一种抗碱防霉的水性黑漆及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及水性涂料技术领域，具体属于一种抗碱防霉的水性黑漆及其制备方法。


背景技术：

[0002]
随着环保政策的施压，消费者环保意识的不断提升；尤其全国各地省市出台了voc排放限量标准，鼓励使用非溶剂型涂料，给水性漆等环保涂料的发展带来了机遇。虽然传统涂料依然占据着较大的市场份额，但是水性漆是绿色产业，是漆类未来发展的方向，国内本土的水性漆龙头企业正在崛起。
[0003]
水性涂料的发展和所占的市场份额在逐年增长已经是不争的事实，而且有提速的趋势。一些企业已经意识到水性漆广阔的市场潜力，纷纷研发、进军、扩张水性漆市场。虽然水性涂料在环保性能上优越传统油漆，但在物理性能上，水性涂料产品存在施工难、不耐水、抗碱、防霉性能差等缺陷。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供了一种抗碱防霉的水性黑漆及其制备方法，克服了现有技术的水性漆不耐水、抗碱、防霉性能差的问题。
[0005]
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
[0006]
一种抗碱防霉的水性黑漆，包括以下重量份的原料：
[0007]
水70-80份、成膜助剂20-25份、共轭聚合物10-15份、防腐乳液450-500份、消泡剂1-2份、增稠剂3-5份、聚氨酯流平剂1-3份、黑色染料90-105份。
[0008]
优选地，所述的黑色染料为碳酸钙晶须取向的碳材料。
[0009]
优选地，所述的碳材料为碳黑、碳纳米管中的至少一种。
[0010]
优选地，所述的黑色染料的制备方法包括以下步骤：
[0011]
将10kg的碳酸钙晶须搅拌分散到100kg中浓度为0.3mg/l的氧化石墨烯溶液中，然后加热至80-90℃，反应30min，然后加入碳材料30kg、聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]3kg，搅拌混合均匀，然后降温至40-50℃，静置，置于电场中30-50min，冷却至室温，得到黑色染料。
[0012]
优选地，所述的共轭聚合物的制备方法为：将10份聚合物单体溶于80份0-10℃的1mol/l的氯化铁溶液中，然后搅拌反应3h，然后加入2份的草酸，搅拌30min，过滤，水洗，干燥，得到共轭聚合物。
[0013]
优选地，所述的聚合物单体为吡咯、噻吩、苯胺中的任意一种。
[0014]
抗碱防霉的水性黑漆的制备方法，按重量份称取水、消泡剂、成膜助剂、共轭聚合物、防腐乳液、增稠剂、聚氨酯流平剂、黑色染料；然后将防腐乳液、水、消泡剂混合搅拌均匀，然后依次加入黑色染料、共轭聚合物、聚氨酯流平剂、成膜助剂、增稠剂，搅拌混合均匀，即得水性黑漆。
[0015]
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
[0016]
1、本发明通过将碳材料使用碳酸钙晶须作为取向载体，使氧化石墨烯在加热的过程中还原生成氧化还原石墨烯，并与碳酸钙晶须结合，使加入的碳材料在聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]共轭结构与氧化还原石墨烯形成电子共轭吸引的过程中，碳材料被聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]和氧化还原石墨烯超绕在碳酸钙晶须的周围，同时，在电场对共轭结构的取向作用下，共轭结构的聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]和氧化还原石墨烯产生取向，从而使加入的碳材料随碳酸钙晶须得到了取向分布，使该黑色染料在涂挂后的取向度高，提高了该水性黑漆的黑度。
[0017]
2、本发明使用氧化还原石墨烯和聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]对碳材料进行吸附和改性，使该黑色染料基体内形成了大的电子共轭结构，使该碳材料产生了杀菌能力，从而使该水性黑漆的防霉性能得到了提高。
[0018]
3、本发明通过使用共轭聚合物作为原料，使共轭聚合物中的铁离子与聚合物单体聚合形成的聚合物之间的电子转移作用增强，使变价的铁离子能够在+2和+3价之间转换，使该共轭聚合物能够起到吸收和转移电子的作用，提高了水性黑漆的抗老化能力，同时铁离子和草酸根的存在，使该水性黑漆产生了抗碱性能。
[0019]
4、本发明的水性黑漆不仅具有较好的抗碱防霉能力，同时黑度高、且耐候性好，可应用于地坪漆。
具体实施方式
[0020]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021]
本发明使用的碳酸钙晶须使用南京振金碳酸钙有限公司的水磨超细碳酸钙，氧化石墨烯、碳纳米管和炭黑来源于江苏先丰纳米材料科技有限公司；消泡剂为a10消泡剂；成膜助剂为pu3500；防腐乳液来源于安徽安大华泰新材料有限公司；聚氨酯流平剂为聚氨酯流平剂2020；增稠剂使用935增稠剂。
