專利名稱：一種水性納米卷材涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種水性納米卷材涂料及其制備技術(shù)，涉及利用納米技術(shù)、納米材料對(duì)傳統(tǒng)卷材涂料材料和化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行改性、升級(jí)制備出一種水性納米卷材涂料。具體涉及一種由無(wú)機(jī)納米材料、原材料、顏、填料和丙烯酸乳液等復(fù)合制備的用于金屬(如鋼板、冷軋板、鍍鋅板和鋁板)卷材表面涂裝用的水性納米卷材涂料及其制備方法。屬于卷材涂料、涂裝工業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)用于金屬卷材表面涂裝的傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料、涂裝工業(yè)已有30余年，尤其近幾年來(lái)有較快的發(fā)展。但是，由于傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料和卷材涂裝工藝造成的工業(yè)污染(如:鈍化用的六價(jià)鉻、溶劑型卷材涂料中的V0C、甲醛、苯系物和惡臭)的毒害性氣體和工業(yè)廢水的排放，造成了工業(yè)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的嚴(yán)重污染，破壞了人類的生存環(huán)境，危害了人類的生命健康。這一嚴(yán)重后果已引起了我國(guó)政府和世界各國(guó)的關(guān)注。進(jìn)入21世紀(jì)，生態(tài)環(huán)境安全是人類面臨的最富有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵問(wèn)題。因此，所有涂料、涂裝工業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品必須從人類生存的環(huán)境安全角度重新考量。低碳、環(huán)保的水性化和無(wú)鈍化涂料、涂裝是未來(lái)卷材涂料、涂裝工業(yè)科技發(fā)展的方向和必然趨勢(shì)，也是衡量該工業(yè)科技水平和工業(yè)及產(chǎn)品安全的重要標(biāo)志。因此，以歐洲為代表的一些發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始對(duì)傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料、涂裝工藝的環(huán)?；脑?，替代溶劑型卷材涂料和改善鈍化污染的卷材涂裝工藝已成為世界各國(guó)的研究重點(diǎn)。用傳統(tǒng)的微米技術(shù)進(jìn)行水性卷材涂料與涂裝工藝的研究，雖然與目前的傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料的涂裝工藝流程及涂裝設(shè)備大徑相同，也可以消除溶劑型卷材涂料、涂裝的工業(yè)污染。但是使用傳 統(tǒng)的微米技術(shù)和材料進(jìn)行水性卷材涂料與涂裝工藝改造后的水性卷材涂料的生產(chǎn)成本提高，而產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)性能反而降低，很難達(dá)到目前卷材涂料、涂裝的工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。并且，由于成本過(guò)高對(duì)卷材涂裝工業(yè)的下游缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)的微米技術(shù)缺乏科技含量，涂裝工藝仍然與溶劑型卷材涂料的涂裝工藝相同，沒(méi)有簡(jiǎn)化，資源和能源的消耗依然很高，涂裝生產(chǎn)的綜合成本仍然較高、卷材涂料水性化這一關(guān)鍵性技術(shù)門(mén)檻，多年來(lái)在國(guó)內(nèi)外很難有突破性進(jìn)展，嚴(yán)重地影響和制約了我國(guó)卷材涂料與涂裝工業(yè)領(lǐng)域整體技術(shù)水平和工業(yè)的發(fā)展。