[發(fā)明專利]一種環(huán)保水性納米清漆及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410456669.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN104178013A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉暉;李卓宸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇美億晨新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C09D175/04
• 分類號(hào): C09D175/04;C09D133/00;C09D133/04;C09D7/12
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料，尤其是涉及一種環(huán)保水性納米清漆及制備方法。

背景技術(shù)

全球金屬工業(yè)發(fā)展迅猛，同時(shí)帶動(dòng)金屬漆市場(chǎng)的飛速發(fā)展，金屬漆在不同行業(yè)和不同領(lǐng)域有著廣泛的用途。金屬漆分為兩大類，溶劑型金屬漆和水性金屬漆，其中由于溶劑型金屬漆存在著環(huán)境污染，生產(chǎn)安全隱患，人體健康威脅等等諸多問題，未來將逐步被環(huán)保水性金屬漆所取代。目前市場(chǎng)上工業(yè)水性金屬漆產(chǎn)品包括水性金屬烤漆和自干性金屬漆兩類。

其中水性金屬烤漆主要是采用氨基樹脂，醇酸樹脂，環(huán)氧樹脂，丙烯酸樹脂等主體材料，以溶劑和水作為稀釋劑，同其他助劑混合制成的一類涂料，在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中，依然有揮發(fā)性物質(zhì)釋放，并未完全解決環(huán)境污染，安全生產(chǎn)，健康威脅等問題，而且其需要高溫烘烤，烘烤溫度一般超過120℃不僅能耗過高.而且增加了燃爆等安全隱患。

低溫自干型水性金屬漆主要用于工業(yè)金屬制品的外觀和保護(hù)，應(yīng)用領(lǐng)域如汽車金屬外殼，電動(dòng)車金屬外殼，金屬裝飾外件等等。目前市場(chǎng)產(chǎn)品存在干燥時(shí)間慢，硬度低于2H，附著力差，耐候性差，光澤低等缺點(diǎn)。

由于上述兩種產(chǎn)品的技術(shù)缺陷及產(chǎn)品品質(zhì)的限制，以及它們相對(duì)較高的生產(chǎn)配方成本，極大的制約了工業(yè)水性金屬漆的推廣和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種環(huán)保水性納米清漆。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種環(huán)保水性納米清漆，其特征在于，包括以下重量份配方：水性納米活化基料10～30，乳液50～70，水10～30，助劑1～5，偶聯(lián)劑1～5。

所述的涂料優(yōu)選以下重量份配方：水性納米活化基料15～20，乳液55～60，水15～20，助劑1～2，偶聯(lián)劑1～2。

所述的水性納米活化基料為自制透明納米基料，其制備方法包括以下步驟：

(1)納米材料團(tuán)聚體解聚處理：將納米材料置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散30～60分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100％計(jì)，納米材料占30～70％，去離子水占25～65％，表面活性劑占1～5％；

(2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理：將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理30～60分鐘，超聲能量范圍800～3000w，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料。

所述的納米材料選自納米二氧化硅，納米氧化鋅，納米磷酸鋅，納米二氧化鈦，納米三氧化二鋁，納米膨潤(rùn)土，納米碳酸鈣中的一種或幾種。

所述的乳液為透明乳液，選自丙烯酸乳液，硅丙乳液，聚氨酯乳液，環(huán)氧乳液，氟硅乳液中的一種或幾種。

所述的助劑選自分散劑，潤(rùn)濕劑，消泡劑，殺菌劑，流平劑，pH調(diào)節(jié)劑，成膜助劑中的一種或幾種。

所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。

一種環(huán)保水性納米清漆的制備方法，其特征在于，該方法為包括以下步驟：將水性納米活化基料10～30重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加偶聯(lián)劑1～5重量份，助劑1～5重量份靜置8～48h熟化，將所得熟化料與乳液50～70重量份，水10～30重量份置于活化釜中進(jìn)行基團(tuán)活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在30～80℃，在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)，壓力0.1～3Mpa，活化時(shí)間8～48小時(shí)即得產(chǎn)品。

本發(fā)明采用特殊的方法預(yù)制出水性納米活化基料，使其具有高納米活性，在涂料中突出納米活性顆粒的物化性能，如耐磨性，高硬度，耐候性。同時(shí)具有與基礎(chǔ)涂料原料高度的親和性，使納米活性材料與基礎(chǔ)涂料高強(qiáng)度結(jié)合，形成牢固的有機(jī)整體，其中首選采用納米材料團(tuán)聚體解聚處理使納米材料從普遍的團(tuán)聚體解聚成普遍的單分散顆粒，并長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，以游離態(tài)形式存在于體系中，然后采用納米材料化學(xué)鍵高能活化處理步驟，在800～3000w的超聲能量范圍內(nèi)進(jìn)行超聲處理，使其以離子態(tài)存在的表面化學(xué)鍵，增強(qiáng)納米顆粒與涂料體系的相容性和親和度，使納米顆粒牢固的吸附在涂料基礎(chǔ)原料中，超聲能力不能太高，如果超過3000w會(huì)使納米材料顆粒過度活化，在短時(shí)間內(nèi)重新聚集，形成凝聚態(tài)，降低納米顆粒活性以及納米材料與基礎(chǔ)涂料，顏料的相容性，也不能太低，低于800w則無法普遍活化納米材料，無法使納米材料產(chǎn)生活性的離子化學(xué)鍵；