一种纳米抗油污烤漆涂料的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种纳米抗油污烤漆涂料的制备方法，属于涂料制备领域。该方法以普洱茶汁和生物酶对纳米二氧化钛进行表面预改性，再用硅烷偶联剂进一步改性，用得到的改性纳米二氧化钛和丙烯酸树脂共混得自制改性树脂，和其他辅料复配后即得纳米抗油污烤漆涂料。本发明制得的烤漆涂料中改性纳米二氧化钛具有更好的分散性，避免了传统涂料直接掺杂纳米二氧化钛粉体导致其团聚结块，容易挥发的问题，另一方面改性纳米二氧化钛和丙烯酸树脂共混又提高了丙烯酸树脂的附着力，使漆膜固化后更加牢固，抗油污时效更加长久，具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种纳米抗油污烤漆涂料的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种纳米抗油污烤漆涂料的制备方法，属于涂料制备领域。
【背景技术】
[0002]建筑装饰行业随着近年来的高速发展，人们不但对室内装饰吊顶的美观提出了更高的要求，对其环保性能、抗油污自洁能力、抗菌防霉性能的要求也逐渐升温。市售的所谓的“纳米抗油污板”是通过在板材表面涂刷掺杂纳米二氧化钛的涂料，通过纳米二氧化钛粉层张力来达到抗油污功能，但纳米级二氧化钛粉极易挥发，只有2到3个月的时效，新家装修完毕3个月后正式入住，板材的抗油污功能早已失效，所谓的“抗油污、自清洁”功能显然是炒作商业概念忽悠消费者的不诚信行为。更重要的是，“纳米抗油污板”挥发的纳米级二氧化钛粉会严重影响人体机体的健康，形成可遗传毒性，增加人体患癌症几率。研究表明二氧化钛纳米粒子一旦进入人体内，会在不同器官中累积，导致单链和双链DNA断裂，造成染色体损伤及炎症，纳米级材料颗粒极小，可到达身体的任何部位，甚至穿过细胞，干扰亚细胞机制，身体机制却没有办法消除它们。
[0003]丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯单体共聚而成的丙烯酸树脂具有很多优异的性能，该类树脂对光的主吸收峰处在太阳光谱范围之外，所以用丙烯酸树脂制成的漆具有特别优良的耐光性及耐户外老化性，很多特点都是其他树脂所不能及的。例如色浅，水白透明耐光耐候性佳耐热、耐过热烘烤耐腐蚀，对酸、碱、盐、油脂、洗涤剂等化学药品有较好的抗腐蚀性。但是其形成的漆膜附着性差，容易脱落。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前传统的纳米抗油污涂料多是直接掺杂纳米二氧化钛粉体利用其表面张力来达到抗油污功能，但是纳米二氧化钛由于具有巨大的表面能使其容易团聚结块，且极易挥发，导致抗油污时效短且对人体造成伤害的缺陷，提供了一种纳米抗油污烤漆涂料的制备方法。该方法以普洱茶汁和生物酶对纳米二氧化钛进行表面预改性，再用硅烷偶联剂进一步改性，用得到的改性纳米二氧化钛和丙烯酸树脂共混得自制改性树脂，和其他辅料复配后即得纳米抗油污烤漆涂料。本发明制得的烤漆涂料中改性纳米二氧化钛具有更好的分散性，避免了传统涂料直接掺杂纳米二氧化钛粉体导致其团聚结块，容易挥发的问题，另一方面改性纳米二氧化钛和丙烯酸树脂共混又提高了丙烯酸树脂的附着力，使漆膜固化后更加牢固，抗油污时效更加长久，具有广阔的应用前景。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)称取40?50g普洱茶用纱布包裹后以细线扎紧，放入I?2L去离子水中，文火熬制I?2h，取出纱布并过滤得到普洱茶汁，待其冷却至室温后移入陶瓷罐中，再加入10?15g月旨肪酶和5?1g碱性蛋白酶，用磁力搅拌机搅拌20?30min，得到改性液；
(2)称取200?300g纳米二氧化钛倒入上述改性液中，置于摇床上振荡预改性5?7h后转入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3?5遍，将得到的预改性纳米二氧化钛和其体积3?5倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后装入带有回流装置的三口烧瓶中，超声分散30?40min；
