CN103232771B - 一种水性纳米卷材涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种水性纳米卷材涂料及其制备技术。首先利用无机材料的无毒害性、无异味和不燃烧特性作为卷材涂料的基础粉体材料，利用纳米技术和纳米材料对其中的水性丙烯酸乳液、水性环氧树脂和水溶性功能助剂等成膜物质进行复合、升级改性，有效的完成卷材涂料水性化后，利用多种纳米粉体材料对涂层结构中大颗粒的微米材料间隙进行填充，使涂层在纳米—微米材料多效应组合的协同作用下，产生涂层功能的增强效应，有效地克服了微米技术水性卷材涂料的性能降低的缺陷，显著地提高了水性卷材涂料的技术性能。采用本发明提高了生产效率，并且在消除了传统的溶剂型卷材涂料火灾隐患和工业污染的同时，实现了安全、环保、低耗、高效地进行生产的目的。

Description

一种水性纳米卷材涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于一种水性纳米卷材涂料及其制备技术，涉及利用纳米技术、纳米材料对传统卷材涂料材料和化学物质进行改性、升级制备出一种水性纳米卷材涂料。具体涉及一种由无机纳米材料、原材料 、颜、填料和丙烯酸乳液等复合制备的用于金属（如钢板、冷轧板、镀锌板和铝板）卷材表面涂装用的水性纳米卷材涂料及其制备方法。属于卷材涂料、涂装工业领域。

背景技术

目前，我国用于金属卷材表面涂装的传统溶剂型卷材涂料、涂装工业已有30余年，尤其近几年来有较快的发展。但是，由于传统溶剂型卷材涂料和卷材涂装工艺造成的工业污染（如：钝化用的六价铬、溶剂型卷材涂料中的VOC、甲醛、苯系物和恶臭）的毒害性气体和工业废水的排放，造成了工业环境和社会环境的严重污染，破坏了人类的生存环境，危害了人类的生命健康。这一严重后果已引起了我国政府和世界各国的关注。

进入21世纪，生态环境安全是人类面临的最富有挑战性的关键问题。因此，所有涂料、涂装工业的技术和产品必须从人类生存的环境安全角度重新考量。低碳、环保的水性化和无钝化涂料、涂装是未来卷材涂料、涂装工业科技发展的方向和必然趋势，也是衡量该工业科技水平和工业及产品安全的重要标志。因此，以欧洲为代表的一些发达的国家已经开始对传统溶剂型卷材涂料、涂装工艺的环保化改造，替代溶剂型卷材涂料和改善钝化污染的卷材涂装工艺已成为世界各国的研究重点。

用传统的微米技术进行水性卷材涂料与涂装工艺的研究，虽然与目前的传统溶剂型卷材涂料的涂装工艺流程及涂装设备大径相同，也可以消除溶剂型卷材涂料、涂装的工业污染。但是使用传统的微米技术和材料进行水性卷材涂料与涂装工艺改造后的水性卷材涂料的生产成本提高，而产品的质量和技术性能反而降低，很难达到目前卷材涂料、涂装的工业质量标准。 并且，由于成本过高对卷材涂装工业的下游缺乏市场竞争力。传统的微米技术缺乏科技含量，涂装工艺仍然与溶剂型卷材涂料的涂装工艺相同，没有简化，资源和能源的消耗依然很高，涂装生产的综合成本仍然较高、卷材涂料水性化这一关键性技术门槛，多年来在国内外很难有突破性进展，严重地影响和制约了我国卷材涂料与涂装工业领域整体技术水平和工业的发展。这也是国内外水性卷材涂料、涂装工艺技术研究多年来进展缓慢的主要原因。

传统溶剂型卷材涂料上线涂装采取：“底涂、面涂、背涂”的涂装工艺，为了减少溶剂型卷材涂料在涂装过程中产生毒害气体排放的污染，多年来在传统的卷材涂装过程中利用二次升温燃烧的办法将释放的毒害性气体回收燃烧，用以减少溶剂型卷材涂料在涂装过程中产生毒害气体排放的污染。这种传统溶剂型卷材涂料的涂装工艺造成能源的高耗、资源的浪费和高污染的排放，严重地制约了我国卷材涂料、涂装工业的发展。