這也是國(guó)內(nèi)外水性卷材涂料、涂裝工藝技術(shù)研究多年來(lái)進(jìn)展緩慢的主要原因。傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料上線涂裝采取:“底涂、面涂、背涂”的涂裝工藝，為了減少溶劑型卷材涂料在涂裝過(guò)程中產(chǎn)生毒害氣體排放的污染，多年來(lái)在傳統(tǒng)的卷材涂裝過(guò)程中利用二次升溫燃燒的辦法將釋放的毒害性氣體回收燃燒，用以減少溶劑型卷材涂料在涂裝過(guò)程中產(chǎn)生毒害氣體排放的污染。這種傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料的涂裝工藝造成能源的高耗、資源的浪費(fèi)和高污染的排放，嚴(yán)重地制約了我國(guó)卷材涂料、涂裝工業(yè)的發(fā)展。
目前，國(guó)內(nèi)有200多家卷材涂裝生產(chǎn)企業(yè)，近400條涂裝生產(chǎn)線，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)總量約1000萬(wàn)噸，由于傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料和涂裝工藝的污染和技術(shù)等因素，造成卷材的年生產(chǎn)總量不足330萬(wàn)噸，僅是我國(guó)卷材涂裝生產(chǎn)線年設(shè)計(jì)生產(chǎn)總量的I / 3，長(zhǎng)期以來(lái)整個(gè)工業(yè)處于產(chǎn)品單一、質(zhì)量低下、重復(fù)生產(chǎn)和市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)的狀態(tài)。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的溶劑型卷材涂料和涂裝工藝是很難實(shí)現(xiàn)該工業(yè)安全、環(huán)保、低碳節(jié)能和產(chǎn)品升級(jí)；而傳統(tǒng)的微米級(jí)技術(shù)進(jìn)行水性卷材涂料與涂裝的研究，很難突破水性卷材涂料與涂裝的關(guān)鍵性技術(shù)門(mén)檻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水性納米卷材涂料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述水性納米卷材涂料的制備方法。本發(fā)明的一種水性納米卷材涂料技術(shù)，是利用納米技術(shù)和納米材料對(duì)傳統(tǒng)卷材涂料材料進(jìn)行納米復(fù)合、改性、升級(jí)，突破了水性卷材涂料與涂裝的關(guān)鍵性技術(shù)門(mén)檻。實(shí)現(xiàn)了卷材涂料與涂裝的水性化，在全面提高卷材涂料、涂裝的工藝技術(shù)水平與產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)消除傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料和涂裝工藝產(chǎn)生的工業(yè)污染。初步實(shí)現(xiàn)了該工業(yè)安全、環(huán)保、高效、低碳節(jié)能和產(chǎn)品 的升級(jí)。為我國(guó)水性納米卷材涂料與涂裝工業(yè)領(lǐng)域整體技術(shù)水平升級(jí)和工業(yè)的發(fā)展提供了科學(xué)的依據(jù)和工藝基礎(chǔ)。發(fā)展水性納米卷材涂料與無(wú)鈍化涂裝工業(yè),促進(jìn)卷材涂料、涂裝工藝及產(chǎn)品的優(yōu)化、升級(jí)，實(shí)現(xiàn)該工業(yè)安全、環(huán)保、高效、低碳節(jié)能的目的，打造出一個(gè)全新的環(huán)境友好型水性納米卷材涂料、涂裝工業(yè)，這是國(guó)內(nèi)外卷材涂料、涂裝工業(yè)整體科技、材料重點(diǎn)研究的課題和發(fā)展方向，更是該工業(yè)和國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是利用納米技術(shù)和納米材料對(duì)傳統(tǒng)的溶劑型卷材涂料的材料進(jìn)行復(fù)合、改性、升級(jí)處理，制備出一種用于卷材涂裝工業(yè)的環(huán)保型水性納米卷材涂料，提出一種所述水性納米卷材涂料的制備方法。