[发明专利]一种纳米涂料添加剂及含有该纳米涂料添加剂的涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料添加剂及含有该添加剂的涂料组合物。

背景技术

目前，涂料已经涉及到各个领域，与人们的生活息息相关。涂料是指涂敷于物体表面，能形成保护、装饰及其他特殊功能的一类膜材料，其主要包括成膜基料、颜料、填料、溶剂、助剂。根据溶剂可将涂料分为水性涂料和有机溶剂型涂料，根据成膜基料可将涂料分为有机涂料和无机涂料。

纳米涂料是近几年研究比较活跃的一类特殊功能性涂料，其是指配方中添加有能够赋予涂料特殊功能的纳米材料的涂料，例如在涂料中添加有具有光催化功能的纳米材料例如纳米二氧化钛，能够使涂料产生新颖的抗菌防霉效果。这是由于以纳米级二氧化钛为首的纳米材料颗粒表面具有高活性的羟基(-OH)，众多羟基之间形成氢键。在紫外光的照射下，氢键发生跳跃、断离、再重聚，产生游离电子(负离子)，导致纳米材料颗粒表面出现电洞。负离子会降解有机物小分子，对有机微生物(如细菌)的蛋白质复制具有破坏和抑制作用。涂料作为工业、家装等方面重要的装饰材料，与人们的健康息息相关，所以，将纳米材料应用于涂料中，提高涂料的抗菌防霉功能，是当今涂料界研究的热点之一，近年来也有很多专利技术问世。然而，纳米材料由于自身的高活性，极易出现二次团聚，导致使用过程颗粒增大，效果降低。为了提高效果，只能靠增加使用量来解决，导致纳米涂料成本、销售价格居高不下，影响了推广和使用，也由于大颗粒纳米材料的存在，影响了涂膜的流平、细腻等装饰效果，降低了抗菌、防霉性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的纳米涂料添加剂，其在涂料中的稳定性好，不易出现二次团聚。

本发明还要提供一种涂料组合物，其装饰效果好，生产成本低。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：一种纳米涂料添加剂，其包括颗粒或粉末形式的纳米材料和硼砂，其中，纳米材料的含量为95％～99％(重量)，硼砂的含量为1％～5％(重量)，该纳米涂料添加剂通过如下方法制备：将配方量的硼砂置于75℃～95℃的水中，保温搅拌20分钟以上，加入纳米材料，继续保温搅拌40分钟以上获得悬浮液，停止搅拌，将悬浮液置于温度110℃～130℃下干燥至干即得。

根据本发明的一个具体方面，所述涂料添加剂的制备过程为：将水加入到反应器中，开动搅拌，加入硼砂，升温至80℃～90℃，保温搅拌25～40分钟，加入纳米材料，继续保温搅拌50～70分钟获得悬浮液，降至室温，停止搅拌，在110℃～120℃下干燥至干。

本发明所述纳米材料添加剂中，纳米材料包括但不限于纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米银。然而，当添加纳米材料的用途是用于抗菌、防霉时，上述列举的纳米材料是优选的。

在上述涂料添加剂的制备过程中，所用的水优选去离子水。水的用量一般为纳米材料和硼砂总重量的4～20倍。

本发明采取的又一技术方案是：一种涂料组合物，以其总重量为基准，由如下成分组成：成膜基料20～45％，颜料0～20％，填料0～30％、溶剂5～45％，涂料添加剂0.01～2％，助剂0.01～10％，其中，助剂为选自分散剂、流平剂、润湿剂、消泡剂、杀菌剂、pH调节剂、消光剂及增稠剂中的一种或多种。

根据本发明的涂料组合物，所述成膜基料可以为水性丙烯酸乳液、水性丙烯酸树脂、溶剂型醇酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂及硝基树脂中的一种或多种的组合，本领域的技术人员能够根据涂料的具体应用领域和需要进行选择。

根据涂料组合物的一个具体方面，涂料组合物用作内墙涂料，一个代表性的配方如下：水性丙烯酸乳液20％～25％、钛白粉12％～17％、滑石粉8％～12％、重钙粉13％～16％、去离子水30％～40％、涂料添加剂0.2％～0.6％、助剂2％～3％。在一个更具体的实施方案中，涂料组合物的组成是：水性丙烯酸乳液20％、钛白粉15％、滑石粉10％、重钙粉15％、去离子水36.7％、纳米涂料添加剂：0.5％、助剂2.8％(均为重量百分含量)。

本领域的技术人员应当了解，本发明所述涂料添加剂可以添加于但不限于水性内外墙涂料、装饰装修聚酯漆、硝基木器竹器漆等涂料。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优势：

1、本发明的纳米涂料添加剂是利用硼砂的水溶性及分子结合力，对纳米颗粒表面进行包覆处理，使纳米材料处于稳定状态，不易因出现二次团聚而使颗粒增大、效果降低，在涂料中的使用量相对较低，生产成本比传统纳米涂料显著降低。