專利名稱：一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種具有良好的附著力、耐候性，屏蔽紫外線的環(huán)保型納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于納米二氧化鈦具有特殊的光催化性能、超親水性、屏蔽紫外線性能，將其應(yīng)用到涂料并使其在涂料中保持納米級(jí)狀態(tài)，不僅可以改善現(xiàn)有涂料耐候性差、易沾污等缺點(diǎn)， 同時(shí)還可賦予涂料良好的抗菌性、自清潔性及凈化空氣性能，在南方濕度大及污染嚴(yán)重的地方，產(chǎn)品具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。如授權(quán)專利ZL 200410027622. X中公布的是使用納米二氧化鈦/納米銀涂料及其制備方法。大多數(shù)申報(bào)專利和已公開的國內(nèi)外文獻(xiàn)資料中使用的都是添加納米級(jí)顆粒尺寸的實(shí)心二氧化鈦，但由于納米材料非常細(xì)小，它的比表面積大，表面自由能高，分子間引力和靜電引力也相當(dāng)高，因此納米粒子極易團(tuán)聚，即使利用砂磨、高速攪拌等方法使納米粒子分散在涂料中，也會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，失去納米材料應(yīng)有的作用，如何將其分散到基料之中，是納米材料在涂料中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法， 解決現(xiàn)有涂料耐沾污性差、耐候性差、不環(huán)保等問題，同時(shí)賦予涂料良好的自清潔性、抗菌性等新功能。在涂料中加入納米娃溶I父后，進(jìn)一步提聞外墻乳I父漆的耐侯性，提聞乳I父漆的附著力，與良好的屏蔽紫外線功能。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料，該涂料成分及質(zhì)量百分比如下水1(Γ30% ； 乳液15 40% ;納米介孔二氧化鈦O. 5 5% ;納米硅溶膠O. 5 5% ;重鈣5 15% ;滑石粉I 3% ;丙二醇O. 5 I. 5% ;鈦白粉5 25% ;潤濕劑O. 05 O. 4% ;消泡劑O. 5 1% ;分散劑O. I O. 5% ;增稠劑I 2%和成膜助劑O. 5 2%。一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料的制備方法，該制備方法包括以下兩個(gè)步驟
1)分散打磨將水、重鈣、滑石粉、鈦白粉、分散劑、潤濕劑、丙二醇、消泡劑投入分散機(jī)， 以150(T300rpm的轉(zhuǎn)速分散1(Γ 5分鐘,再用4000rpm轉(zhuǎn)速的砂磨機(jī)研磨過濾,制得衆(zhòng)料；
2)調(diào)漆階段將乳液、納米介孔二氧化鈦、納米硅溶膠、水、成膜助劑、增稠劑投入步驟 O制得的漿料中，調(diào)到斯托莫粘度達(dá)到90-110K，制得乳膠漆。所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法，所述的乳液為苯丙乳液、純丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液之一或復(fù)配。所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法，所述的納米介孔二氧化鈦，以表面活性劑為模板劑，利用溶膠一凝膠乳化或微乳化等化學(xué)過程，通過有機(jī)物和無機(jī)物之間的界面作用進(jìn)行合成。
所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法，所述的納米介孔二氧化鈦，形狀以規(guī)則球形為主，平均粒徑為60 IOOnm ;孔道為規(guī)則有孔道或無規(guī)則有孔道結(jié)構(gòu)，孔徑為10 50nm。所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法，所述的硅溶膠為堿性娃溶膠，其粒徑尺寸在5 100nm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是
