本發(fā)明涉及涂料領域，特別涉及一種多功能水性涂料及其制備方法。

背景技術：

隨著科技技術的發(fā)展，人們渴望電視屏幕的輕薄化和巨型化，但是鑒于目前電視屏幕存在技術壁壘，低成本、輕薄、高清巨型電視屏幕仍然無法量產(chǎn)進而走進千家萬戶。為了滿足消費者對巨型屏幕的需求，目前市場上出現(xiàn)了巨型投影幕布、高清投影幕墻涂料，但是對于巨型投影幕布，消費者需要使用釘子將其直接固定在墻上，這破壞了墻體結構，且影響墻體的美觀。雖然高清投影幕墻涂料克服了破壞墻體結構的缺點，但是目前市場上投影幕墻涂料施工后普遍存在反光傷眼、增益低、清晰度低等問題，再加上市場上普通投影幕墻功能單一，一方面存在書寫或繪畫后不易擦除的缺點；另一方面在普通投影幕墻不投影的時候，會造成較大的空間浪費，若使用膠帶或者釘子將普通投影幕墻固定在墻面上，容易破壞墻體表面結構，降低投影功能且影響墻體美觀。

為了滿足消費者對書寫或繪畫后易擦除的需要，白板應運而生，但是白板具有不易固定，占空間等缺點，雖然目前市場上有些商家通過一定手段，使得墻面本身具有白板功能，但都是光澤很高、極易反光、功能單一，無法解決消費者投影和固定文件的需要。

為了滿足消費者投影和固定文件的需要，市場上通過在涂料中加入鐵粉、不銹鋼粉的磁性漆，或者通過預埋鐵板及不銹鋼板等復雜工藝方案施工在墻，但上述方式都存在墻體使用一段時間后，便會出現(xiàn)銹跡斑斑或接縫處出現(xiàn)結構性無法修補的開裂等嚴重問題，再加上墻體功能單一，不具備書寫、易擦除等功能。雖然市場上出現(xiàn)的可黏貼磁性白板具有磁性固定文件的功能，但是黏性膠水中會釋放對人體有害物質(zhì)，且容易出現(xiàn)墻面咬底、破壞墻體美觀等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施方式的目的在于提供一種多功能水性涂料及其制備方法，增強了多功能水性涂料的磁性，同時還使得多功能水性涂料具有防銹的功能。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種多功能水性涂料，該涂料包含A、B兩個組分，A組分和B組分的重量比為2～7：1。其中，A組分以質(zhì)量百分含量計包含：磁性因子15％～55％、投影增益因子4％～10％、防凍劑0.5％～2％、乳液35％～65％、潤濕分散劑0.3％～1.5％、消泡劑0.5％～2％、增稠劑0.2％～1％、中和劑0.5％～2％、成膜助劑0.5％～1.5％、余量為水；B組分為脂肪族異氰酸酯。在A組分中，磁性因子包含納米粉體與金紅石型鈦白粉，納米粉體與金紅石型鈦白粉的重量比1：1～3；且納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：2～4。

本發(fā)明的實施方式還提供了一種多功能水性的制備方法，該方法包含下述步驟：(1)制備A組分：按下述質(zhì)量百分含量計稱?。捍判砸蜃?5％～55％；投影增益因子4％～10％；防凍劑0.5％～2％；乳液35％～65％；潤濕分散劑0.3％～1.5％；消泡劑0.5％～2％；增稠劑0.2％～1％；中和劑0.5％～2％；成膜助劑0.5％～1.5％；余量為水；其中，磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1：1～3混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、或鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體。將纖維素類增稠劑、中和劑加水混合、分散攪拌后得到第一漿料；將潤濕分散劑、消泡劑、防凍劑、磁性因子、投影增益因子和成膜助劑依次加入第一漿料中，攪拌均勻得到第二漿料；將乳液、非離子締合型增稠劑加入第二漿料中，攪拌、過濾后即得A組分；(2)制備多功能水性涂料：按A組分、B組分重量比為2～7：1計稱取B組分，其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；將A組分與B組分混合后即得多功能水性涂料。

