专利名称：乳胶漆及其制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种乳胶漆及其制备方法，特别是丙烯酸乳液体系的外墙乳胶漆及其制备方法。
背景技术：
乳胶漆是不采用有机溶剂，而以水为分散介质和稀释剂的一种水性涂料，具有节能、无污染、无火灾隐患的特点，是一种环保型建筑装饰涂料。乳胶漆产品种类较多，一般都以树脂基材料及颜料、填料及其他助剂分散在水性稀释剂中而成，其中树脂基材料普遍采用苯乙烯改性丙烯酸乳液或纯丙烯酸乳液，高性能的乳胶漆则采用有机硅改性丙烯酸乳液。但乳胶漆普遍存在涂料涂膜不耐老化、易褪色、附着力低、储存稳定性差等缺点。为解决这个问题，专利申请号为01141358.1，发明名称为“丙烯酸树脂涂料的制备方法”的专利申请公开了在乳胶漆中添加了纳米二氧化钛而增强了其耐老化、抗紫外线幅射能力的技术，但这一方法只是将纳米二氧化钛添加在先行溶解了的丙稀酸树脂中，其结果是在隔阻紫外线对乳胶漆中的颜料和填料的侵害上不完全。这一措施还没有使涂料的耐老化性、保色性能、附着力等乳胶漆的重要指标得到最大程度的改善。
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是要比较全面地隔阻紫外线对乳胶漆中的颜料和填料的侵害，以提供一种抗老化、保色性能和附着力都更为良好的乳胶漆，并提供这种乳胶漆的制备方法。
本发明提供的乳胶漆，由树脂基材料、颜料、填料、各种助剂等和水组成，其中颜料的表面包敷有无机纳米材料，填料的表面也包敷有无机纳米材料。所说的无机纳米材料包括纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁等具有抗紫外线性能的纳米粉体材料。
本发明提供的乳胶漆，其中包敷在颜料和填料表面的无机纳米材料本身的表面还包敷有有机酯类物质。所说的有机酯类物质是偶联剂，包括长链脂肪酸、硅烷、钛酸酯偶联剂等，如硬脂酸、KH550、KH560、KH570，钛酸丁酯、二甲基二氯硅烷等。在无机纳米材料表面包敷有机酯类物质是用以改善纳米材料与树脂基材料的亲和分散性能和与颜料及填料之间的键合作用。
本发明提供的乳胶漆，还添加了0.5-1％的表面活性剂，其目的是用来改善纳米材料在树脂基材料中的分散效果和分散稳定性的。
本发明提供的乳胶漆的制备方法，是将树脂基材料、颜料、填料、各种助剂等分别均匀在分散在水中，其中颜料和填料在使用前要与无机纳米材料一起在常温下进入球磨机作高能球磨1-6小时，最佳时间为4小时。经过这一方法，使在颜料、填料粉体表面包敷上无机纳米材料。
本发明提供的乳胶漆的制备方法，其中无机纳米材料的使用量是加入球磨机的颜料与填料总重量的1-30％。而所选用的无机纳米材料是尺度介于0.1-100纳米之间、比表面积大于40平方米/克，同时紫外线屏蔽率大于80％的无机纳米粉体材料，如纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铁等，在使用中可选用其中一种或多种无机纳米材料。
本发明提供的乳胶漆的制备方法，用以包敷颜料、填料粉体表面的无机纳米材料本身在使用前要先在无机纳米材料表面包敷上有机酯类物质。其方法是，以喷雾的办法将有机酯偶联剂溶液加入到高速搅拌状态下的无机纳米材料中，使无机纳米材料与有机酯偶联剂溶液混合，然后通过升温使无机纳米材料与有机酯偶联剂产生化学反应并去除溶剂。
本发明提供的乳胶漆的制备方法，其中与无机纳米材料混合的有机酯偶联剂溶液浓度为5％-20％(重量)，无机纳米材料与有机酯偶联剂溶液的重量比是10∶1-5，两者混合时的搅拌速度大于2000转/分钟，温度升到80-120摄氏度，混合操作时间为15-40分钟。在无机纳米材料表面包敷上有机酯类物质的目的是使无机纳米材料均匀包敷在颜料、填料粉体的表面，提高颜料、填料在树脂基材料中的分散性能和与树脂基材料的亲和力，分散树脂基材料局部产生的高负荷应力和乳胶漆中各种粉体之间的较强的结合力，用以进一步改善涂层的物理机械性能、提高漆膜的耐老化性能和改善涂层的外观效果。
