一种乳胶漆及其制备方法和应用与流程

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种乳胶漆及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，市面上的大部分乳胶漆没有重点关注对甲醛的吸收、分解功能，小部分抗甲醛乳胶漆的抗甲醛机理单一，无法实现短期有效、长期持续地抗甲醛的效果。而且，为了净味效果选用固含量低的乳液，涂料漆膜不耐水、防透水性能差，耐洗刷性不够优异，容易造成涂膜外观破损。市场上的乳胶漆的主要成分是苯丙乳液或其它乳液，而现有用于乳胶漆的乳液虽然有耐碱、耐油、耐水、耐热、附着力好、胶膜透明等优点，但在耐老化性、耐候性、保色性方面却较差，因此需要提高乳液乳胶漆的耐候、耐老化性能。目前市场上提高内墙乳胶漆的耐候耐老化性能的惯用方法为添加耐候性添加剂、稳定剂或选用带有颜色的颜填料，但这通常会影响涂料的综合性能及使用范围，因此迫切需要通过其它工艺方法来增强乳胶漆的耐候耐老化性能。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的至少一个技术问题，本发明的目的之一在于提供一种改性钛白粉。

2、本发明的目的之二在于提供一种改性钛白粉的制备方法。

3、本发明的目的之三在于提供一种乳胶漆。

4、本发明的目的之四在于提供一种乳胶漆的制备方法。

5、本发明的目的之五在于提供上述改性钛白粉和/或乳胶漆在装饰领域中的应用

6、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

7、本发明的第一个方面提供了一种改性钛白粉，所述改性钛白粉为由硅烷偶联剂和n-氨乙基哌嗪接枝改性的二氧化钛。

8、优选地，所述改性钛白粉包括以下重量份的制备原料：二氧化钛35～45份，醇液5～10份，硅烷偶联剂5～10份，n-氨乙基哌嗪5～10份，催化剂0.5～2份，水25～35份。

9、优选地，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。

10、优选地，所述醇液为多元醇。

11、优选地，所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇中的至少一种。

12、优选地，所述催化剂为聚氧化乙烯烷基苯基醚。

13、优选地，所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

14、本发明的第二个方面提供了本发明第一个方面提供的改性钛白粉的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)将二氧化钛、醇液、硅烷偶联剂、部分水、催化剂混合反应，制得硅烷偶联剂接枝的二氧化钛；

16、(2)将所述硅烷偶联剂接枝的二氧化钛、n-氨乙基哌嗪、剩余水混合反应，制得所述改性钛白粉。

17、优选地，所述步骤(1)中的混合反应温度为50～70℃。

18、优选地，所述步骤(1)中的混合反应时间为3～10h。

19、优选地，所述步骤(2)中的混合反应温度为70～100℃。

20、优选地，所述步骤(2)中的混合反应时间为2～5h。

21、本发明采用半连续化合成方法，首先将表面具有丰富羟基基团的二氧化钛与硅烷偶联剂(例如：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，即kh-560硅烷偶联剂)进行接枝反应，在此基础上再与n-氨乙基哌嗪(即aep，具有氨基能够有效提高耐候性)接枝，并控制好催化和引发剂的加入量、反应温度和时间，优选出适当原料配比，制成了接枝率高、具有稳定良好耐候性能的改性二氧化钛颜填料(即改性钛白粉)。

22、本发明的第三个方面提供了一种乳胶漆，包括本发明第一个方面提供的改性钛白粉、硅藻土和纳米二氧化钛。

23、优选地，所述硅藻土为celite 499。硅藻土是一种具有高比表面积、物理吸附能力优异的微孔材料，硅藻土中的微孔可以物理吸附甲醛。

24、优选地，所述乳胶漆包括以下重量份的组分：硅藻土3～6份，改性钛白粉22～26份，纳米二氧化钛0.8～1.2份，乳液30～40份，填料11～17份，助剂5.6～12份，溶剂14～18份。

25、优选地，所述乳液选自苯丙乳液、醋丙乳液、叔丙乳液、醋叔乳液中的至少一种；进一步优选地，所述乳液为苯丙乳液。

26、优选地，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。纳米二氧化钛为低气味、低voc、高催化效率的纳米二氧化钛光触媒，其易分散于水中，稳定性好，能够在可见光的照射下，将表面吸附的甲醛进行催化分解，有效持久地降低室内的甲醛含量。

