环保乳胶漆配方

文章出处：网责任编辑：作者：人气：-发表时间：2024-01-16 09:05:00

本发明公开了一种环保型乳胶漆，属于环保型装修材料领域，按重量份数计，该乳胶漆原料包括以下组份，丙烯酸乳液200?300份；增稠剂2?6份；分散剂6?12份；成膜助剂2?10份；纳米二氧化硅2?8份；乙烯基三甲氧基硅烷2?8份。本发明具有以下有益效果：纳米二氧化硅能够聚结成网状结构，提高涂层的强度和耐洗刷性；同时，涂膜内存在毛细孔、气泡等，纳米二氧化硅可以填充这些孔隙增加涂层的致密性，使脏物不易附着，提高涂料的对比率及耐玷污性。乙烯基三甲氧基硅烷能与纳米二氧化硅表面的羟基发生反应，使得经过表面处理的纳米二氧化硅能够通过接枝、共聚等反应与丙烯酸乳液中的聚合物紧密连在一起，形成稳定的核壳型复合乳液，从而进一步提高了乳胶漆的耐玷污性

一种环保型乳胶漆

技术领域

本发明涉及环保型装修材料领域，更具体地，涉及一种环保型乳胶漆。

背景技术

环保油漆简称环保漆，是指油漆产品的性能指标、安全指标在符合各自产品标准的前提下，符合国家环境标志产品提出的技术要求的油漆产品。涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料之总称。

乳胶漆是乳胶涂料的俗称，是以丙烯酸酯共聚乳液为代表的一大类合成树脂乳液涂料。乳胶漆是水分散性涂料，它是以树脂乳液为基料，填料经过耐磨分散后加入各种助剂精制而成的涂料。乳胶漆具备了与传统墙面涂料不同的众多优点，如易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等。

公告号为CN101486862B的中国专利公开了一种环保型内墙乳胶漆，按重量百分数计，该乳胶漆包括以下组分：纯水10-30％；纤维素增稠剂0.2-0.9％；多功能助剂0.1％；分散剂0.1-0.5％；抗菌净化剂0.1-2.0％；金红石型钛白粉20-35％；乳液25-40％；消泡剂0.1-0.5％；缔结型增稠剂0.1-0.5％；防霉剂0.1％；辅料11.1-23.5％；抗菌净化剂包括按重量份1-3:1-2:1配置的载体、稀土和纳米氧化物，其中，载体为钠基膨润土，纳米氧化物为纳米TiO₂或/和纳米ZnO。

这种乳胶漆的亲水性较好，且涂膜中通常会存在细微孔隙，因此当有在脏物粘附于涂膜表面后，会因毛细管力的作用而以空气中水蒸气为介质被吸附进涂膜中，从而使得涂膜的耐玷污性较差，有待改进。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种环保型乳胶漆，具有较好的耐玷污性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料包括以下组份，丙烯酸乳液200-300份；增稠剂2-6份；分散剂6-12份；成膜助剂2-10份；纳米二氧化硅2-8份；乙烯基三甲氧基硅烷2-8份。

通过采用上述技术方案，用丙烯酸乳液作为基料，能够为耐玷污乳胶漆提供良好的涂装性、成膜性以及涂膜所需要的各种物理力学性能。

纳米二氧化硅所具有的小尺寸效应、表面和界面效应和宏观量子隧道效应等，使纳米二氧化硅具有了抗菌杀毒、防雾防露、防污自洁、疏水、屏蔽防老化等特殊性能。纳米二氧化硅表面存在硅酸基和活性硅烷键，能形成强弱不等的氢键，表现出极强的补强性，而且纳米二氧化硅在涂料成膜时能够聚结成网状结构，可大大提高涂层的强度，从而提高其耐洗刷性；同时，涂膜内部普遍存在有毛细孔、气泡等，加入纳米二氧化硅可以填充这些孔隙增加涂层的致密性，且纳米二氧化硅所形成的网状结构可以形成相对比较完整的膜，使脏物不易附着，从而提高了涂料的对比率及耐玷污性；纳米二氧化硅离子对紫外光还具有极强的反射性，其中对紫外光长波UVA(320-400nm)反射率达88％，对中波UVB(280-320nm)的反射率达85％，对短波UVC(200-280nm)的反射率仍达70-80％，提高了涂料的耐粉化性能。