[0022]
实施例1
[0023]
将10kg的碳酸钙晶须搅拌分散到100kg中浓度为0.3mg/l的氧化石墨烯溶液中，然后加热至85℃，反应30min，然后加入30kg碳黑、3kg聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]，搅拌混合均匀，然后降温至50℃，静置于2000v/m的匀强电场中35min，冷却至室温，得到黑色染料。
[0024]
共轭聚合物的制备方法为：将10kg聚合物单体吡咯溶于80kg 5℃的1mol/l的氯化铁溶液中，然后搅拌反应3h，然后加入2kg的草酸，搅拌30min，过滤，水洗，干燥，得到共轭聚合物。
[0025]
称取80kg水、2kg消泡剂、24kg成膜助剂、15kg共轭聚合物、480kg防腐乳液、3kg增稠剂、2kg聚氨酯流平剂、100kg黑色染料；然后将防腐乳液、水、消泡剂混合搅拌均匀，然后依次加入黑色染料、共轭聚合物、聚氨酯流平剂、成膜助剂、增稠剂，搅拌混合均匀，即得水性黑漆。
[0026]
实施例2
[0027]
将8kg的碳酸钙晶须搅拌分散到100kg中浓度为0.25mg/l的氧化石墨烯溶液中，然后加热至90℃，反应25min，然后加入25kg碳纳米管、3kg聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]，搅拌混合均匀，然后降温至40℃，静置于2000v/m的匀强电场中20min，冷却至室温，得到黑色染料。
[0028]
共轭聚合物的制备方法为：将10kg聚合物单体噻吩溶于80kg 5℃的0.8mol/l的氯化铁溶液中，然后搅拌反应3h，然后加入1.7kg的草酸，搅拌30min，过滤，水洗，干燥，得到共轭聚合物。
[0029]
称取70kg水、1kg消泡剂、20kg成膜助剂、10kg共轭聚合物、500kg防腐乳液、5kg增稠剂、3kg聚氨酯流平剂、90kg黑色染料；然后将防腐乳液、水、消泡剂混合搅拌均匀，然后依次加入黑色染料、共轭聚合物、聚氨酯流平剂、成膜助剂、增稠剂，搅拌混合均匀，即得水性黑漆。
[0030]
实施例3
[0031]
将6kg的碳酸钙晶须搅拌分散到100kg中浓度为0.2mg/l的氧化石墨烯溶液中，然后加热至90℃，反应20min，然后加入5kg碳纳米管、20kg碳黑、3kg聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]，搅拌混合均匀，然后降温至40℃，静置于2000v/m的匀强电场中25min，冷却至室温，得到黑色染料。
[0032]
共轭聚合物的制备方法为：将10kg聚合物单体苯胺溶于80kg 8℃的1mol/l的氯化铁溶液中，然后搅拌反应3h，然后加入2.2kg的草酸，搅拌30min，过滤，水洗，干燥，得到共轭聚合物。
[0033]
称取70kg水、1kg消泡剂、20kg成膜助剂、10kg共轭聚合物、450kg防腐乳液、3kg增稠剂、2kg聚氨酯流平剂、105kg黑色染料；然后将防腐乳液、水、消泡剂混合搅拌均匀，然后依次加入黑色染料、共轭聚合物、聚氨酯流平剂、成膜助剂、增稠剂，搅拌混合均匀，即得水性黑漆。
[0034]
对照例1
[0035]
与实施例1的不同在于，碳酸钙晶须的加入量为0。
[0036]
对照例2
[0037]
与实施例1的不同在于，聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]的加入量为0。
[0038]
对照例3
[0039]
与实施例1的不同在于，共轭聚合物的加入量为0。
[0040]
将实施例1-3和对照例1-3中的水性黑漆按照gb/t 9755-2014中的方法进行耐水性、耐碱性和耐老化性测试；按照gb/t 1741-2007中的方法对耐黑曲霉和黄曲霉的能力进行测试，按照gb/t 7048-2003中的方法对黑度进行测试，结果如下表所示：
[0041] 耐水性耐碱性耐老化性等级耐黑曲霉等级耐黄曲霉等级黑度实施例1无异常无异常0000.98实施例2无异常无异常0000.97实施例3无异常无异常0000.98对照例1无异常变色2110.94
对照例2无异常无异常1220.92对照例3无异常掉粉4100.96
[0042]
由上表可知，本发明的水性黑漆中加入的共轭聚合物有效的提高了该水性黑漆的耐碱和耐老化特性，而使用氧化石墨烯和碳酸钙晶须配合聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯]对碳材料进行改性后提高了该水性黑漆的耐黑曲霉和黄曲霉的能力，同时还提高了该水性黑漆的黑度。
[0043]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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