一种空气净化功能水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种空气净化功能水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：磺酸基聚砜酯类成膜聚合物55‑65份、异质掺杂二氧化钛5‑10份、钛白粉10‑15份、润湿剂1‑3份、分散剂1‑3份、消泡剂1‑4份、水20‑30份。本发明专利技术还公开了所述空气净化功能水性涂料的制备方法。本发明专利技术制备得到的空气净化功能水性涂料具有成本低廉，硬度大，耐化学品性能、耐磨性、综合性能优异，且具有空气净化功能，对环境影响小，使用安全环保的优点。

A Water-borne Coating for Air Purification and Its Preparation Method

The invention provides an air purification functional water-borne paint, which is characterized by being made from the following components by weight: sulfonated polysulfone film-forming polymer 55 65 phr, hetero-doped titanium dioxide 5 10 phr, titanium dioxide 10 15 phr, wetting agent 1 3 phr, dispersant 1 3 phr, defoamer 1 4 phr, water 20 30 phr. The invention also discloses a preparation method of the air purification functional waterborne paint. The water-borne paint with air purification function prepared by the invention has the advantages of low cost, high hardness, excellent chemical resistance, abrasion resistance, comprehensive performance, air purification function, small environmental impact and safe and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种空气净化功能水性涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种空气净化功能水性涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着经济的快速发展，环保也日益被提上进程，生活物质条件改善后，人们更加注重生活的品质和生活环境的健康无公害。室内装饰装潢用的涂料是家居环境中人们一直都需要接触的材料之一，这类材料与人们的生活息息相关。目前市场上常见的涂料大多是溶剂型涂料，这类涂料由于在制备和使用过程中会应用大量的易挥发性的有毒的有机溶剂，造成了严重的环境污染，直接危害着人体的健康。水性涂料以丙烯酸为主要原料，以水为溶剂的一类涂料，这类涂料耐水、耐候性好、对环境污染小。但是其也存在着一些缺点，如综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差)，硬度、耐磨度等物理指标较低，另外其功能往往单一，仅起到装饰装潢作用，对室内空气几乎没有净化功能。建筑装饰装修逐渐发展成注重实用、美观、节能、环保为一体的综合性学科，环保装饰材料在这一过程中起到了重要的作用，新型环保材料的使用是大势所趋，也是时代的要求。在建筑工程室内装饰设计中使用新型优质节能环保材料，不仅能够迅速改善提升建筑物使用功能，而且还具有提高居住环境质量及舒适度的作用。中国专利技术专利CN106854404A公开了一种内墙水性漆，由以下原料组成：弹性丙烯酸乳液、硅溶胶、钛白粉、纳米氧化铝、沉淀硫酸钡、水性色浆、水性分散剂HLD-10、硅油消泡剂、流平剂、防流挂剂、紫外线吸收剂C-20、防霉剂、水。此专利技术的内墙水性漆采用弹性丙烯酸乳液为主要成膜物质，配以高档水性功能助剂、环保型颜填料结合常规应用工艺研制而成，具有漆膜细腻、遮盖力强、抗开裂、抗碱防霉防水性能优异的特点，且节能、环保，对人体无毒害作用。但其综合性能仍然较低，化学稳定性、耐磨性有待进一步提高，另外，其不具备空气净化的功能。因此，开发一种硬度大、耐化学品性能、耐磨性、综合性能优异，且具有空气净化功能的水性涂料势在必行。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供空气净化功能水性涂料及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备依赖性不高，原料易得，价格低廉，适合规模化生产。制备得到的空气净化功能水性涂料克服了传统水性涂料综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差)，硬度、耐磨度等物理指标较低，另外其功能往往单一，仅起到装饰装潢作用，对室内空气几乎没有净化功能的缺陷，具有成本低廉，硬度大，耐化学品性能、耐磨性、综合性能优异，且具有空气净化功能，对环境影响小，使用安全环保的优点。为达到以上目的，本专利技术提供一种空气净化功能水性涂料，按照重量份计由以下成分制成：磺酸基聚砜酯类成膜聚合物55-65份、异质掺杂二氧化钛5-10份、钛白粉10-15份、润湿剂1-3份、分散剂1-3份、消泡剂1-4份、水20-30份。优选地，所述润滑剂选自全氟烷基磺酸盐、烷基芳基聚醚或琥珀辛酯磺酸钠中的一种或几种；所述分散剂选自六偏磷酸钠、聚羧酸钠盐中的至少一种；所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。