作為傳統(tǒng)的溶劑型卷材涂料的升級(jí)換代產(chǎn)品和改變傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料的生產(chǎn)工藝和涂裝工藝。本發(fā)明的主要內(nèi)容是提供一種納米技術(shù)和納米材料，對(duì)傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料材料和化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行改性處理，經(jīng)復(fù)合升級(jí)后制備出一種水性納米卷材涂料。本發(fā)明的水性納米卷材涂料的質(zhì)量與涂層的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)與傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料的質(zhì)量與涂層的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)相同或超過(guò)的同時(shí)，沒(méi)有溶劑型卷材涂料的毒害性物質(zhì)排放，遇火不燃、不爆安全可靠。在卷材涂裝過(guò)程中不產(chǎn)生工業(yè)污染。并且可以省略底涂直接面涂，將傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料三烘三涂的涂裝工藝簡(jiǎn)化為二烘二涂，顯著地節(jié)約了能源、資源，降低了涂裝生產(chǎn)的綜合成本，提高了生產(chǎn)效率，為卷材涂裝生產(chǎn)企業(yè)增產(chǎn)、增效的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了該工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排、安全環(huán)保、低碳、高效生產(chǎn)，促進(jìn)該工業(yè)領(lǐng)域整體技術(shù)升級(jí)的目的。由于傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料經(jīng)專用涂裝生產(chǎn)線48— 80秒、板溫180— 220°C快速高溫固化成膜后，涂膜的化學(xué)性能、力學(xué)性能、施工性能和裝飾效果等技術(shù)指標(biāo)都要達(dá)到HG/T3830-2006《熱固性卷材涂料》標(biāo)準(zhǔn)要求。所以卷材涂料、涂裝工業(yè)的技術(shù)水平難度是代表一個(gè)國(guó)家涂料、涂裝工業(yè)整體技術(shù)水平的標(biāo)志。針對(duì)傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料產(chǎn)品和涂裝工藝技術(shù)缺陷，本發(fā)明的水性納米卷材涂料，首先利用無(wú)機(jī)材料的無(wú)毒害性、無(wú)異味和不燃燒特性，作為卷材涂料的基礎(chǔ)粉體材料，使卷材涂料的基礎(chǔ)粉體材料具備了無(wú)毒害、無(wú)異味和不燃燒性，利用納米技術(shù)和納米材料對(duì)其中的水性丙烯酸乳液、水溶性環(huán)氧樹(shù)脂和水溶性功能助劑等成膜物質(zhì)進(jìn)行復(fù)合、升級(jí)改性，有效的完成卷材涂料水性化后，利用多種納米粉體材料對(duì)涂層結(jié)構(gòu)中大顆粒的微米材料間隙進(jìn)行填充，進(jìn)行涂層微結(jié)構(gòu)和涂層界面的優(yōu)化改性，使涂層在納米一微米材料多效應(yīng)組合的協(xié)同作用下，產(chǎn)生涂層功能的增強(qiáng)效應(yīng)，有效地克服了微米技術(shù)水性卷材涂料的性能降低的缺陷，顯著地提高了水性卷材涂料的技術(shù)性能。在制備過(guò)程中，選擇添加質(zhì)量穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不產(chǎn)生有害氣體、不腐蝕生產(chǎn)設(shè)備和抑煙效果良好的助劑，使得水性納米卷材涂料涂層中的少量有機(jī)材料(乳液和助劑)得到有效的抑煙，顯著的提高了水性納米卷材涂料的環(huán)保效果。利用金紅石型無(wú)機(jī)納米氧化鈦(TiO2 )的高折射系數(shù)，低消光性能，高反射率和光觸媒性能，提高水性納米卷材涂料涂層的光學(xué)和抗老化性能。提高水性納米卷材涂料涂層的使用效果，延長(zhǎng)有效使用年限。本發(fā)明涉及一種水性納米卷材涂料。所述水性納米卷材涂料其特征在于是由下述組分組成的，以重量份計(jì):
