專利名稱：一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于內外墻涂裝的環保型抗菌凈味健康乳膠涂料。
背景技術：
隨著現代高層建筑的興起，對涂料耐水性、抗老化性、抗玷污性和自清潔性能要求越來越高，對于長期暴露在戶外的戶外裝飾和高層建筑，希望涂層具有優異的抗玷污性，抗老化性和自清潔性能；同時，隨著環保意識的增強，要求涂料綠色化，對人民身體健康和環境無危害，且抗菌、殺菌、凈化空氣，因此，高性能、 綠色保健的水性涂料成為研究的重點。目前，綠色環保涂料、納米涂料已成了人們綠色消費的一種新時尚，但是要完全徹底地符合人們的居住生活工作環境的健康安全要求，僅僅是環保還遠遠不夠，因為人們居住生活工作的環境，特別是大氣環境中滋生著很多危害人類身心健康的致病菌、病毒，以及因生產、生活中造成的有害氣體，使人頭昏、惡心、并產生多種疾病，嚴重影響人們健康和生活質量。為此許多專利通過涂料組成的篩選、搭配和優化，對涂料性能進行了改進，如中國專利CN01139937. 6，以聚乙烯醇、硅丙乳液、納米氧化物制備了抗菌、保健的生態乳膠漆，其涂料性能優異，耐水性和耐洗擦性等性能明顯提高，揮發份含量較傳統乳膠漆有了較大的降低，但VOC仍高達326 434ppm。又如CN03126626. 6利用金紅石型鈦白粉和銳鈦型二氧化硅搭配，以硅丙乳液制備了超耐候、耐污的低污染涂料，自清潔性能好，力學性能優良，但在抗菌、殺菌、凈化空氣方面仍顯不足。原因在于這些專利主要是通過添加納米型抗菌粒子對傳統涂料進行改性，這些納米粒子在涂料配置、保存和使用中存在不同程度的分散性差、粒子大團聚集和遷移問題，從而難以發揮其作用，并造成涂料成本的增加。

發明內容
為嘗試解決上述問題，本發明提出了一種環境友好抗菌涂料及其制備方法，利用一種無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液和納米金屬氧化物的雙重功能，賦予涂料高性能，且環保、殺菌和凈化空氣、除味、釋放負氧離子等多種功能。無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液包含納米二氧化鈦、氧化鋅、氧化銅、二氧化硅、碳酸鈣粒子，納米金屬氧化物包含銀、鋅、銅金屬氧化物納米粒子，從而使涂料具有優異的涂裝性能和抗菌生態環保特性。為實現以上目的，本發明采取的技術方案如下。一種環境友好抗菌涂料，以100份計，包含以下組成的重量百分比為
無機納米粒子/改性丙烯酸酯乳液25 35%
納米金屬氧化物I. 5 3. 5%
銳鈦型納米二氧化鈦I. O 4. 0%
三氧化二鋁O. 5 I. 5%
金紅石型鈦白粉12 25%重質碳酸鈣. 6 10%
高嶺土5. O 10.0%
滑石粉4. O 8. 0%
聚丙烯酸鈉GA-40O. 30 O. 60%
偏磷酸鈉O. 25 O. 50%
聚硅氧烷 BYK-0220.15 O. 35%
羥乙基纖維素ER-4512O. 25 O. 45% 2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑 0.15 O. 40%
長鏈烷基與聚醚共改性聚硅氧院共聚物 (流平劑 BD-3231)0.10 O. 30%
丙三醇O. 75 2. 5%
去離子水24 30%上述一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液是含固量45. O 55. 0%、由2. O 15. O %無機納米粒子和85. O 98. O %改性丙烯酸酯組成的核/殼結構或多層核/殼結構或互穿聚合物網絡(IPN)結構的復合物；無機納米粒子選自二氧化鈦、二氧化娃、氧化鋅、氧化銀、氧化銅和氧化錯，粒徑為O. 02 O. 10 μ m之間；改性丙烯酸酯為有機硅-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、氟化物一丙烯酸酯、酰胺-丙烯酸酯、環氧-丙烯酸酯等聚合物；無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液的最低成膜溫度為_25°C至10°C，揮發份含量小于lOOppm。再進一步，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液得核/殼結構或多層核/殼結構或互穿聚合物網絡(IPN)結構的復合物通常以分段式或種子乳液聚合過程制備，典型的多層核/殼結構乳液制備過程包括以下步驟(I)將納米金屬氧化物加入到含有乳化齊U、分散劑的水溶液中，在氮氣保護條件下升溫至一定溫度，滴加引發劑和乙烯基不飽和單體，對無機納米粒子進行聚合物包覆；(2)半連續加入乳化劑、引發劑，以及功能單體、乙烯基不飽和單體，形成殼層；(3)半連續加入不飽和的有機硅氧烷單體或醋酸乙烯或不飽和氟化物或不飽和酰胺或不飽和環氧樹脂等，也可以和少量丙烯酸酯單體混合加入，反應完全得到改性丙烯酸酯/無機納米粒子復合乳液；(4)必要時可以對改性丙烯酸酯/無機納米粒子復合乳液脫除殘余單體，然后加入氨水等堿性溶液，中和至pH為7. O 8. 5，過濾，得到無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液。