本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
霧霾，是霧和霾的組合詞。我國(guó)不少地區(qū)將霧并入霾一起作為災(zāi)害性天氣現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，統(tǒng)稱(chēng)為“霧霾天氣”。霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物(主要是灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ?含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，尤其是pm2.5被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”。隨著空氣質(zhì)量的惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害加重。霧霾的主要危害主要可歸納為以下幾種：一是對(duì)人體產(chǎn)生的危害，二是對(duì)交通產(chǎn)生的危害，三對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害。
近年來(lái)霧霾影響范圍之廣、持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、危害之大屢創(chuàng)新高，人們對(duì)霧霾真是深?lèi)和唇^。現(xiàn)實(shí)生活中的防霧霾方法也有很多。在涂料行業(yè)內(nèi)主要是通過(guò)涂裝水性化、選用環(huán)境友好型材料等，降低voc排放量，以此來(lái)達(dá)到防治霧霾的目的。但真正具有防霾、除霾功能的涂料卻少之又少。同時(shí)隨著新材料不斷被發(fā)現(xiàn)利用，使得制造出一種具有防霾除霾功能的涂料成為一種可能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種防霧霾水漆及其制備方法，該水漆具有防霾除霾功能并可以通過(guò)選擇不同的二氧化鈦含量用于調(diào)制出不同的顏色效果。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種防霧霾水漆，包括如下重量份的組分：
優(yōu)選的，負(fù)離子添加劑為稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的混合物，其中，稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的質(zhì)量比為1:1-5:1-3，最優(yōu)比例為1:2:1。負(fù)離子添加劑是以天然礦物電氣石為主要有效成分，經(jīng)超細(xì)化粉碎、溶膠-凝膠法包膜改性、離子交換摻雜以及高溫激活等方法制備而得。該負(fù)離子添加劑為負(fù)離子發(fā)生量高，負(fù)離子發(fā)生性能穩(wěn)定，功效恒久的負(fù)離子添加劑。
優(yōu)選的，水性合成樹(shù)脂乳液為有機(jī)改性丙烯酸酯乳液(硅丙乳液)。優(yōu)選的衡水新光化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的xg-2613乳液。該款乳液為高tg的硅丙乳液，不黃變，耐沾污，耐候性好，涂膜耐水白效果突出的特定，其中固體含量(％)：44±1，ph:7-9，最成膜溫度℃：25。
優(yōu)選的，納米二氧化硅為疏水型氣相納米二氧化硅，平均粒徑小于100納米。
優(yōu)選的，微米級(jí)消光粉為平均粒徑為3-5微米的超細(xì)消光粉。
優(yōu)選的，潤(rùn)濕分散劑為烷基聚氧乙烯醚類(lèi)；ph調(diào)節(jié)劑為醇胺類(lèi)有機(jī)物。
