[發明專利]一種納米級纖維素功能摻雜改性涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810817984.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109054584B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 程凡;黃小蕓;祁海松;劉德禮;蔣學兵
• 申請（專利權）人: 清遠粵綠新材料技術有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D129/14;C09D161/20;C09D167/08;C09D133/00;C09D175/04;C09D5/14;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林

本發明專利公開了一種納米級纖維素功能摻雜改性涂料及其制備方法。本專利采用將具有一維納米尺寸(5?100nm)的納米纖維素功能摻雜改性涂料，構成由軟體的樹脂高分子鏈結構和硬體的超高長徑比的納米纖維素結構組成的復合體系，利用納米纖維素的表面功能化及其界面結構增韌的原理以及一維納米纖維素與高分子大分子鏈形成交叉網狀的優勢，大大增加涂料表層的韌度、耐沖擊、硬度及表面強度，防止涂料固化后使用過程中因溫度高低而導致涂層表面產生裂縫、龜裂等缺陷。可適用于水性或油性涂料，該專利技術改性制備的涂料制品具有極為優異的韌度、硬度及表面強度、成本低，可在木器、金屬、汽車、塑料、玻璃、建筑表面等多種材質領域大規模應用。

技術領域

本發明專利涉及高性能涂料的制造領域，尤其是涉及一種納米級纖維素功能摻雜改性涂料及其制備方法，該涂料產品可在室內裝飾、汽車、建筑工裝、木器、金屬、塑料、玻璃、建筑表面等多種材質領域大規模應用。

背景技術

室內用涂料主要分為水性涂料和溶劑性涂料兩種，在建筑、汽車、船舶、航空等各個領域獲得廣泛應用，市場容量巨大。目前,大多數建筑涂料在長時間應用后,都存在涂層開裂現象。主要原因是建筑墻體的水泥基材在施工中留下表面裂縫、孔隙等缺陷,而這些缺陷會造成附著在表面的涂料產生裂縫,不僅影響美觀,也會造成房屋滲漏。目前較有效的方法是采用采用環氧樹脂等修補裂縫或用其他涂料修補，但造成了二次工序，且不能根本上解決涂料的質量問題。本專利技術通過添加納米纖維素至涂料體系中，構成由軟體的高分子鏈結構和硬體的納米纖維素結構，從界面結構增韌的原理并利用一維納米纖維素與高分子大分子鏈形成交叉網狀的優勢，大大增加涂料表層的韌度、硬度及表面強度，防止涂料固化后使用過程中因溫度高低而導致涂層表面產生裂縫、龜裂等缺陷。

發明內容

本發明專利的主要目的在于直接納米纖維素制備表面強度優異的涂料制品，克服因涂料表面膜膠黏力不夠而導致龜裂或裂縫等不良現象。為提供一種生產工藝簡單、強度和粘結性能好、耐水性好、優異表面強度的涂料制品制備方法。

本發明專利的技術原理在于通過添加功能改性的納米纖維素至涂料體系中，構成由軟體的高分子鏈結構和硬體的納米纖維素結構，從界面結構增韌的原理并利用一維納米纖維素與高分子大分子鏈形成交叉網狀的優勢，大大增加涂料表層的韌度、硬度及表面強度，從而在涂料受到外界惡劣環境的影響下易開裂等現象，提高涂料制品的質量與性能。

本發明專利的目的通過如下技術方案實現：

(1)納米纖維素的準備：通過從木質或非木質原料中分離出直徑尺寸5-100nm的納米纖維素，進行化學表面功能化改性，改性成強親水性納米纖維素和強疏水性納米纖維素，主要目的是為了適應不同水性涂料和溶劑型涂料的界面需求。

(2)納米纖維素改性工藝：對于水性涂料用途的納米纖維素親水性改性，將納米纖維素與水溶性改性試劑按照質量比例為1：4攪拌混合后并分散于水中后，將溫度上升至60-90℃，反應1-5h，然后通過除去殘余水溶性改性試劑及其副產物，將反應后的納米纖維素分別分散到水中，得到質量分數為0.1％的親水性納米纖維素分散液A。對于溶劑型涂料用途的納米纖維素疏水性改性，將納米纖維素與脂肪直鏈烴或環狀脂肪鏈烴結構的改性試劑，按照質量比例為1：3攪拌混合后并分散于無水乙醇中后，將溫度上升至120-170℃，反應1-4h，然后通過除去殘余改性試劑及其副產物，將反應后的納米纖維素分散到水中，得到質量分數為0.1％的疏水性納米纖維素分散液B。