專利名稱：一種防腐納米水性建筑涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料及其制備方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于防止金屬腐 蝕的納米水性建筑涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕給國民經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失。在我國，由于金屬腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失 高達(dá)300億元以上，占國民生產(chǎn)總值的4%。長期以來，人們一直采用多種技術(shù)對金屬加以 保護(hù)以防止腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。對于金屬設(shè)備最有效、最常用的方法之一就是在金屬表面涂 覆防護(hù)涂層，以隔絕腐蝕介質(zhì)與金屬基體的接觸。目前金屬表面涂覆的防腐蝕涂層通常采 用的是溶劑型涂料。盡管它們具有抑制腐蝕的作用，但由于含有對人體造成損害的有害氣 體(氨等)和重金屬(如鉛等)，從而造成了環(huán)境污染問題。因此，近年來水性涂料、粉末涂 料、高固體分涂料和輻射固化涂料等經(jīng)濟(jì)高效、生態(tài)環(huán)保型涂料發(fā)展較快。同時(shí)，高性能顏料納米化后，表現(xiàn)出許多優(yōu)異的特性，如高比表面效應(yīng)、小尺寸效 應(yīng)、界面效應(yīng)等等。并且，納米材料對紫外線有極強(qiáng)的屏蔽作用，可大大緩解陽光對特定的 破壞，這點(diǎn)對于室外的金屬材料涂層尤為重要。近年來，有相關(guān)資料報(bào)導(dǎo)了關(guān)于研究與開發(fā)防腐涂料，并得到了廣泛應(yīng)用，而且品 種較多。但由改性納米顏料(特別是改性納米二氧化鋯)制得的水性防腐涂料在國內(nèi)外尚 未見有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，提供了一種防腐納米水性涂料，該涂料 以改性納米級顏料為基礎(chǔ)，再配以其他無毒材料配制而成，其防腐效果好，特別是抗紫外 線，并且不含溶劑，無毒環(huán)保，特別適用于金屬的防腐，尤其是室外的金屬構(gòu)件。本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)在一個技術(shù)方案中，本發(fā)明提供了一種涂料，該涂料包括改性納米顏料、水、改性 樹脂、潤濕劑、乳化劑、成膜劑、成膜助劑、增稠劑、分散劑、消泡劑、偶聯(lián)劑、固化劑、PH調(diào)節(jié) 齊U，其中各組分的重量配比為改性納米級顏料35-55、水10-30、樹脂25-40、潤濕劑0. 05-1, 乳化劑0. 5-2、成膜劑3-5、成膜助劑2-3、增稠劑0. 5_1、分散劑0. 1-0. 5、消泡劑0. 01-0. 2、 偶聯(lián)劑3-5、pH調(diào)節(jié)劑0. 05-0. 15，其中改性納米顏料為改性納米二氧化鋯，并且該改性納 米二氧化鋯通過以下方法制得稱取10g碳酸鋯，加入過量硫酸并攪拌，得到硫酸鋯；配制 1N碳酸氫銨溶液，以10-15ml/min的速度滴加到硫酸鋯溶液中；不斷攪拌直至沉淀完全，靜 置后抽濾，洗滌，再用無水乙醇提取，將得到的固體干燥，然后在350°C以上的高溫灼燒，冷 卻后研磨，經(jīng)測定，90%以上顆粒的粒徑< lOOnm，獲得納米二氧化鋯；將10g上述制備的納 米二氧化鋯置于300mL無水乙醇中，攪拌回流30min，停止回流，保持溫度在70°C，加入硬脂 酸，繼續(xù)攪拌lh，冷卻，過濾，干燥，獲得改性納米二氧化鋯。水性涂料中可用的助劑是公知的，但在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，改性樹脂
