废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法
阅读说明：本技术 废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法 (Preparation method of antifouling self-cleaning water-based architectural coating by recycling waste paint residues ) 是由 姚伯龙 王海潮 陈欢 王宇通 倪亚洲 程广鸿 张晋瑞 王利魁 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法,属于功能性可再生材料回收利用技术领域。本发明提供了一种利用纳米级二氧化硅、硅氧烷、废漆渣改性合成的具有疏水自洁特性的建筑涂料填充料。在填充料改性中,复合杂化一种硅溶胶使纳米粒子表面活化,利用湿浆法处理,使纳米硅包覆在废漆渣料的表面,使改性废漆渣具备了优异的疏水特性,可应用于真石漆填充料,建筑外墙等建筑材料领域。(A preparation method of an antifouling self-cleaning water-based architectural coating by recycling waste paint residues belongs to the technical field of functional renewable material recycling. The invention provides a building coating filler with hydrophobic self-cleaning property, which is synthesized by modifying nano-scale silicon dioxide, siloxane and waste paint residues. In the modification of the filling material, a silica sol is compounded and hybridized to activate the surfaces of nano particles, and the nano particles are treated by a wet slurry method to coat the surfaces of the waste paint slag, so that the modified waste paint slag has excellent hydrophobic property and can be applied to the fields of building materials such as stone paint filling materials, building external walls and the like.)
技术领域
本发明涉及废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法，属于功能性可再生材料回收利用技术领域。
背景技术
随着工业生产的发展，工业废物数量日益增加，其数量庞大，种类繁多，成分复杂，处理相当困难，如今只是有限的几种工业废物得到利用。如美国、瑞典等国利用了钢铁渣，日本、丹麦等国利用了粉煤灰和煤渣。其他工业废物仍以消极堆存为主，部分有害的工业固体废物采用填埋、焚烧、化学转化、微生物处理等方法进行处置；有的投入海洋，既污染了环境又产生了大量的浪费。
再生资源回收以物资不断循环利用的经济发展模式，正在成为全球潮流，可持续发展的战略得到全世界的一致认可，为此开发新技术对涂料废渣进行再次高附加值利用也成为了可选择的方向。
由于工业设备、汽车烘烤涂料等废漆渣本身就有一定的疏水性和硬度，经过技术处理后可进一步提高其疏水耐磨等力学性能，并将其作为建筑涂料的填充料尤其是在真石漆的应用中具有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法，使改性废漆渣具备了优异的疏水特性，可应用于真石漆填充料，建筑外墙等建筑材料领域。
本发明的技术方案，废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法，其利用纳米级二氧化硅、硅氧烷、废漆渣改性合成的具有疏水自洁特性的建筑涂料填充料；在填充料改性中，复合杂化一种硅溶胶使纳米粒子表面活化，利用湿浆法处理，使纳米硅包覆在废漆渣料的表面，使改性废漆渣具备了优异的疏水特性。
废漆渣再生利用防污自洁水性建筑涂料的制备方法，步骤为：
（1）前处理：取废漆渣于烘箱中烘温预处理；将预处理好的废漆渣先用打粉机打碎，再用球磨机研磨，随后对其过筛；