本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術而言，通過在多功能水性涂料中添加具有特殊結構的納米粉體，增強了該多功能水性涂料的磁性，同時還使得該多功能水性涂料具有防銹的功能。

在本發(fā)明的具體實施方式所提供的多功能水性涂料中，投影增益因子包含氟化鈣、鋅微粉、片狀玻璃微粉和鋁粉中的一種或幾種，投影增益因子的粒徑范為5～15微米。乳液為通過三元共聚改性合成的含羥基的氟硅丙烯酸乳液。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的具體實施方式所提供的多功能水性涂料中，A組分還可進一步包含質(zhì)量百分含量為0～2％的顏填料。

對于本發(fā)明的實施方式所提供的多功能水性涂料的制備方法，其中的分散攪拌過程在分散機中進行，溫度為10～50℃；分散攪拌中攪拌轉(zhuǎn)速為1000～3000rpm/min，在攪拌的過程中緩慢加入纖維素類增稠劑，攪拌5～15分鐘后，加入中和劑，攪拌15～45分鐘后，得到粒徑為40微米以下的第一漿料。具體來說，潤濕分散劑、消泡劑、防凍劑、磁性因子、投影增益因子和成膜助劑依次加入第一漿料后攪拌的轉(zhuǎn)速為1200～3000rpm/min，攪拌60～90分鐘后，得到粒徑為40微米以下的第二漿料。另外，乳液、非離子締合型增稠劑加入第二漿料中攪拌的溫度為15～50℃，攪拌轉(zhuǎn)速為300～700rpm/min，攪拌10～20分鐘，調(diào)整pH值至9.5～10.5后，過50～100目的濾布，即得粘度在105～125ku的A組分。

本發(fā)明的實施方式所提供的多功能水性涂料通過其所含組分及組分間相互作用關系實現(xiàn)功能，具體來說：首先，B組分通過其NCO活性基團與A組分的羥基交聯(lián)反應，從而形成致密的高分子膜。其次，在A組分中，防凍劑可以避免多功能涂料在低溫環(huán)境導致變質(zhì)的問題；乳液的作用是與B組分混合后，發(fā)生交聯(lián)反應，隨著溶劑的揮發(fā)，使得涂料配方中的各組分粘結在一起，以形成連續(xù)平整的功能性涂層；潤濕分散劑通過降低多功能涂料表面張力或界面張力，使水能展開在固體物料表面上或透入其表面，而把固體物料潤濕；消泡劑對生產(chǎn)過程中的泡沫進行消除，可以是非硅酮胺類烷烴化合物、有機硅類或礦物油基消泡劑；增稠劑是一種流變助劑，不僅可以使水性涂料涂料增稠，防止使用中出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，而且能賦予水性涂料涂料優(yōu)異的機械性能和貯存穩(wěn)定性，可以是疏水羥乙基纖維素、聚氨酯類等；中和劑通過酸堿中和反應來調(diào)節(jié)體系pH值；成膜助劑具有能促進高分子化合物塑性流動、彈性變形、改善成膜機理，進而幫助成膜的作用。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請所要求保護的技術方案。

實施例1

本實施例涉及一種多功能水性涂料，該多功能水性涂料包含A、B兩個組分，A組分和B組分的重量比為2：1，其中，A組分以質(zhì)量百分含量計包含下述質(zhì)量百分含量的組分：磁性因子41％，投影增益因子4％，防凍劑1％，乳液40％，潤濕分散劑1％，消泡劑0.5％，增稠劑0.3％，中和劑0.6％，成膜助劑1％，余量為10.6％的水；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1：3混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：2。本實施例中的B組分通過其NCO活性基團與A組分的羥基交聯(lián)反應，從而形成致密的高分子膜。