水性納米復(fù)合懸浮乳液15 20 ;
丙烯酸乳液30 40 ;
合成漿料35 45
功能助劑3 5 ;
顏料I 3 ;
所述的水性納米懸浮乳液是由3 5重量份苯丙乳液、3 5重量份純丙乳液、2 4重量份水溶性環(huán)氧樹(shù)脂和0.3 08重量份納米氧化鋯組成的。所述的合成漿料由0.3 0.8重量份納米氧化鈦、0.5 1.0重量份納米氧化鋅、25 35重量份鈦白粉、3 5重量份粉體填料和10 13重量份去離子水組成。所述的丙烯酸乳液由等重量的苯丙乳液和純丙乳液組成。所述的納米氧化鈦是金紅石型納米氧化鈦,其比表面積150 300 m2 / g、納米氧化鈦粒子的粒徑20 150nm。所述的納米氧化鋅的比表面積為200 400 m2 / g、納米氧化鋅粒子的粒徑5_30nmo所述的納米氧化錯(cuò)的比表面積為80 250 m2 / g、納米粒子的粒徑150_200nm。所述的鈦白粉是選自的粒徑0.5 5微米金紅石型鈦白粉。所述的顏料是根據(jù)市場(chǎng)用戶的需要選用的任一顏色的顏料。所述的粉體填料選自粒徑3 10微米的硫酸鋇、高嶺土或硅藻土。所述的功能助劑是一種或任意種比例組合的殺菌劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、增稠劑和成膜助劑的助劑。凡是具有上述這種功能而又不會(huì)損壞本發(fā)明水性納米卷材涂料性能的這些功能助劑都可以用于本發(fā)明。本發(fā)明使用的例如分散劑6527、流平劑2020，潤(rùn)濕劑X-405，例如選自北京興美亞
化工有限公司銷售的產(chǎn)品。

本發(fā)明使用的例如消泡劑4201、殺菌劑A — 04和成膜助劑TCP — 95，例如選自北
京尼美化工有限公司銷售的產(chǎn)品。
本發(fā)明使用的例如增稠劑8W，例如選自廣州黑馬化工有限公司銷售的產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及所述水性納米卷材涂料的制備方法。該制備方法的步驟如下:
A、制備水性納米復(fù)合懸浮乳液
將3 5重量份苯丙乳液、3 5重量份純丙乳液、2 4重量份水溶性環(huán)氧樹(shù)脂和0.3 08重量份納米氧化鋯裝入密封的均質(zhì)乳化機(jī)中進(jìn)行攪拌混合，使納米氧化鋯在這些乳液中充分分散、混融復(fù)合均勻后，得到一種水性納米復(fù)合懸浮乳液；
B、制備合成漿料
將0.3 0.8重量份納米氧化鈦、0.5 1.0重量份納米氧化鋅、25 35重量份鈦白粉、3 5重量份粉體填料和10 13重量份去離子水裝入密封的均質(zhì)乳化機(jī)中進(jìn)行高速剪切研磨得到一種預(yù)混漿料；然后，進(jìn)行攪拌混合，使納米氧化鈦、納米氧化鋅、鈦白粉和粉體填料在去離子水中充分分散、復(fù)合均勻后，得到所述的合成漿料；
C、制備水性納米卷材涂料
將30 40重量份丙烯酸乳液(其中:苯丙乳液和純丙乳液等重量)與步驟A得到的水性納米復(fù)合懸浮乳液15 20重量份、步驟B得到的35 45重量份合成漿料和3 5重量份功能助劑裝入密封的均質(zhì)乳化機(jī)中進(jìn)行攪拌，充分分散混合后根據(jù)用戶要求加入I 3重量份顏料調(diào)色后得到所述的水性納米卷材涂料。下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。本發(fā)明使用的水性丙烯酸乳液(苯丙乳液、純丙乳液)為丙烯酸酯與有機(jī)硅共聚物，具有優(yōu)異的柔韌性、粘接性`、耐水性、耐候性、耐積塵性和耐紫外線及不易黃變等性能。由于其通用性及多樣性，已在涂料行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用的公知材料。所述的水性丙烯酸乳液(苯丙乳液、純丙乳液)在水性納米卷材涂料中作為成膜物質(zhì)，以水為溶劑，無(wú)毒無(wú)害，不燃不爆，為環(huán)保型產(chǎn)品?？