优选地，所述磺酸基聚砜酯类成膜聚合物的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ将机械搅拌、温度计、冷凝管、氮气或惰性气体装置与四口瓶连接紧密，确认密闭装置的气密性完好，然后依次加入称量好的4-磺酸钾-1,8-萘酐、2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇以及催化剂；加热1-2小时使体系升温至150-160℃，开启搅拌并保温1-2小时；升温至175-180℃保持1-1.5小时、再升温至195-205℃保持2-3小时；最后升温至215-225℃，开启真空水泵，保持体系相对真空度为-0.03～-0.06MPa以除去体系中的小分子，直至酸值≤20mgKOH/g；降温至室温，得到磺酸基聚砜酯类树脂；Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的磺酸基聚砜酯类树脂溶于高沸点溶剂中形成溶液，再向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷，在50-60℃下搅拌反应4-6小时，后向其中加入8-羟基-2-[(1E)-2-(3,4,5-三羟基苯基)乙烯基]-7-喹啉羧酸，继续搅拌2-3小时，再冷却至室温，在乙醇中沉出，抽滤并用二氯甲烷洗3-5次后，置于真空干燥箱70-80℃下烘10-15小时，得到磺酸基聚砜酯类成膜聚合物。优选地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。优选地，步骤Ⅰ中所述4-磺酸钾-1,8-萘酐、2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇、催化剂的质量比为1.78:1:(0.3-0.6)。较佳地，所述催化剂选自对甲苯磺酸、钛酸四异丙酯、乙酸锌中的一种或几种。优选地，步骤Ⅱ中所述磺酸基聚砜酯类树脂、高沸点溶剂、3-氯丙基三甲氧基硅烷、8-羟基-2-[(1E)-2-(3,4,5-三羟基苯基)乙烯基]-7-喹啉羧酸的质量比为2.78:(8-12):1.12:0.3。较佳地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。优选地，所述异质掺杂二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：将四氯化钛，氯化锌，四氟硼酸钴加入质量分数为5-10％的柠檬酸水溶液中，然后加入氨水，将溶液PH调至10-11，再将溶液进行喷雾干燥，最终得到分子水平上混合均匀的前驱体颗粒；将前驱体于室温下以5-8℃/min升温到550～600℃，保温4-6小时，再升温到750-850℃下烧结20-25小时，自然冷却到室温，将产物研磨，过200-400目筛得到异质掺杂二氧化钛。较佳地，所述四氯化钛、氯化锌、四氟硼酸钴、柠檬酸水溶液的质量比为3:1:0.5：(10-15)。优选地，所述空气净化功能水性涂料的制备方法，包括如下步骤：将各成分按重量份数依次混合搅拌后，加入三乙胺调节PH至7-8，再研磨、过滤，即得到本专利技术的空气净化功能水性涂料。由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术公开的空气净化功能水性涂料，制备方法简单易行，对设备依赖性不高，原料易得，价格低廉，适合规模化生产。(2)本专利技术公开的空气净化功能水性涂料，克服了传统水性涂料综合性能一般，化学性能比较低(例如耐醇耐碱性能较差)，硬度、耐磨度等物理指标较低，另外其功能往往单一，仅起到装饰装潢作用，对室内空气几乎没有净化功能的缺陷，具有成本低廉，硬度大，耐化学品性能、耐磨性、综合性能优异，且具有空气净化功能，对环境影响小，使用安全环保的优点。(3)本专利技术公开的空气净化功能水性涂料，添加F/B/Zn/Co异质掺杂二氧化钛，提高了其光响应范围，对空气中有害有机物有较好的净化功能，通过成膜聚合物分子链上引入乙氧基硅结构，使得异质掺杂二氧化钛分散性和与成膜物的相容性能更好，共轭结构的物质通过桥架作用修饰在二氧化钛表面，能起到进一步提高光响应范围，提高净化效率的作用。(4)本专利技术公开的空气净化功能水性涂料，各成分协同作用，使得涂膜耐候性、耐化学品性能更加优异，较传统水性涂料相比，综合性能更好，耐磨性更佳，性能更加稳定，使用更加安全环保。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本专利技术实施例中使用的原料购于摩贝(上海)生物科技有限公司。实施例1一种空气净化功能水性涂料，按照重量份计由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气净化功能水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：磺酸基聚砜酯类成膜聚合物55‑65份、异质掺杂二氧化钛5‑10份、钛白粉10‑15份、润湿剂1‑3份、分散剂1‑3份、消泡剂1‑4份、水20‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种空气净化功能水性涂料，其特征在于，按照重量份计由以下成分制成：磺酸基聚砜酯类成膜聚合物55-65份、异质掺杂二氧化钛5-10份、钛白粉10-15份、润湿剂1-3份、分散剂1-3份、消泡剂1-4份、水20-30份。2.根据权利要求1所述的空气净化功能水性涂料，其特征在于，所述润滑剂选自全氟烷基磺酸盐、烷基芳基聚醚或琥珀辛酯磺酸钠中的一种或几种；所述分散剂选自六偏磷酸钠、聚羧酸钠盐中的至少一种；所述消泡剂优选为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的空气净化功能水性涂料，其特征在于，所述磺酸基聚砜酯类成膜聚合物的制备方法，包括如下步骤：Ⅰ将机械搅拌、温度计、冷凝管、氮气或惰性气体装置与四口瓶连接紧密，确认密闭装置的气密性完好，然后依次加入称量好的4-磺酸钾-1,8-萘酐、2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇以及催化剂；加热1-2小时使体系升温至150-160℃，开启搅拌并保温1-2小时；升温至175-180℃保持1-1.5小时、再升温至195-205℃保持2-3小时；最后升温至215-225℃，开启真空水泵，保持体系相对真空度为-0.03～-0.06MPa以除去体系中的小分子，直至酸值≤20mgKOH/g；降温至室温，得到磺酸基聚砜酯类树脂；Ⅱ将经过步骤Ⅰ制备得到的磺酸基聚砜酯类树脂溶于高沸点溶剂中形成溶液，再向溶液中加入3-氯丙基三甲氧基硅烷，在50-60℃下搅拌反应4-6小时，后向其中加入8-羟基-2-[(1E)-2-(3,4,5-三羟基苯基)乙烯基]-7-喹啉羧酸，继续搅拌2-3小时，再冷却至室温，在乙醇中沉出，抽滤并用二氯甲烷洗3-5次后，置于真空干燥箱70-80℃下烘10-15小时，得到磺酸基聚砜酯类成膜聚合物。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：宁波帝杨电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33