本實施例(以及下述各實施例)中的納米粉體的制備方法如下：

(1)將氯化鈷、氯化鎳中的一種或兩種和檸檬酸鈉一起加入水中配制成混合溶液，用新配置的硼氫化鈉水溶液(0.0024g/ml)還原制備納米核；具體地，氯化鈷、氯化鎳過渡金屬離子總數(shù)與檸檬酸鈉的物質(zhì)的量比為4：5，濃度分別是0.4M、0.4M、0.1M；

具體來說，還原步驟是將0.05L氯化鈷溶液、0.05L氯化鎳溶液和0.5L檸檬酸鈉溶液用10L超純水稀釋后超聲振蕩混合10min，迅速倒入超聲振蕩中的硼氫化鈉水溶液(10L)中，超聲振蕩反應10～20min。

(2)將(1)制得的納米核，加入氯化鐵水溶液(40L，0.01M)超聲振蕩反應30～60min制備納米殼。

(3)洗滌、干燥即制得以鐵為核、以鈷、或鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體納米粉體；具體地，該洗滌步驟為超純水離心洗滌3～5次，乙醇離心洗滌3～5次，用硝酸銀溶液檢驗至無氯離子。該干燥步驟為真空干燥箱中40～50℃，干燥6～10h。

此外，投影增益因子為氟化鈣與鋁粉以1:1混合的5～15微米的粉體，乳液為通過三元共聚改性合成的含羥基的氟硅丙烯酸乳液。更進一步地，A組分還包含質(zhì)量百分含量為1％的顏填料，顏填料可以調(diào)整多功能水性涂料的顏色。

本實施例(以及下述各實施例)中涉及的各個組分均可以通過市場購買獲得，其中，各個組分的型號和生產(chǎn)廠家如下：防凍劑為阿克蘇諾貝爾BCD-42A，乳液為德賦樂公司的A 2241W，潤濕分散劑為非離子潤濕分散劑陶氏CF-10，消泡劑為ASHLAND公司的TS4481與BASF公司的FOAMASTER WBA(1/4)，增稠劑為信越HS30000纖維素和ASLAND公司的NHS-300，中和劑為瓦克的BS 198，成膜助劑為柏斯托公司的NX795。

本實施例中多功能水性涂料的制備方法包含下述步驟：

(1)制備A組分：按下述質(zhì)量百分含量計稱?。捍判砸蜃?1％，投影增益因子4％，防凍劑1％，乳液40％，潤濕分散劑1％，消泡劑0.5％，增稠劑0.3％，中和劑0.6％，成膜助劑1％，余量為10.6％的水；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1：3混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：2。

首先，將纖維素類增稠劑、中和劑加水混合、分散攪拌后得到第一漿料。具體地，緩慢加入纖維素類增稠劑，分散攪拌在分散機中進行，分散缸內(nèi)溫度范圍控制在10℃，攪拌轉(zhuǎn)速為1000rpm/min，加入中和劑，攪拌時間為15分鐘后，細度板測試，得到粒徑大小在40微米以下的第一漿料。

然后，將潤濕分散劑、消泡劑、防凍劑、磁性因子、投影增益因子和成膜助劑依次加入第一漿料中，攪拌均勻得到第二漿料。具體地，攪拌轉(zhuǎn)速為1200rpm/min，攪拌時間為60分鐘后，細度板測試，得到粒徑大小在40微米以下的第二漿料。

進一步地，將乳液、非離子締合型增稠劑加入第二漿料中，攪拌、過濾后即得A組分。具體地，攪拌5分鐘后，再加入中和劑并攪拌，溫度為15℃，攪拌轉(zhuǎn)速為300rpm/min，攪拌時間為10分鐘，調(diào)節(jié)pH值為9.5，利用斯托默粘度計，控制粘度在105ku范圍內(nèi)，然后200目濾布過濾，即制得水性涂料A組分。

(2)制備多功能水性涂料：按A組分、B組分重量比為2：1計稱取B組分，其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；將A組分與B組分混合后即得多功能水性涂料。