優(yōu)選的，顏填料為二氧化鈦、硅藻土和高嶺土的混合物。本發(fā)明中顏填料起到著色、補(bǔ)充和骨料支撐作用，并使涂膜有一定的遮蓋能力。本發(fā)明中根據(jù)二氧化鈦含量不同可分為高中低三個(gè)檔次基礎(chǔ)漆，分別用于調(diào)制淺中深不同顏色，以適應(yīng)不同的市場(chǎng)需求。優(yōu)選的，二氧化鈦：硅藻土：高嶺土的質(zhì)量比為1:2-5：2-5。
優(yōu)選的，消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。
有機(jī)硅消泡劑是由硅脂、乳化劑、防水劑、稠化劑等配以適量水經(jīng)機(jī)械乳化而成。漆特點(diǎn)是表面張力小，表面活性高，消泡力強(qiáng)、消泡快，抑泡性能好，不影響起泡體系的基本性質(zhì)等。有機(jī)硅消泡劑與水及多數(shù)有機(jī)物不相混溶，對(duì)大多數(shù)起泡介質(zhì)均能消泡。有機(jī)硅消泡劑具有較好的熱穩(wěn)定性，可在5-150℃寬廣溫度范圍內(nèi)使用；其化學(xué)穩(wěn)定性較好，難與其他物質(zhì)反應(yīng)，只要配置適當(dāng)，可在酸、堿、鹽溶液中使用，無(wú)損產(chǎn)品質(zhì)量。所述有機(jī)硅消泡劑密度為0.88-0.94g/cm3、粘度在300-800mpas的有機(jī)硅消泡劑。
優(yōu)選的，流平劑為無(wú)溶劑聚氨酯類(lèi)流平劑或聚硅氧烷-聚醚共聚物中的任意一種。
優(yōu)選的，增稠劑為羥乙基纖維素增稠劑和堿溶漲類(lèi)增稠劑中的一種或兩種的組合。
上述防霧霾水漆的制備方法，包括如下步驟：
(1)先加入去離子水、流平劑、潤(rùn)濕分散劑、殺菌劑、ph調(diào)節(jié)劑、成膜助劑和消泡劑，混合，攪拌至均勻；
(2)再加入顏填料、負(fù)離子添加劑、活性炭、納米二氧化硅、微米級(jí)消光粉，攪拌至漆漿均勻至細(xì)度≤50um；
(3)加入水性合成樹(shù)脂乳液，攪拌，測(cè)初始粘度，根據(jù)初始粘度緩慢加入增稠劑，調(diào)整粘度至斯托默粘度80-100ku(環(huán)境溫度25℃)，即得到一種防霧霾水漆。
優(yōu)選的，防霧霾水漆的制備方法，包括如下步驟：
(1)先加入去離子水、流平劑、潤(rùn)濕分散劑、殺菌劑、ph調(diào)節(jié)劑、成膜助劑和消泡劑，混合，以500-600rmp的速度攪拌2-20min至均勻；
(2)再加入顏填料、負(fù)離子添加劑、活性炭、納米二氧化硅、微米級(jí)消光粉，提高分散速度至800-1000rmp,攪拌1-30min至漆漿均勻至細(xì)度≤50um；
(3)加入水性合成樹(shù)脂乳液，攪拌，測(cè)初始粘度，根據(jù)初始粘度緩慢加入增稠劑，調(diào)整粘度至斯托默粘度80-100ku/25℃，即得到一種防霧霾水漆。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：
(1)本發(fā)明負(fù)離子添加劑中有效功能成分為電氣石，其化學(xué)式：nar3al6[si6o18][bo3]3(oh,f)4，晶體屬三方晶系的一族環(huán)狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物的總稱(chēng)。電氣石晶體呈近三角形的柱狀，它的兩個(gè)結(jié)晶端具有天然的正、負(fù)極性，具有壓電性和熱釋電性。電氣石的電極化強(qiáng)度越大，產(chǎn)生負(fù)氧離子的能力就越強(qiáng)?？諝庵械乃肿踊蜓鯕夥肿舆M(jìn)入極性材料的電場(chǎng)空間內(nèi)立即被永久電極分離，生成oh-和h+,由于h+移動(dòng)速度很快(h+的移動(dòng)速度是oh-的1.8倍)，迅速移向永久電極的負(fù)極，吸收一個(gè)電子，變?yōu)閔2逸散到空氣中，而oh-則與另外的水分子形成h3o2-。
反應(yīng)式如下：
o2+e＝o2-
h2o＝oh-+h+
2h++2e＝h2
h2o+oh-＝h3o2-