I.本發(fā)明通過添加納米介孔二氧化鈦代替?zhèn)鹘y(tǒng)的納米實(shí)心二氧化鈦，很好地解決了納米粒子在涂料體系中易團(tuán)聚的技術(shù)難題。通過添加納米硅溶膠，進(jìn)一步提高了乳膠漆的耐候性，附著力，與良好的屏蔽紫外線功能，使用范圍進(jìn)一步的擴(kuò)大。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單工藝所制得涂料無污染、極低VOC排放、具有良好的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性、抗菌性、自清潔性。2.本發(fā)明提出的使用納米介孔二氧化鈦是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的二氧化鈦顆粒 (其具有雙重納米結(jié)構(gòu)，即納米級(jí)顆粒尺寸和納米級(jí)的介孔結(jié)構(gòu))，與文獻(xiàn)中或公開專利中報(bào)道的實(shí)心納米二氧化鈦不同。由于具有獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)，聚合物分子鏈可以進(jìn)入到孔道中去，延伸到介孔孔口處的有機(jī)高分子鏈可與聚合物基體產(chǎn)生較強(qiáng)的界面相互作用，增加兩者的相容性和防止納米粒子在樹脂基體中的團(tuán)聚，形成納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于它的特殊孔道結(jié)構(gòu)使得其更易在涂料基體中均勻分散，使得粒子間的自聚作用降低，并以納米顆粒的形式均勻地分散在涂料中，充分發(fā)揮納米效應(yīng)，同時(shí)賦予涂料良好的自清潔性、抗菌性等新功能。3.本發(fā)明提供一種添加量小于5%的納米介孔二氧化鈦和納米硅溶膠的涂料制備方法，其制備過程是在常溫、常壓下進(jìn)行，不需添加新的設(shè)備，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。4.在本公司之前的申報(bào)專利CN 201110147247. 2中將納米硅溶膠應(yīng)用到乳膠漆領(lǐng)域，能夠使乳膠漆提高附著力，并具有耐水、耐污的特性，還可以解決乳膠漆的耐候問題。 在本發(fā)明中提出將其與納米介孔二氧化鈦復(fù)配，進(jìn)一步提高涂料的耐沖刷性、耐沾污性和耐候性，與良好的屏蔽紫外線功能。
具體實(shí)施例方式納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料，制備方法為
配方質(zhì)量百分比如下水10 30% ；乳液15 40% ;納米介孔二氧化鈦O. 5 5% ；納米硅溶膠O. 5 5% ；重鈣5 15% ;滑石粉I 3% ;丙二醇O. 5 I. 5% ；鈦白粉5 25% ；潤濕劑
O.05 O. 4% ；消泡劑O. 5 1% ;分散劑O. I O. 5% ;增稠劑I 2%和成膜助劑O. 5 2%。各組分百分比之和為100%。分散打磨將水、重鈣、滑石粉、鈦白粉、分散劑、潤濕劑、丙二醇、消泡劑投入分散機(jī)，以150(T300rpm的轉(zhuǎn)速分散1(Γ 5分鐘,再用4000rpm轉(zhuǎn)速的砂磨機(jī)研磨過濾,制得衆(zhòng)料。調(diào)漆階段將乳液、納米介孔二氧化鈦、納米硅溶膠、水、成膜助劑、增稠劑投入步驟I)制得的漿料中，調(diào)到斯托莫粘度達(dá)到90-110K，制得乳膠漆。其中，分散劑、增稠劑、潤濕劑、消泡劑、成膜助劑為配制涂料經(jīng)常采用的產(chǎn)品。分散劑包括美國羅門哈斯公司的OROTAN系列分散劑，漢高公司的Texaphor系列分散劑，Hydropalat系列分散劑。日本諾普科公司的SN-DISPERSANT系列分散劑等；消泡劑包括漢高公司的Foamstar系列消泡劑,德國畢克化公司的Byk系列消泡劑等；增稠劑包括美國羅門哈斯公司的Acrysol系列增稠劑、纖維素醚增稠劑等；流平劑包括美國羅門哈斯公司 RM系列流平劑等；成膜助劑包括伊士曼公司的Texanol酸酯、漢高公司的Filmer系列成膜助劑等。乳液為苯丙乳液、純丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液之一或復(fù)配。納米介孔二氧化鈦，以表面活性劑為模板劑，利用溶膠一凝膠乳化或微乳化等化學(xué)過程，通過有機(jī)物和無機(jī)物之間的界面作用進(jìn)行合成。納米介孔二氧化鈦，形狀以規(guī)則球形為主，平均粒徑為60 IOOnm ;孔道為規(guī)則有孔道或無規(guī)則有孔道結(jié)構(gòu)，孔徑為10 50nm。硅溶膠為堿性硅溶膠， 其粒徑尺寸在5 lOOnm。本發(fā)明是一種性能良好的外墻水性涂料，可采用刷涂、普通噴涂、無氣噴涂等方式進(jìn)行施工。下面結(jié)合實(shí)施例具體說明