目前，国内有200多家卷材涂装生产企业，近400条涂装生产线，年设计生产总量约1000万吨，由于传统溶剂型卷材涂料和涂装工艺的污染和技术等因素，造成卷材的年生产总量不足330万吨，仅是我国卷材涂装生产线年设计生产总量的1／3，长期以来整个工业处于产品单一、质量低下、重复生产和市场无序竞争的状态。由此可见，传统的溶剂型卷材涂料和涂装工艺是很难实现该工业安全、环保、低碳节能和产品升级；而传统的微米级技术进行水性卷材涂料与涂装的研究，很难突破水性卷材涂料与涂装的关键性技术门槛。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性纳米卷材涂料。

本发明的另一个目的是提供所述水性纳米卷材涂料的制备方法。

本发明的一种水性纳米卷材涂料技术，是利用纳米技术和纳米材料对传统卷材涂料材料进行纳米复合、改性、升级，突破了水性卷材涂料与涂装的关键性技术门槛。实现了卷材涂料与涂装的水性化，在全面提高卷材涂料、涂装的工艺技术水平与产品质量的同时消除传统溶剂型卷材涂料和涂装工艺产生的工业污染。初步实现了该工业安全、环保、高效、低碳节能和产品的升级。为我国水性纳米卷材涂料与涂装工业领域整体技术水平升级和工业的发展提供了科学的依据和工艺基础。

发展水性纳米卷材涂料与无钝化涂装工业，促进卷材涂料、涂装工艺及产品的优化、升级，实现该工业安全、环保、高效、低碳节能的目的，打造出一个全新的环境友好型水性纳米卷材涂料、涂装工业，这是国内外卷材涂料、涂装工业整体科技、材料重点研究的课题和发展方向，更是该工业和国内外市场的未来发展趋势。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明是利用纳米技术和纳米材料对传统的溶剂型卷材涂料的材料进行复合、改性、升级处理，制备出一种用于卷材涂装工业的环保型水性纳米卷材涂料，提出一种所述水性纳米卷材涂料的制备方法。作为传统的溶剂型卷材涂料的升级换代产品和改变传统溶剂型卷材涂料的生产工艺和涂装工艺。

本发明的主要内容是提供一种纳米技术和纳米材料，对传统溶剂型卷材涂料材料和化学物质进行改性处理，经复合升级后制备出一种水性纳米卷材涂料。本发明的水性纳米卷材涂料的质量与涂层的各项技术性能指标与传统溶剂型卷材涂料的质量与涂层的各项技术性能指标相同或超过的同时，没有溶剂型卷材涂料的毒害性物质排放，遇火不燃、不爆安全可靠。在卷材涂装过程中不产生工业污染。并且可以省略底涂直接面涂，将传统溶剂型卷材涂料三烘三涂的涂装工艺简化为二烘二涂，显著地节约了能源、资源，降低了涂装生产的综合成本，提高了生产效率，为卷材涂装生产企业增产、增效的同时实现了该工业企业节能减排、安全环保、低碳、高效生产，促进该工业领域整体技术升级的目的。

由于传统溶剂型卷材涂料经专用涂装生产线48—80秒、板温180—220℃快速高温固化成膜后，涂膜的化学性能、力学性能、施工性能和装饰效果等技术指标都要达到HG/T3830-2006《热固性卷材涂料》标准要求。所以卷材涂料、涂装工业的技术水平难度是代表一个国家涂料、涂装工业整体技术水平的标志。

针对传统溶剂型卷材涂料产品和涂装工艺技术缺陷，本发明的水性纳米卷材涂料，首先利用无机材料的无毒害性、无异味和不燃烧特性，作为卷材涂料的基础粉体材料，使卷材涂料的基础粉体材料具备了无毒害、无异味和不燃烧性，利用纳米技术和纳米材料对其中的水性丙烯酸乳液、水溶性环氧树脂和水溶性功能助剂等成膜物质进行复合、升级改性，有效的完成卷材涂料水性化后，利用多种纳米粉体材料对涂层结构中大颗粒的微米材料间隙进行填充，进行涂层微结构和涂层界面的优化改性，使涂层在纳米—微米材料多效应组合的协同作用下，产生涂层功能的增强效应，有效地克服了微米技术水性卷材涂料的性能降低的缺陷，显著地提高了水性卷材涂料的技术性能。

在制备过程中，选择添加质量稳定性好、不挥发、不产生有害气体、不腐蚀生产设备和抑烟效果良好的助剂，使得水性纳米卷材涂料涂层中的少量有机材料（乳液和助剂）得到有效的抑烟，显著的提高了水性纳米卷材涂料的环保效果。

