涂料用复合乳液及水性涂料和制备方法技术

本发明专利技术涉及一种涂料用复合纳米氧化物乳液、含该乳液的水性涂料及制备方法，乳液由单体混合物、乳化剂、成膜助剂、引发剂、碳酸氢钠、ｐＨ调节剂、消泡剂、去离子水和纳米氧化物浆料组成；纳米氧化物浆料由纳米氧化物、表面活性剂和水在分散机中进行分散，之后再在砂磨机进行砂磨而成；纳米氧化物为Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＺｎＯ和ＴｉＯ↓［２］中的一种、二种或三种；单体混合物由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺和丙烯酸丁酯组成；本发明专利技术乳液在合成过程中加入纳米氧化物浆料，纳米粒子刻均匀、稳定地与合成的高分子结合，体现纳米材料的功能性，使含该涂料用复合纳米氧化物乳液的水性涂料具有良好的硬度、耐磨性和耐污性。

Composite emulsion for coating and aqueous paint and process for preparing the same

The present invention relates to aqueous coating and preparation method of compound oxide nano emulsion, a coating containing the emulsion, emulsion by monomer mixture, film-forming agent, emulsifier, initiator, sodium bicarbonate, pH agent, defoaming agent, deionized water and nano oxide slurry composition; nano oxide slurry by nano oxide, surface surfactant and water dispersed in a dispersion machine, then in a sand mill for grinding sand; nano oxides of Al: 2 O: 3, ZnO and TiO: 2 in one, two or three; monomer mixture by methyl acrylate, methacrylic acid methyl ester, diacetone acrylamide and acrylate composition; the emulsion nano oxide slurry during the synthesis process, carved nanoparticles uniformly and stably combined with synthetic polymer It embodies the function of nano material, and makes the waterborne coating with composite nano oxide emulsion with good hardness, wear resistance and stain resistance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
目前市场上的水性涂料种类很多，但这些水性涂料往往存在天生的缺 陷，比如涂膜较软，不耐磨，表面易污染等。现有普通涂料用乳液通常的制备方法是采用丙烯酸类单体和其他单体中的一种或多种，在水性环境下， 加入乳化剂和引发剂，制备成有机乳液。现有技术中，为了对水性涂料进行改性，通常是在后期加入一些无机填 料，添加量少，对涂膜性能影响不大，添加量大时，虽然能得到相应的硬度， 但易粉化脱落，所以这种方法在一些情况下能解决部分问题。在合成乳液的 过程中加入纳米氧化物材料，形成与乳液高分子复合的有机/无机复合物能 从树脂分子上解决存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上现有技术存在的问题而提供一种涂料用有机 或无机复合乳液及水性涂料和制备方法。本专利技术的涂料用有机或无机复合乳 液在制备过程中加入了纳米氧化物浆料，使其参与乳液的聚合反应，从而形 成纳米复合乳液，用该乳液制备的水性涂料具有良好的硬度、耐磨性和耐污 性。本专利技术的4支术方案如下本专利技术提供的涂料用有机或无机复合乳液及水性涂料，由56-150重量 份的单体混合物、1. 0-2. G重量份的乳化剂、1. 0-2. 0重量份的十二垸基疏 酸钠、0. 4-1， 0重量份的引发剂、0. 3-0. 6重量份的碳酸氢钠、1. 0-2. 5重量 份的pH调节剂、0. 3-0. 8重量份的消泡剂、80-100重量份的去离子水和4-10 重量份的纳米氧化物浆料组成；所述纳米氧化物浆料由20-40重量份的纳米氧化物、0. 5_2重量份的表 面活性剂和60-100重量份的水在M机中进行分散，之后再在砂磨机进行砂磨而制成；所述纳米氧化物为A1203、 Zn0和Ti02中的一种、二种或三种； 所述单体混合物由20-45重量份的丙烯酸曱酯、20-40重量份的曱基丙 烯酸曱酯、1-5重量份的丙烯酰胺和15-55重量份的丙烯酸丁酯组成。