進一步，上述一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液與功能顏填料(包括納米金屬氧化物、銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I : O. 11 I : O. 24;再進一步，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液與功能顏填料中納米金屬氧化物(不包括銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I O. 046 I : O. 127。再進一步,上述一種環境友好抗菌涂料，所述的納米金屬氧化物選自納米氧化鋅、納米氧化銀、納米氧化銅中的一種或者混合物，納米金屬氧化物和銳鈦型納米二氧化鈦粒徑O. 03 O. 10 μ m之間，三氧化二鋁選自1000 1500目的過篩料。進一步，上述一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液與顏填料(包括金紅石型鈦白粉、重質碳酸鈣、高嶺土和滑石粉)的重量比為I : I I : I. 5。再進一步，上述一種環境友好抗菌涂料，所述的金紅石型鈦白粉、高嶺土、重質碳酸鈣和滑石粉選自1000 1500目的過篩料。一種環境友好抗菌涂料的制備方法如下(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40)、偏磷酸鈉分散在去離子水中，高速攪拌加入納米金屬氧化物，銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二招，混合O. 5 I小時。(2)在中速攪拌下，向⑴物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉、重質碳酸鈣、高嶺土、滑石粉、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑、丙三醇和部分聚硅氧烷(BYK-022)、部分羥乙基纖維素(ER-4512)，高速攪拌O. 5 I小時，至細度小于50 μ m。
(3)向(2)物料中慢慢加入無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液、流平劑BD-3231和剩余的聚硅氧烷(BYK-022)、羥乙基纖維素(ER-4512)，繼續攪拌I小時，分散均勻后得到最終涂料。本發明的積極效果是(I)采用無機納米/改性丙烯酸酯復合乳液、納米金屬氧化物和銳鈦型納米二氧化鈦、三氧化二鋁的搭配組合制備的功能涂料具有抗菌、殺菌、凈化空氣和產生負氧離子的作用；(2)可顯著提高涂料的附著力、漆膜耐洗刷性和耐堿性，漆膜強度、表面光潔度和漆膜遮蓋力高，具有自清潔、保健和抗污、抗靜電的生態效應。
具體實施例方式以下介紹本發明一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的具體實施方式
。需要說明的是，本發明的實施不限于以下的實施方式。這些實施例只是用來做進一步的說明以方便理解本發明，而不是限制本發明的保護范圍。在實施例中的各組分加入量以100wt% (重量百分數)計。涂料配制在裝有可調攪拌器的釜中進行。實施例I一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40)0. 60公斤、偏磷酸鈉O. 50公斤分散在27. 5公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. O公斤、納米氧化銅I. 2公斤,銳鈦型納米二氧化鈦I. O公斤和三氧化二鋁O. 5公斤，混合I小時。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉25公斤、重質碳酸鈣6公斤、高嶺土 5公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 25公斤、丙三醇O. 8公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 25公斤，高速攪拌O. 5小時。(3)向⑵物料中慢慢加入無機納米二氧化鈦/有機硅-丙烯酸酯復合乳液35公斤，BD-3231流平劑O. 25公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 2公斤，繼續攪拌I小時得到最終成品。涂料性能檢驗結果見表I。實施例2