梢圆捎帽本〇|方化工有限公司以商品名苯丙乳液AS-103、純丙乳液2#專供銷售的產(chǎn)品。本發(fā)明使用的水溶性環(huán)氧樹(shù)脂是由環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)水溶改性而成，其具有優(yōu)異的粘接性、耐水性、耐積塵性和提高涂膜硬度等性能。由于其通用性范圍廣泛，已在涂料行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用的公知材料，無(wú)毒無(wú)害，不燃不爆，為環(huán)保型產(chǎn)品?？梢圆捎媚壳笆袌?chǎng)上銷售的產(chǎn)品，如由上海綠嘉化工有限公司以商品名環(huán)氧樹(shù)脂G-08作為市場(chǎng)上銷售的
女口
廣叩ο所述的水性納米復(fù)合懸浮乳液和水性丙烯酸乳液在水性納米卷材涂料中作為成膜物質(zhì)。在本發(fā)明中，所述的納米粒子的比表面積、是根據(jù)美國(guó)Coulter公司Omnisorp100CX型比表面積分析儀，利用氮吸附法測(cè)定得到的。所述的納米粒子的粒徑是使用掃描電鏡用本征分析法測(cè)定得到的。在本發(fā)明中，所述的水性應(yīng)該理解是根據(jù)產(chǎn)品的環(huán)保技術(shù)要求，所使用的各種材料(如:水性丙烯酸乳液(苯丙乳液、純丙乳液)、水溶性環(huán)氧樹(shù)脂、各種功能助劑、顏、填料等)均適用于水作稀釋劑的材料。本發(fā)明使用的各種納米材料(如納米氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯)應(yīng)該是親水性的。必須是經(jīng)納米粒子分散技術(shù)處理的穩(wěn)定分散的納米粉體材料。
所謂穩(wěn)定分散應(yīng)該理解是:納米粉體顆粒極易團(tuán)聚，團(tuán)聚會(huì)使納米材料喪失納米效應(yīng)和功能，解開(kāi)納米團(tuán)聚體，實(shí)現(xiàn)納米顆粒單分散是發(fā)揮納米效應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。也是決定本發(fā)明水性納米卷材涂料實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合改性成功的前提。本發(fā)明使用的納米氧化鈦TiO2在本發(fā)明水性納米卷材涂料中的作用是增加涂層致密性和涂層表面反射紫外線功能，提高涂層抗老化性能，可以采用舟山弘昇納米材料有限公司目前在市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品，產(chǎn)品編號(hào)DT3-1。本發(fā)明使用的納米氧化鋅ZnO在本發(fā)明水性納米卷材涂料中的作用是增加涂層致密性和涂層的防腐功能及提高涂層與基材表面鍍鋅層的結(jié)合力有效提高涂層附著力，可以采用由江蘇河海納米材料有限公司目前在市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品。本發(fā)明使用的納米氧化鋯在本發(fā)明水性納米卷材涂料中的作用是增加涂層致密性和涂層的鋼性，提高涂層表面硬度，可以采用由大連路明納米材料有限公司目前在市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品。本發(fā)明使用的無(wú)機(jī)材料(包括納米粉體、微米粉體材料)應(yīng)該理解是一種具有耐高溫、不易分解、無(wú)毒害性的無(wú)機(jī)材料。它在本發(fā)明水性納米卷材涂料中具有耐高溫、無(wú)毒害、抗老化的功能。凡是具有上述這種功能而又不會(huì)損壞本發(fā)明水性納米卷材涂料性能的這些無(wú)機(jī)粉體材料都可以用于本發(fā)明。本發(fā)明使用的無(wú)機(jī)超細(xì)粉體材料都是目前市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品，例如是由北京萬(wàn)云華銳化工有限公司、上海澤文進(jìn)出口貿(mào)易有限公司、北京興美亞化工有限公司和美國(guó)杜邦化工公司等提供的無(wú)機(jī)超細(xì)粉體材料。