(3)超声分散结束后将烧瓶移入100?120°C油浴锅中，用磁力搅拌器保温搅拌反应过夜，过滤后用去离子水冲洗滤渣20?30min，得到改性纳米二氧化钛，再按质量比为1:5将改性纳米二氧化钛和水性丙烯酸树脂混合得混合液；
(4)将上述得到的混合液用高速分散机以4500?5000r/min转速高速分散25?30min，得到自制改性共混丙烯酸树脂；
(5)按重量份数计先将10?20份质量浓度为40%乙二醇单丁醚水溶液和50?60份上述自制改性共混丙稀酸树脂用分散机分散20?30min，再用砂磨机研磨10?15min，得涂料基液；
(6)将上述涂料基液倒入调漆釜中，再加入0.2?0.5份聚二甲基硅氧烷、0.2?0.6份羧甲基纤维素、0.5?0.7份茶多酚、0.4?0.8份蓖麻油、0.3?0.5份硬脂酰胺和0.4?0.6份十二醇，以500?800r/min转速高速分散20?30min，再以200?300r/min转速，低速分散30?40min，最后过200目纱布过滤，装罐后即得纳米抗油污烤漆涂料。
[0006]本发明的应用方法:将铝制板材表面用钢丝刷或纱布打磨2?3遍，再将本发明制得的纳米抗油污烤漆涂料用线棒均匀的涂刷在打磨后的铝板表面，放入无尘恒温烤房，于140?180 °C下烘烤固化2?3min，如此反复涂刷固化2?4遍，使漆膜厚度为20?24μπι，经验证，本发明烤漆涂料涂抹后抗油污时效可达10年以上，且10年以内无任何气泡、脱落现象。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明制得的纳米抗油污烤漆涂料具有优良的加工成型性能、抗菌性能和高效的抗油污能力，折弯测试漆膜完整，无开裂现象；
(2)本发明制得的纳米抗油污烤漆涂料中二氧化钛无团聚现象，对人体无害，绿色环保，且表面光滑，易于擦洗；
(3)本发明制备工艺简单，成本低廉，抗油污效果极佳。
【具体实施方式】
[0008]称取40?50g普洱茶用纱布包裹后以细线扎紧，放入I?2L去离子水中，文火熬制I?2h，取出纱布并过滤得到普洱茶汁，待其冷却至室温后移入陶瓷罐中，再加入10?15g月旨肪酶和5?1g碱性蛋白酶，用磁力搅拌机搅拌20?30min，得到改性液;称取200?300g纳米二氧化钛倒入上述改性液中，置于摇床上振荡预改性5?7h后转入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3?5遍，将得到的预改性纳米二氧化钛和其体积3?5倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后装入带有回流装置的三口烧瓶中，超声分散30?40min;超声分散结束后将烧瓶移入100?120°C油浴锅中，用磁力搅拌器保温搅拌反应过夜，过滤后用去离子水冲洗滤渣20?30min，得到改性纳米二氧化钛，再按质量比为1: 5将改性纳米二氧化钛和水性丙稀酸树脂混合得混合液;将上述得到的混合液用高速分散机以4500?5000r/min转速高速分散25?30min，得到自制改性共混丙烯酸树脂；按重量份数计先将10?20份质量浓度为40%乙二醇单丁醚水溶液和50?60份上述自制改性共混丙烯酸树脂用分散机分散20?30min，再用砂磨机研磨10?15min，得涂料基液;将上述涂料基液倒入调漆!!中，再加入0.2?0.5份聚二甲基硅氧烷、0.2?0.6份羧甲基纤维素、0.5?0.7份茶多酚、0.4?0.8份蓖麻油、0.3?0.5份硬脂酰胺和0.4?0.6份十二醇，以500?800r/min转速高速分散20?30min，再以200?300r/min转速，低速分散30?40min，最后过200目纱布过滤，装罐后即得纳米抗油污烤漆涂料。
[0009]实例I