一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 40公斤、偏磷酸鈉O. 30公斤分散在28公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. O公斤、納米氧化銀I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦2. O公斤和三氧化二鋁O. 5公斤，混合I小時。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉18公斤、重質碳酸鈣9公斤、高嶺土 5公斤、滑石粉4公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 40公斤、丙 三醇2. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 15公斤，高速攪拌O. 5小時。(3)向⑵物料中慢慢加入無機納米二氧化硅/有機硅-丙烯酸酯復合乳液27公斤，BD-3231流平劑O. 30公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 2公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. I公斤，繼續攪拌I小時得到最終成品。涂料性能檢驗結果見表I。實施例3一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 50公斤、偏磷酸鈉O. 25公斤分散在30公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. O公斤、納米氧化銀I. O公斤,納米氧化銅I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦I. 5公斤和三氧化二鋁O. 5公斤，混合O. 75小時。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉15. 5公斤、重質碳酸鈣7公斤、高嶺土 8公斤、滑石粉7公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 30公斤、丙三醇O. 75公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 15公斤，高速攪拌O. 5小時。(3)向⑵物料中慢慢加入無機納米氧化鋯/有機硅-丙烯酸酯復合乳液25公斤，BD-3231流平劑O. 10公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 15公斤，繼續攪拌I小時得到最終成品。涂料性能檢驗結果見表I。實施例4一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 55公斤、偏磷酸鈉O. 4公斤分散在24公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅I. 5公斤,銳鈦型納米二氧化鈦4. O公斤和三氧化二招O. 5公斤，混合O. 5小時。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉12公斤、重質碳酸鈣10公斤、高嶺土 6公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 15公斤、丙三醇2. 3公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 2公斤，高速攪拌O. 5小時。(3)向⑵物料中慢慢加入無機納米氧化鋅/有機硅-丙烯酸酯復合乳液33公斤，BD-3231流平劑O. 20公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 05公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 05公斤，繼續攪拌I小時得到最終成品。涂料性能檢驗結果見表I。實施例5一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟(I)取聚丙烯酸鈉(GA-40) O. 6公斤、偏磷酸鈉O. 5公斤分散在25公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅2. 5公斤,納米氧化銅I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦2. O公斤和三氧化二鋁I. O公斤，混合O. 75小時。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉15公斤、重質碳酸鈣
7.5公斤、高嶺土 10公斤、滑石粉5公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 2公斤、丙三醇I. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. I公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 2公斤，高速攪拌O. 75小時。(3)向⑵物料中慢慢加入無機納米氧化銅/有機硅-丙烯酸酯復合乳液27. 65公斤，BD-3231流平劑O. 30公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. I公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 15公斤，繼續攪拌I小時得到最終成品。涂料性能檢驗結果見表I。實施例6一種環保型抗菌凈味乳膠涂料的制備，包括以下步驟