本發(fā)明使用的材料的比例都是經(jīng)過(guò)大量、反復(fù)實(shí)驗(yàn)及反復(fù)對(duì)照結(jié)果研究出來(lái)的。例如水性納米復(fù)合懸浮乳液的量為15 20重量份時(shí)，如果其丙烯酸乳液量大于40重量份，則丙烯酸乳液的比例量過(guò)大，水性納米復(fù)合懸浮乳液中的納米材料比例量被稀釋，納米功能受到影響，造成產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)下降而生產(chǎn)成本反而升高；反之，其丙烯酸乳液量低于30重量份，則水性納米復(fù)合懸浮乳液的比例量過(guò)大，納米材料的功能凸顯會(huì)影響其它材料技術(shù)性能的協(xié)同作用。因此其丙烯酸乳液30 40重量份的量是合適的。如果水性納米復(fù)合懸浮乳液的量為15 20、丙烯酸乳液的量為30 40重量份時(shí)，其納米氧化鈦TiO2的量低于0.5重量份，則會(huì)反射紫外線能力和光觸媒作用下降，造成涂層光學(xué)性能下降影響抗老化性能；如果其納米氧化鈦TiO2的量大于0.8重量份，雖然反射紫外線能力和光學(xué)性能增強(qiáng)，但對(duì)涂料顏色調(diào)試、顏料投放影響較大。因此其無(wú)機(jī)納米氧化鈦TiO2的量為0.3 0.8 ;重量份是合適的。如果水性納米復(fù)合懸浮乳液的量為15 20、丙烯酸乳液的量為30 40重量份時(shí)，其納米氧化鋅(ZnO)的量低于0.5重量份，則涂料的防腐能力會(huì)下降，減弱納米氧化鋅與基材表面鍍鋅層的鍵合，造成涂層與基材附著力下降；如果其納米氧化鋅(ZnO)的量大于1.0重量份，則會(huì)影響涂層結(jié)構(gòu)中其它納米材料納米整體功能的協(xié)同性作用，影響了涂層的綜合性能的平衡。因此其納米氧化鋅(ZnO)的量為0.5 10重量份是合適的。同樣地，水性納米復(fù)合懸浮乳液的量為15 20、丙烯酸乳液的量為30 40重量份時(shí)，其鈦白粉的量低于25重量份，則會(huì)影響涂層結(jié)構(gòu)材料的光學(xué)效果、降低白度和遮蓋率；如果其鈦白粉的量大于35重量份，則會(huì)使成本顯著增高；因此其鈦白粉的量為25 35重量份是合適的。 水性納米復(fù)合懸浮乳液的量為15 20、丙烯酸乳液的量為30 40重量份時(shí)，其超細(xì)粉體填料的量低于3重量份，則會(huì)降低涂層整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、增加了材料成本；如果其超細(xì)粉體填料的量大于5重量份，則會(huì)增強(qiáng)涂層結(jié)構(gòu)材料的鋼性提高了涂層的硬度，但是涂層的塑性反而下降，造成涂層的耐沖擊和T彎指標(biāo)下降；因此其超細(xì)粉體填料的量為3 5重量份是合適的。在本發(fā)明中，所述功能助劑與去離子水的量超過(guò)其所述范圍時(shí)也都會(huì)非常明顯地影響本發(fā)明水性納米卷材涂料的正常生產(chǎn)和各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)的穩(wěn)定性。本發(fā)明是根據(jù)卷材的使用環(huán)境、材料、結(jié)構(gòu)和使用要求，涂料技術(shù)性能依據(jù)HG/T3830-2006卷材涂料標(biāo)準(zhǔn)；環(huán)保要求是依據(jù)GB18582-2008標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。達(dá)到了環(huán)保標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證的要求。本發(fā)明的水性納米卷材涂料可以根據(jù)我國(guó)卷材涂裝工業(yè)的技術(shù)要求，適度調(diào)整卷材涂料的性能技術(shù)指標(biāo)，以求達(dá)到優(yōu)異的涂料品質(zhì)和良好的涂裝效果，并且使水性納米卷材涂料在生產(chǎn)與涂裝過(guò)程中達(dá)到最佳的性價(jià)比。這種技術(shù)與生產(chǎn)和產(chǎn)品與市場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案，可以大大提高水性納米卷材涂料的技術(shù)質(zhì)量水平和應(yīng)用效果，并且將傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料的涂裝工藝由三烘三涂簡(jiǎn)化為水性納米卷材涂料的兩烘兩涂的涂裝工藝，大大的簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)溶劑型卷材涂料的涂裝工藝。