空氣中的大多數(shù)臭氣、異味及細(xì)菌、煙霧等均帶有正電荷，因此釋放的負(fù)離子可以對(duì)其中和，直到無(wú)電荷后沉淀；帶有氧自由基的煙霧、有害氣體能夠被負(fù)氧離子中和；負(fù)氧離子添加劑每個(gè)晶體顆粒周?chē)纬梢粋€(gè)電場(chǎng)并具有0.06ma微電流，細(xì)菌、有機(jī)物在電場(chǎng)電流作用下進(jìn)行分解；某些有害氣體在過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)生成低害物質(zhì)，所以負(fù)氧離子涂料添加劑去除異味是由于負(fù)氧離子包裹、負(fù)氧離子中和、電場(chǎng)電流分解及某些化學(xué)反應(yīng)的綜合結(jié)果。因此，采用負(fù)離子添加劑可以有效去除游離在空氣中的有害氣體，中和帶有正電荷的臭氣、異味、細(xì)菌、煙霧等，達(dá)到無(wú)電荷沉降，最終達(dá)到防霾除霾作用。
(2)活性炭具有發(fā)達(dá)的比表面積，豐富的微孔徑。比表面積可達(dá)1000-1600m2/g，微孔體積90％左右，其微孔孔徑為10a-40a?；钚蕴孔鳛殪F霾粒子吸附劑，能快速吸收空氣中小顆粒，達(dá)到極佳的凈化空氣目的。
(3)添加微米粒子(微米級(jí)消光粉)和納米粒子(納米二氧化硅)以形成微米-納米微粒的防荷葉結(jié)構(gòu)，增大外表面積的接觸角，降低其表面能，實(shí)現(xiàn)涂料的自潔功能。同時(shí)納米二氧化硅具有紫外線吸收，紅外線反射的能力，可對(duì)涂料起到屏蔽作用，從而使涂層的耐候性進(jìn)一步提高，起到抗老化作用。提高涂層持續(xù)防霧霾能力。
(4)硅藻土、高嶺土等作為填充料配入涂層中體系中，利用硅藻土、高嶺土疏松多孔吸水率高的特性，加強(qiáng)涂層內(nèi)部與表面的水汽交換和遷移，提高負(fù)氧離子從涂層內(nèi)部向表面遷移的效率，提高防霧霾的效果。
(5)合理調(diào)節(jié)二氧化鈦比例，得到不同白度的基礎(chǔ)漆，用于調(diào)制不同的顏色，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明中，表示原料含量的單位均基于重量以份計(jì)，單位為千克，除非另外說(shuō)明。另外，作為本發(fā)明中的其它原材料均指本領(lǐng)域內(nèi)通常使用的原材料。
下面通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，需要說(shuō)明的是，下述實(shí)例僅為說(shuō)明目的，并非意欲限定本發(fā)明。
本發(fā)明的實(shí)施例所用部分原料的要求：
水性合成樹(shù)脂乳液為不黃變，耐沾污，耐候性好的硅丙乳液；
負(fù)離子添加劑為稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的混合物，其中，稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的質(zhì)量比為1:1-5:1-3；
納米二氧化硅為疏水型氣相納米二氧化硅，平均粒徑小于100納米；
微米級(jí)消光粉為平均粒徑為3-5微米的超細(xì)消光粉；
潤(rùn)濕分散劑為烷基聚氧乙烯醚類(lèi)；
ph調(diào)節(jié)劑為醇胺類(lèi)有機(jī)物；
顏填料為二氧化鈦、硅藻土和高嶺土的混合物，具體比例可根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)制不同二氧化鈦含量的基礎(chǔ)漆，以適應(yīng)調(diào)色需要。
消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；
流平劑為無(wú)溶劑聚氨酯類(lèi)流平劑或聚硅氧烷-聚醚共聚物中的任意一種；
增稠劑為羥乙基纖維素增稠劑和堿溶漲類(lèi)增稠劑中的一種或兩種的組合。
實(shí)施例1
一種防霧霾水漆，包括如下重量份的組分：
其中，負(fù)離子添加劑為稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的混合物，稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的質(zhì)量比為1:2:1；顏填料為二氧化鈦、硅藻土和高嶺土的混合物，二氧化鈦：硅藻土：高嶺土質(zhì)量比為1:5：2；流平劑為無(wú)溶劑聚氨酯類(lèi)流平劑；增稠劑為堿溶漲類(lèi)增稠劑。
