专利名称：分装式纳米复合功能涂料的制作方法
技术领域：
本发明属于无机材料及纳米技术领域，涉及一种分装式纳米复合功能涂料的制造与施工方法。
背景技术：
目前，一般制造纳米涂料的方法可分为两类(1)纳米结构涂料。纳米结构涂料系采用特殊工艺制备纳米乳液，由纳米聚合物乳液(基料)与已经分散稳定的纳米级颜填料浆、助剂等经过混合调漆制得。这类涂料成本高，仍然存在高浓度下纳米颜填料浆的分散和稳定难题。(2)纳米复合功能涂料。纳米复合功能涂料系把纳米粉体或其分散液作为功能组分，加入到普通颜填料浆中进行高速砂磨分散，再与聚合物乳液基料混合调漆而成，制备的工艺流程为将颜填料、功能纳米粉或分散液、助剂、水经高速砂磨分散后，加入聚合物乳液、增稠剂等制备颜、填料浆，然后经混合调漆从而制得了纳米复合功能涂料。
但该方法有一定的局限性。因为涂料的纳米功能主要受纳米粒子表面分布程度(即光触媒程度)的影响，以及纳米粒子在表面分散稳定性的影响。按照上述制备方法，还存在大量的纳米粒子在涂料成膜后被颜填料和成膜聚合物包覆和封闭，造成无法发挥其纳米功效问题。因此，目前我国纳米复合涂料仍处于功能和质量不稳定阶段，实用性差，多属研究类型。
综观制作纳米复合功能涂料的现有技术，均存在纳米功能粉体的表面分散和稳定问题，尤其是纳米被包覆和封闭问题，造成纳米材料功效差，利用率低，质量不稳定。
发明内容
本发明就是为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种制造和施工简便、易控制，纳米材料利用率高、成本低，实用性强的分装式纳米复合功能涂料的制造技术。
一种分装式纳米复合功能涂料的制造方法，它包括如下步骤和工艺条件第一步A组份制备其特征是把功能互补的纳米TiO2、ZnO、SiO2按一定比例加入到水介质中，固体份含量1.0～5.0％。其中纳米TiO2为主催化剂，占固体份30～80％，锐钛矿晶型，粒径7～8nm；纳米ZnO2起协同纳米TiO2，提高光催化速度和扩展吸收光谱范围，占5～25％，粒径5～10nm；纳米SiO2起到吸收和屏蔽紫外线作用，提高耐候性能和擦洗性能，占10～45％，粒径10～15nm。先将该悬浮液进行两小时超声初级分散，再加入成膜剂硅溶胶(SiO2含量8％)，添加量为分散液重量的5～10％，成膜助剂为高分子水溶性聚乙烯醇，添加量为分散液重量的500～1000ppm，继续进行36～72小时的超声分散，使纳米粒子呈单分散状态，如此便完成了A组份的制备。
第二步B组分制备按传统涂料的制作方式制备乳胶漆，即将颜填料、水、分散剂、润湿剂、消泡剂等按一定比例加入到砂磨机中进行高速砂磨分散后制得颜料浆，颜填料浆再与苯丙或纯丙乳液、增稠剂、消泡剂等混合调漆制得B组份。
第三步A、B组份复合将B组分喷涂或刷涂于基材表面，固化24h后将A组分喷涂或涂刷于B组分表面，如此便完成了纳米复合功能涂料的制作和施工。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果1.利用A、B两组份分装的方式，使纳米功能粒子高度地表面化和分散稳定，在提高纳米改性涂料功能效应的同时，大大降低了纳米材料的用量。
2.由于A组份采用了功能互补的纳米TiO2、ZnO、SiO2复合材料，使复合涂料具有更优异的光催化净化功能光触媒速度更快，吸收光谱范围更宽，对大肠杆菌、枯草菌、葡萄球菌的杀灭率达99％以上，对甲醛降解率达90％以上。纳米SiO2则起到吸收和屏蔽紫外线作用提高涂膜耐候性能和耐擦洗性能，600h人工加速老化(QUV)后涂膜失光率由39％降为11％，降幅70％以上，耐擦洗性能由1000次提高到3000次以上。
3.本发明制造和施工简单、方便，易控制，纳米材料利用率高、功能性强，成本低、实用性强。
具体实施例方式
实施例1第一步 A组分制备称取5.0g复合纳米粉(TiO2、3.5g、ZnO 0.5g、SiO21.0g)于500ml去离子水中，先进行2h初级超声分散，再加入水溶性高分子聚乙烯醇水溶液(CMC 1.0％)，添量为分散液重量的1000ppm，加入成膜剂硅溶胶(SiO28％)，用量为分散液重量的10％，继续超声分散48h(不断补充过程中损失的水分)即得A组份。
