～4级，4级是日光激发前后，变色接近标准色，则为最高级别，实施例3的变色等级为3级，属于明显变色。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。