本发明属于环保涂料
技术领域：
，特别涉及一种水性、可高效释放负离子的金属基材用防腐环保涂料。
背景技术：
：负氧离子被誉为“空气维生素”，能够与空气中的灰尘、烟尘、pm2.5等带正电的微粒相结合后沉降到地面，并且能够与空气中的甲醛、苯、tvoc等装修污染物质发生反应，将其分解为二氧化碳和水，从而起到净化空气的作用。小粒径负氧离子还可以透过人体的血脑屏障，通过神经系统和呼吸系统，发挥其抗氧化、清除体内自由基，降低血液粘稠度等生物效应，增强心肺功能和机体免疫力。基于负氧离子净化空气和促进身体健康的功能，加之近几年雾霾严重、室内装修材料甲醛含量频繁超标，以及人们对健康生活品质的追求的现状，负氧离子涂料应运而生，并越来越受到人们的认可，但是，目前市场上的负氧离子涂料存在以下问题：(1)现有成熟负氧离子涂料大都为内墙涂料，与金属基材的结合力较差。(2)现有负离子涂料稀释剂大都为水，但由于有机树脂、成膜助剂等的存在，不能真正做到零voc。(3)负离子迁移距离受空气质量和风速的影响，在涂料中添加的浓度，往往使得除甲醛作用不显著。因此，本领域亟待开发一种可用于金属基材的、零voc、除甲醛作用显著的高效负离子涂料，所述涂料通过采用无机硅酸盐作为成膜物，真正做到零voc，锌粉的加入，使得涂料可以形成网状结构聚合物，还与基材金属表面形成硅酸锌铁络合物化学键结合，附着力优异，且由于锌粉的牺牲阳极保护，涂料兼具有良好的耐蚀性；涂料加入低温湿法制备的纳米氧化锌分散液，加强了涂料分解甲醛的能力，可涂刷于密闭舱室环境、室内环境中金属基材上。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效负离子水性无机环保涂料。所述高效负离子水性无机环保涂料以重量份数计，由单组份组成，包括如下组分：硅酸盐水溶液15-25份，硅溶胶10-20份，聚乙烯醇5-10份，稀土氧化物10-15份，电气石粉10-15份，去离子水10-20份，硅烷偶联剂4-5份，消泡剂1-2份，流平剂0.5-1份，纳米氧化锌水分散液3-5份，锌粉10-20份，滑石粉2-5份。其中所述硅酸盐水溶液具体为硅酸钠水溶液5-10份，硅酸锂水溶液10-15份，含量30％-40％，模数是2.5-3，更优选地建议，硅酸锂水溶液所占比例大于硅酸钠水溶液，因为li2o分子比sio2分子小，随着水分的蒸发，分子之间有更多的接触点从而形成更加致密的硅酸锌网状结构，加快漆膜的干燥，且耐水性优异。其中所述硅溶胶水溶液含量为29-31％，其中na2o含量小于0.5％，ph值9-10，聚乙烯醇平均聚合度为1750±50，ph值7-8。。其中所述稀土氧化物为ceo2、nd2o3中的一种或两种的混合物；所述电气石粉为铁电气石、镁电气石、铁镁电气石、锂电气石中的一种或多种混合，粒径小于0.5微米，更优选地，所述电气石粉通过表面酸处理，提高电气石粉电离空气的能力。其中所述锌粉为鳞片状，粒度为800目；所述滑石粉为片状滑石粉、粒度1000目。其中所述硅烷偶联剂型号为kh-550。其中所述流平剂为聚醚改性有机硅流平剂。其中所述硅油类消泡剂型号为byk019。其中所述纳米氧化锌水分散液为低温湿法制备，表面不容易团聚，比表面积大于50m2/g，粒径为20-30nm，通过钛酸酯偶联剂改性后制备得到稳定的分散液。本发明高效负离子水性无机环保涂料的制备方法包括如下步骤：(1)将去离子水聚乙烯醇放入高压反应釜中，转速300r/min，温度120摄氏度，2h后，当温度降至室温后加入硅溶胶、硅酸盐水溶液，室温下搅拌1h，静置备用。(2)将电气石粉球磨研磨至粒径小于0.5微米，加入一定量的水分散后，静置沉淀，过滤、干燥、酸洗后烘干。(3)将稀土氧化物球磨研磨至粒径小于1微米，加入一定量的去离子水和硅烷偶联剂，高速分散机300-500r/min分散10-20min。(4)将(1)(2)(3)中得到的组分混合，并加入锌粉、流平剂和消泡剂，高速分散机300-500r/min分散20-30min。(5)最后，添加纳米氧化锌水分散液，超声波震荡10min后，得到高效负离子水性无机环保涂料。(6)使用时，根据涂刷方式，可以适当加水调节至所需粘度，产品适用涂覆方式为喷涂、刷涂、滚涂、浸涂。优选地，步骤(3)中的高速分散机转速为300r/min。优选地，步骤(4)中高速分散机转速为300r/min。优选地，步骤(5)中的超声波震荡机为80-100khz工作频率下5-10min，优选80khz工作频率下10min。优选地，步骤(6)中的涂覆方式为高压无气喷涂。本发明的优点如下：(1)所选的树脂为无机硅酸盐系列，不含有机溶剂，真正做到零voc。