利用金红石型无机纳米氧化钛（TiO₂ ）的高折射系数，低消光性能，高反射率和光触媒性能，提高水性纳米卷材涂料涂层的光学和抗老化性能。提高水性纳米卷材涂料涂层的使用效果，延长有效使用年限。

本发明涉及一种水性纳米卷材涂料。

所述水性纳米卷材涂料其特征在于是由下述组分组成的，以重量份计：

水性纳米复合悬浮乳液               15～20；

丙烯酸乳液                         30～40；

合成浆料                           35～45

功能助剂                            3～5；                              

颜料                                1～3；

所述的水性纳米悬浮乳液是由3～5重量份苯丙乳液、3～5重量份纯丙乳液、2～4重量份水溶性环氧树脂和0.3～08重量份纳米氧化锆组成的。

所述的合成浆料由0.3～0.8重量份纳米氧化钛、0.5～1.0重量份纳米氧化锌、25～35重量份钛白粉、3～5重量份粉体填料和10～13重量份去离子水组成。

所述的丙烯酸乳液由等重量的苯丙乳液和纯丙乳液组成。

所述的纳米氧化钛是金红石型纳米氧化钛，其比表面积150～300㎡／g、纳米氧化钛粒子的粒径20～150nm。

所述的纳米氧化锌的比表面积为200～400㎡／g、纳米氧化锌粒子的粒径5-30nm。

所述的纳米氧化锆的比表面积为80～250㎡／g、纳米粒子的粒径150-200nm。

所述的钛白粉是选自的粒径0.5～5微米金红石型钛白粉。

所述的颜料是根据市场用户的需要选用的任一颜色的颜料。

所述的粉体填料选自粒径3～10微米的硫酸钡、高岭土或硅藻土。

所述的功能助剂是一种或任意种比例组合的杀菌剂、润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和成膜助剂的助剂。凡是具有上述这种功能而又不会损坏本发明水性纳米卷材涂料性能的这些功能助剂都可以用于本发明。

本发明使用的例如分散剂6527、流平剂2020，润湿剂X-405，例如选自北京兴美亚化工有限公司销售的产品。

本发明使用的例如消泡剂4201、杀菌剂A—04和成膜助剂TCP—95 ，例如选自北京尼美化工有限公司销售的产品。

本发明使用的例如增稠剂8W，例如选自广州黑马化工有限公司销售的产品。

本发明还涉及所述水性纳米卷材涂料的制备方法。

该制备方法的步骤如下：

A、制备水性纳米复合悬浮乳液

将3～5重量份苯丙乳液、3～5重量份纯丙乳液、2～4重量份水溶性环氧树脂和0.3～08重量份纳米氧化锆装入密封的均质乳化机中进行搅拌混合，使纳米氧化锆在这些乳液中充分分散、混融复合均匀后，得到一种水性纳米复合悬浮乳液；

 B、制备合成浆料            

将0.3～0.8重量份纳米氧化钛、0.5～1.0重量份纳米氧化锌、25～35重量份钛白粉、3～5重量份粉体填料和10～13重量份去离子水装入密封的均质乳化机中进行高速剪切研磨得到一种预混浆料；然后，进行搅拌混合，使纳米氧化钛、纳米氧化锌、钛白粉和粉体填料在去离子水中充分分散、复合均匀后，得到所述的合成浆料；

C、制备水性纳米卷材涂料

将30～40重量份丙烯酸乳液（其中：苯丙乳液和纯丙乳液等重量）与步骤A得到的水性纳米复合悬浮乳液15～20重量份、步骤B得到的35～45重量份合成浆料和3～5重量份功能助剂装入密封的均质乳化机中进行搅拌，充分分散混合后根据用户要求加入1～3重量份颜料调色后得到所述的水性纳米卷材涂料。

下面将更详细地描述本发明。

本发明使用的水性丙烯酸乳液（苯丙乳液、纯丙乳液）为丙烯酸酯与有机硅共聚物，具有优异的柔韧性、粘接性、耐水性、耐候性、耐积尘性和耐紫外线及不易黄变等性能。由于其通用性及多样性，已在涂料行业的各个领域得到了广泛应用的公知材料。