称取40g普洱茶用纱布包裹后以细线扎紧，放入IL去离子水中，文火熬制lh，取出纱布并过滤得到普洱茶汁，待其冷却至室温后移入陶瓷罐中，再加入1g脂肪酶和5g碱性蛋白酶，用磁力搅拌机搅拌20min，得到改性液;称取200g纳米二氧化钛倒入上述改性液中，置于摇床上振荡预改性5h后转入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3遍，将得到的预改性纳米二氧化钛和其体积3倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后装入带有回流装置的三口烧瓶中，超声分散30min;超声分散结束后将烧瓶移入100°C油浴锅中，用磁力搅拌器保温搅拌反应过夜，过滤后用去离子水冲洗滤渣20min，得到改性纳米二氧化钛，再按质量比为1:5将改性纳米二氧化钛和水性丙烯酸树脂混合得混合液；将上述得到的混合液用高速分散机以4500r/min转速高速分散25min，得到自制改性共混丙烯酸树脂;按重量份数计先将10份质量浓度为40%乙二醇单丁醚水溶液和50份上述自制改性共混丙烯酸树脂用分散机分散20min，再用砂磨机研磨1min，得涂料基液;将上述涂料基液倒入调漆!！中，再加入0.2份聚二甲基硅氧烷、0.2份羧甲基纤维素、0.5份茶多酚、0.4份蓖麻油、0.3份硬脂酰胺和0.4份十二醇，以500r/min转速高速分散20min，再以200r/min转速，低速分散30min，最后过200目纱布过滤，装罐后即得纳米抗油污烤漆涂料。
[0010]本发明的应用方法:将铝制板材表面用钢丝刷或纱布打磨2遍，再将本发明制得的纳米抗油污烤漆涂料用线棒均匀的涂刷在打磨后的铝板表面，放入无尘恒温烤房，于140°C下烘烤固化2min，如此反复涂刷固化2遍，使漆膜厚度为20μπι，经验证，本发明烤漆涂料涂抹后抗油污时效可达12年，且1年以内无任何气泡、脱落现象。
[0011]实例2
称取45g普洱茶用纱布包裹后以细线扎紧，放入IL去离子水中，文火熬制lh，取出纱布并过滤得到普洱茶汁，待其冷却至室温后移入陶瓷罐中，再加入13g脂肪酶和Sg碱性蛋白酶，用磁力搅拌机搅拌25min，得到改性液;称取250g纳米二氧化钛倒入上述改性液中，置于摇床上振荡预改性6h后转入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤4遍，将得到的预改性纳米二氧化钛和其体积4倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后装入带有回流装置的三口烧瓶中，超声分散35min;超声分散结束后将烧瓶移入110°C油浴锅中，用磁力搅拌器保温搅拌反应过夜，过滤后用去离子水冲洗滤渣25min，得到改性纳米二氧化钛，再按质量比为1:5将改性纳米二氧化钛和水性丙烯酸树脂混合得混合液；将上述得到的混合液用高速分散机以4800r/min转速高速分散28min，得到自制改性共混丙烯酸树脂;按重量份数计先将15份质量浓度为40%乙二醇单丁醚水溶液和55份上述自制改性共混丙烯酸树脂用分散机分散25min，再用砂磨机研磨13min，得涂料基液;将上述涂料基液倒入调漆!!中，再加入0.4份聚二甲基硅氧烷、0.4份羧甲基纤维素、0.6份茶多酚、0.6份蓖麻油、0.4份硬脂酰胺和0.5份十二醇，以700r/min转速高速分散25min，再以250r/min转速，低速分散35min，最后过200目纱布过滤，装罐后即得纳米抗油污烤漆涂料。
[0012]本发明的应用方法:将铝制板材表面用钢丝刷或纱布打磨2遍，再将本发明制得的纳米抗油污烤漆涂料用线棒均匀的涂刷在打磨后的铝板表面，放入无尘恒温烤房，于160°C下烘烤固化2min，如此反复涂刷固化3遍，使漆膜厚度为22μπι，经验证，本发明烤漆涂料涂抹后抗油污时效可达13年，且1年以内无任何气泡、脱落现象。
[0013]实例3
