一种用于玩具生产的环保涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种用于玩具生产的环保涂料及其制备方法。

背景技术：

1、涂料对于物质材料就像衣服对于人类一样，保护和装饰是它的基本功能，改善和提高涂料的保护和装饰功能是个永恒的研究主题，但加速的科学技术在极大地提高了我们生活水平的同时，它也反过来影响我们生活的环境，对于涂料自身所具有的污染环境的特性已引起了全社会的关注，各种环境友好型涂料应运而生。涂料涂层在大自然中受到光照、雨水、湿气、臭氧等各种外界因素的交互作用使涂层随时间推移而老化、破坏，其表现为变色、粉化表面光泽度下降、起泡、裂纹、剥落。

2、目前市面上出现很多经过性能改善后的环保涂料，但是这些环保涂料大都仅仅针对单一的性能或功能进行改善，例如抗菌性、阻燃性、耐久性以及环保性，针对多种性能或功能进行改善的涂料较少，而且这些涂料改善后的性能在实际应用中大都未达到理想的最佳状态，因此需要对其进行改进。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种用于玩具生产的环保涂料及其制备方法，旨在使制备的涂料在具有较好环保性能的基础上，还能够具有较好的耐久性、阻燃性以及抗菌性。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种用于玩具生产的环保涂料的制备方法，所述制备方法的步骤为：

6、step1、以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为单体通过聚合反应制得氟碳聚合物乳液；

7、step2、以不同种类的抗菌剂混合制得抗菌组分，以不同种类的阻燃剂混合制得阻燃组分，使抗菌组分、阻燃组分和硅酸钠对纳米二氧化钛进行改进制得抗菌阻燃二氧化钛；

8、step3、将8-12重量份抗菌阻燃二氧化钛分散于58-60重量份异丙醇中，在搅拌的条件下加入6-8重量份硅烷偶联剂kh570，以原搅拌速度继续搅拌25-30min后旋蒸去除异丙醇并进行干燥，所得记作改性二氧化钛；

9、step4、向25-28重量份氟碳聚合物乳液中加入22-25重量份改性二氧化钛、0.1-0.5重量份分散剂和20-25重量份去离子水，混合后倒入研钵中反复研磨至过100目筛，调节ph值至9后在搅拌速度为100-200r/min的搅拌条件下加入26-30重量份氟碳聚合物乳液和0.5-0.6重量份消泡剂、0.8-0.9重量份增稠剂和1-2重量份成膜助剂，混合均匀后所得即为用于玩具生产的环保涂料。

10、其中，分散剂的型号为dp-512、消泡剂的型号为span-202、增稠剂的型号为wt-10以及成膜助剂的型号为醇酯-12。

11、更进一步地，所述step1中氟碳聚合物乳液的制备步骤为：

12、步骤1、将全氟辛基磺酸钾与n-羟乙基全氟辛基磺酰胺按照3：2的体积比进行混合，所得记作复合乳化剂组分；

13、步骤2、称取4-5重量份甲基丙烯酸十二氟庚酯、4-5重量份丙烯酸六氟丁酯、10-11重量份丙烯酸丁酯和10-11重量份甲基丙烯酸甲酯进行混合，混合后记作单体组分；

14、步骤3、称取38-40重量份去离子水和1-2重量份复合乳化剂组分加入装有电动搅拌器、温度计和冷凝管的烧瓶中，接着滴入单体组分的一半，在搅拌的条件下升温至88-90℃后滴加3-4重量份过硫酸铵水溶液，所得记作混合组分；

15、步骤4、直至步骤3中的混合组分呈蓝光后，依次滴加单体组分的另一半和2-3重量份过硫酸铵水溶液，滴加完成后继续反应2-3h，所得即为氟碳聚合物乳液。

16、更进一步地，所述步骤1和步骤2中混合的搅拌速度均为100-150r/min，搅拌时间均为3-5min。

17、更进一步地，所述步骤3中的搅拌条件为150-160r/min，所述步骤3中过硫酸铵水溶液的体积浓度为5-10%，步骤3和步骤4中的滴速均为0.05-0.06g/s。

18、更进一步地，所述step2中抗菌组分的制备方法为：将十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、双十四烷基二甲基氯化铵和十六烷基二甲基辛基溴化铵按照1：2：1：1：3的重量比进行混合，以200-300r/min的搅拌速度搅拌5-6min后所得即为抗菌组分。