所述的水性丙烯酸乳液（苯丙乳液、纯丙乳液）在水性纳米卷材涂料中作为成膜物质，以水为溶剂，无毒无害，不燃不爆，为环保型产品。可以采用北京东方化工有限公司以商品名苯丙乳液AS-103、纯丙乳液2#专供销售的产品。

本发明使用的水溶性环氧树脂是由环氧树脂经水溶改性而成，其具有优异的粘接性、耐水性、耐积尘性和提高涂膜硬度等性能。由于其通用性范围广泛，已在涂料行业的各个领域得到了广泛应用的公知材料，无毒无害，不燃不爆，为环保型产品。可以采用目前市场上销售的产品，如由上海绿嘉化工有限公司以商品名环氧树脂G-08作为市场上销售的产品。

 所述的水性纳米复合悬浮乳液和水性丙烯酸乳液在水性纳米卷材涂料中作为成膜物质。

在本发明中，所述的纳米粒子的比表面积、是根据美国Coulter公司Omnisorp 100CX型比表面积分析仪，利用氮吸附法测定得到的。

所述的纳米粒子的粒径是使用扫描电镜用本征分析法测定得到的。

 在本发明中，所述的水性应该理解是根据产品的环保技术要求，所使用的各种材料（如：水性丙烯酸乳液（苯丙乳液、纯丙乳液）、水溶性环氧树脂、各种功能助剂、颜、填料等）均适用于水作稀释剂的材料。

本发明使用的各种纳米材料（如纳米氧化钛、氧化锌、氧化锆）应该是亲水性的。必须是经纳米粒子分散技术处理的稳定分散的纳米粉体材料。

所谓稳定分散应该理解是：纳米粉体颗粒极易团聚，团聚会使纳米材料丧失纳米效应和功能，解开纳米团聚体，实现纳米颗粒单分散是发挥纳米效应的关键技术。也是决定本发明水性纳米卷材涂料实现纳米复合改性成功的前提。

本发明使用的纳米氧化钛TiO₂在本发明水性纳米卷材涂料中的作用是增加涂层致密性和涂层表面反射紫外线功能，提高涂层抗老化性能，可以采用舟山弘昇纳米材料有限公司目前在市场上销售的产品，产品编号DT3-1。

本发明使用的纳米氧化锌ZnO在本发明水性纳米卷材涂料中的作用是增加涂层致密性和涂层的防腐功能及提高涂层与基材表面镀锌层的结合力有效提高涂层附着力，可以采用由江苏河海纳米材料有限公司目前在市场上销售的产品。

本发明使用的纳米氧化锆在本发明水性纳米卷材涂料中的作用是增加涂层致密性和涂层的钢性，提高涂层表面硬度，可以采用由大连路明纳米材料有限公司目前在市场上销售的产品。

 本发明使用的无机材料（包括纳米粉体、微米粉体材料）应该理解是一种具有耐高温、不易分解、无毒害性的无机材料。它在本发明水性纳米卷材涂料中具有耐高温、无毒害、抗老化的功能。凡是具有上述这种功能而又不会损坏本发明水性纳米卷材涂料性能的这些无机粉体材料都可以用于本发明。本发明使用的无机超细粉体材料都是目前市场上销售的产品，例如是由北京万云华锐化工有限公司、上海泽文进出口贸易有限公司、北京兴美亚化工有限公司和美国杜邦化工公司等提供的无机超细粉体材料。

本发明使用的材料的比例都是经过大量、反复实验及反复对照结果研究出来的。例如水性纳米复合悬浮乳液的量为15～20重量份时，如果其丙烯酸乳液量大于40重量份，则丙烯酸乳液的比例量过大，水性纳米复合悬浮乳液中的纳米材料比例量被稀释，纳米功能受到影响，造成产品技术指标下降而生产成本反而升高；反之，其丙烯酸乳液量低于30重量份，则水性纳米复合悬浮乳液的比例量过大，纳米材料的功能凸显会影响其它材料技术性能的协同作用。因此其丙烯酸乳液30～40重量份的量是合适的。

如果水性纳米复合悬浮乳液的量为15～20、丙烯酸乳液的量为30～40重量份时，其纳米氧化钛TiO₂的量低于0.5重量份，则会反射紫外线能力和光触媒作用下降，造成涂层光学性能下降影响抗老化性能；如果其纳米氧化钛TiO₂的量大于0.8重量份，虽然反射紫外线能力和光学性能增强，但对涂料颜色调试、颜料投放影响较大。因此其无机纳米氧化钛TiO₂的量为0.3～0.8；重量份是合适的。