所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵乳化剂； 所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述的pH调节剂选择氨水、三乙醇胺 和2-氨基-2-曱基-l-丙醇中的一种、二种或三种；所述的消泡剂为有机硅氧 烷。所述的表面活性剂为阴离子型表面活性剂与非离子表面活性剂的复配 物。本专利技术提供的涂料用复合纳米氧化物乳液的制备方法，其制备步骤如下1) 备料单体混合物56-150重量份、乳化剂1. 0-2. 0重量份、十二烷基硫酸钠 1. 0-2. 0重量份、引发剂0. 4-1. 0重量份、碳酸氢钠0. 3-0. 6重量份、pH调 节剂1. 0-2. 5重量份、消泡剂0. 3-0. 8重量份、去离子水80-100重量份和 纳米氧化物浆料4-10重量份；所述纳米氧化物浆料由20-40重量份的纳米氧化物、0. 5-2重量份的表 面活性剂和60-100重量份组成；所述纳米氧化物为A1203、 ZnO和Ti02中的 一种、二种或三种；所述单体混合物由20-45重量份的丙烯酸甲酯、20-40重量^f分的曱基丙 烯酸曱酯、1-5重量份的丙烯酰胺和15-55重量份的丙烯酸丁酯组成； 并将所述引发剂分成两份，第一份为引发剂总重量的60-80%;第二份为引发剂总重量的40-20%;2) 制备纳米氧化物浆料将步骤1 )备好的纳米氧化物浆料中各组分在分散机中25。C进行分散， 之后再在砂磨机中25。C进行研磨2小时，制成纳米氧化物浆料；3) 在反应釜中，加入步骤l)的去离子水、乳化剂和十二烷基硫酸钠， 再加入单体混合物进行乳化，乳化1小时后加入所述纳米氧化物浆料，搅拌30分钟后升温；4) 升温至75士5。C时，滴加步骤1 )的第一份引发剂，l-2小时滴完；5) 滴加完第一份引发剂后，再保持10-30分钟，升温80士5。C,再滴 加第二份引发剂，30-60分钟滴完，6) 滴完第二份引发剂后，升温至85士5。C，保温l-2小时；7) 加入步骤l)的消泡剂和pH调节剂，搅拌均匀，使其pH值调到8-10， 降温至40。C以下，出料得到涂料用复合乳液。所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯Si^克酸铵乳化剂；所 述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述的pH调节剂选择氨水、三乙醇胺和 2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种、二种或三种；所述的消泡剂为有积庙氧烷。所述的表面活性剂为阴离子型表面活性剂与非离子表面活性剂的复配物。本专利技术提供的水性涂料，由涂料用复合納米氧化物乳液40-60重量份、 成膜助剂十二碳醇酯2-3重量份、湿润剂0. 05-0. 1重量份、增稠剂0. 1-0. 5 重量份、消泡剂0. 1-0. 3重量份、去离子水10-30重量份和无机填料0-50 重量份；所述无机填料由水和表面活性剂经制浆和砂磨制成；所述涂料用复合纳米氧化物乳液由单体混合物56-150重量份、乳化剂 1. 0-2. 0重量份、十二烷基硫酸钠1. 0-2. 0重量份、引发剂0. 4-1. 0重量份、 碳酸氢钠0. 3-0. 6重量份、pH调节剂1. 0-2. 5重量份、消泡剂0. 3-0. 8重量 份、去离子水80-100重量份和纳米氧化物浆料4-10重量份组成；所述纳米氧化物浆料由20-40重量份的纳米氧化物、0， 5-2重量份的表 面活性剂和60-100重量份的水在M机中进行分散，之后再在砂磨机进行 砂磨而成；所述纳米氧化物为A1203、 ZnO和Ti02中的一种、二种或三种；所述单体混合物由20-45重量份的丙烯酸曱酯、20-40重量份的曱基丙 烯酸曱酯、1-5重量份的丙烯酰胺和15-55重量份的丙烯酸丁酯组成。所述的湿润剂选择聚醚改性聚硅氧烷；增稠剂为改性聚氨酯增稠剂；消 泡剂为有机硅氧烷。本专利技术提供的水性涂料的制备方法，其步骤如下 1)备料涂料用复合纳米氧化物乳液40-60重量份、成膜助剂十二碳醇酯2-3重 量份、湿润剂0, 05-0. 1重量份、增稠剂0. 1-0. 5重量份、消泡剂0. 1-0. 3 重量份、去离子水10-30重量份和无机填料0-50重量份；所述无机填料由 水和表面活性剂经制浆和砂磨制成；所述涂料用复合纳米氧化物乳液由单体混合物56-150重量份、乳化剂1. 0_2. 0重量份、十二烷基硫酸钠1. 0-2. 0重量份、引发剂0. 4-1. 0重量份、 碳酸氢钠0. 3-0. 6重量份、pH调节剂1. 0-2. 5重量份、消泡剂0. 3-0. 8重量 份、去离子水80-100重量份和纳米氧化物浆料4-10重量份组成；所述纳米氧化物浆料由20-40重量份的纳米氧化物、0. 5-2重量份的表 面活性剂和60-100重量份的水在分散机中进行分散，之后再在砂磨机进行 砂磨而成；所述纳米氧化物为A1203、 ZnO和Ti02中的一种、二种或三种；所述单体混合物由20-45重量份的丙烯酸甲酯、20-40重量份的曱基丙 晞酸曱酯、1-5重量份的丙烯酰胺和15-55重量份的丙烯酸丁酯组成；3)将去离子水加入调漆罐中，接着依次将成膜助剂、湿润剂、增稠剂 和消泡剂加入调漆罐中，搅拌均匀；再加入涂料用复合纳米氧化物乳液和无 机填料，搅拌均匀后，出料制得水性涂料。