3為水溶性丙烯酸樹脂；潤濕劑為市售P-100、乳化劑為市售PS-630 ；成膜劑為聚氨酯；成膜 助劑為市售DH-1700 ；增稠劑為羥丙基甲基纖維素；分散劑是市售DH-304 ；消泡劑為市售 SPG-10 ；偶聯(lián)劑為鈦酸酯；pH調(diào)節(jié)劑為AMP-95。這些助劑是涂料領(lǐng)域中常用的，可方便購 得，并且都適用于水性涂料中，無毒環(huán)保。在另一個技術(shù)方案中，本發(fā)明提供了該涂料的制備方法，按照上述比例稱取原料， 將改性納米二氧化鋯、改性樹脂、潤濕劑、分散劑攪拌均勻，然后加入水、乳化劑、成膜劑、成 膜助劑、增稠劑、消泡劑和偶聯(lián)劑，再次攪拌均勻，然后采用高速剪切乳化機(jī)，乳化30分鐘， 最后加入pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻；并且該改性納米二氧化鋯通過以下方法制得稱取10g碳 酸鋯，加入過量硫酸并攪拌，得到硫酸鋯；配制1N碳酸氫銨溶液，以10-15ml/min的速度滴 加到硫酸鋯溶液中；不斷攪拌直至沉淀完全，靜置后抽濾，洗滌，再用無水乙醇提取，將得 到的固體干燥，然后在350°C以上的高溫灼燒，冷卻后研磨，經(jīng)測定，90%以上顆粒的粒徑 < lOOnm，獲得納米二氧化鋯；將10g上述制備的納米二氧化鋯置于300mL無水乙醇中，攪 拌回流30min，停止回流，保持溫度在70°C，加入硬脂酸，繼續(xù)攪拌lh，冷卻，過濾，干燥，獲 得改性納米二氧化鋯。本發(fā)明的涂料與現(xiàn)有技術(shù)中的涂料相比，采用了改性納米級的二氧化鋯，具有比 普通納米二氧化鋯更強(qiáng)的抗紫外吸收能力，因此抗蝕性更強(qiáng)。并且，涂層平滑、平整，具有金 屬光澤；制備、使用方便；沒有使用溶劑，因此無毒、無味、環(huán)保。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11.制備改性納米二氧化鋯并且該改性納米二氧化鋯通過以下方法制得稱取10g碳酸鋯，加入過量硫酸并 攪拌，得到硫酸鋯；配制1N碳酸氫銨溶液，以10-15ml/min的速度滴加到硫酸鋯溶液中； 不斷攪拌直至沉淀完全，靜置后抽濾，洗滌，再用無水乙醇提取，將得到的固體干燥，然后在 350°C以上的高溫灼燒，冷卻后研磨，經(jīng)測定，90%以上顆粒的粒徑< lOOnm，獲得納米二氧 化鋯；將10g上述制備的納米二氧化鋯置于300mL無水乙醇中，攪拌回流30min，停止回流， 保持溫度在70°C，加入硬脂酸，繼續(xù)攪拌lh，冷卻，過濾，干燥，獲得改性納米二氧化鋯。2.制備涂料按照如下的重量配比稱取各原料改性納米級顏料35-55、水10-30、改性樹脂 25-40、潤濕劑0. 05-1、乳化劑0. 5-2、成膜劑3_5、成膜助劑2_3、增稠劑0. 5_1、分散劑 0. 1-0. 5、消泡劑0. 01-0. 2、偶聯(lián)劑3-5、pH調(diào)節(jié)劑0. 05-0. 15，其中改性納米級顏料為以上 步驟1中制得的改性納米二氧化鋯；將改性納米二氧化鋯、改性樹脂、潤濕劑、分散劑攪拌 均勻，然后加入水、乳化齊IJ、成膜齊IJ、成膜助齊IJ、增稠齊IJ、消泡劑和偶聯(lián)劑，再次攪拌均勻，然 后采用高速剪切乳化機(jī)，乳化30分鐘，最后加入pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻。實(shí)施例21.制備改性納米二氧化鋯制備方法同以上實(shí)施例12.制備涂料按照如下的重量配比稱取各原料步驟1中制得的改性納米二氧化鋯55、水30、水溶性丙烯酸樹脂40、市售P-1001、市售PS-6302、聚氨酯5、市售DH-17003、羥丙基甲基纖維素1、市售DH-3040. 5、市售SPG-100. 2、鈦酸酯5、AMP-950. 15 ； 將改性納米二氧化鋯、水溶性丙烯酸樹脂、P-100、DH-304攪拌均勻，然后加入水、PS-630、聚 氨酯、DH-1700、羥丙基甲基纖維素、SPG-10和鈦酸酯，再次攪拌均勻，然后采用高速剪切乳 化機(jī)，乳化30分鐘，最后加入AMP-95，攪拌均勻。實(shí)施例31.制備改性納米二氧化鋯制備方法同以上實(shí)施例12.