如果水性纳米复合悬浮乳液的量为15～20、丙烯酸乳液的量为30～40重量份时，其纳米氧化锌（ZnO）的量低于0.5重量份，则涂料的防腐能力会下降，减弱纳米氧化锌与基材表面镀锌层的键合，造成涂层与基材附着力下降；如果其纳米氧化锌（ZnO） 的量大于1.0重量份，则会影响涂层结构中其它纳米材料纳米整体功能的协同性作用，影响了涂层的综合性能的平衡。因此其纳米氧化锌（ZnO）的量为0.5～10重量份是合适的。

同样地，水性纳米复合悬浮乳液的量为15～20、丙烯酸乳液的量为30～40重量份时，其钛白粉的量低于25重量份，则会影响涂层结构材料的光学效果、降低白度和遮盖率；如果其钛白粉的量大于35重量份，则会使成本显著增高；因此其钛白粉的量为25～35重量份是合适的。

水性纳米复合悬浮乳液的量为15～20、丙烯酸乳液的量为30～40重量份时，其超细粉体填料的量低于3重量份，则会降低涂层整体结构的力学性能、增加了材料成本；如果其超细粉体填料的量大于5重量份，则会增强涂层结构材料的钢性提高了涂层的硬度，但是涂层的塑性反而下降，造成涂层的耐冲击和T弯指标下降；因此其超细粉体填料的量为3～5重量份是合适的。

在本发明中，所述功能助剂与去离子水的量超过其所述范围时也都会非常明显地影响本发明水性纳米卷材涂料的正常生产和各项技术性能指标的稳定性。

本发明是根据卷材的使用环境、材料、结构和使用要求，涂料技术性能依据HG/T3830-2006卷材涂料标准；环保要求是依据GB18582-2008标准进行设计的。达到了环保标志产品认证的要求。

本发明的水性纳米卷材涂料可以根据我国卷材涂装工业的技术要求，适度调整卷材涂料的性能技术指标，以求达到优异的涂料品质和良好的涂装效果，并且使水性纳米卷材涂料在生产与涂装过程中达到最佳的性价比。这种技术与生产和产品与市场的设计方案，可以大大提高水性纳米卷材涂料的技术质量水平和应用效果，并且将传统溶剂型卷材涂料的涂装工艺由三烘三涂简化为水性纳米卷材涂料的两烘两涂的涂装工艺，大大的简化了传统溶剂型卷材涂料的涂装工艺。       

采用本发明水性纳米卷材涂料的技术方案所制备的水性纳米卷材涂料，有效地克服了传统的溶剂型卷材涂料的生产和涂装工艺造成的资源和能源的浪费，提高了生产效率。并且在消除了传统的溶剂型卷材涂料火灾隐患和工业污染的同时，实现了水性纳米卷材涂料、涂装的安全、环保、低耗、高效地进行生产的目的。