所迷的湿润剂为聚醚改性聚^:氧烷BYK-346;所述的增稠剂为改性聚氨 酯增稠剂PU-85;所述的消泡剂为有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料用复合纳米氧化物乳液，由５６－１５０重量份的单体混合物、１．０－２．０重量份的乳化剂、１．０－２．０重量份的十二烷基硫酸钠、０．４－１．０重量份的引发剂、０．３－０．６重量份的碳酸氢钠缓冲剂、１．０－２．５重量份的ｐＨ调节剂、０．３－０．８重量份的消泡剂、８０－１００重量份的去离子水和４－１０重量份的纳米氧化物浆料组成；　所述纳米氧化物浆料由２０－４０重量份的纳米氧化物、０．５－２重量份的表面活性剂和６０－１００重量份的水在分散机中进行分散，之后再在砂磨机进行砂 磨而成；所述纳米氧化物为Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＺｎＯ和ＴｉＯ↓［２］中的一种、二种或三种；　所述单体混合物由２０－４５重量份的丙烯酸甲酯、２０－４０重量份的甲基丙烯酸甲酯、１－５重量份的丙烯酰胺和１５－５５重量份的丙烯酸丁酯组成。

【技术特征摘要】
1、一种涂料用复合纳米氧化物乳液，由56-150重量份的单体混合物、1.0-2.0重量份的乳化剂、1.0-2.0重量份的十二烷基硫酸钠、0.4-1.0重量份的引发剂、0.3-0.6重量份的碳酸氢钠缓冲剂、1.0-2.5重量份的pH调节剂、0.3-0.8重量份的消泡剂、80-100重量份的去离子水和4-10重量份的纳米氧化物浆料组成；所述纳米氧化物浆料由20-40重量份的纳米氧化物、0.5-2重量份的表面活性剂和60-100重量份的水在分散机中进行分散，之后再在砂磨机进行砂磨而成；所述纳米氧化物为Al2O3、ZnO和TiO2中的一种、二种或三种；所述单体混合物由20-45重量份的丙烯酸甲酯、20-40重量份的甲基丙烯酸甲酯、1-5重量份的丙烯酰胺和15-55重量份的丙烯酸丁酯组成。2、 按权利要求1所述的涂料用复合纳米氧化物乳液，其特征在于，所 述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵乳化剂；所述的 引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述的pH调节剂选择氨水、三乙醇胺和2-氨基-2-曱基-l-丙醇中的一种、二种或三种；所述的消泡剂为有机硅消泡剂 BYK-028。3、 按权利要求1所述的涂料用复合纳米氧化物乳液，其特征在于所 述的表面活性剂为阴离子型表面活性剂与非离子表面活性剂的复配物。4、 一种权利要求1所述涂料用复合纳米氧化物乳液的制备方法，其制 备步骤如下1)备料单体混合物56-150重量份、乳化剂1. 0-2. 0重量份、十二烷基碌u酸钠 1. 0-2. 0重量份、引发剂0. 4-1. 0重量份、碳酸氢钠0. 3-0. 6重量份、pH调 节剂1. 0-2. 5重量份、消泡剂0. 3-0. 8重量份、去离子水80-100重量份和 纳米氧化物浆料4-10重量份；所述纳米氧化物浆料由20-40重量份的纳米氧化物、0. 5-2重量份的表 面活性剂和60-100重量J分组成；所述纳米氧化物为A1203、 ZnO和Ti02中的 一种、二种或三种；所述单体混合物由20-45重量份的丙烯酸曱酯、20-40重量^f分的曱基丙 烯酸曱酯、1-5重量份的丙烯酰胺和15-55重量份的丙烯酸丁酯组成；并将所述引发剂分成两份，第一份为引发剂总重量的60-80%;第二份为引发剂总重量的20-40%;2) 制备纳米氧化物浆料将步骤1)备好的纳米氧化物浆料中各组分在分散机中25。C进行分散， 之后在砂磨机中25。C进行研磨2小时，再超声4小时，制成纳米氧化物浆料；3) 在反应釜中，加入步骤l)的去离子水、乳化剂和十二烷基硫酸钠， 再加入单体混合物进行乳化，乳化1小时后加入所述纳米氧化物浆料，搅拌 30分钟后升温；4) 升温至75土5。C时，滴加步骤l)的第一份引发剂，l-2小时滴完；5) 滴加完第一份引发剂后，再保持10-30分钟，升温80士5。C,再滴 加第二份引发剂，30-60分钟滴完，6) 滴完第二份引发剂后，升温至85士5。C，保温l-2小时；7) 加入步骤l)的消泡剂和pH调节剂，搅拌均匀，使其pH值调到8-10， 降温至40。C以下，出料得到涂料用复合乳液。5、 如权利要求4所述的涂料用复合纳米氧化物乳液的制备方法，其特征 在于，所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵乳化剂； 所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述的pH调节剂选择氨水、三乙醇胺 和2-M...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝国防，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]