本发明涉及一种水性磁性黑板涂料及其制备方法。
背景技术：
：黑板涂料是一种具有反复擦写书写性能的功能性涂料，广泛应用于教学、反复擦写装饰领域，为人们的生活和学习提供了便利。市场上现有的黑板涂料多用于粉笔的书写，粉笔书写时产生的粉尘会危害人的健康。而且市场上现有的黑板涂料不具备吸附磁性物体的性能，如果需要在黑板涂料表面吸附磁性物体，需要将黑板涂料和磁性腻子或者磁性底漆搭配使用，才可以达到同时满足粉笔书写和吸附磁性物体的要求，这为使用和施工带来了不便。为了更好地满足人们的需求，亟需开发出一款既可用于粉笔书写，又可适用于不掉粉尘的水溶性蜡笔的书写，并且可以吸附磁性物体的水性磁性黑板涂料。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种无毒环保、耐擦写性好、附着力好且可用于多种粉笔及水溶性蜡笔的反复擦写，并且具有吸附磁性物体性能的黑板涂料。本发明所采取的技术方案是：一种水性磁性黑板涂料，其是由以下质量份的原料组成：水10-20份，成膜树脂30-50份，软磁粉体20-50份，填料4-8份，成膜助剂1-3份，分散剂0.1-0.3份，消泡剂0-0.5份，增稠剂0-0.3份，防腐剂0-0.06份，防霉剂0-0.06份，防冻剂0-2.5份。一种水性磁性黑板涂料，其是由以下质量份的原料组成：水10-20份，分散剂0.1-0.3份，软磁粉体20-50份，填料4-8份，成膜树脂30-50份，成膜助剂1-3份，消泡剂0.2-0.5份，增稠剂0.1-0.3份，防腐剂0.02-0.06份，防霉剂0.02-0.06份，防冻剂1.5-2.5份。所述成膜树脂为水性氟碳树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、水性硅丙树脂乳液、水性丙烯酸树脂乳液中的至少一种。所述的软磁粉体为下述材料中的至少一种制成的粉体：纯铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金。所述的填料包括下列填料中的至少一种：聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉、费-托蜡粉、聚四氟乙烯蜡粉、聚乙烯蜡分散体、聚丙烯蜡分散体、费-托蜡分散体、聚四氟乙烯蜡分散体、二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、碳酸镁、硫酸钡、硫化锌、氢氧化铝、氢氧化镁、硅酸铝、硅酸钠铝、硅酸钙、氧化镁、氧化钙、氧化锆、氮化硅、氮化硼、氮化铝、稀土、滑石粉、水滑石、硅藻土、海泡石、云母、绢云母、粘土、硅酸盐、硅石、硅灰石、羟基磷灰石、长石粉、蛭石、陶土、钙镁粉、石英粉、粉石英、立德粉、石膏粉、重晶石、煤矸石粉、凹凸棒土、金刚石、玻璃微珠、玻璃粉。所述的填料包括下列填料中的至少一种：聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉、费-托蜡粉、聚四氟乙烯蜡粉、聚乙烯蜡分散体、聚丙烯蜡分散体、费-托蜡分散体、聚四氟乙烯蜡分散体。所述的成膜助剂为醇类、醇酯类、醇醚类、醇醚酯类成膜助剂中的至少一种。所述的分散剂为铵盐分散剂、钠盐分散剂中的至少一种。所述的消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性有机硅类消泡剂中的至少一种；所述增稠剂为纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂和聚氨酯类增稠剂中的至少一种；所述防冻剂为丙二醇、乙二醇中的至少一种；所述防腐剂为异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有机胺类、派三嗪类防腐剂中的至少一种；所述的防霉剂为异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、碘炔丙基类、二硫代氨基甲酸盐类防霉剂中的至少一种。一种水性磁性黑板涂料的制备方法，包括步骤：将各组分混合均匀。本发明的有益效果是：本发明的涂料具有较好的耐刮擦性，具有良好的疏水性和耐擦洗性，可以吸附带磁性的物体，绿色无毒，制备方法工艺简单，有利于工业化生产。(1)水性磁性黑板涂料具有良好的耐擦刮性，可用于粉笔的反复擦写；(2)水性磁性黑板涂料具有良好的疏水性和耐擦洗性，可用于水溶性蜡笔的反复擦写；(3)水性磁性黑板涂料自身无磁性，但体系中添加的软磁粉体，使其可以吸附带磁性的物体，拓宽了传统黑板涂料的功能性；(4)水性磁性黑板涂料中添加的填料具有消光作用，降低了涂膜的反光率，减弱了黑板涂料局部反光的现象；(5)本发明采用非溶剂型配方，不含游离甲醛，不含重金属，无毒环保；(6)本发明涉及的水性磁性黑板涂料的制备方法工艺简单，有利于工业化生产。具体实施方式一种水性磁性黑板涂料，其是由以下质量份的原料组成：水10-20份，成膜树脂30-50份，软磁粉体20-50份，填料4-8份，成膜助剂1-3份，分散剂0.1-0.3份，消泡剂0-0.5份，增稠剂0-0.3份，防腐剂0-0.06份，防霉剂0-0.06份，防冻剂0-2.5份。