[发明专利]一种纳米成膜促进剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑内外墙干粉涂料纳米成膜促进剂，属于建筑涂料技术领域。该纳米成膜促进剂的交联技术增加了涂膜的立体网络结构组成，因而大大地改善了涂膜致密性，增强了涂料附着力。

背景技术

目前内外墙涂料产品都是乳胶形态。在乳胶形态下的涂料，为了运输储存以及获得较好的施工效果，在涂料中加入分散剂，防冻剂，成膜助剂和助溶剂等等。这些化学品均为可挥发性有机化合物（VOC），对人体健康有巨大影响。VOC是挥发性有机化合物英文名词volatile organic compounds的字头缩写（沸点在250℃以下的有机化合物称为VOC）。国内关于内墙涂料中有害物质限量的强制性标准（GB 18582-2008）VOC的含量定为≤120g/L；水性涂料的环境标志产品技术要求（HJ/T201-2005），VOC的含量为≤80g/L。2010年全国内外墙乳胶漆仍有约10-15万吨的VOC挥发至大气中，VOC污染环境，又危害健康。当居室中的VOC达到一定浓度时，短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会出现抽搐、昏迷，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。

乳胶涂料要达到真正零VOC排放，就需要发展干粉涂料。内外墙干粉涂料的使用是在施工现场加水搅拌后涂刷。全部选用不含VOC的干粉组分可以保证内外墙干粉涂料的环保性能。为了使内外墙干粉涂料具有优异的附着力，耐水和耐候性能，而纳米成膜促进剂是其中关键组分。纳米成膜促进剂可以使涂料各种组分加水后相互接触健合，在干燥过程中聚结成膜，同时增强和墙面结合力。

纳米成膜促进剂是干粉涂料中的一个关键组分。其它组分包括干粉状态的成膜物、颜料，填料和助剂。成膜物是憎水的组分，大部分填料是亲水的组分。在涂刷后的干燥过程中，纳米成膜促进剂可以将无机-有机的组分紧密结合形成密织的立体网状漆膜。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种建筑内外墙干粉涂料纳米成膜促进剂及其应用。

按照本发明提供的技术方案，一种纳米成膜促进剂，配方比例按重量份计如下：甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5~15份、草酸钠5~12份和纳米二氧化硅60~80份；

将上述物质按配方比例混合即得产品纳米成膜促进剂。

作为本发明的进一步改进，所述纳米二氧化硅粒径为20~200nm。

作为本发明的进一步改进，所述纳米成膜促进剂的应用，所述纳米成膜促进剂添加于干粉涂料中，添加量按干粉涂料质量计为1%~5%。

所述干粉涂料为应用于建筑内外墙的干粉涂料，购自市场。

所述干粉涂料专用的纳米成膜促进剂对漆膜交联技术对成膜过程机理进行了专门设计，对可再分散的乳胶粉的设计采用二次表面扩张吸附机制。首先，保证可再分散的乳胶粉均匀而且平均粒径质量必须控制在5~50μm，体积密度为0.45g/cm³，细腻的颗粒极大地增加表面积，通过大的表面积获得较好的表面扩张吸附作用。另外，所述纳米成膜促进剂可以使可再分散的乳胶粉的颗粒和水溶液混合后，颗粒体积会膨胀，造成二次表面扩张吸附，更进一步增强分子间的相互作用和结合。因此，可再分散的乳胶粉的颗粒可以很好的和其他组分结合，更好的渗透入建材的基质的表面。

漆膜交联技术对纳米成膜促进剂采用了结构微观调节。纳米成膜促进剂基本结构Ｒy-(SiO)x(OH)nｘ(OR)m(m<n)。由于干粉涂料组分中同时含有亲水和疏水基团，为了使各种组分有机结合，纳米成膜促进剂本身同时有羟基构成的亲水基团和烷基构成的疏水基团，这样可以将各种组分很好地键合在一起。当然控制适当各种组分比例也十分重要。另外，充分利用分子间的范德华相互作用力，增强各种颗粒的键合，形成密织的立体网状漆膜。上述提到的在水作用条件下，颗粒体积膨胀造成二次表面扩张，同时形成许多网状间隙和空格，这些间隙和空格很快被细微的纳米颗粒填充。在涂料干燥的过程中，膨胀的颗粒缩小体积，网格空间也随之缩小，因此大大增加了分子间的接触，使分子间的范德华相互作用力得到充分的利用。干燥后的涂料形成坚固的漆膜，并且和墙面牢固结合，达到设计效果。纳米成膜促进剂其技术指标如表1所示。

表1 纳米成膜促进剂技术指标