本實施例中的各個組分在多功能涂料中的作用如下：防凍劑可以避免多功能涂料在低溫環(huán)境導致變質(zhì)的問題；乳液的作用是與B組分混合后，發(fā)生交聯(lián)反應，隨著溶劑的揮發(fā)，使得涂料配方中的各組分粘結在一起，以形成連續(xù)平整的功能性涂層；潤濕分散劑通過降低多功能涂料表面張力或界面張力，使水能展開在固體物料表面上或透入其表面，而把固體物料潤濕；消泡劑對生產(chǎn)過程中的泡沫進行消除，可以是非硅酮胺類烷烴化合物、有機硅類或礦物油基消泡劑；增稠劑是一種流變助劑，不僅可以使水性涂料涂料增稠，防止使用中出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，而且能賦予水性涂料涂料優(yōu)異的機械性能和貯存穩(wěn)定性，可以是疏水羥乙基纖維素、聚氨酯類等；中和劑通過酸堿中和反應來調(diào)節(jié)體系pH值；成膜助劑具有能促進高分子化合物塑性流動、彈性變形、改善成膜機理，進而幫助成膜的作用。

實施例2

本實施例涉及一種多功能水性涂料，該多功能水性涂料包含A、B兩個組分，A組分和B組分的重量比為3：1，其中，A組分以質(zhì)量百分含量計包含下述質(zhì)量百分含量的組分：磁性因子34％，投影增益因子3％，防凍劑1.1％，乳液50％，潤濕分散劑0.8％，消泡劑0.5％，防銹蝕劑0.4％，增稠劑0.3％，中和劑0.8％，成膜助劑1.1％，水為8％；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1:2混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：2.5。

進一步地，投影增益因子為氟化鈣與鋅微粉以1:1混合的5～15微米的粉體。此外，本實施例中涉及的各個組分均可以通過市場購買獲得，且組分的型號和生產(chǎn)廠家同實施例1。

本實施例中多功能水性涂料的制備方法包含下述步驟：

(1)制備A組分：按下述質(zhì)量百分含量計稱?。捍判砸蜃?4％，投影增益因子3％，防凍劑1.1％，乳液50％，潤濕分散劑0.8％，消泡劑0.5％，增稠劑0.3％，中和劑0.8％，成膜助劑1.1％，水為8.4％；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1:2混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：2.5。

首先，將纖維素類增稠劑、中和劑加水混合、分散攪拌后得到第一漿料。具體地，緩慢加入纖維素類增稠劑，分散攪拌在分散機中進行，分散缸內(nèi)溫度范圍控制在50，攪拌轉(zhuǎn)速為3000rpm/min，攪拌15分鐘后，加入中和劑，攪拌時間為15分鐘后，細度板測試，得到粒徑大小在40微米以下的第一漿料。

然后，將潤濕分散劑、消泡劑、防凍劑、磁性因子、投影增益因子和成膜助劑依次加入第一漿料中，攪拌均勻得到第二漿料。具體地，攪拌轉(zhuǎn)速為3000rpm/min，攪拌時間為90分鐘后，細度板測試，得到粒徑大小在40微米以下的第二漿料。

進一步地，將乳液、非離子締合型增稠劑加入第二漿料中，攪拌、過濾后即得A組分。具體地，攪拌5分鐘后，再加入中和劑并攪拌，溫度為15℃，攪拌轉(zhuǎn)速為700rpm/min，攪拌時間為20分鐘，調(diào)節(jié)pH值為10，利用斯托默粘度計，控制粘度在100ku范圍內(nèi)，然后200目濾布過濾，即制得水性涂料A組分。

(2)制備多功能水性涂料：按A組分、B組分重量比為3：1計稱取B組分，其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；將A組分與B組分混合后即得多功能水性涂料。