优选的，一种水性磁性黑板涂料，其是由以下质量份的原料组成：水10-20份，分散剂0.1-0.3份，软磁粉体20-50份，填料4-8份，成膜树脂30-50份，成膜助剂1-3份，消泡剂0.2-0.5份，增稠剂0.1-0.3份，防腐剂0.02-0.06份，防霉剂0.02-0.06份，防冻剂1.5-2.5份。优选的，所述成膜树脂为水性氟碳树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液、水性硅丙树脂乳液、水性丙烯酸树脂乳液中的至少一种；进一步优选的，为水性氟碳树脂乳液、水性硅丙树脂乳液中的至少一种。优选的，所述的软磁粉体为矫顽力≤1ka/m的软磁材料制成的粉体，软磁材料的定义和分类符合gb/t21219-2007/iec60404-1:2000这一标准规定的定义和分类；进一步优选的，为下述材料中的至少一种制成的粉体：纯铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金；更进一步优选的，所述软磁粉体的中位粒径为1μm-100μm。优选的，所述的填料包括下列填料中的至少一种：聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉、费-托蜡粉、聚四氟乙烯蜡粉、聚乙烯蜡分散体、聚丙烯蜡分散体、费-托蜡分散体、聚四氟乙烯蜡分散体、二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、碳酸镁、硫酸钡、硫化锌、氢氧化铝、氢氧化镁、硅酸铝、硅酸钠铝、硅酸钙、氧化镁、氧化钙、氧化锆、氮化硅、氮化硼、氮化铝、稀土、滑石粉、水滑石、硅藻土、海泡石、云母、绢云母、粘土、硅酸盐、硅石、硅灰石、羟基磷灰石、长石粉、蛭石、陶土、钙镁粉、石英粉、粉石英、立德粉、石膏粉、重晶石、煤矸石粉、凹凸棒土、金刚石、玻璃微珠、玻璃粉。进一步优选的，所述的填料包括下列填料中的至少一种：聚乙烯蜡粉、聚丙烯蜡粉、费-托蜡粉、聚四氟乙烯蜡粉、聚乙烯蜡分散体、聚丙烯蜡分散体、费-托蜡分散体、聚四氟乙烯蜡分散体；更进一步优选的，所述填料的中位粒径为0.05μm-100μm。优选的，所述的成膜助剂为醇类、醇酯类、醇醚类、醇醚酯类成膜助剂中的至少一种；进一步优选的，所述的成膜助剂为醇酯类、醇醚类、醇醚酯类成膜助剂中的至少一种；例如但不限于：二丙二醇正丁醚、十二碳醇酯、丙二醇正丁醚。优选的，所述的分散剂为铵盐分散剂、钠盐分散剂中的至少一种。优选的，所述的消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性有机硅类消泡剂中的至少一种；进一步优选的，为水性消泡剂，例如但不限于：byk-025、byk-024、byk-017、byk-019、byk-022、byk-023、byk-028、byk-037、byk-045等。优选的，所述增稠剂为纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂和聚氨酯类增稠剂中的至少一种；所述防冻剂为丙二醇、乙二醇中的至少一种；例如但不限于：淀粉、黄原胶、明胶、瓜尔胶、天然橡胶、琼脂、聚氨酯增稠剂、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、有机膨润土、硅藻土、气相法白炭黑、钠基膨润土、硅凝胶。所述防腐剂为异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有机胺类、派三嗪类防腐剂中的至少一种；例如但不限于：bit、cmit/mit、bit/mit、1，3，5-三(2-羟乙基)-均三嗪。所述的防霉剂为异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、碘炔丙基类、二硫代氨基甲酸盐类防霉剂中的至少一种；例如但不限于：bcm、oit、ipbc、ipn、dcoit、zpt。一种水性磁性黑板涂料的制备方法，包括步骤：将各组分混合均匀。优选的，制备方法为：①将水、分散剂、防腐剂、防霉剂、软磁粉体、填料加入砂磨机中，按照300-800转/分钟的转速，研磨10-60分钟后，得到球磨分散后的浆料，研磨分散后浆料中粉体中位粒径小于30μm；②第①步完成后，将球磨分散后的浆料转移至搅拌分散机中；③第②步完成后，在搅拌分散的过程中加入成膜树脂；搅拌速度20-50转/分钟，分散速度200-500转/分钟，搅拌分散时间为30-60分钟；④在第③步完成后，在搅拌分散的过程中加入成膜助剂、消泡剂、增稠剂、防冻剂，搅拌速度20-50转/分钟，分散速度200-500转/分钟，搅拌分散时间为30-60分钟，得到水性磁性黑板涂料。下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：实施例1：一种水性磁性黑板涂料，其配方组成如下：表1：一种水性磁性黑板涂料的制备方法，包括步骤：①将按重量份计的15份水、0.2份分散剂、0.1份的防腐防霉剂、35份软磁粉体、5份填料加入砂磨机中，按照400转/分钟的转速，研磨10分钟后，得到球磨分散后的浆料，研磨分散后浆料中粉体中位粒径小于30μm；②第①步完成后，将球磨分散后的浆料转移至搅拌分散机中；③第②步完成后，在搅拌分散的过程中加入40份成膜树脂搅拌速度30转/分钟，分散速度200转/分钟，搅拌分散时间为40分钟。