CN102277061A - 含有纳米晶须材料的粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

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温绍国
王继虎
刘宏波
宋诗高
杨健
唐丽
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Abstract

本发明公开了一种含有纳米晶须材料的粉末涂料及其制备方法，各个组分的重量份数为：树脂50-60份，固化剂5-10份，流平剂0.5-1份，抗氧剂1-5份，消泡剂0.2-1份，消光剂2-4份，改性纳米晶须材料40～50份。本发明采用纳米晶须材料，作为粉末涂料中的填料使用，替代常用的钛白粉和立德粉，在获得高性能的粉末涂料的同时还能降低生产成本。制备方法简单高效，不仅可以获得性能优异的粉末涂料，而且能大大降低生产成本，扩大了粉末涂料的使用范围。

Description

含有纳米晶须材料的粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含有纳米晶须材料的粉末涂料及其制备方法。
背景技术
粉末涂料是一种新型的不含溶剂100％固体粉末状涂料，由树脂、颜料、填料及添加剂等组成，其中作为主要成膜物质的树脂组分可以是一种树脂及其固化系统也可以是几种树脂混合物。在粉末涂料中使用量最大的是填料部分，通用的填料包括：钛白粉，立德粉等。不仅所获得的粉末涂料的性能较差，而且生产成本较高。
在涂料中提及晶须材料的有关文献为专利(申请号：200710158103.0)防水防裂建筑外墙涂料中提及了一种防水防裂建筑外墙涂料，包括有基料、填料和抗菌剂，采用人工生长的硫酸钙晶须作为抗菌剂。该专利提供的技术，只是将硫酸钙晶须作为抗菌剂添加到防水防裂外墙涂料中，并没有将其应用到粉末涂料中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有纳米晶须材料的粉末涂料及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的含有纳米晶须材料的粉末涂料，各个组分的重量份数为：
Figure BDA0000072546820000011
Figure BDA0000072546820000021
所述的树脂为环氧树脂或聚酯；
所述固化剂为三缩水甘油基异氰尿酸脂或羟烷基酰胺；
所述流平剂为丙烯酸脂、醋丁纤维素或聚硅氧烷；
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷(简称抗氧剂CA)、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称抗氧剂1076)或2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(简称抗氧剂264)等；
所述消泡剂为二苯乙醇酮；
所述消光剂为硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、二氧化硅或滑石粉。
所述改性的纳米晶须材料，为偶联剂改性的纳米级的硫酸钡晶须、硫酸钙晶须、氮化硅晶须或碳酸钙晶须中的一种以上；
所述纳米晶须材料，是指具有一定长径比(一般大于10)和截面积小于52×10-5cm2的一种针状单晶体材料。1948年，美国贝尔电话公司的科学家首次发现晶须。晶须是以无机物(金属、氧化物、碳化物、氮化物、无机盐类、石墨等)和有机聚合物等中的可结晶物为原材料，通过人为控制，以单晶形式生长的形状类似于短纤维，而尺寸远小于短纤维的须状单晶体。
平均直径为50～100nm，平均长度30-200μm；
所述偶联剂选自Si-69、钛酸酯、硬脂酸或硼酸酯；
重量分数为100份的纳米晶须材料，偶联剂用量为0.1～5.0份；
其中：Si-69的化学名称为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物，可采用南京曙光硅烷化工有限公司公司牌号为KH-845-4产品；
将偶联剂和纳米晶须材料按比例在50～105℃的温度下，在混合机中，搅拌混合，即可得到改性的纳米晶须材料。
本发明的含有纳米晶须材料的粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将步骤改性的纳米晶须材料与树脂、固化剂、着色剂、流平剂、抗氧剂、消泡剂在混合机中混合，获得含有纳米晶须材料的混合物；
(2)将步骤(1)中获得的含有改性纳米晶须材料的混合物，在105～150℃条件下挤出，粉碎后，过筛，即可获得纳米晶须粉末涂料。
本发明采用纳米晶须材料，作为粉末涂料中的填料使用，替代常用的钛白粉和立德粉，在获得高性能的粉末涂料的同时还能降低生产成本。制备方法简单高效，不仅可以获得性能优异的粉末涂料，而且能大大降低生产成本，扩大了粉末涂料的使用范围。
具体实施方式
通过以下的实施例将进一步理解本发明，但不能限定本发明的内容。
实施例中，漆膜性能是采用GB/T 6739测试漆膜硬度铅笔；GB/T 9286测试漆膜附着力；GB/T 1732测试漆膜耐冲击性；GB/T 9754测试漆膜光泽；GB/T 1764测定漆膜厚度；GB/T 23989测试漆膜耐溶剂擦拭性；GB/T 1771测试漆膜耐盐雾性能。
实施例1
(1)在499g纳米硫酸钡晶须中加入1g的Si-69偶联剂，在50℃下高速混合，搅拌均匀后得到改性的纳米硫酸钡晶须；
纳米硫酸钡晶须平均直径为50nm，平均长度为200μm；
(2)步骤(1)中的500g混合物、600g的聚酯、50g三缩水甘油基异氰尿酸脂、5g丙烯酸脂、10g抗氧剂1010、2g二苯乙醇酮、40g硬脂酸铝在混合机中混合均匀；
(3)将步骤(2)中的含有纳米晶须材料的混合物在120℃下挤出，而后进过粉碎和分级过筛后即刻获得纳米晶须粉末涂料。
漆膜性能：
实施例2
采用与实施例1相同的方法，其中：
(1)首先将2600g纳米硫酸钙晶须和2600g纳米碳酸钙晶须混合，中加入600g的硬脂酸偶联剂，在105℃下混合，搅拌均匀，后得到改性的纳米晶须材料；
纳米硫酸钡晶须平均直径为100nm，平均长度为30μm；
纳米碳酸钙晶须平均直径为60nm，平均长度为175μm；
(2)步骤(1)中的6000g混合物、5000g的环氧树脂、1000g羟烷基酰胺、100g聚硅氧烷、500g抗氧剂264、100g二苯乙醇酮、200g二氧化硅在混合机中混合均匀；
(3)将步骤(2)中的含有纳米晶须材料的混合物在105℃下挤出，而后进过粉碎和分级过筛后，即刻获得纳米晶须粉末涂料。
漆膜性能：
Figure BDA0000072546820000042
Figure BDA0000072546820000051
实施例3
采用与实施例1相同的方法，其中：
(1)在450g纳米硫酸钡晶须中加入9g的Si-69偶联剂，在50℃下混合，搅拌均匀后得到改性的纳米晶须材料；
纳米硫酸钡晶须平均直径为75nm，平均长度为100μm；
(2)步骤(1)中459g的混合物、550g的聚酯、80g羟烷基酰胺、9g丙烯酸脂、25g抗氧剂264、7g二苯乙醇酮、28g硬脂酸锌在混合机中混合均匀；
(3)将步骤(2)中的含有纳米晶须材料的混合物在105℃下挤出，而后进过粉碎和分级过筛后即刻获得纳米晶须粉末涂料。
漆膜性能：
Figure BDA0000072546820000052