称取50g普洱茶用纱布包裹后以细线扎紧，放入2L去离子水中，文火熬制2h，取出纱布并过滤得到普洱茶汁，待其冷却至室温后移入陶瓷罐中，再加入15g脂肪酶和1g碱性蛋白酶，用磁力搅拌机搅拌30min，得到改性液;称取300g纳米二氧化钛倒入上述改性液中，置于摇床上振荡预改性7h后转入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤5遍，将得到的预改性纳米二氧化钛和其体积5倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后装入带有回流装置的三口烧瓶中，超声分散40min;超声分散结束后将烧瓶移入120°C油浴锅中，用磁力搅拌器保温搅拌反应过夜，过滤后用去离子水冲洗滤渣30min，得到改性纳米二氧化钛，再按质量比为1:5将改性纳米二氧化钛和水性丙烯酸树脂混合得混合液；将上述得到的混合液用高速分散机以5000r/min转速高速分散30min，得到自制改性共混丙烯酸树脂；按重量份数计先将20份质量浓度为40%乙二醇单丁醚水溶液和60份上述自制改性共混丙烯酸树脂用分散机分散30min，再用砂磨机研磨15min，得涂料基液;将上述涂料基液倒入调漆!!中，再加入0.5份聚二甲基硅氧烷、0.6份羧甲基纤维素、0.7份茶多酚、0.8份蓖麻油、0.5份硬脂酰胺和0.6份十二醇，以800r/min转速高速分散30min，再以300r/min转速，低速分散40min，最后过200目纱布过滤，装罐后即得纳米抗油污烤漆涂料。
[0014]本发明的应用方法:将铝制板材表面用钢丝刷或纱布打磨3遍，再将本发明制得的纳米抗油污烤漆涂料用线棒均匀的涂刷在打磨后的铝板表面，放入无尘恒温烤房，于180°C下烘烤固化3min，如此反复涂刷固化4遍，使漆膜厚度为24μπι，经验证，本发明烤漆涂料涂抹后抗油污时效可达15年，且1年以内无任何气泡、脱落现象。
【主权项】
1.一种纳米抗油污烤漆涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取40?50g普洱茶用纱布包裹后以细线扎紧，放入I?2L去离子水中，文火熬制I?2h，取出纱布并过滤得到普洱茶汁，待其冷却至室温后移入陶瓷罐中，再加入10?15g月旨肪酶和5?1g碱性蛋白酶，用磁力搅拌机搅拌20?30min，得到改性液； (2)称取200?300g纳米二氧化钛倒入上述改性液中，置于摇床上振荡预改性5?7h后转入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3?5遍，将得到的预改性纳米二氧化钛和其体积3?5倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷混合均匀后装入带有回流装置的三口烧瓶中，超声分散30?40min； (3)超声分散结束后将烧瓶移入100?120°C油浴锅中，用磁力搅拌器保温搅拌反应过夜，过滤后用去离子水冲洗滤渣20?30min，得到改性纳米二氧化钛，再按质量比为1:5将改性纳米二氧化钛和水性丙烯酸树脂混合得混合液； (4)将上述得到的混合液用高速分散机以4500?5000r/min转速高速分散25?30min，得到自制改性共混丙烯酸树脂； (5)按重量份数计先将10?20份质量浓度为40%乙二醇单丁醚水溶液和50?60份上述自制改性共混丙稀酸树脂用分散机分散20?30min，再用砂磨机研磨10?15min，得涂料基液； (6)将上述涂料基液倒入调漆釜中，再加入0.2?0.5份聚二甲基硅氧烷、0.2?0.6份羧甲基纤维素、0.5?0.7份茶多酚、0.4?0.8份蓖麻油、0.3?0.5份硬脂酰胺和0.4?0.6份十二醇，以500?800r/min转速高速分散20?30min，再以200?300r/min转速，低速分散30?40min，最后过200目纱布过滤，装罐后即得纳米抗油污烤漆涂料。
【文档编号】C09D5/14GK105949907SQ201610483402
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】梅庆波, 林茂平
【申请人】梅庆波