一种水性无添加纳米复合环保内墙涂料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种水性无添加纳米复合环保内墙涂料，其特征在于该涂料主要组成为：去离子水10?20wt％，复合丙烯酸树脂乳液20?40wt％，增稠剂0.1?1.0wt％，润湿分散剂0.3?0.8wt％，消泡剂0.1?0.5wt％，pH值调节剂0.1?0.2wt％，纳米功能材料3?10wt％，颜填料10?40wt％。该涂料不人为添加甲醛、苯及其他挥发性有机物(VOC)，经国家检测中心检测，甲醛、苯、VOC及可溶性重金属(铅、镉、铬、汞)均未检出(含量小于检测设备能检出的最小值或含量可忽略不计)。同时，该涂料还具有优异的吸收分解空气中的甲醛，氨类等有害气体，广谱抗菌，调节室内湿度，释放负氧离子，起到净化空气的作用。
【专利说明】
一种水性无添加纳米复合环保内墙涂料 (一）
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑装饰与保护材料，特别是建筑内墙面装饰与保护涂料。 (二）
【背景技术】
[0002] 随着人们对环保和健康的要求越来越高，涂料产品在此方面也必然要有更高的追 求。在当今人们面临的压力越来越多之际，家依然是每个人的寄托和归宿。如何选择适当 的涂料进行装修，营造健康的家居环境，无疑将成为每个家庭成员的重要考量。
[0003] "无添加"这一概念最先出现在化妆品行业，泛指不为了追求产品效果，而在产品 中加入对于皮肤、人体有害的物质如甲醛，苯，卤代烃，甲苯等。随着时代的进步，以及频频 曝光的家庭装修污染导致的健康问题案例，已经让人们对涂料产品的环保和健康性能越来 越重视。在这样的背景下我们欣喜的看到，涂料行业也成功借鉴和应用了这一概念。甲醛、 苯及其它挥发性有机化合物（V0C)曾经在漆类产品中大量使用，因为其作为增强漆膜理化 性能的廉价解决方案而被广泛使用。但是这些挥发性有害物质具有刺激性气味，而且能对 人体健康造成严重损害，尽管有些家庭通过在室内放置活性炭、摆放绿色植物等试图减轻 污染，但是这些方法可谓治标不治本。我们看到越来越多的涂料企业为了减轻室内环境污 染，已经在产品中减少了有害物质的使用量，但是目前能做到"无添加"的却并不多，那么， "无添加"是不是什么都不添加呢？并非如此，如果不添加各种助剂，那也做不出高品质的 涂料来，只是经过我们对各种助剂的精确分析，添加了环保的、不含有害物质的或者可以吸 收分解有害物质的助剂而已。 (三）
【发明内容】
[0004] 专利CN2013305968975及CN201310413326公开了一种乳胶漆及涂料的制备方法， 但从专利内容来看其功能单一，工艺及其简单，实用性不强；专利CN201310675278公开了 一种无添加的无机涂料，耐水性及耐污染性能低；专利CN201310658766及CN201310647390 分别公开了一种以硅藻土及竹炭为主要净化物质的零V0C涂料；专利CN200710043750公 开了一种零V0C低重金属及有害物的涂料。以上专利均未涉及到重金属污染，涂料功能也 不全面。自2011年某国际品牌推出无添加涂料产品以来，市场响应非常好，销量大幅提升。 但是，国内还没有该产品的相关专利申请。为了使真正的绿色环保无毒、功能全效的高品质 涂料在我国广泛应用，本发明具有非常重要的指导意义。
[0005] 本发明通过对市场上供应的涂料原材料进行精确化学分析，优选真正环保、无毒、 不含挥发性有机化合物（V0C)的乳液、颜填料及各种功能助剂，通过配方优化设计，合成了 一系列无添加纳米复合涂料。本发明所得涂料的主要检测方法是按照GB/T 9756-2009、 GB18582-2008 及 HJ/T201-2005 进行的。
[0006] 本发明特别适用于对居住环境要求高的、需要某些特殊功能的高档内墙装饰与保 护。
[0007] 本发明是这样实现的：
[0008] 1、精选涂料的主要成膜物质--聚合物树脂乳液：