Claims (4)

1.含有纳米晶须材料的粉末涂料，其特征在于，各个组分的重量份数为：
Figure FDA0000072546810000011
2.根据权利要求1所述的含有纳米晶须材料的粉末涂料，其特征在于，所述的树脂为环氧树脂或聚酯；
所述固化剂为三缩水甘油基异氰尿酸脂或羟烷基酰胺；
所述流平剂为丙烯酸脂、醋丁纤维素或聚硅氧烷；
所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂264；
所述消泡剂为二苯乙醇酮；
所述消光剂为硬脂酸铝、硬脂酸锌、硬脂酸钙、二氧化硅或滑石粉；
所述改性的纳米晶须材料，为偶联剂改性的纳米级的硫酸钡晶须、硫酸钙晶须、氮化硅晶须或碳酸钙晶须中的一种以上。
3.根据权利要求2所述的含有纳米晶须材料的粉末涂料，其特征在于，所述纳米晶须材料，平均直径为20～100nm，平均长度30-200μm。
4.根据权利要求1或2所述的含有纳米晶须材料的粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将步骤改性的纳米晶须材料与树脂、固化剂、着色剂、流平剂、抗氧剂、消泡剂在混合机中混合，获得含有纳米晶须材料的混合物；
(2)将步骤(1)中获得的含有改性纳米晶须材料的混合物，在105～150℃条件下挤出，粉碎后，过筛，即可获得纳米晶须粉末涂料。
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