④在第③步完成后，在搅拌分散的过程中加入3份成膜助剂、0.3份消泡剂、0.2份增稠剂、2.0份防冻剂，搅拌分散时间为60分钟，得到水性磁性黑板涂料。所述分散剂为钠盐分散剂；所述防腐防霉剂为四硼酸钠；所述软磁粉体为四氧化三铁粉体；所述填料为费-托蜡粉；所述成膜树脂为硅丙成膜树脂乳液；所述成膜助剂为二丙二醇正丁醚；所述消泡剂为有机硅类消泡剂(byk-025)；所述增稠剂为无机增稠剂气相二氧化硅；所述防冻剂为乙二醇。实施例1的磁力漆的性能测试如下：将实施例1得到的水性磁性黑板涂料按每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用粉笔和水溶性蜡笔在涂膜上反复擦写，经过大于2000次反复的书写擦拭，涂膜无划痕，无书写痕迹残留，涂膜无局部反光现象。将实施例1得到的水性磁性黑板涂料按照每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用表磁为618高斯，磁矩为2.0mm、直径为7厘米的圆形磁胶片平贴在涂膜表面，使用弹簧拉力计测试可将磁胶片从涂膜上拉动的最大静摩擦力，测试最大静摩擦力数据为3.12n。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过储存稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过冻融稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过附着力测试，测试等级为1级；水性磁性黑板涂料可通过24h的耐碱性测试。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过大于480天的耐盐雾测试；水性磁性黑板涂料可通过大于5000次的耐擦洗测试。实施例2：一种水性磁性黑板涂料，其配方组成如下：表2：原料用量(单位：质量份)水15分散剂0.2防腐防霉剂0.1软磁粉体32填料5成膜树脂40成膜助剂3消泡剂0.3增稠剂0.2防冻剂2一种水性磁性黑板涂料的制备方法，包括步骤：①将按重量份计的15份水、0.2份分散剂、0.1份份防腐防霉剂、32份软磁粉体、5份填料加入砂磨机中，按照400转/分钟的转速，研磨10分钟后，得到球磨分散后的浆料，研磨分散后浆料中粉体中位粒径小于30μm；②第①步完成后，将球磨分散后的浆料转移至搅拌分散机中；③第②步完成后，在搅拌分散的过程中加入40份成膜树脂搅拌速度30转/分钟，分散速度200转/分钟，搅拌分散时间为40分钟；④在第③步完成后，在搅拌分散的过程中加入3份成膜助剂、0.3份消泡剂、0.2份增稠剂、2.0份防冻剂，搅拌分散时间为60分钟，得到水性磁性黑板涂料成品。所述分散剂为铵盐分散剂；所述防腐防霉剂为苯并咪化合物；所述软磁粉体为镍锌铁氧体粉体；所述填料为聚四氟乙烯蜡和碳酸钙(质量比1∶1)；所述成膜树脂为硅丙成膜树脂乳液；所述成膜助剂为二丙二醇正丁醚；所述消泡剂为有机硅类消泡剂(byk-025)；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂(rm8w)；所述防冻剂为丙二醇。实施例2的磁力漆的性能测试如下：将实施例2得到的水性磁性黑板涂料按每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用粉笔和水溶性蜡笔在涂膜上反复擦写，经过大于2000次反复的书写擦拭，涂膜无划痕，无书写痕迹残留，涂膜无局部反光现象。将实施例2得到的得到的水性磁性黑板涂料按照每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用表磁为618高斯，磁矩为2.0mm、直径为7厘米的圆形磁胶片平贴在涂膜表面，使用弹簧拉力计测试可将磁胶片从涂膜上拉动的最大静摩擦力，水性磁性黑板涂料测试最大静摩擦力数据为2.96n。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过储存稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过冻融稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过附着力测试，测试等级为1级；水性磁性黑板涂料可通过24h的耐碱性测试。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过大于480天的耐盐雾测试；水性磁性黑板涂料可通过大于5000次的耐擦洗测试。实施例3：一种水性磁性黑板涂料，其配方组成如下：表3：原料用量(单位：质量份)水15分散剂0.2防腐防霉剂0.1软磁粉体30填料5成膜树脂40成膜助剂3消泡剂0.3增稠剂0.2防冻剂2一种水性磁性黑板涂料的制备方法，包括步骤：①将按重量份计的15份水、0.2份分散剂、0.1份份防腐防霉剂、30份软磁粉体、5份填料加入砂磨机中，按照400转/分钟的转速，研磨10分钟后，得到球磨分散后的浆料。