[發明專利]一種納米TiO2改性水性復合涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710376197.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107151496A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 佛山實瑞先導材料研究院（普通合伙）
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D133/00;C09D7/12;C09D5/02;C09D5/32;C09D1/00
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技術領域

本發明屬于涂料領域，具體涉及一種納米TiO₂改性水性復合涂料及其制備方法。

背景技術

水性涂料是指凡用水作為溶劑或者分散介質的涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀釋性涂料、水分散性涂料3種。水性涂料的配方主要由成膜物質、顏/填料、助劑和水組成，隨著人們環保意識的增強，低VOC的水性涂料越來越受到大家的喜愛和關注。

水性涂料主要有如下四個特點：1.水性涂料以水作溶劑，節省大量資源；水性涂料消除了施工時火災危險性，降低了對大氣污染，水性涂料僅采用少量低毒性醇醚類有機溶劑，改善了作業環境條件；一般的水性涂料有機溶劑(占涂料)在10％～15％之間，而陰極電泳涂料已降至1.2％以下，對降低污染節省資源效果顯著；2.水性涂料在濕表面和潮濕環境中可以直接涂覆施工，水性涂料對材質表面適應性好，涂層附著力強；3.水性涂料涂裝工具可用水清洗，大大減少清洗溶劑的消耗；4.水性涂料電泳涂膜均勻、平整。展平性好，內腔、焊縫、棱角、棱邊部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防護性，電泳涂膜有最好的耐腐蝕性，厚膜陰極電泳涂層的耐鹽霧性最高可達1200h。

現有技術中對水性涂料的研究也越來越多。CN200710047452.5號申請提供一種用于鋼帶的水性涂料，是由環氧改性聚酯樹脂，交聯劑，顏料，固化催化劑和水均勻混合而成。該水性涂料具有快速干燥，漆膜堅硬，金屬附著力強，柔韌性好，耐溶劑性佳，防腐蝕優良，重金屬含量符合ROHS環保標準的優異的性能。且VOC含量低，消除對環境的污染，屬綠色環保產品。但是該涂料耐溶劑性穩定性還需進一步提高。CN 101851396A公開了一種水性環氧酯樹脂組合物及其制備方法以及用其制備的水性涂料，其以乙烯基單體自由基聚合制備含羧基乙烯基預聚物，然后用此預聚物對經脂肪酸開環反應的環氧酯樹脂進行改性，從而制備乙烯基改性的環氧酯樹脂，并以此樹脂制備水性涂料。此方法制備的水性防腐涂料，干燥速度慢，復合涂層施工間隔時間長，防腐蝕性能一般，漆膜初期耐水性較差。

然而，現有技術的水性涂料還存在一些缺陷，其性能難以和溶劑型涂料進行媲美，嚴重影響了其大規模應用；比如，水性涂料不易涂裝或涂裝后易產生缺陷，或者含酯鍵的樹脂易水解，影響涂料的儲存和使用，再者涂裝過程受氣候的影響明顯，這些都在一定程度上制約了水性涂料的大規模應用，因而，開發一種綜合性能能夠與溶劑型涂料媲美的水性涂料是一項意義重大的課題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種綜合性能，如使用性、耐久性、涂裝性、存儲性以及化學穩定性等性能優異的有機-無機水性涂料。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種納米TiO₂改性水性復合涂料，所述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液10～15％，聚乙烯醇溶液20～25％，硅溶膠3～4％，羥甲基纖維素溶液2～4％，成膜助劑2～3％，納米TiO₂3～4％，膨潤土2～3％，分散劑0.1-0.6％，消泡劑0.4-0.6％，顏填料30～40％，去離子水余量補足。

其中，所述涂料由如下組分制成：丙烯酸乳液12％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶膠3.5％，羥甲基纖維素溶液3％，成膜助劑2.5％，納米TiO₂3.5％，膨潤土2.5％，分散劑0.3％，消泡劑0.5％，顏填料35％，去離子水余量補足。

所述成膜助劑為Texanol酯醇或醇酯12。

所述丙烯酸乳液的固含量為45～50％，所述硅溶膠的固含量為20～25％。

所述納米TiO₂的顆粒粒徑為20～50nm。

所述分散劑為SN-5040分散劑，所述消泡劑為NXZ消泡劑。

所述顏填料顏料為金紅石型鈦白，填料為云母粉、滑石粉、碳酸鈣中的一種或幾種，兩者的質量比為1：3。

另外，本發明還要求保護所述納米TiO₂改性水性復合涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在生產釜中加入配方量的去離子水，在600-800r/min的攪拌速度下依次加入配方量的羥甲基纖維素溶液，顏填料，分散劑和膨潤土攪拌分散40-50min；

(2)然后在同樣的攪拌速度下將消泡劑、聚乙烯醇溶液以及成膜助劑依次加入，繼續攪拌20-30min得混合漿料，并研磨至細度小于30μm；