（2）组分1的制备：将步骤（1）过筛后的粉体分散在水中，用研磨分散机器研磨分散得到更细粒径的浆料，备用；记为组分1；
（3）组分2的制备：在乙醇中加入硅氧烷持续搅拌，反应一段时间后加入硅烷偶联剂、盐酸和去离子水，升温，持续搅拌反应得到组分2；
（4）组分3的制备：将纳米二氧化硅加入乙醇中超声分散；继续加入硅氧烷，升温持续搅拌后加入含氮硅烷偶联剂，继续搅拌反应，最后加入去离子水，持续搅拌，得到组分3；
（5）复配：取组分1、组分2和组分3按一定比例复配，用乙醇分散，置于容器中，常温搅拌；滴加硅烷偶联剂，继续搅拌反应，结束后超声得到防污自洁水性建筑涂料。
进一步地，所述废漆渣为工业设备烘烤涂料弃渣和/或汽车烘烤涂料废漆渣。
进一步地，步骤（3）和（5）所述硅烷偶联剂为包括含环氧基、氨基基团的硅烷偶联剂。
进一步地，所述硅烷偶联剂具体为KH560、KH550、KH570、乙烯基硅氧烷或全氟辛基硅氧烷中的一种。
进一步地，步骤（4）所述含氮硅烷偶联剂具体为六甲基二硅氮烷。
步骤（1）为：将8-10g的废漆渣置于干燥洁净的锥形瓶中，放入温度设定为120-150℃的烘箱中，预处理2-3h；将预处理好的废漆渣先用打粉机打碎，再用球磨机研磨；球磨的废漆渣粉过筛，控制粒径在800-2000目。
步骤（2）为：将步骤（1）过筛后的粉体分散在20-40g的水中，用研磨分散机器，研磨分散5-8h得到2000目粒径的浆料，备用；记为组分1。
步骤（3）具体为：在25-30g乙醇中加入2.80-2.90g硅氧烷，300-500r/min持续搅拌，反应0.5h-0.6h后加入1.8-1.85g环氧硅烷偶联剂、1mol/L盐酸0.2g、去离子水1.4g，设定温度45-55℃，300-500r/min持续搅拌2-4h得到组分2。
步骤（4）具体为：将0.15g纳米二氧化硅加入25-30g乙醇中，28-40KHz超声分散15-25min；继续加入2-3g硅氧烷，升温至50-60℃，持续搅拌10-20min后加入1.5-1.7g含氮硅烷偶联剂，300-500r/min搅拌25-35min，最后加入5-10g去离子水，持续搅拌5-7h，得到组分3；
进一步地，所述纳米二氧化硅具体为粒径30nm的气相二氧化硅和/或超细二氧化硅。
步骤（5）具体为：按照组分1：组分2：组分3质量比为40-50：1：8-10的比例复配，用乙醇分散，乙醇：组分2的质量比为20-30：1，置于干燥洁净的三口烧瓶中；常温下300-500r/min搅拌；用滴液漏斗以3-6d/s的速度滴加硅烷偶联剂，硅烷偶联剂：组分2的质量比为0.5-1：1，然后300-500r/min搅拌2-3h，结束后28-40KHz超声0.5-1h，即得到防污自洁水性建筑涂料。
本发明的有益效果：本发明在填充料改性中，复合杂化一种硅溶胶使纳米粒子表面活化，利用湿浆法处理，使纳米硅包覆在废漆渣粉料的表面，使改性废漆渣具备了优异的疏水特性，可应用于真石漆填充料，建筑外墙等建筑材料领域。
附图说明
图1是水滴落在改性后的防污自洁水性建筑涂料压缩废漆渣粉体饼上状态。
图2是水滴落在改性前的压缩废漆渣粉体饼上状态。
具体实施方式
实施例1
（1）前处理：将10g的废漆渣置于干燥洁净的锥形瓶中，放入温度设定为150℃的烘箱中，预处理2h；将预处理好的废漆渣先用打粉机打碎，再用球磨机研磨；将球磨的废漆渣粉过筛，控制粒径在2000目；
（2）组分1的制备：将步骤（1）过筛后的粉体分散在40g的水中，用研磨分散机器，研磨分散8h得到更细粒径的浆料，备用，记为组分1；
（3）组分2的制备：在28g的乙醇中加入2.85g的硅氧烷MTES，持续搅拌，反应0.5h后加入1.85g的硅烷偶联剂KH560，0.20g的1mol/L的盐酸和1.4g去离子水，设定温度50℃，持续搅拌3h得组分2；
（4）组分3的制备：将0.15g的30nm的纳米二氧化硅加入25.5g的乙醇中超声分散20min后加入2g的硅氧烷TEOS，升温至50℃，持续搅拌10min后加入1.5g的含氮硅烷偶联剂HMDS搅拌30min，最后加入6g去离子水，持续搅拌6h得组分3；
（5）复配：组分1组分2和组分3按40g、1g和10g的比例复配，用20mL乙醇分散，置于干燥洁净的三口烧瓶中；常温下300r/min搅拌；用滴液漏斗以6d/s的速度滴加0.5g的硅烷偶联剂KH570，300r/min搅拌3h，结束后40KHz超声1h得到废漆渣改性疏水填料。
图1为水滴落在改性后的防污自洁水性建筑涂料压缩废漆渣粉体饼上表面的水滴状态；图2为水滴落在改性前的压缩废漆渣粉体饼上表面的水滴状态。从图1中可知，粉体表面接触角为120°，呈疏水性，较图2可知明显改善了其疏水性。
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