實施例3

本實施例涉及一種多功能水性涂料，該多功能水性涂料包含A、B兩個組分，A組分和B組分的重量比為3：1，其中，A組分以質(zhì)量百分含量計包含下述質(zhì)量百分含量的組分：磁性因子26.5％，顏填料0.5％，投影增益因子4％，防凍劑1.2％，乳液55％，潤濕分散劑0.9％，消泡劑0.7％，防銹蝕劑0.8％，增稠劑0.6％，中和劑0.6％，成膜助劑1.2％，水為8％；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1:1混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：2.5。

進一步地，投影增益因子為氟化鈣與片狀玻璃微粉以1:1混合的5～15微米的粉體。此外，本實施例中涉及的各個組分均可以通過市場購買獲得，其中，顏填料為富林特化學的15DT7080酞青藍。其他組分的型號和生產(chǎn)廠家同實施例1。

本實施例中多功能水性涂料的制備方法同實施例1，其中值得注意的是，顏填料與防銹蝕劑在加入成膜助劑后加入第一漿料，其他步驟與同實施例1，本實施例在此不一一贅述。

實施例4

本實施例涉及一種多功能水性涂料，該多功能水性涂料包含A、B兩個組分，A組分和B組分的重量比為7：1，其中，A組分以質(zhì)量百分含量計包含下述質(zhì)量百分含量的組分：磁性因子44％，顏填料1％，投影增益因子5％，防凍劑0.7％，乳液35％，潤濕分散劑1.5％，消泡劑0.6％，增稠劑1％，中和劑0.5％，成膜助劑0.5％，水為10.2％；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1:3混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：4。

進一步地，投影增益因子為氟化鈣與片狀玻璃微粉以1:2混合的5～15微米的粉體。此外，本實施例中涉及的各個組分均可以通過市場購買獲得，其中，顏填料為汽巴3RS紅112#，其他組分的型號和生產(chǎn)廠家同實施例1。

本實施例中多功能水性涂料的制備方法同實施例1，其中值得注意的是，顏填料在加入成膜助劑后加入第一漿料，其他步驟與同實施例1，本實施例在此不一一贅述。

實施例5

本實施例涉及一種多功能水性涂料，該多功能水性涂料包含A、B兩個組分，A組分和B組分的重量比為6：1，其中，A組分以質(zhì)量百分含量計包含下述質(zhì)量百分含量的組分：磁性因子19.6％，顏填料0.4％，投影增益因子2％，防凍劑2％，乳液60％，潤濕分散劑0.3％，消泡劑1.5％，防銹蝕劑1％，增稠劑0.5％，中和劑1.2％，成膜助劑1.5％，水為10％；其中，B組分為脂肪族異氰酸酯；磁性因子由納米粉體與金紅石型鈦白粉按照重量比1:1混合而成；納米粉體為以鐵為核、以鈷、鎳或鈷鎳合金為殼的具有核殼結構的粉體；增稠劑包含纖維素增稠劑和非離子締合型增稠劑，纖維素增稠劑與非離子締合型增稠劑的重量比為1：3。

進一步地，投影增益因子為氟化鈣與片狀玻璃微粉以1:3混合的5～15微米的粉體。此外，本實施例中涉及的各個組分均可以通過市場購買獲得，其中，顏填料為科萊恩GNX綠，其他組分的型號和生產(chǎn)廠家同實施例1。

本實施例中多功能水性涂料的制備方法同實施例1，其中值得注意的是，顏填料與防銹蝕劑在加入成膜助劑后加入第一漿料，其他步驟與同實施例1，本實施例在此不一一贅述。

具體地，實施例1～5中的多功能水性涂料涂覆內(nèi)墻的方法如下：A、B混合后加適量水，調(diào)整到施工粘度，適用于對水泥基墻面、硅酸鈣板墻面、石膏板墻面、膩子墻面等多種材質(zhì)表面以對應的施工工藝進行施工，磁力的大小和施工遍數(shù)和厚度成正比。施工完成后，5℃以上干燥，干燥7～15d后即可使用。

實施例6

下面對實施例1～5中制備的多功能水性涂料的各項性能分別進行實驗，實驗數(shù)據(jù)見表1：

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。