[0009] 需要所选乳液环保，不含甲醛及ΑΡΕ0等有害成分，特别说明的是，选择两种不同 成膜温度及功能的乳液以一定比例混合，使其形成类似于核壳聚合的互穿网络结构，无需 在配方中添加成膜助剂即可低温成膜，避免了因为成膜助剂的加入带来的有机挥发物。具 体为罗门哈斯生产的成膜温度为〇°C的SF-029和成膜温度为18°C的AC-261C，按照重量比 2 : 3比例复合使用，复合后兼具两种乳液的性能，可在低温情况下直接使用。
[0010] 2、功能助剂的选择：
[0011] 增稠剂选用食品级的羟乙基纤维素和特殊缔合型聚氨酯共同使用，既保证了涂料 的储存稳定性，又满足了涂料施工的流平性，具体为陶氏化学的HEC与日本诺普科（N0PC0) 的 SN-629N，其中 HEC 的粘度范围为 20000-30000mpa. s ;
[0012] 润湿分散剂选用无机成分的磷酸酯类和聚丙烯酸钠盐复合，具体为克莱恩的 Dispersogen UH 和 N0PC0 的 SN-5030N ;
[0013] 消泡剂选用无机纳米二氧化硅凝胶及硅油脂类消泡剂，如SILIC0NI的WS360消泡 剂。
[0014] pH值调节剂选用选用陶氏化学的AMP95代理氨水，尽量减少气味。
[0015] 以上助剂均通过各种分析仪器及方法精选不含有毒、有害物质及V0C。
[0016] 3、纳米功能粉体材料选用纳米二氧化硅凝胶、粒径为10-20纳米的多孔二氧化硅 粉体、粒径为30-50纳米的锐钛型二氧化钛、纳米层状磷酸锆载银粉体、无机纳米层状甲醛 捕捉剂的两种或多种混合物。纳米二氧化硅凝胶具有一定的助分散能力和良好的消泡能 力；锐钛型纳米二氧化钛具有很好的光催化及负离子释放功能；纳米层状磷酸锆载银粉体 可起到优异的抗菌防霉能力，代替了现有的有机类的防霉杀菌剂；纳米层状无机甲醛捕捉 剂可起到额外的清除室内其它装饰材料带来的甲醛、苯及氨类物质的污染；同时因纳米层 状磷酸锆载银粉体和纳米层状无机甲醛捕捉剂具有双层纳米结构（两层之间小于10纳米， 相关专利可在国家专利局网上查到），还具有很好的吸附分解V0C的功能。
[0017] 4、颜填料选用具有催化活性的锐钛型二氧化钛、具有吸附作用的硅藻土、不含杂 质的沉淀硫酸钡及煅烧高岭土的混合物，所述颜填料均不含可溶性重金属铅、镉、铬、汞等 有害物质。
[0018] 按上述所选材料进行配方设计，选择最佳配比，即可得到高品质的水性无添加纳 米复合环保内墙涂料。需要说明的是纳米功能粉体材料需要先于颜填料加入，并经过高剪 切分散后再加入颜填料研磨分散，相关生产工艺见【具体实施方式】。 (四）【具体实施方式】
[0019] 现结合具体实施方案对本发明做进一步的描述。
[0020] 实例1 :水性无添加纳米复合全效内墙涂料
[0021] 该涂料的组成及生产工艺为：
[0022]
[0023] 材料说明：上述序号02材料由江阴国联科技提供；序号03材料由克莱恩化工公 司提供；序号04由北京兴美亚化工提；、序号05、16材料由日本诺普科（N0PC0)公司提供； 序号06、16材料由陶氏化学提供；序号08材料由南点海泰纳米提供；序号07、09、10材料由 北京中科捷达纳米公司提供；序号15材料由罗门哈斯公司提供；序号12材料由北京东旭 阳建材提供；序号11、13材料由北京国利粉体公司提供；14号材料为内蒙古蒙西生产。
[0024] 生产工艺：
[0025] 预制材料：①3. 5%羟乙基纤维素溶液，在搅拌状态下向30°C左右去离子水中缓 慢加入重量比为3. 5%的纤维素，持续搅拌至纤维素完全溶解成糊状；②复合乳液的配置： 在慢速搅拌的情况下向乳液E-2468中缓慢加入AC-261P乳液，搅拌10分钟即可；③聚氨酯 增稠剂的配置：向SN-629N增稠剂中加入2倍的水稀释并搅拌均匀备用。
[0026] 涂料生产：在500转/分钟的情况下向分散罐中依次加入上述序号01-06材料，其 中06号材料只添加一半，继续搅拌5分钟后再依次加入材料07-10后搅拌10分钟，转入高 剪切乳化机强力分散15分钟，再转入分散罐，在搅拌的情况下依次加入材料11-14后搅拌 30分钟，转入研磨罐进行研磨至细度小于40微米，再转入调漆罐，加入材料15, 500转/分 钟搅拌5分钟后加入材料16,继续以低于500转/分搅拌10分钟后缓慢加入剩余的06材 料，再加入17材料搅拌45分钟后可进行过滤即得成品。