本发明的水性纳米卷材涂料产品的技术性能、有害物质含量和环保认证指标可以用国家规定的技术检测和环保检测的方法进行。

1、本发明水性纳米卷材涂料技术性能的测定

测定方法与依据：是按照HG／T3830—2006卷材涂料技术性能标准进行。

其测定结果如下：

检测项目                    标准要求       检测结果

粘度（涂—4杯），s             （商定）          65 （实测值）         

体积固体含量（浅色漆），%        ≥40            45.6

细度                            ≤25           ≤5

耐溶剂擦拭（MEK），次             ≥100         ≥1000（无异常）

铅笔硬度（擦伤）                 ≥H               3H

反向冲击，kg.cm                  ≥90              100 （无开裂）

T弯                            ≤3                1T

杯突，mm                        ≥6.0              8.5

划格附着力（间距1 mm），级        0                0

耐盐雾性  ( 720h)               ≤2(S3)           1000h  0（S0）

荧光紫外老化（UVA-340）   时间   960h              1000h

变色   ≤2                1

粉化   ≤1             0

2、本发明水性纳米卷材涂料中有毒害物质限量的测定

测定方法与依据：是按照GB18582—2008涂料中有毒害物质限量的标准进行。

 其测定结果如下：

检测项目                            标准要求     检测结果

挥发性有机化合物含量（VOC），g／L        ≤120          28

苯、甲苯、乙苯、二甲苯总量mg／km         ≤300           0（未检出）

游离甲醛，mg／km                        ≤100          20

可溶性重金属，mg／km      铅（Pb）       ≤90           0.39

镉（Cd）       ≤75           0（未检出）

铬（Cr）       ≤60           0.52

汞（Hg）       ≤ 60          0（未检出）

3、本发明水性纳米卷材涂料环保标志产品认证的测定

测定方法与依据：是按照HJ／T201—2005环境标志产品技术（水性涂料）标准进行。

测定条件如下：主要使用VARIAN3400气相色谱仪、UV-紫外可见分光光度计、GC-2010气相色谱仪、WFX-210原子吸收分光光度计、SP-2100气相色谱仪。

其测定结果如下：

检测项目                           标准要求      检测结果

苯、甲苯、乙苯、二甲苯总量（mg／km）    ≤500         0（未检出）

卤代烃（以二氯甲烷计）（mg／km）        ≤500         0（未检出）

游离甲醛 （mg／km）                    ≤100         6

可溶性重金属，（mg／km）    铅（Pb）    ≤90          4

镉（Cd）    ≤75          0（未检出）

铬（Cr）    ≤60          0（未检出）

汞（Hg）    ≤60          0（未检出）

挥发性有机化合物含量（VOC），（g／L）   ≤250        38

本发明水性纳米卷材涂料的使用范围：

本发明水性纳米卷材涂料适用于建筑、家电、汽车制造、舰船、交通运输（车辆、集装箱）等工业领域的卷材压型板表面涂装。

本发明的有益效果：

1、本发明的水性纳米卷材涂料集纳米技术和传统微米技术相结合，利用微米—纳米材料功能的协同效应，研制出水性纳米卷材涂料的制备方法和水性纳米卷材涂料的涂装工艺。该卷材涂料、涂层结构可以根据我国卷材下游工业领域的不同使用特点和技术要求，适度调整涂料结构中的性能技术指标，以求达到下游工业领域良好的使用效果和最佳性价比。

2、本发明的水性纳米卷材涂料和水性纳米卷材涂料的涂装工艺彻底消除了传统溶剂型卷材涂料、涂装的溶剂污染，有效的弥补了传统溶剂型卷材涂料和涂装造成的环境污染的缺陷。

3、本发明的水性纳米卷材涂料和水性纳米卷材涂料的涂装工艺，将传统溶剂型卷材涂料的涂装工艺由三烘三涂简化为水性纳米卷材涂料的两烘两涂的涂装工艺，降低了资源和能源的消耗。

4、本发明的水性纳米卷材涂料的涂装工艺，最大程度地简化了传统溶剂型卷材涂料的涂装工序，减少了劳动强度，提高了生产效率，显著地降低了卷材涂装的综合生产成本。

5、本发明的水性纳米卷材涂料在提高卷材涂层技术指标使卷材产品质量升级的同时，扩大了卷材的应用领域。扩大了卷材涂料、涂装工业技术、材料的应用领域。

采用本发明水性纳米卷材涂料的技术方案所制备的水性纳米卷材涂料，将传统溶剂型卷材涂料的稀释剂改造成为水性。有效地消除了了传统的溶剂型卷材涂料的生产和涂装工艺造成的溶剂污染；水性纳米卷材涂料的简化涂装工艺，降低了资源和能源的消耗，提高了生产效率。由于水性纳米卷材涂料料具有无毒害物质排放和不燃烧的绝对优势，这一安全、环保特性，有效的克服了传统溶剂型卷材涂料易燃、易爆和不环保（有毒害性物质排放）的严重缺陷，消除了传统溶剂型卷材涂料的生产和涂装过程中的火灾隐患，实现了水性纳米卷材涂料、涂装的安全、环保、低耗、高效生产的目的。使我国卷材涂料、涂装工业真正达到了：安全、环保、低碳、高效、的环境友好型的工业之目的。

具体实施方式

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。

实施例：水性纳米卷材涂料的制备

该实施例的实施步骤如下：

A、制备水性纳米复合悬浮乳液

将3～5重量份苯丙乳液、3～5重量份纯丙乳液、2～4重量份水溶性环氧树脂和0.3～08重量份纳米氧化锆装入密封的均质乳化机中进行搅拌混合，使纳米氧化锆在这些乳液中充分分散、混融复合均匀后，得到一种水性纳米复合悬浮乳液；