然而，由于纳米二氧化硅的颗粒尺寸小，比表面积和表面张力都很大，再加上表面局部电荷分布不均，极易发生吸附、团聚而生成非纳米级别的粒子，所以很容易失去其应有的作用。乙烯基三甲氧基硅烷易与水形成具有Si-OH官能团的水解产物，能与纳米二氧化硅表面的羟基发生反应，在纳米二氧化硅反应生成的粒子表面形成带有-CH＝CH₂基团的有机物膜。这层有机膜一方面增大了粒子间的空间位阻作用，使其能够均匀地分散在体系中；另一方面增大了与丙烯酸乳液之间的相容性。同时，由于不饱和双键的存在，使得经过表面处理的纳米二氧化硅能够通过接枝、共聚等反应与丙烯酸乳液中的聚合物紧密连在一起，形成稳定的核壳型复合乳液，从而进一步提高了乳胶漆的耐玷污性。

本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括以下组份，丙烯酸乳液200-250份；增稠剂2-4份；分散剂6-9份；成膜助剂5-7份；纳米二氧化硅3-5份；乙烯基三甲氧基硅烷4-6份。

本发明进一步设置为：按重量份数计，原料包括纳米二氧化钛15-20份。

通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛作为白色颜料的同时，纳米二氧化钛所具有的小尺寸效应、表面和界面效应和宏观量子隧道效应等，使纳米二氧化钛具有了抗菌杀毒、防雾防露、防污自洁、疏水、屏蔽防老化等特殊性能。纳米二氧化钛由于其具有光催化性，使附着在涂料表面的有机物不断分解，从而使污垢容易除去，能够与纳米二氧化硅使脏物不易附着于涂料表面的特性相互协同提高涂料的耐玷污性能。同时，纳米二氧化钛可以透过可见光及散射波更短的紫外线(200-400nm)，使涂膜能长期保持鲜艳的色彩。

本发明进一步设置为：所述分散剂为六偏磷酸钠和亚甲基二萘磺酸钠的混合物，六偏磷酸钠和亚甲基二萘磺酸钠的份数比为1：2。

通过采用上述技术方案，由于纳米二氧化钛离子比表面能很大，及性较强，使其在丙烯酸乳液中不易分散，易于凝聚，这直接影响了纳米二氧化钛本身优异性能的发挥。

六偏磷酸钠能够对纳米二氧化硅和纳米二氧化钛产生明显的润湿分散作用，提高了纳米二氧化硅和纳米二氧化钛分散的均匀度，提高了两者之间的相互协同作用，从而提高了涂膜的耐玷污性能。而亚甲基二萘磺酸钠的分子结构主要分为锚固基团(-SO₃H)和溶剂化链两个部分，纳米二氧化钛表面富集电荷，很容易与锚固基团发生相互作用，锚固基团紧紧地吸附在颗粒表面而防止亚甲基二萘磺酸钠分子脱附，再通过溶剂化链的空间位阻作用，在纳米二氧化钛颗粒表面形成足够厚的保护层，使得纳米二氧化钛达到稳定分散的效果，进而保证了纳米二氧化钛的去污性能，也使得涂膜能长期保持鲜艳的色彩。

本发明进一步设置为：所述增稠剂为羟乙基纤维素。

通过采用上述技术方案，由于涂料中的液相与填料密度相差甚大，易产生分层或沉淀，影响涂料的贮存稳定性及施工性能，羟乙基纤维素能延缓涂膜的干燥时间，羟乙基纤维素作为增稠剂为涂料体系提供良好的增稠作用的同时，还具有良好的分散、乳化特性，提高了涂料的稳定性，有助于进一步提高纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的分散性，从而进一步提高涂料的耐玷污性能。

本发明进一步设置为：所述增稠剂为羟乙基纤维素和羧甲基纤维素的混合物，羟乙基纤维素和羧甲基纤维素的份数比为1：1。

通过采用上述技术方案，羟乙基纤维素和羧甲基纤维素能够对提高涂料稳定性起到协同增效的作用，在单一羟乙基纤维素和单一羧甲基纤维素溶液中，分子链之间的相互作用形式主要是氢键，将羟乙基纤维素和羧甲基纤维素进行复配以后，溶液中同时出现大量连接在分子主链上的羧甲基阴离子基团(-OCH₂COO^-)和活性较强的被羟乙基取代的支链末端羟基(-OH)在阴离子基团的诱导效应下，羟基上电中性的氢原子有可能在一定程度上远离氧原子，显示出一定的正电性，从而与邻近的-OCH₂COO^-相联结，形成比单一羟乙基纤维素或羧甲基纤维素溶液中更强的氢键作用，在分子间不断接触和重组过程中更容易形成比较稳定的联结，在复配体系中起到类似于交联点的作用，从而使涂料变得更为稳定，更加便于贮存。

