一种水性涂料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种水性涂料及其制备方法与应用。本发明专利技术的一种水性涂料，包括以下制备原料：环氧丙烯酸乳液，有机硅单体，有机氟单体，石墨烯负载纳米银，二氧化钛；所述有机硅单体为丙烯酸3

【技术实现步骤摘要】
一种水性涂料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及环保型涂料领域，尤其是涉及一种水性涂料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展，许多环保型产品变得越来越受大众的欢迎，人们对涂料应用中释放的挥发性有机化合物(VOC)提出了严格的限制要求，有机涂层可以使基体表面结构免受外界条件腐蚀，是最常见的防止基体表面腐蚀和增加耐候性的方法之一。有机涂料通常由树脂化合物、小分子添加剂、功能性助剂和有机溶剂等组成。大多情况下，都是使用溶剂来降低树脂的黏度并增加涂料的浸润性以达到更强的黏附力，而常用溶剂如甲苯和二甲苯等多数属于易挥发性有机溶剂，在涂料进行干燥和固化时通常被释放到空气中，不仅影响环境，也会对人、畜等造成危害，基于此，水性环保涂料成为大家关注的重要对象。
[0003]相关技术中，以溶剂型聚氨酯、丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂和其他树脂所配制成的水性涂料占主导地位，这些水性涂料主要以水为溶剂或分散剂，可以有效减少甚至避免有机溶剂的使用，大幅度地降低VOC的排放，且水性涂料对施工要求低，因此水性涂料备受青睐。但水性涂料也存在一些不足的地方，如耐高温性较差、易溶于水、成膜时间长、耐碱性和耐候性差等。
[0004]因此，仍需要寻求一种具有较好耐候性和抗菌性的水性涂料。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种水性涂料，具有较好耐候性抗菌性能。
[0006]本专利技术还提出来一种上述水性涂料的制备方法。<br/>[0007]本专利技术还提出来一种上述水性涂料在制备建筑外墙涂料中的应用。
[0008]本专利技术的第一方面，提供了一种水性涂料，包括以下制备原料：
[0009]环氧丙烯酸乳液，有机硅单体，有机氟单体，石墨烯负载纳米银和二氧化钛；
[0010]所述有机硅单体为丙烯酸3
‑
(三甲氧硅基)丙酯；
[0011]所述有机氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述环氧丙烯酸乳液中的乳胶微球的粒径为75
‑
100nm。
[0013]本专利技术的环氧丙烯酸乳液是采用反应单体(苯乙烯)作为溶剂，首先将丙烯酸单体通过酯化反应引入到环氧树脂分子上，然后再以丙烯酸酯中碳碳双键作为活性点进行乳液自由基共聚合反应，制备的环氧接枝丙烯酸复合乳液，本专利技术采用的环氧丙烯酸乳液不仅具有环氧树脂涂层优异的附着力、耐腐蚀性和热稳定性，而且具有丙烯酸树脂所具备的耐候性、保光及保色性。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述制备原料按质量份数计，包括：环氧丙烯酸乳液20
‑
30份，有机硅单体5
‑
10份，有机氟单体15
‑
20份，石墨烯负载纳米银2
‑
5份和二氧化钛15
‑
25份。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述石墨烯负载纳米银中纳米银的粒径为5
‑
15nm。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述石墨烯负载纳米银的中纳米银的质量分数为2.5
‑
3％。
[0017]纳米银由于其具有较大比表面积和高反应活性，表现出显著的抗菌性能，但纳米银颗粒较高的表面能又使其在分散过程中极不稳定，容易发生团聚，影响其抗菌性能，而具有二维片层结构、含有丰富表面官能团的石墨烯则成为固载纳米银的最佳基底材料之一，它能够使纳米银获得很好的分散性。此外，石墨烯的尖锐片层边缘和与细胞相近的尺寸也使其具有一定的抗菌性，同时，固载的纳米银颗粒可以有效抑制石墨烯片层之间的堆叠，从而促进两者间的协同抗菌。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述二氧化钛为锐钛矿型二氧化钛。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述锐钛矿型二氧化钛的粒径为30
‑
50nm。
[0020]二氧化钛由于具有物理化学性质和光化学性质稳定，无毒、价廉、光催化活性高，可在常温常压工作，反应次数多，持续时间长，容易获得等优点而成为光催化剂的首选材料。然而，由于二氧化钛是一种禁带宽度为3.2eV的宽禁带半导体，其光催化特性只限于紫外波段，而紫外光只占太阳光的4
‑
5％，直接导致其吸收波长范围狭窄、利用率低等缺点。在本专利技术的水性涂料中，在添加二氧化钛的同时还进一步添加了石墨烯负载纳米银，纳米银的掺杂改性可以降低光生电子
‑