實(shí)施例一
本實(shí)施例的制備配方為
權(quán)利要求
1.一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料，其特征在于該涂料成分及質(zhì)量百分比如下水10 30% ;乳液15 40% ;納米介孔二氧化鈦0. 5 5% ;納米硅溶膠0. 5 5% ;重鈣 5 15% ;滑石粉I 3% ;丙二醇0. 5 I. 5% ;鈦白粉5 25% ;潤濕劑0. 05 0. 4% ;消泡劑0. 5 1% ； 分散劑0. I 0. 5% ;增稠劑I 2%和成膜助劑0. 5 2%。
2.—種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下兩個(gè)步驟1)分散打磨將水、重鈣、滑石粉、鈦白粉、分散劑、潤濕劑、丙二醇、消泡劑投入分散機(jī)， 以150(T300rpm的轉(zhuǎn)速分散l(Tl5分鐘,再用4000rpm轉(zhuǎn)速的砂磨機(jī)研磨過濾,制得衆(zhòng)料；2)調(diào)漆階段將乳液、納米介孔二氧化鈦、納米硅溶膠、水、成膜助劑、增稠劑投入步驟 I)制得的漿料中，調(diào)到斯托莫粘度達(dá)到90-110K，制得乳膠漆。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法， 其特征在于所述的乳液為苯丙乳液、純丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液之一或復(fù)配。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法， 其特征在于所述的納米介孔二氧化鈦，以表面活性劑為模板劑，利用溶膠一凝膠乳化或微乳化等化學(xué)過程，通過有機(jī)物和無機(jī)物之間的界面作用進(jìn)行合成。
5.如權(quán)利要求4所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法，其特征在于所述的納米介孔二氧化鈦，形狀以規(guī)則球形為主，平均粒徑為60 IOOnm ;孔道為規(guī)則有孔道或無規(guī)則有孔道結(jié)構(gòu)，孔徑為10 50nm。
6.如權(quán)利要求I或2所述的一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法， 其特征在于所述的硅溶膠為堿性硅溶膠，其粒徑尺寸在5 100nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種納米介孔二氧化鈦/納米硅溶膠涂料及其制備方法。本發(fā)明的特征在于使用了納米介孔二氧化鈦和納米硅溶膠兩種納米粒子。制備方法包括分散打磨將水、粉料和前期助劑投入分散機(jī)研磨過濾，制得漿料；調(diào)漆階段將乳液、納米介孔二氧化鈦、納米硅溶膠、后期水和助劑投入分散漿，調(diào)節(jié)pH值和粘度，制得涂料。本發(fā)明通過分散、砂磨、過濾等簡(jiǎn)單工藝完成，解決現(xiàn)有涂料耐沾污性差、耐候性差、不環(huán)保等缺點(diǎn)，同時(shí)賦予涂料良好的自清潔性、抗菌性等新功能。同時(shí)具有優(yōu)異的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、耐沖刷性、耐沾污性和耐候性，適用于外墻涂料。
文檔編號(hào)C09D131/04GK102585623SQ20121006661
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者于浩, 于海舒, 劉春峰, 呂會(huì)勇, 杜曉寧, 沙世強(qiáng), 王楊松, 葛晶, 陳棟 申請(qǐng)人:沈陽順風(fēng)新城建筑材料有限公司