本发明进一步设置为：所述成膜助剂为松油醇。

通过采用上述技术方案，涂料的成膜过程分为以下三个过程：(1)填充过程：乳液型涂料施工后，水分挥发，微粒相互靠近，达到密集的填充状态，体系中的乳化剂及其他水溶性助剂留在微粒间隙的水中；(2)融合过程：水分继续挥发，高聚物微粒表面吸附的保护层破坏，裸露的微粒相互接触，其间隙愈来愈小，至毛细管径大小时，毛细管压力高于聚合物微粒的抗变形力，微粒变形最后凝集、融合成连续的涂膜；(3)扩散过程：残留在水中的助剂逐渐向涂膜扩散，并使高聚物分子长链相互扩散，形成具有良好性能的均匀涂膜。涂料的成膜过程对最终形成涂膜的表观状态、性能等有决定性的影响，而成膜助剂在水性乳液型涂料整个成膜过程中起着重要的作用。

松油醇作为成膜助剂，能够降低涂料的最低成膜温蒂，改进涂料的流动性，提高漆膜致密程度，从而改善涂料施工性能和涂层物化性能等。同时松油醇具有紫丁香味，能够对涂料进行除臭，提高工作人员在施工过程中的体验感，且涂料内的组分均不具有毒性且不会对环境造成污染，属于环保型材料。

松油醇能够提高二氧化钛对紫外光的散射，使得涂膜能够进一步长期保持鲜艳的色彩。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.纳米二氧化硅具有极强的补强性，而且纳米二氧化硅在涂料成膜时能够聚结成网状结构，可大大提高涂层的强度，从而提高其耐洗刷性。同时，涂膜内部普遍存在有毛细孔、气泡等，加入纳米二氧化硅可以填充这些孔隙增加涂层的致密性，且纳米二氧化硅所形成的网状结构可以形成相对比较完整的膜，使脏物不易附着，从而提高了涂料的对比率及耐玷污性；纳米二氧化硅离子对紫外光还具有极强的反射性，，提高了涂料的耐粉化性能；

2.乙烯基三甲氧基硅烷易与水形成具有Si-OH官能团的水解产物，能与纳米二氧化硅表面的羟基发生反应，在纳米二氧化硅反应生成的粒子表面形成带有-CH＝CH₂基团的有机物膜。这层有机膜一方面增大了粒子间的空间位阻作用，使其能够均匀地分散在体系中；另一方面增大了与丙烯酸乳液之间的相容性。同时，由于不饱和双键的存在，使得经过表面处理的纳米二氧化硅能够通过接枝、共聚等反应与丙烯酸乳液中的聚合物紧密连在一起，形成稳定的核壳型复合乳液，从而进一步提高了乳胶漆的耐玷污性；

3.纳米二氧化钛由于其具有光催化性，使附着在涂料表面的有机物不断分解，从而使污垢容易除去，能够与纳米二氧化硅使脏物不易附着于涂料表面的特性相互协同提高涂料的耐玷污性能。同时，纳米二氧化钛可以透过可见光及散射波更短的紫外线(200-400nm)，使涂膜能长期保持鲜艳的色彩；

4.六偏磷酸钠能够对纳米二氧化硅和纳米二氧化钛产生明显的润湿分散作用，提高了纳米二氧化硅和纳米二氧化钛分散的均匀度，提高了两者之间的相互协同作用，从而提高了涂膜的耐玷污性能。而亚甲基二萘磺酸钠的分子结构主要分为锚固基团(-SO3H)和溶剂化链两个部分，纳米二氧化钛表面富集电荷，很容易与锚固基团发生相互作用，锚固基团紧紧地吸附在颗粒表面而防止亚甲基二萘磺酸钠分子脱附，再通过溶剂化链的空间位阻作用，在纳米二氧化钛颗粒表面形成足够厚的保护层，使得纳米二氧化钛达到稳定分散的效果，进而保证了纳米二氧化钛的去污性能，使得涂膜能长期保持鲜艳的色彩；