19、更进一步地，所述step2中阻燃组分的制备方法为：称取1-2重量份六溴环十二烷、2-3重量份五溴联苯醚、1-2重量份十溴联苯醚、4-5重量份甲基膦酸二甲酯和3-5重量份亚磷酸三苯酯进行混合，以200-300r/min的搅拌速度搅拌5-6min后所得即为阻燃组分。

20、更进一步地，所述step2中抗菌阻燃二氧化钛的制备步骤为：

21、步骤a、将抗菌组分、阻燃组分、纳米二氧化钛和无水乙醇按照1：1：5：15的重量比进行混合，以100-200r/min的搅拌速度搅拌5-6min后，置于28-29khz的频率下超声分散8-10min，置于58℃下旋蒸去除乙醇后，所得即为预改性二氧化钛；

22、步骤b、称取3-5重量份预改性二氧化钛倒入80重量份去离子水中，加入1-2重量份质量六偏磷酸钠溶液后混合分散，接着加热至90℃后用氢氧化钠溶液调节ph值至10，然后滴加10-12重量份硅酸钠溶液，所得记作改性体系；

23、步骤c、使用盐酸溶液调节ph值至10，并在速度和温度为90℃的条件下保温1-2h，降温后离心得到沉淀，再将沉淀置于80℃的干燥箱内干燥2-3h，研磨过200目筛，所得即为抗菌阻燃二氧化钛。

24、更进一步地，所述步骤b中六偏磷酸钠溶液的质量浓度为30%，步骤b中混合分散的搅拌速度为700-800r/min，搅拌时间为8-10min，所述步骤b中氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l，步骤b中的滴速为0.05-0.06g/s，步骤b中硅酸钠溶液的质量浓度为40%，所述步骤c中的搅拌速度为100-200r/min，步骤c中盐酸溶液的浓度为0.1mol/l。

25、更进一步地，所述step3中的搅拌速度为100-200r/min，step3中旋蒸去除异丙醇的温度为65℃，step3中的干燥温度为55-58℃，干燥时间为1-2h，所述step4中使用浓度为0.5mol/l的氢氧化钠溶液调节ph值，且step4中混合均匀的搅拌速度为500-600r/min，搅拌时间为8-10min。

26、一种用于玩具生产的环保涂料，上述一种用于玩具生产的环保涂料的制备方法制得，所述用于玩具生产的环保涂料的原料组分包括：甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、全氟辛基磺酸钾、n-羟乙基全氟辛基磺酰胺、体积浓度为5-10%的硫酸铵水溶液、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、十六烷基二甲基辛基溴化铵、六溴环十二烷、五溴联苯醚、十溴联苯醚、甲基膦酸二甲酯、亚磷酸三苯酯、纳米二氧化钛、质量浓度为30%的六偏磷酸钠溶液、质量浓度为40%的硅酸钠溶液和硅烷偶联剂kh570。

27、有益效果

28、本发明提供了一种用于玩具生产的环保涂料及其制备方法，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：

29、本发明以甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为单体通过聚合反应制得氟碳聚合物乳液，再以氟碳聚合物乳液为成膜组分制备涂料，能够使制备的涂料具有较好的环保性能；

30、其次，将抗菌组分和阻燃组分与纳米二氧化钛进行混合分散，能够使体积较小的抗菌成分和阻燃成分吸附在纳米二氧化钛表面的孔径结构内，再通过硅酸钠对纳米二氧化钛进行表面包覆，不仅能够将抗菌成分和阻燃成分牢牢镶嵌在二氧化钛的表面，还能够抑制二氧化钛的光催化活性，从而能够降低加有二氧化钛涂料涂层变黄粉化的几率，在一定程度上提高涂料涂层的耐久性；

31、最后，本发明通过硅烷偶联剂kh570对抗菌阻燃二氧化钛的表面进行修饰，能够改善抗菌阻燃二氧化钛在氟碳聚合物乳液中的分散性，从而将抗菌阻燃二氧化钛均匀分散在氟碳聚合物乳液中，使制备的环保涂料具有稳定的阻燃性能和抗菌性能，而且通过抗菌阻燃二氧化钛的加入还能够改善环保涂料的力学性能。