27、优选地，所述苯丙乳液是通过核/壳共聚的途径制得，利用自生种子法合成出核具有内亲水、壳具有外疏水、内硬外软结构的高弹性苯丙乳液，耐水、耐洗刷性能优异。进一步优选地，所述苯丙乳液为罗门哈斯sf 508m。

28、优选地，所述填料包括疏水改性的羟乙基纤维素、碳酸钙、煅烧高岭土中的至少一种。

29、优选地，所述填料包括0.3～0.5份的疏水改性的羟乙基纤维素。本发明采用疏水改性的羟乙基纤维素可以提高乳胶漆的抗飞溅性和流平等性能。

30、优选地，所述疏水改性的羟乙基纤维素为亚跨龙亚什兰he10k。

31、优选地，所述填料包括6～8份的碳酸钙。

32、优选地，所述碳酸钙的目数为800～1000目。

33、优选地，所述碳酸钙为方解石粉，方解石粉的白度高，流动性好。

34、优选地，所述填料包括5～8份的煅烧高岭土。本发明采用煅烧高岭土，利用煅烧高岭土的特性使乳胶漆具有良好可塑性、粘结性、耐候型。此外，本发明采用煅烧高岭土，也可以实现甲醛气体的物理吸附作用，进一步降低室内甲醛气体的含量。

35、优选地，所述填料包括以下重量份的组分：疏水改性的羟乙基纤维素0.3～0.5份，碳酸钙6～8份，煅烧高岭土5～8份。

36、优选地，所述助剂包括分散剂、消泡剂、ph调节剂、成膜助剂、抗冻融助剂、流平助剂、防霉剂、防腐剂、遮盖聚合物、润湿剂中的至少一种。

37、优选地，所述助剂包括1.5～2.5份的分散剂。

38、优选地，所述分散剂为聚羧酸钠盐类分散剂；聚羧酸钠盐类分散剂具有低发泡性，且能改善乳胶漆的流动性，具有稳定乳胶漆的浆料粘度的优异性能。进一步优选地，所述分散剂为圣诺普科sn-5040。

39、优选地，所述助剂包括0.5～1.5份的消泡剂。

40、优选地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。本发明中的发泡剂可以改善乳胶漆的储藏稳定性，破除气泡的速率快，消泡能力强。进一步优选地，所述消泡剂为巴斯夫foamstarst 2410ag。

41、优选地，所述助剂包括0.2～0.4份的ph调节剂。

42、优选地，所述ph调节剂为烃基硅羧酸钾类ph调节剂，进一步优选地，所述ph调节剂为瓦克bs168，本发明中的ph调节剂无气味，低voc，储藏稳定性好，ph稳定性优异。

43、优选地，所述助剂包括0.3～0.5份的成膜助剂。

44、优选地，所述成膜助剂为醇醚类成膜助剂、醇酯类成膜助剂或其组合，进一步优选为醇醚类成膜助剂或醇酯类成膜助剂中的低气味、无voc的种类；更进一步优选为醇酯类成膜助剂中的低气味、无voc的种类；更优选为陶氏coasol 290plus，其为低气味，且无voc排放。

45、优选地，所述助剂包括0.3～0.5份的抗冻融助剂。本发明中的抗冻融助剂可以提高乳胶漆的冻融稳定性，提高乳胶漆的耐沾污性。优选地，所述抗冻融助剂中不含ape和有机溶剂，即抗冻融助剂为水性涂料用抗冻融助剂。

46、优选地，所述抗冻融助剂为磷酸酯类抗冻融助剂；进一步优选地，所述抗冻融助剂为罗地亚ft-100。

47、优选地，所述助剂包括0.3～0.5份的流平助剂。

48、优选地，所述流平助剂为水溶性的非离子缔合型流变改性剂；本发明采用流平助剂能够提高乳胶漆的流动和流平性，使乳胶漆具有极佳的流动和流平性、均匀的成膜性能、光泽展现性和高增稠效率。本发明中的流平助剂气味低、不含溶剂。