5.羟乙基纤维素能延缓涂膜的干燥时间，羟乙基纤维素作为增稠剂为涂料体系提供良好的增稠作用的同时，还具有良好的分散、乳化特性，提高了涂料的稳定性，有助于进一步提高纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的分散性，从而进一步提高涂料的耐玷污性能；

6.羟乙基纤维素和羧甲基纤维素能够对提高涂料稳定性起到协同增效的作用，使涂料变得更为稳定，更加便于贮存。

具体实施方式

实施例1，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水，加入羟乙基纤维素、羧甲基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得复配胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液，再投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤3，将乙烯基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅搅拌均匀，投入搅拌器中与混合胶液相互混合至均匀状态，再投入纳米二氧化钛继续搅拌均匀，获得混合料浆；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

实施例2，一种环保型乳胶漆，与实施例1的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

实施例3，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水，加入羟乙基纤维素、羧甲基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得复配胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液，再投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤3，将乙烯基三甲氧基硅烷与纳米二氧化硅搅拌均匀，投入搅拌器中与混合胶液相互混合至均匀状态，获得混合料浆；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

实施例4，一种环保型乳胶漆，与实施例3的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

对比例1，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水和羧甲基纤维素并搅拌均匀，获得胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液，再投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

对比例2，一种环保型乳胶漆，与对比例1的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

对比例3，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水和羟乙基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液，再投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

对比例4，一种环保型乳胶漆，与对比例3的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

对比例5，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水，加入羟乙基纤维素、羧甲基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得复配胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

对比例6，一种环保型乳胶漆，与对比例5的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

对比例7，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水，加入羟乙基纤维素、羧甲基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得复配胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

对比例8，一种环保型乳胶漆，与对比例7的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

对比例9，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水，加入羟乙基纤维素、羧甲基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得复配胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液，再投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤3，将乙烯基三甲氧基硅烷投入搅拌器中与混合胶液相互混合至均匀状态，再投入纳米二氧化钛继续搅拌均匀，获得混合料浆；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

对比例10，一种环保型乳胶漆，与对比例9的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

对比例11，一种环保型乳胶漆，按重量份数计，原料的组分如表1所示。其中，该乳胶漆通过以下步骤制备获得：

步骤1，在搅拌器中加入水，加入羟乙基纤维素、羧甲基纤维素，搅拌均匀后加入氨水使羟乙基纤维素溶解并继续搅拌至均匀，获得复配胶液；

步骤2，在搅拌器中继续投入用热水溶解的六偏磷酸钠溶液，再投入亚甲基二萘磺酸钠并搅拌均匀，继续投入松油醇并搅拌均匀获得混合胶液；

步骤3，将纳米二氧化硅投入搅拌器中与混合胶液相互混合至均匀状态，再投入纳米二氧化钛继续搅拌均匀，获得混合料浆；

步骤4，将混合料浆投入磨砂机中进行研磨，获得磨细料浆；

步骤5，将磨细料浆和丙烯酸乳液混合均匀，得到成品乳胶漆。

对比例12，一种环保型乳胶漆，与对比例11的不同之处在于，按重量份数计，原料的组分如表1所示。

其中，成品乳胶漆的耐玷污性按GB/T9780-2005《建筑涂料涂层耐玷污性测验方法》进行测定，测定结果如表1所示。

表1

表1-续

具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

1.一种环保型乳胶漆，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组份，

2.根据权利要求1所述的一种环保型乳胶漆，其特征在于：按重量份数计，原料包括以下组份，

3.根据权利要求2所述的一种环保型乳胶漆，其特征在于：按重量份数计，原料包括纳米二氧化钛15-20份。

4.根据权利要求1所述的一种环保型乳胶漆，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠和亚甲基二萘磺酸钠的混合物，六偏磷酸钠和亚甲基二萘磺酸钠的份数比为1：2。

5.根据权利要求1所述的一种环保型乳胶漆，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素。

6.根据权利要求5所述的一种环保型乳胶漆，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素和羧甲基纤维素的混合物，羟乙基纤维素和羧甲基纤维素的份数比为1：1。

7.根据权利要求3所述的一种环保型乳胶漆，其特征在于：所述成膜助剂为松油醇。

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