一種納米水漆及其生產工藝

一種納米水漆及其生產工藝

背景技術：

納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等，使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現常規材料不具備的特性，因此納米微粒在磁性材料、電子材料、光學材料、高致密度材料的燒結、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應用前景；將納米材料應用于涂料領域，可以使涂料獲得新的功能，但是水性納米涂料的儲存穩定性差的問題一直沒有得到解決。即由于納米材料的比表面積特別小，很容易吸附水分變得粘稠，使施工操作困難甚至無法施工，時間稍長還會變成半固態，從而使納米涂料成為廢品。

針對現有技術中水性納米涂料存在的儲存穩定性問題，本發明提供了一種納米水漆及其生產工藝，具體的技術方案如下：

一種納米水漆，按重量份計，包括如下組分：硅丙乳液25～45％，納米材料5～15％，納米二氧化鈦1～3％，乳化劑5～20％，成膜助劑2～3％，分散劑0.3～0.5％，基材潤濕劑0.5～1.0％，消泡劑0.1～0.3％，流變助劑0.5～1.5％，去離子水20～50％。

所述硅丙乳液為建筑涂料使用的常規硅丙乳液，固含量為45％～50％，玻璃化溫度25℃。

所述納米材料為納米碳酸鈣、納米碳酸鎂、納米二氧化硅、納米硫酸鋇、納米二氧化鈦的一種或者幾種。

所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉與油酸鈉、油酸鉀的兩種組合。

所述成膜助劑為醇酯十二。

所述分散劑為三聚磷酸鈉。

所述基材潤濕劑為聚醚改性聚硅氧烷。

所述消泡劑為有機硅消泡劑。

本發明還提供一種上述納米水漆的生產工藝，包括以下步驟：

(1)表面改性納米材料的制備：將乳化劑溶解在去離子水中，攪拌溶解完全，得到高濃度乳化劑溶液；再緩慢加入納米材料，高速分散，即得到表面改性納米材料。

(2)光催化劑的制備：將納米二氧化鈦加入去離子水中，高速分散，即得到光催化劑。

(3)調漆：將硅丙乳液與分散劑、基材潤濕劑、消泡劑、流變助劑、成膜助劑等功能助劑加入攪拌分散釜，低速攪拌均勻，再加入表面改性納米材料與光催化劑，低速攪拌均勻，即得到納米水漆。

本發明的技術原理：

乳化劑實際上是一種表面活性劑，它可以極大的降低界面(表面)張力，使互不相溶的油水兩相借助攪拌的作用轉變為能夠穩定存在、久置亦難以分層的白色乳液，是乳液聚合的必不可少的組分，在其他工業部門也具有重要應用。

乳化劑具有降低界面張力、在分散相表面形成保護膜、形成雙電層的作用。(1)降低界面張力。表面活性劑在相界面上會發生吸附，表面活性劑分子會定向、緊密地吸附在油/水界面上，使界面能降低，防止了油或水的聚集。例如煤油/水的界面張力一般是40n/m，往其中加入適當的表面活性劑，其界面張力可降低到1n/m以下，煤油就可以容易地分散到水中。(2)在分散相表面形成保護膜。表面活性劑在界面上吸附，形成界面膜，當表面活性劑濃度較低時，界面上吸附的分子較少，界面強度較差，所形成的乳液的穩定性也差。繼續增加表面活性劑溶液濃度，表面活性劑分子在界面上會形成一個緊密的界面膜，其強度相應增大，乳狀液珠之間的凝聚所受到的阻力增大，形成的乳液的穩定性就好。實踐證明，作為乳化劑的表面活性劑必須加入足夠量，一般要超過表面活性劑的臨界膠束濃度，才具有最佳的乳化效果。(3)形成雙電層。如果加入的表面活性劑是離子型表面活性劑，液滴表面上吸附的表面活性劑分子的親水端是帶電離子，使液滴相互接近時就產生排斥力，從而防止了液滴聚集。

利用乳化劑的降低界面張力、在分散相表面形成保護膜、形成雙電層的作用，將納米材料分散到乳化劑溶液中，通過機械攪拌，納米材料表面形成一層離子型表面活性劑保護膜，使納米材料形成乳液狀的均勻液體材料，并且納米材料溶液表面上吸附的表面活性劑分子的親水端是帶電離子，使其相互接近時就產生排斥力，從而防止了液滴聚集，這樣制備的水漆就不會因為納米材料的吸附作用使水漆逐漸變稠，即產品的穩定性大大增強，能夠儲存很長時間不變質。

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