空穴对的复合概率，从而提高二氧化钛的催化效率；进一步的，石墨烯本身还拥有巨大的比表面积和优秀的吸附能力，是最具潜力的载体，其与二氧化钛之间可通过化学键结合,有利于提高体系的稳定性并且降低了二氧化钛的禁带宽度,有利于对光的利用,并进一步提高光催化效率，增加抗菌性能。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述制备原料还包括引发剂，成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、平流剂和增稠剂。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述制备原料按质量份数计，还包括：引发剂1
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2份，成膜助剂2
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4份，润湿分散剂0.2
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0.4份，消泡剂0.2
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0.5份，平流剂0.2
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0.5份和增稠剂0.1
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0.6份。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述引发剂为过硫酸盐。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述过硫酸盐为过硫酸钾或过硫酸铵。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述成膜助剂为丙二醇丁醚。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述润湿分散剂为非离子烷基乙烯基醚。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂包括BYK
‑
019消泡剂或BYK
‑
024消泡剂。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述平流剂为水性聚二甲基硅氧烷。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，所述增稠剂为海藻酸盐。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述海藻酸盐为海藻酸钾盐或海藻酸钠盐。
[0032]优选地，所述海藻酸钾盐为海藻酸钾；
[0033]优选地，所述海藻酸钠盐为海藻酸钠。
[0034]本专利技术的第二方面，提供了一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0035]S1、将所述环氧丙烯酸乳液、有机硅单体、有机氟单体和引发剂混合，制得第一混合液；
[0036]S2、将所述石墨烯负载纳米银和二氧化钛混合，并加入第一混合液制得第二混合液；
[0037]S3、向第二混合液中加入所述成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、平流剂和增稠剂，混合，制得水性涂料。
[0038]本专利技术的第三方面，提供了一种水性涂料在制备建筑外墙涂料中的应用。
[0039]根据本专利技术的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料，其特征在于，包括以下制备原料：环氧丙烯酸乳液，有机硅单体，有机氟单体，石墨烯负载纳米银和二氧化钛；所述有机硅单体为丙烯酸3
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(三甲氧硅基)丙酯；所述有机氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯。2.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述制备原料按质量份数计，包括：环氧丙烯酸乳液20
‑
30份，有机硅单体5
‑
10份，有机氟单体15
‑
20份，石墨烯负载纳米银2
‑
5份，二氧化钛15
‑
25份。3.根据权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述石墨烯负载纳米银中纳米银的粒径为5
‑
15nm，所述石墨烯负载纳米银中纳米银的质量分数为2.5
‑
3％。4.根据权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述二氧化钛为锐钛矿型二氧化钛，所述锐钛矿型二氧化钛的粒径为30
‑
50nm。5.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述制备原料还包括引发剂，成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂、平流剂和增稠剂。6.根据权利要求5所述的水性涂料，其特征在于，所述制备原料按质量份数计，还包括：引发剂1
‑
2份，成膜助剂2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎昌鑫，
申请(专利权)人：中山爱因新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：