制備涂料按照如下的重量配比稱取各原料步驟1中制得的改性納米二氧化鋯35、水10、水 溶性丙烯酸樹脂25、市售P-1000. 05、市售PS-6300. 5、聚氨酯3、市售DH-17002、羥丙基甲 基纖維素0. 5、市售DH-3040. 1、市售SPG-100. 01、鈦酸酯3、AMP-950. 05 ；將改性納米二氧 化鋯、水溶性丙烯酸樹脂、P-100、DH-304攪拌均勻，然后加入水、PS-630、聚氨酯、DH-1700、 羥丙基甲基纖維素、SPG-10和鈦酸酯，再次攪拌均勻，然后采用高速剪切乳化機(jī)，乳化30分 鐘，最后加入AMP-95，攪拌均勻。本發(fā)明的防腐納米水性涂料具有如下優(yōu)點(diǎn)全部采用水溶性成分，沒有使用溶劑， 無毒環(huán)保；成分易于獲得，普通價(jià)廉，工藝簡單，成本低，使用簡便；使用改性納米顏料，提 高了耐候性和防腐性。
權(quán)利要求
一種防腐納米水性涂料，其中包括如下重量配比的原料改性納米級顏料35-55、水10-30、樹脂25-40、潤濕劑0.05-1、乳化劑0.5-2、成膜劑3-5、成膜助劑2-3、增稠劑0.5-1、分散劑0.1-0.5、消泡劑0.01-0.2、偶聯(lián)劑3-5、pH調(diào)節(jié)劑0.05-0.15，其中改性納米顏料為改性納米二氧化鋯，并且該改性納米二氧化鋯通過以下方法制得稱取10g碳酸鋯，加入過量硫酸并攪拌，得到硫酸鋯；配制1N碳酸氫銨溶液，以10-15ml/min的速度滴加到硫酸鋯溶液中；不斷攪拌直至沉淀完全，靜置后抽濾，洗滌，再用無水乙醇提取，將得到的固體干燥，然后在350℃以上的高溫灼燒，冷卻后研磨，經(jīng)測定，90％以上顆粒的粒徑＜100nm，獲得納米二氧化鋯；將10g上述制備的納米二氧化鋯置于300mL無水乙醇中，攪拌回流30min，停止回流，保持溫度在70℃，加入硬脂酸，繼續(xù)攪拌1h，冷卻，過濾，干燥，獲得改性納米二氧化鋯。
2.一種防腐納米水性涂料的制備方法，其包括如下步驟(1)制備改性納米二氧化鋯并且該改性納米二氧化鋯通過以下方法制得稱取10g碳酸鋯，加入過量硫酸并攪拌， 得到硫酸鋯；配制1N碳酸氫銨溶液，以10-15ml/min的速度滴加到硫酸鋯溶液中；不斷攪 拌直至沉淀完全，靜置后抽濾，洗滌，再用無水乙醇提取，將得到的固體干燥，然后在350°C 以上的高溫灼燒，冷卻后研磨，經(jīng)測定，90%以上顆粒的粒徑< lOOnm，獲得納米二氧化鋯； 將10g上述制備的納米二氧化鋯置于300mL無水乙醇中，攪拌回流30min，停止回流，保持溫 度在70°C，加入硬脂酸，繼續(xù)攪拌lh，冷卻，過濾，干燥，獲得改性納米二氧化鋯；(2)制備涂料按照如下的重量配比稱取各原料改性納米級顏料35-55、水10-30、改性樹脂25-40、 潤濕劑0. 05-1、乳化劑0. 5-2、成膜劑3-5、成膜助劑2-3、增稠劑0. 5_1、分散劑0. 1-0. 5、消 泡劑0. 01-0. 2、偶聯(lián)劑3-5、pH調(diào)節(jié)劑0. 05-0. 15，其中改性納米級顏料為以上步驟1中制 得的改性納米二氧化鋯；將改性納米二氧化鋯、改性樹脂、潤濕劑、分散劑攪拌均勻，然后加 入水、乳化劑、成膜劑、成膜助劑、增稠劑、消泡劑和偶聯(lián)劑，再次攪拌均勻，然后采用高速剪 切乳化機(jī)，乳化30分鐘，最后加入pH調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防腐納米水性涂料，該涂料以改性納米級顏料(特別是改性納米二氧化鋯)為基礎(chǔ)，再配以其他無毒材料配制而成，其防腐效果好，特別是抗紫外線，并且不含溶劑，無毒環(huán)保，特別適用于金屬的防腐，尤其是室外的金屬構(gòu)件。
文檔編號C09D7/12GK101857737SQ20101022116
公開日2010年10月13日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者尚振國, 張永軍, 李飛云, 王喆, 王曉梅, 王靜波, 致栓明, 蘇仲杰, 解成剛, 郝林, 韓平, 馬政, 高亮 申請人:內(nèi)蒙古興泰建筑有限責(zé)任公司