采用本發(fā)明水性納米卷材涂料的技術(shù)方案所制備的水性納米卷材涂料，有效地克服了傳統(tǒng)的溶劑型卷材涂料的生產(chǎn)和涂裝工藝造成的資源和能源的浪費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率。并且在消除了傳統(tǒng)的溶劑型卷材涂料火災(zāi)隱患和工業(yè)污染的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了水性納米卷材涂料、涂裝的安全、環(huán)保、低耗、高效地進(jìn)行生產(chǎn)的目的。本發(fā)明的水性納米卷材涂料產(chǎn)品的技術(shù)性能、有害物質(zhì)含量和環(huán)保認(rèn)證指標(biāo)可以用國(guó)家規(guī)定的技術(shù)檢測(cè)和環(huán)保檢測(cè)的方法進(jìn)行。1、本發(fā)明水性納米卷材涂料技術(shù)性能的測(cè)定
測(cè)定方法與依據(jù):是按照H G / T3830— 2006卷材涂料技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。其測(cè)定結(jié)果如下:
檢測(cè)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求檢測(cè)結(jié)果
粘度(涂一4杯)，s(商定)65 (實(shí)測(cè)值)
體積固體含量(淺色漆)，%^ 4045.6
細(xì)度<25^ 5
耐溶劑擦拭(MEK)，次彡100彡1000 (無(wú)異常)
鉛筆硬度(擦傷)彡H3H
反向沖擊，kg.cm^ 90100 (無(wú)開(kāi)裂)
T彎彡3IT
杯突，mm^ 6.08.5
劃格附著力(間距I mm)，級(jí)OO
耐鹽霧性(720h)^ 2 (S3)IOOOh O (SO)
熒光紫外老化(UVA-340) 時(shí)間 960hIOOOh
變色 (2I
粉化 < IO
2、本發(fā)明水性納米卷材涂料中有毒害物質(zhì)限量的測(cè)定測(cè)定方法與依據(jù):是按照GB18582— 2008涂料中有毒害物質(zhì)限量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。其測(cè)定結(jié)果如下:
權(quán)利要求
1.一種水性納米卷材涂料，其特征在于它是由下述物質(zhì)組成的: 水性納米復(fù)合懸浮乳液，丙烯酸乳液，合成漿料，功能助劑和顏料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性納米卷材涂料，其特征在于，所述涂料的組成物以重量份計(jì): 水性納米復(fù)合懸浮乳液15 20 ; 丙烯酸乳液30 40 ;合成漿料35 45功能助劑3 5 ;顏料I 3 ; 其中:所述的水性納米懸浮乳液由苯丙乳液、純丙乳液、水溶性環(huán)氧樹(shù)脂和納米氧化鋯組成； 所述的丙烯酸乳液由苯丙乳液和純丙乳液組成； 所述的合成漿料由納米氧化鈦、納米氧化鋅、鈦白粉、粉體填料和去離子水組成； 所述的功能助劑是一種或任意種比例組合的殺菌劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑的助劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料，其特征在于: 所述的水性納米懸浮乳液由3 5重量份苯丙乳液、3 5重量份純丙乳液、2 4重量份水溶性環(huán)氧樹(shù)脂和0.3 08重量份納米氧化鋯組成； 所述的丙烯酸乳液由等重量的苯丙乳液和純丙乳液組成； 所述的合成漿料由0.3 0.8重量份納米氧化鈦、0.5 1.0重量份納米氧化鋅、25 35重量份鈦白粉、3 5重量份粉體填料和10 13重量份去離子水組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料,其特征在于,所述的納米氧化鈦TiO2是金紅石型納米氧化鈦，其比表面積為150 