[發明專利]一種納米水性涂料組合物

無效

• 申請號: 201210179673.9
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102690593A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 胡蘭;梅長林;張國勝
• 申請（專利權）人: 安徽省金盾涂料有限責任公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/12;C08J7/04;C08L23/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 梁曉霏

技術領域

本發明涉及一種納米水性涂料組合物及其施涂到基材上的方法，尤其涉及一種包括聚氨酯聚合物、交聯劑、增滑助劑、潤濕助劑和UV抑制劑及納米顆粒的納米水性涂料組合物及其施涂到基材上的方法。

背景技術

由于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。由于納米材料具有表面效應、小尺寸效應、光學效應、量子尺寸效應、宏觀量子尺寸效應等特殊性質，可以使涂料獲得新的功能。

例如：粒度進入納米尺度，材料表面活性中心的增多可提高其化學催化和光催化的反應能力，在紫外線和氧氣的作用下給予涂層自清潔能力；表面活性中心與成膜物質的官能團可發生次化學鍵結合，大大增加涂層的剛性和強度，從而改進涂層的耐劃傷性；高表面能的納米材料表面經過改性可以獲得同時憎水和憎油的特性，用于內外墻涂料可以顯著提高涂層的抗污性并可提高耐候性；某些粒徑小于100nm的納米材料，對、Y射線具有吸收和散射作用，可提高涂層防輻射的能力，在內外墻涂料中可起到防氡氣的作用；將納米材料用在底漆中，可以增加底漆與基材的附著力，提高機械強度，且納米級的顏料與底漆的強作用力及填充效果，有助于改進底漆一涂層的界面結合；納米材料在面漆中可起到表面填充和光潔作用，提高面漆的光澤，減少阻力；納米二氧化硅添加到外墻涂料中可提高涂料的耐擦洗性；納米二氧化鈦添加到建筑外墻涂料中，可將乳膠漆的耐候性提高到一個新的等級，同時還使乳膠漆的耐老化性能有很大的提高；納米氧化鋅添加到外墻涂料中，能使涂層具有屏蔽紫外線、吸收紅外線以及殺菌防毒作用。

如CN?1232593C公開了一種用于涂料，涂料組合物，方法和制品的物質，其包含納米顆粒體系，或使用其對形形色色的無生命硬表面進行表面改性。在一些實施方案中，納米顆粒在適合的載體介質中的分散用于形成能為改性硬表面提供多用途效果的涂料組合物、方法和制品。這些表面改性可以產生持久的或半永久性的多用途效果。但是該發明所提供的涂料的柔韌性和粘合力有待進一步提高。

U.S.專利5,115,007公開了用于制備在EPDM橡膠上的耐磨損、低摩擦涂層的涂料組合物。公開的涂料組合物包括含有封閉異氰酸酯基的封閉聚氨酯預聚物，與封閉異氰酸酯基共反應的交聯劑，相容性硅油，和非反應性溶劑如甲苯。將涂料組合物施涂于基材上，然后固化以形成含有聚氨酯聚合物的涂層。該涂料組合物可以施涂于EPDM橡膠上，不用預先施涂底漆或進行EPDM橡膠的表面處理。然而，該參考文獻沒有公開含有聚氨酯聚合物的水性組合物。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納米水性涂料組合物，它提供了具有低表面摩擦的耐磨損涂層和適合于施涂到EPDM橡膠上。此外，該納米水性涂料組合物可以施涂到未處理的EPDM橡膠上，以提供對未處理的EPDM橡膠具有良好粘合力的涂層。納米水性涂料組合物可用于提供用于汽車擋風雨條(weatherstrip)的具有低摩擦表面的防護涂層。本發明所提供的涂料組合物不僅干燥快速、均勻，具有去污、自清潔的優良性能，而且具有較長的耐久性以及具有較低表面摩擦，在低溫下的柔韌性和對低表面能基材的粘合力。

本發明所提供的納米水性涂料組合物，包括基于所述納米水性涂料組合物的重量的：

(a)10-70wt％的至少一種聚氨酯聚合物，其中所述聚氨酯聚合物含有至少兩個羧酸基；

(b)1-60wt％的至少一種交聯劑；

(c)0.01-4wt％的至少一種潤濕劑；

(d)0.1-15wt％的至少一種增滑助劑；

(e)0.01-20wt％的UV穩定劑；和

(f)有效量的非光敏納米顆粒和一種表面活性劑組成的表面改性劑，所述納米顆粒以有效的量存在以在表面上提供殘余的親水涂層，其中所述非光敏納米顆粒選自無機金屬氧化物、天然粘土、人造粘土和其混合物。

在本發明的納米水性涂料組合物中含有的聚氨酯聚合物包括脂族聚氨酯聚合物和芳族聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物含有羧酸基以提供適合與交聯劑的官能團反應的反應性結構部分。聚氨酯聚合物必須含有提供充分交聯的最低水平的羧酸基以便獲得具有充足耐久性的涂層。在聚氨酯聚合物中過度水平的羧酸基會不利地影響由含有聚氨酯聚合物的涂料組合物制備的涂層的耐濕性。