(I)取聚丙烯酸鈉(GA_40)0. 30公斤、偏磷酸鈉O. 50公斤分散在27. 5公斤的去離子水中，高速攪拌加入納米氧化鋅O. 5公斤、納米氧化銀I. O公斤,銳鈦型納米二氧化鈦
3.O公斤和三氧化二鋁I. 5公斤，混合I小時。(2)在中速攪拌下，向(I)物料中慢慢加入金紅石型鈦白粉15公斤、重質碳酸鈣
6.4公斤、高嶺土 5公斤、滑石粉8公斤、2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑O. 30公斤、丙三醇I. 5公斤，聚硅氧烷(BYK-022)0. 15公斤，羥乙基纖維素(ER_4512)0. 25公斤，高速攪拌I. O小時。(3)向(2)物料中慢慢加入無機納米二氧化鈦/改性丙烯酸酯復合乳液28. 5公斤，BD-3231流平劑O. 25公斤和剩余的聚硅氧烷(BYK_022)0. 15公斤、羥乙基纖維素(ER-4512)0. 2公斤，繼續攪拌I小時得到最終成品。涂料性能檢驗結果見表I。表I實施例涂料性能
權利要求
1.一種環境友好抗菌涂料，以100份計，包含以下組成的重量百分比為 無機納米粒子/改性丙烯酸酯乳液25 35% 納米金屬氧化物I. 5 3. 5% 銳鈦型納米二氧化鈦L O 4. 0% 三氧化二鋁O. 5 I. 5% 金紅石型鈦白粉12 25%重質碳酸鈣6 10% 高嶺土5. O 10.0% 滑石粉4. O 8. 0% 聚丙烯酸鈉GA-40O. 30 O. 60%。 偏磷酸鈉O. 25 O. 50% 聚硅氧烷 BYK-0220.15 O. 35% 羥乙基纖維素ER-4512O. 25 O. 45% 2-正辛基-41異噻唑啉-3-酮苯并咪唑 O. 15 O. 40% 長鏈烷基與聚醚共改性聚硅氧烷共聚物 (流平劑 BD-3231)0.10 O. 30% 丙三醇O. 75 2. 5%去離子水24 30%
2.根據權利要求I所述的一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液是含固量45. O 55. 0%、由2. O 15. O %無機納米粒子和85. O 98. 0%改性丙烯酸酯組成的核/殼結構或多層核/殼結構或互穿聚合物網絡(IPN)結構的復合物；無機納米粒子選自二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋅、氧化銀、氧化銅和氧化鋯，粒徑為O.02 O. 10 μ m之間；改性丙烯酸酯為有機硅-丙烯酸酯、醋酸乙烯-丙烯酸酯、氟化丙烯酸酯、酰胺-丙烯酸酯、環氧-丙烯酸酯等聚合物；無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液的最低成膜溫度為_25°C至0°C，揮發份含量小于lOOppm。
3.根據權利要求I所述的一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液與功能顏填料(包括納米金屬氧化物、銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I : O. 11 I : O. 24;所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液與功能顏填料中納米金屬氧化物(不包括銳鈦型納米二氧化鈦和三氧化二鋁)的重量比為I O. 046 I : O. 127。
4.根據權利要求I所述的一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述的納米金屬氧化物選自納米氧化鋅、納米氧化銀、納米氧化銅中的一種或者混合物，納米金屬氧化物和銳鈦型納米二氧化鈦粒徑O. 03 O. 10 μ m之間，三氧化二鋁選自1000 1500目的過篩料。
5.根據權利要求I所述的一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液與顏填料(包括金紅石型鈦白粉、重質碳酸鈣、高嶺土和滑石粉)的重量比為I : I I : I. 5。
6.根據權利要求I所述的一種環境友好抗菌涂料，其特征在于，所述的金紅石型鈦白粉、高嶺土、重質碳酸鈣和滑石粉選自1000 1500目的過篩料。·
全文摘要
本發明涉及一種適用于內外墻涂裝的環保型抗菌凈味健康乳膠涂料。該環境友好抗菌涂料由無機納米粒子/改性丙烯酸酯乳液、納米金屬氧化物、銳鈦型納米二氧化鈦、三氧化二鋁和顏填料、增稠劑、分散劑、流平劑及成膜助劑組成；利用無機納米粒子/改性丙烯酸酯復合乳液和納米金屬氧化物的雙重功能，賦予涂料高性能，且環保、殺菌和凈化空氣、除味等功能。該涂料具有優異的涂裝性能和抗菌生態環保特性。
文檔編號C09D5/02GK102964956SQ20121055831
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者米普科, 張軍輝, 米怡璇, 張軍旗, 許鵠飛, 許勝 , 趙 怡 申請人:上海滋普環保科技有限公司