第二步 B组分制备将100ml去离子水，0.75ml消泡剂(NXZ)、0.5ml润湿剂(X-405)、1.5ml分散剂(SN-5040)、4.0ml分散剂(SN-5027)、10ml防冻剂丙二醇、1.0ml pH调节剂(AMP-95)加入到1000ml的高速搅拌机中，加入金红石钛白粉(CR-828)75.0g、煅烧高岭土(1250目)30.0g、重钙(800目)50.0g、滑石粉(800目)50.0g进行高速砂磨30min，再加入4.0％的羟乙基纤维素水溶液50.0ml，继续高速砂磨0.5～1h，将颜填料浆转入调漆罐中，低速搅拌，加入125.0ml苯丙乳液(D-68M)，6.25ml醇酯-12、1.5ml增稠剂SN612、0.5ml消泡剂CF-16，继续低速搅拌0.5～1h制得B组份。
第三步 A、B组份复合将B组份涂刷于尺寸为50×120×(3～6)mm石棉水泥板上，24h固化后，将A组份喷涂于样板表面，固化24h以上即完成分装式纳米复合功能涂料的制作与施工。
第四步 纳米复合功能涂膜性能评价(1)降解有机物，用光催化降解甲醛进行表征用初始浓度500～1000ppm的气相甲醛，经365nm汞灯光照5h后，气相色谱法检测评价，降解指标见表1中。
(2)灭菌性能经365nm汞灯光照2h条件下，检测对大肠杆菌、枯草菌、葡萄球菌的杀灭率，性能指标见表1。
(3)耐候性试样经600h人工加速耐老化(QUV)后，检测涂层失光率变化，失光率指标见表1。
(4)耐擦洗性按GB9266-88标准进行耐擦洗检测，性能指标见表1。
实施例2第一步 A组份制备按照实施例1的同样方法制备A组份。
第二步 B组份制备将90ml去离子水、1.5ml消泡剂(NXZ)、1.0ml润湿剂(X-405)、1.5ml分散剂(SN-5040)、1.5ml分散剂(SN-5027)、1.5ml pH调节剂(AMP-95)、13ml丙二醇加入到1000ml的高速搅拌机中，再加入125.0g金红石型钛白粉(CR-828)、25.0g煅烧高岭土(1250目)、25.0g重质碳酸钙(800目)、25.0g重晶石粉(800目)进行高速砂磨30min，再加入3.0％的羟乙基纤维素水溶液50.0ml，继续高速砂磨0.5～1h，将颜填料浆转入调漆罐中，低速搅拌，加入170.0ml纯丙乳液(1135)、14ml醇酯-12、2.0ml增稠剂(SN612)、1.5ml消泡剂(CF-16)，继续低速搅拌0.5～1h制得B组份。
第三步 A、B组份复合。
按照实施例1的同样方法制作。
第四步 纳米复合功能涂膜性能评价按照实施例1的同样方法评价，性能指标见表1。
实施例3第一步 A组份制备称取10.0g复合纳米粉(TiO2、6.0g、ZnO 1.5g、SiO22.5g)加入500ml去离子水，先进行2h初级超声分散，再加入水溶性高分子聚乙烯醇水溶液(1％CMC)，添量为分散液重量的1000ppm，加入成膜剂硅溶胶(SiO28％)，添量为分散液重量的10％，继续超声分散48h，过程中补充损失的水分。
第二步 B组份制备按照实施例1的同样方法制备。
第三步 A、B组份复合按照实施例1的同样方法制作。
第四步 纳米复合功能涂膜性能评价按照实施例1的同样方法评价，性能指标见表1。
表1 分装式纳米复合涂料涂膜性能评价结果
权利要求
1.一种分装式纳米复合功能涂料的制造方法其特点是通过一种多功能单分散纳米复合成膜液组分A，喷涂或涂刷于普通涂料组分B的涂层表面，制成纳米复合涂料的方法。
2.根据权利1所述的方法，组分A由固体份纳米复合粉体、成膜剂、成膜助剂和水等组成，pH值7.5～9.5，固体份含量(重量百分比)在1.0～5.0％之间。在固体份中锐钛晶型纳米TiO2占30～80％，粒径7～8nm，纳米ZnO占5～25％，粒径5～10nm，纳米SiO2占15～45％，粒径10～15nm。成膜剂硅溶胶，含量为5～10％，成膜助剂为水溶性高分子聚乙烯醇(CMC)，含量为500～1000ppm，再经36h以上超声分散后制得。组分B由树脂基料或高分子乳液、颜填料、各种助剂和水组成，pH7.5～9.5，它可以是苯丙乳胶漆，纯丙乳胶漆等。
3.根据权利1所述的方法，其特征是将组分B涂刷于基材表面，固化后再将组份A喷涂或涂刷于B组分涂层的表面，从而完成纳米复合功能涂料制作与施工。
全文摘要
本发明涉及一种分装式纳米功能涂料的制造方法，其特征是将一种多功能单分散纳米复合成膜液组分A，通过喷涂或刷涂于普通涂料组分B涂层的表面，经固化而成。这种分装式纳米复合涂料，纳米功能粒子高度表面化和分散稳定，有效克服了传统制造纳米复合涂料时颜填料和成膜物质对纳米粒子的包覆和封闭，使纳米优异的灭菌、降解有机物、耐老化、耐擦洗等功能得以充分发挥。组分A由功能互补的纳米TiO
文档编号C09D133/00GK1743393SQ20051002078
公开日2006年3月8日 申请日期2005年4月25日 优先权日2005年4月25日
发明者尹光福, 姚亚东, 游潘丽, 李协吉 申请人:四川大学