300 m2 / g、納米粒子的粒徑20 150nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料,其特征在于所述的納米氧化鋅ZnO的比表面積為200 400 m2 / g、納米粒子的粒徑5-30nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料，其特征在于，所述的納米氧化鋯的比表面積為80 250 m2 / g、納米粒子的粒徑150-200nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料，其特征在于，所述的鈦白粉是選自的粒徑0.5 5微米金紅石型鈦白粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料,其特征在于: (1)粉體填料選自粒徑3 10微米的硫酸鋇、高嶺土或娃藻土； (2)顏料根據(jù)市場(chǎng)用戶的需要進(jìn)行選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性納米卷材涂料，其特征在于，所述的功能助劑是一種或多種選自殺菌劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑的助劑。
10.一種水性納米卷材涂料的制備方法，制備步驟如下: A、制備水性納米復(fù)合懸浮乳液將3 5重量份苯丙乳液、3 5重量份純丙乳液、2 4重量份水溶性環(huán)氧樹(shù)脂和.0.3 08重量份納米氧化鋯裝入密封的均質(zhì)乳化機(jī)中進(jìn)行攪拌混合，使納米氧化鋯在這些乳液中充分分散、混融復(fù)合均勻后，得到一種水性納米復(fù)合懸浮乳液； B、制備合成漿料 將0.3 0.8重量份納米氧化鈦、0.5 1.0重量份納米氧化鋅、25 35重量份鈦白粉、3 5重量份粉體填料和10 13重量份去離子水裝入密封的均質(zhì)乳化機(jī)中進(jìn)行高速剪切研磨得到一種預(yù)混漿料；然后，進(jìn)行攪拌混合，使納米氧化鈦、納米氧化鋅、鈦白粉和粉體填料在去離子水中充分分散、復(fù)合均勻后，得到所述的合成漿料； C、制備水性納米卷材涂料 將30 40重量份丙烯酸乳液、由步驟A得到的15 20重量份水性納米復(fù)合懸浮乳液、由步驟B得到的35 45重量份合成漿料和3 5重量份功能助劑裝入密封的均質(zhì)乳化機(jī)中進(jìn)行攪拌，充分分散混合后根據(jù)用戶要求加入I 3重量份顏料調(diào)色后得到所述的水性納米卷材涂料。
11.所述的丙烯酸 乳液為等重量的苯丙乳液和純丙乳液組成。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種水性納米卷材涂料及其制備技術(shù)。首先利用無(wú)機(jī)材料的無(wú)毒害性、無(wú)異味和不燃燒特性作為卷材涂料的基礎(chǔ)粉體材料，利用納米技術(shù)和納米材料對(duì)其中的水性丙烯酸乳液、水性環(huán)氧樹(shù)脂和水溶性功能助劑等成膜物質(zhì)進(jìn)行復(fù)合、升級(jí)改性，有效的完成卷材涂料水性化后，利用多種納米粉體材料對(duì)涂層結(jié)構(gòu)中大顆粒的微米材料間隙進(jìn)行填充，使涂層在納米—微米材料多效應(yīng)組合的協(xié)同作用下，產(chǎn)生涂層功能的增強(qiáng)效應(yīng)，有效地克服了微米技術(shù)水性卷材涂料的性能降低的缺陷，顯著地提高了水性卷材涂料的技術(shù)性能。采用本發(fā)明提高了生產(chǎn)效率，并且在消除了傳統(tǒng)的溶劑型卷材涂料火災(zāi)隱患和工業(yè)污染的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保、低耗、高效地進(jìn)行生產(chǎn)的目的。
文檔編號(hào)C09D163/00GK103232771SQ20131016877
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月9日
發(fā)明者張立德, 嚴(yán)素榮, 劉國(guó)杰, 張寶忠, 郭金輝 申請(qǐng)人:北京中科捷達(dá)納米應(yīng)用科技有限公司