49、优选地，所述流平助剂选自罗门哈斯rm-8w、acrysol rm 12w或其组合。

50、优选地，所述助剂包括0.4～0.6份的防霉剂。

51、优选地，所述防霉剂为以敌草隆为有效成分的防霉剂；进一步优选地，所述防霉剂为索尔acticide ipw 50，本发明中的防霉剂无甲醛、零voc，符合环保要求。

52、优选地，所述助剂包括0.1～0.3份的防腐剂。

53、优选地，所述防霉剂为以1,2-苯并异噻唑啉-3-酮为有效成分的防腐剂；进一步优选地，所述防霉剂为陶氏551s防腐剂。该防霉剂具有适用ph范围广，与本发明中的水性乳胶漆体系完全相容，能够同时高效避免酵母菌、霉菌等多类微生物的污染，不释放任何甲醛，不含有机卤素和重金属。

54、优选地，所述助剂包括2～5份的遮盖聚合物。

55、优选地，所述遮盖聚合物选自中空聚合物微球。本发明中的遮盖聚合物能够显著提高漆膜的遮盖力，耐洗刷性。进一步优选地，所述遮盖聚合物为乐派酷tm的优创e。

56、优选地，所述助剂包括以下重量份的组分：分散剂1.5～2.5份，消泡剂0.5～1.5份，ph调节剂0.2～0.4份，成膜助剂0.3～0.5份，抗冻融助剂0.3～0.5份，流平助剂0.3～0.5份，防霉剂0.4～0.6份，防腐剂0.1～0.3份，遮盖聚合物2～5份。

57、优选地，所述润湿剂为醇类非离子表面活性剂。本发明采用的润湿剂为低泡、低气味、不含apeo、低voc的醇类非离子表面活性剂，其具有优异的渗透力和降低表面张力的能力。进一步优选地，所述润湿剂为圣诺普科sn-wet 996。

58、本发明中的乳胶漆配方使用硅藻土和纳米二氧化钛复配使用，硅藻土具有大量的微孔结构和高比表面积，使其能够更高效率地吸附空气中的甲醛，然后配方中所加的纳米二氧化钛能够在可见光照射条件下将吸附的甲醛催化氧化分解。本发明使用物理吸附和化学催化分解两种机理，硅藻土和纳米二氧化钛复配添加，能够达到短期高效、长期持续的抗甲醛效果。此外，本发明中的乳胶漆通过抗冻融助剂与成膜助剂、防腐剂、防霉剂、乳液等成分协同作用，使制得的乳胶漆绿色环保、低气味。

59、本发明的第四个方面提供了本发明第三个方面提供的乳胶漆的制备方法，包括以下步骤：将所述乳胶漆的各组分混合后制得。

60、优选地，所述制备方法包括以下步骤：

61、s1：将部分溶剂、部分助剂、填料、硅藻土、纳米二氧化钛、钛白粉混合，得到混合浆液，所述混合浆液的细度不超过50μm；

62、s2：将所述混合浆液、剩余溶剂、剩余助剂、乳液混合后，制得所述乳胶漆。

63、本发明的第五个方面提供了本发明第一个方面提供的改性钛白粉和/或本发明第三个方面提供的所述的乳胶漆在装饰领域中的应用。

64、本发明的有益效果是：本发明中的改性钛白粉通过在二氧化钛上接枝硅烷偶联剂和n-氨乙基哌嗪，使改性钛白粉具有优异的耐氧化老化性能和耐候性。

65、本发明中的乳胶漆采用改性钛白粉使其具有优异的耐候性、耐氧化老化性能和优异的储藏稳定性，且通过将硅烷偶联剂和n-氨乙基哌嗪接枝到二氧化钛上，不会对乳胶漆的其它性能产生不利影响。本发明通过硅藻土和纳米二氧化钛复配使用，两者协同作用，可以实现短期高效地除甲醛，长期持续的除甲醛的效果。此外，本发明中的各原料之间协同作用，可以使乳胶漆具有优异的施工性、耐候耐老化性能、储藏稳定性、耐低温、耐酸碱、耐水耐洗刷等性能，且本发明中的乳胶漆在使用时不存在voc、甲醛、苯类等有毒有害气体的排放，也不存在重金属，可以实现低气味甚至无气味，环保对身体无损害。