具體制備方法為：
(1)在反應(yīng)罐中依次緩慢加入去離子水、流平劑、潤(rùn)濕分散劑、殺菌劑、ph調(diào)節(jié)劑、成膜助劑和消泡劑混合，以500-600rmp的速度攪拌2-20min至均勻；
(2)將顏填料、負(fù)離子添加劑、活性炭、納米二氧化硅、微米級(jí)消光粉依次緩慢加入反應(yīng)罐，提高分散速度至800-1000rmp，拌1-30min至漆漿均勻至細(xì)度≤50um；
(3)將水性合成樹(shù)脂乳液的緩慢加入反應(yīng)罐，攪拌1-5min，初始粘度，根據(jù)初始粘度緩慢加入增稠劑，調(diào)整粘度至斯托默粘度80-100ku(環(huán)境溫度25℃)，即得到一種防霧霾涂料。
實(shí)施例2
一種防霧霾水漆，包括如下重量份的組分：
其中，負(fù)離子添加劑為稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的混合物，稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的質(zhì)量比為1:3:1；顏填料為二氧化鈦、硅藻土和高嶺土的混合物，二氧化鈦：硅藻土：高嶺土質(zhì)量比為1:2：5；流平劑為聚硅氧烷-聚醚共聚物；增稠劑為羥乙基纖維素增稠劑和堿溶漲類(lèi)增稠劑中的兩種的組合。
具體制備方法為：
(1)在反應(yīng)罐中依次緩慢加入去離子水、流平劑、潤(rùn)濕分散劑、殺菌劑、ph調(diào)節(jié)劑、成膜助劑和消泡劑混合，以500-600rmp的速度攪拌2-20min至均勻；
(2)將顏填料、負(fù)離子添加劑、活性炭、納米二氧化硅、微米級(jí)消光粉依次緩慢加入反應(yīng)罐，提高分散速度至800-1000rmp,攪拌1-30min至漆漿均勻至細(xì)度≤50um；
(3)將水性合成樹(shù)脂乳液的緩慢加入反應(yīng)罐，攪拌1-5min，測(cè)初始粘度，根據(jù)初始粘度緩慢加入增稠劑，調(diào)整粘度至斯托默粘度80-100ku(環(huán)境溫度25℃)，即得到一種防霧霾涂料。
實(shí)施例3
一種防霧霾水漆，包括如下重量份的組分：
其中，負(fù)離子添加劑為稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的混合物，稀土礦、電氣石和長(zhǎng)石的質(zhì)量比為1:5:3；顏填料為二氧化鈦、硅藻土和高嶺土的混合物，二氧化鈦：硅藻土：高嶺土質(zhì)量比為1:3：4；增稠劑為羥乙基纖維素增稠劑。
具體制備方法為：
(1)在反應(yīng)罐中依次緩慢加入去離子水、流平劑、潤(rùn)濕分散劑、殺菌劑、ph調(diào)節(jié)劑、成膜助劑和消泡劑混合，以500-600rmp的速度攪拌2-20min至均勻；
(2)將顏填料、負(fù)離子添加劑、活性炭、納米二氧化硅、微米級(jí)消光粉依次緩慢加入反應(yīng)罐，提高分散速度至800-1000rmp,攪拌1-30min至漆漿均勻至細(xì)度≤50um；
(3)將水性合成樹(shù)脂乳液的緩慢加入反應(yīng)罐，攪拌1-5min，測(cè)初始粘度，根據(jù)初始粘度緩慢加入增稠劑，調(diào)整粘度至斯托默粘度80-100ku(環(huán)境溫度25℃)，即得到一種防霧霾涂料。
將制得的防霧霾水漆進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)得的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。檢測(cè)方法參照相關(guān)涂料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t9755。
表1
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及其等效物界定。