研磨分散后浆料中粉体中位粒径小于30μm。②第①步完成后，将球磨分散后的浆料转移至搅拌分散机中；③第②步完成后，在搅拌分散的过程中加入40份成膜树脂搅拌速度30转/分钟，分散速度200转/分钟，搅拌分散时间为40分钟；④在第③步完成后，在搅拌分散的过程中加入3份成膜助剂、0.3份消泡剂、0.2份增稠剂、2.0份防冻剂，搅拌分散时间为60分钟，得到水性磁性黑板涂料。所述分散剂为铵盐分散剂；所述防腐防霉剂为四硼酸钠；所述软磁粉体为四氧化三铁粉体；所述填料为聚四氟乙烯蜡；所述成膜树脂为氟碳类成膜树脂乳液；所述成膜助剂为二丙二醇正丁醚；所述消泡剂为有机硅类消泡剂(byk-025)；所述增稠剂为无机增稠剂气相二氧化硅；所述防冻剂为乙二醇。实施例3的磁力漆的性能测试如下：将实施例3得到的水性磁性黑板涂料按每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用粉笔和水溶性蜡笔在涂膜上反复擦写，经过大于2000次反复的书写擦拭，涂膜无划痕，无书写痕迹残留，涂膜无局部反光现象。将得到的水性磁性黑板涂料按照每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用表磁为618高斯，磁矩为2.0mm、直径为7厘米的圆形磁胶片平贴在涂膜表面，使用弹簧拉力计测试可将磁胶片从涂膜上拉动的最大静摩擦力，实施例3得到的水性磁性黑板涂料测试最大静摩擦力数据为2.75n。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过储存稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过冻融稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过附着力测试，测试等级为1级；水性磁性黑板涂料可通过24h的耐碱性测试。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过大于480天的耐盐雾测试；水性磁性黑板涂料可通过大于5000次的耐擦洗测试。实施例4：一种水性磁性黑板涂料，其配方组成如下：表4：实施例4的磁力漆的性能测试如下：将实施例4得到的水性磁性黑板涂料按每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用粉笔和水溶性蜡笔在涂膜上反复擦写，经过大于2000次反复的书写擦拭，涂膜无划痕，无书写痕迹残留，涂膜无局部反光现象。将得到的水性磁性黑板涂料按照每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用表磁为618高斯，磁矩为2.0mm、直径为7厘米的圆形磁胶片平贴在涂膜表面，使用弹簧拉力计测试可将磁胶片从涂膜上拉动的最大静摩擦力，实施例4得到的水性磁性黑板涂料测试最大静摩擦力数据为2.35n。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过储存稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过冻融稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过附着力测试，测试等级为1级；水性磁性黑板涂料可通过24h的耐碱性测试。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过大于480天的耐盐雾测试；水性磁性黑板涂料可通过大于5000次的耐擦洗测试。实施例5：一种水性磁性黑板涂料，其配方组成如下：表5：实施例5的磁力漆的性能测试如下：将实施例5得到的水性磁性黑板涂料按每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用粉笔和水溶性蜡笔在涂膜上反复擦写，经过大于2000次反复的书写擦拭，涂膜无划痕，无书写痕迹残留，涂膜无局部反光现象。将得到的水性磁性黑板涂料按照每一平方米涂覆半升的用量在墙面上进行刷涂，涂膜实干后，使用表磁为618高斯，磁矩为2.0mm、直径为7厘米的圆形磁胶片平贴在涂膜表面，使用弹簧拉力计测试可将磁胶片从涂膜上拉动的最大静摩擦力，实施例5得到的水性磁性黑板涂料测试最大静摩擦力数据为3.65n。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过储存稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过冻融稳定性测试；水性磁性黑板涂料可通过附着力测试，测试等级为1级；水性磁性黑板涂料可通过24h的耐碱性测试。按照相关标准测试，水性磁性黑板涂料可通过大于480天的耐盐雾测试；水性磁性黑板涂料可通过大于5000次的耐擦洗测试。实施例4-5的涂料的制备方法如实施例1-3所述。当前第1页12