本发明提供的乳胶漆及其制备方法，将颜料、填料都包敷在无机纳米材料之中，使颜料和填料都受到具有反射和/或吸收紫外线的无机纳米材料的保护，同时又利用无机纳米材料的小尺寸和高比表面积效应，提高颜料和填料在乳胶漆中的分散性能、稳定性能和与其他组分间的结合性能。本发明提供的乳胶漆，与已有技术相比耐老化性能提高了50％以上，粘结强度提高了20％以上，色彩保持耐久性提高了1-2倍。
具体实施例方式
本发明提供的乳胶漆的采用市场上销售的纳米材料——纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米碳酸钙等为改性原料，通过必要的分散工艺过程进行充分的分散，进而按照普通乳胶漆的生产工艺生产出改性了的耐老化、保色性良好的乳胶漆。
实施例一、用市场销售的颗粒尺度为10纳米左右的纳米氧化硅，将其与浓度为15％的KH560水溶液按照10∶3的的比例喷雾搅拌30分钟后，将温度升高到90℃以上使两者产生化学反应并去除溶剂水，获得KH560包敷的纳米氧化硅，再将该氧化硅与钛白粉按照各占5％和95％的量混合后在球磨机中进行高能球磨，获得由KH570包敷的纳米氧化硅再包敷在钛白粉上的粉体材料。将该粉体材料按常规粉体材料的用法，按乳胶漆的制造工艺制造用纳米材料改性耐老化保色乳胶漆。
一般以本实施例所获得的粉体材料5-20份、丙烯酸体系乳液20-45份、其他粉体填料20-40份，成膜助剂2-5份，各类助剂1-4份，色浆少许，通过正常的生产工艺获得改性产品。
实施例二、用市场销售的颗粒尺度为20纳米左右的纳米氧化硅和纳米氧化钛材料混合后，将该混合的纳米无机材料与10％的KH560水溶液按照1∶2的比例浸泡30分钟后，将温度升高到90℃以上去除溶剂水，获得KH560包敷的纳米材料混合物，再将它与钛白粉和颜料混合，在球磨机中进行高能球磨，获得由KH560包敷的纳米复合材料再包敷在钛白粉及颜料上的粉体材料，将该粉体材料按常规粉体材料的用法制备乳胶漆。本实施例所提供的乳胶漆的配方如下TL-615改性苯丙乳液300份，TFE-2润湿剂(江苏日出集团)1.2份，纳米SiOX-SP1-0210型6份，纳米TiO2-SJ3(舟山明日纳米材料有限公司)2份，碳十二醇酯(齐大科技责任有限公司)20份，乙二醇(如皋市金陵试剂厂)10份，氧化钛R-902(杜邦公司)200份，增稠剂3份，分散剂(德国汉高)4.5份，调节助剂(美国安格斯)、其他助剂若干。
权利要求
1.一种乳胶漆，由树脂基材料、颜料、填料、各种助剂等和水组成，其特征是所说的颜料的表面包敷有无机纳米材料，填料的表面也包敷有无机纳米材料。
2.如权利要求1所述的乳胶漆，其特征是包敷在颜料和填料表面的无机纳米材料本身的表面还包敷有有机酯类物质。
3.如权利要求1或2所述的乳胶漆，其特征是还添加了0.5-1％的表面活性剂。
4.一种乳胶漆的制备方法，是将树脂基材料、颜料、填料、各种助剂等分别均匀在分散在水中，其特征是所说的颜料和填料在使用前要与为颜料及填料总重量的1-30％的无机纳米材料一起在常温下进入球磨机作高能球磨1-6小时
5.如权利要求4所述的乳胶漆的制备方法，其特征是所说的颜料和填料在使用前要与无机纳米材料一起在常温下进入球磨机作高能球磨4小时。
6.如权利要求4或5所述的乳胶漆的制备方法，其特征用以包敷颜料、填料粉体表面的无机纳米材料本身在使用前要先以喷雾搅拌的办法在无机纳米材料表面包敷上有机酯类物质以喷雾的办法将浓度为5％-20％(重量)的有机酯偶联剂溶液按无机纳米材料与有机酯偶联剂溶液的重量比为10∶1-5的比例，加入到搅拌速度大于2000转/分钟状态下的无机纳米材料中，然后将温度升到80-120摄氏度，混合操作时间为15-40分钟。
全文摘要
目前使用的乳胶漆在隔阻紫外线对乳胶漆中的颜料和填料的侵害上不完全。本发明提供的乳胶漆及其制备方法，以颜料和填料在使用前与无机纳米材料一起在常温下进入球磨机作高能球磨的方法，在颜料和填料的表面都包敷有无机纳米材料。使所获得的乳胶漆，与已有技术相比耐老化性能提高了50％以上，粘结强度提高了20％以上，色彩保持耐久性提高了1－2倍。
文档编号C09D7/00GK1552772SQ0314138
公开日2004年12月8日 申请日期2003年6月6日 优先权日2003年6月6日
发明者左美祥, 陈君飞, 陆爱萍, 朱洪芽, 马全利 申请人:舟山格兰特种涂料有限公司, 宁波格兰纳米科技有限公司