[0027] 涂料主要指标：粘度（3#转子60转）4500mp. s ;密度1. 4±0· 1克/立方厘米； 防水、覆盖细微裂纹；耐擦洗3万次；耐老化1200小时；甲醛清除率可达99% (24小 时）；广谱抗菌；V0C含量、苯类、卤代烃类、甲醛及可溶性重金属均未检出（参照国标GB/T 9756-2009、GB18582-2008 及 HJ/T201-2005)。
[0028] 实例2 :水性无添加纳米复合五合一内墙涂料
[0029] 该涂料的组成及生产工艺为：
[0030]
[0031] 生产工艺：
[0032] 预制材料：①3. 5%羟乙基纤维素溶液，在搅拌状态下向30°C左右去离子水中缓 慢加入重量比为3. 5%的纤维素，持续搅拌至纤维素完全溶解成糊状；②复合乳液的配置： 在慢速搅拌的情况下向乳液E-2468中缓慢加入AC-261P乳液，搅拌10分钟即可；③聚氨酯 增稠剂的配置：向SN-629N增稠剂中加入2倍的水稀释并搅拌均匀备用。
[0033] 涂料生产：在500转/分钟的情况下向分散罐中依次加入上述序号01-06材料，其 中06号材料只添加一半，继续搅拌5分钟后再依次加入材料07-08后搅拌10分钟，转入高 剪切乳化机强力分散15分钟，再转入分散罐，在搅拌的情况下依次加入材料09-12后搅拌 30分钟，转入研磨罐进行研磨至细度小于40微米，再转入调漆罐，加入材料13, 500转/分 钟搅拌5分钟后加入材料14,继续以低于500转/分搅拌10分钟后缓慢加入剩余的06材 料，再加入15材料搅拌45分钟后可进行过滤即得成品。
[0034] 涂料主要指标：粘度（3#转子60转）5000mp. s ;密度1. 4±0· 1克/立方厘米；耐 擦洗1万次；覆盖细微裂纹；耐老化900小时；广谱抗菌；V0C含量、苯类、卤代烃类、甲醛及 可溶性重金属均未检出（参照国标GB/T 9756-2009、GB18582-2008及HJ/T201-2005)。
[0035] 上述实例仅用于说明本发明实施的可行性，凡是在本发明的基础上所做的同等替 换或改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1. 一种水性无添加纳米复合环保内墙涂料，其特征在于该涂料主要组成为：去 离子水10-20wt %，复合丙烯酸树脂乳液20-40wt %，增稠剂0. 1-1. Owt %，分散润湿 剂0· 3-0. 8wt %，复合消泡剂(λ 1-0. 5wt %，pH值调节剂(λ 1-0. 2wt %，纳米功能粉体 3-lOwt%，颜填料10-40wt%。该涂料不含甲醛、苯、其他挥发性有机物（VOC)及可溶性重金 属（铅、镉、铬、汞）。2. 根据权利要求1所述的复合丙烯酸树脂乳液是以极低VOC的两种不同成膜温度 (MFT)乳液按一定比例混合使用，可形成类似于核壳聚合的互穿网络结构，可低温成膜，无 需在配方中添加成膜助剂，本身不含甲醛及ΑΡΕ0,具体为罗门哈斯生产的成膜温度为0°C 的SF-029和成膜温度为18°C的AC-261C，按照重量比2 : 3比例复合使用。3. 根据权利要求1所述的增稠剂、润湿分散剂、消泡剂和pH值调节剂均不含可溶性重 金属、VOC及有害物。4. 根据权利要求1所述的纳米功能粉体材料为纳米二氧化硅凝胶，粒径为10-20纳米、 孔隙率大于50 %的多孔纳米二氧化硅粉体，粒径为30-50纳米的锐钛型二氧化钛，纳米层 状磷酸锆载银粉体，纳米层状甲醛捕捉剂的两种或多种混合物；其中纳米层状磷酸锆载银 粉体、纳米层状甲醛捕捉剂具有优异的有机物吸附分解性能和广谱抗菌防霉作用，用以替 代现有的有机防霉杀菌剂和吸附分解涂料里残留的少量V0C，总添加量为3-lOwt%。5. 根据权利要求1所述的颜填料为具有催化活性的锐钛型二氧化钛、硅藻土、沉淀硫 酸钡、煅烧高岭土的混合物，所述颜填料需不含可溶性重金属铅、镉、铬、汞等有害物质。
【文档编号】C09D7/12GK105885572SQ201410515549
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年9月30日
【发明人】王高君
【申请人】王高君