(2)稀土元素的变价特性，可以增强电气石的电离能力，高效释放负离子。(3)加入低温湿法制备的纳米氧化锌，增强涂料分解甲醛的能力。(4)本发明的涂料可涂刷于密闭舱室及室内环境中的金属基材。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例1中选用的电气石粉及稀土氧化物，对比例1选用电气石粉。实施例2中选用本发明中的纳米氧化锌分散液，对比例2中不使用纳米氧化锌分散液。性能测试：按表1给出的测试方法测定实施例和对比例给出的涂料，以及涂覆对应涂料获得的漆膜的性能；其中涂覆对应涂料的方法为喷涂施工，其中附着力、硬度的漆膜涂覆厚度为30～40μm。性能测试指标和方法如下：1、容器中状态、颜色，漆膜外观：目测法。2、附着力：划格法，参照标准gb/t9286。3、耐蚀性：采用中性盐雾试验，参照标准gb/t1771－1991。4、除甲醛能力：利用亚克力板制作1m3密闭仓，滴入3微升甲醛滴液，24h后通过4160型甲醛分析仪用仪器法测量甲醛浓度，计算出24h内涂层的去甲醛能力。5、负离子释放量：利用亚克力板制作1m3密闭仓，放入试样前，测试密闭仓内的负离子含量，放入涂层12h后再次测试负离子含量，计算出涂层在12h内的负离子稳定释放量。表1实施例1组分配比及对比例1组分配比成分组成实施例1对比例1硅酸盐水溶液2020硅溶胶1515聚乙烯醇88锌粉1515电气石粉1515稀土氧化物15-滑石粉33硅烷偶联剂44消泡剂11流平剂11纳米氧化锌水分散液55水2020以上实施例与对比例涂料的制备方法如下：(1)将去离子水聚乙烯醇放入高压反应釜中，转速300r/min，温度120摄氏度，2h后，将温度调节至室温后加入硅溶胶、硅酸盐水溶液，室温下搅拌1h，静置备用。(2)将电气石粉球磨研磨至粒径小于0.5微米，加入一定量的水分散后，静置沉淀，过滤、干燥、酸洗后烘干。(3)将稀土氧化物球磨研磨至粒径小于1微米，加入一定量的去离子水和硅烷偶联剂，高速分散机300r/min分散20min。(4)实施例中将(1)(2)(3)中得到的组分混合，并加入锌粉、流平剂和消泡剂，高速分散机300r/min分散30min。对比例中将(1)(2)中得到的组分混合，并加入锌粉、流平剂和消泡剂，高速分散机300r/min分散30min。(5)最后，分别添加纳米氧化锌水分散液，超声波震荡10min后，得到实施例1和对比例1所需涂料，空气喷涂得到涂层。表2实施例1及对比例1性能测试结果性能指标实施例1对比例1容器中状态均匀流体均匀流体颜色灰色灰色漆膜外观漆膜平整漆膜平整附着力1级1级耐蚀性96h无起泡、生锈96h无起泡、生锈除甲醛能力净化率90％净化率85％负离子释放量500个/cm3200个/cm3表3实施例2组分配比及对比例2组分配比成分组成实施例2对比例2硅酸盐水溶液2020硅溶胶1515聚乙烯醇88锌粉1515电气石粉1515稀土氧化物1515滑石粉33硅烷偶联剂44消泡剂11流平剂11纳米氧化锌水分散液5-水2020以上实施例与对比例涂料的制备方法如下：(1)将去离子水聚乙烯醇放入高压反应釜中，转速300r/min，温度120摄氏度，2h后，将温度调节至室温后加入硅溶胶、硅酸盐水溶液，室温下搅拌1h，静置备用。(2)将电气石粉球磨研磨至粒径小于0.5微米，加入一定量的水分散后，静置沉淀，过滤、干燥、酸洗后烘干。(3)将稀土氧化物球磨研磨至粒径小于1微米，加入一定量的去离子水和硅烷偶联剂，高速分散机300r/min分散20min。(4)将(1)(2)(3)中得到的组分混合，并加入锌粉、流平剂和消泡剂，高速分散机300r/min分散30min。(5)最后，实施例2组添加纳米氧化锌水分散液，超声波震荡10min后，得到实施例2和对比例2所需涂料，空气喷涂得到涂层。表4实施例及对比例性能测试结果性能指标实施例2对比例2容器中状态均匀流体均匀流体颜色灰色灰色漆膜外观漆膜平整漆膜平整附着力1级1级耐蚀性96h无起泡、生锈96h无起泡、生锈除甲醛能力净化率90％净化率78％负离子释放量500个/cm3450个/cm3由表2可以看出，选用稀土氧化物可以促进电气石释放负氧离子，得到可高效释放负氧离子的涂料，表4可以看出，添加纳米氧化锌后，可以显著提高涂料分解甲醛的能力，同时，由于纳米氧化锌的光催化作用，也可以微弱提高电气石的电场能力，提高涂料的负离子释放量。以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定，不脱离本发明的范围。本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。当前第1页12