B、制备合成浆料            

将0.3～0.8重量份纳米氧化钛、0.5～1.0重量份纳米氧化锌、25～35重量份钛白粉、3～5重量份粉体填料和10～13重量份去离子水装入密封的均质乳化机中进行高速剪切研磨得到一种预混浆料；然后，进行搅拌混合，使纳米氧化钛、纳米氧化锌、钛白粉和粉体填料在去离子水中充分分散、复合均匀后，得到所述的合成浆料；

C、制备水性纳米卷材涂料

将30～40重量份丙烯酸乳液（其中：苯丙乳液和纯丙乳液等重量）、步骤A得到的15～20重量份水性纳米复合悬浮乳液、步骤B得到的35～45重量份合成浆料和3～5重量份功能助剂装入密封的均质乳化机中进行搅拌，充分分散混合后根据用户要求加入1～3重量份颜料调色后得到所述的水性纳米卷材涂料。

Claims (8)

1.一种水性纳米卷材涂料，其特征在于，它是由水性纳米复合悬浮乳液，丙烯酸乳液，合成浆料，功能助剂和颜料组成；所述涂料的组成物以重量份计：

水性纳米复合悬浮乳液               15～20；

丙烯酸乳液                         30～40；

合成浆料                           35～45；

功能助剂                            3～5；

颜料                                1～3；

其中：所述的水性纳米悬浮乳液由苯丙乳液、纯丙乳液、水溶性环氧树脂和纳米氧化锆组成；

所述的丙烯酸乳液由苯丙乳液和纯丙乳液组成；

所述的合成浆料由纳米氧化钛、纳米氧化锌、钛白粉、粉体填料和去离子水组成；

所述的功能助剂是一种或任意种比例组合的杀菌剂、润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂的助剂。

2.根据权利要求1所述的水性纳米卷材涂料，其特征在于：

所述的水性纳米悬浮乳液由3～5重量份苯丙乳液、3～5重量份纯丙乳液、2～4重量份水溶性环氧树脂和0.3～8重量份纳米氧化锆组成；

所述的丙烯酸乳液由等重量的苯丙乳液和纯丙乳液组成；

所述的合成浆料由0.3～0.8重量份纳米氧化钛、0.5～1.0重量份纳米氧化锌、25～35重量份钛白粉、3～5重量份粉体填料和10～13重量份去离子水组成。

3.根据权利要求1或2所述的水性纳米卷材涂料，其特征在于，所述的纳米氧化钛TiO₂是金红石型纳米氧化钛，其比表面积为150～300㎡／g、纳米粒子的粒径20～150nm。

4.根据权利要求1或2所述的水性纳米卷材涂料，其特征在于所述的纳米氧化锌 ZnO的比表面积为200～400㎡／g、纳米粒子的粒径5-30nm。

5.根据权利要求1或2所述的水性纳米卷材涂料，其特征在于，所述的纳米氧化锆的比表面积为80～250㎡／g、纳米粒子的粒径150-200nm。

6.根据权利要求1或2所述的水性纳米卷材涂料，其特征在于，所述的钛白粉是选自的粒径0.5～5微米金红石型钛白粉。

7.根据权利要求1或2所述的水性纳米卷材涂料，其特征在于：

（1）粉体填料选自粒径3～10微米的硫酸钡、高岭土或硅藻土；

（2）颜料根据市场用户的需要进行选择。

8.一种水性纳米卷材涂料的制备方法，制备步骤如下：

A、制备水性纳米复合悬浮乳液

将3～5重量份苯丙乳液、3～5重量份纯丙乳液、2～4重量份水溶性环氧树脂和0.3～8重量份纳米氧化锆装入密封的均质乳化机中进行搅拌混合，使纳米氧化锆在这些乳液中充分分散、混融复合均匀后，得到一种水性纳米复合悬浮乳液；

B、制备合成浆料

将0.3～0.8重量份纳米氧化钛、0.5～1.0重量份纳米氧化锌、25～35重量份钛白粉、3～5重量份粉体填料和10～13重量份去离子水装入密封的均质乳化机中进行高速剪切研磨得到一种预混浆料；然后，进行搅拌混合，使纳米氧化钛、纳米氧化锌、钛白粉和粉体填料在去离子水中充分分散、复合均匀后，得到所述的合成浆料；

C、制备水性纳米卷材涂料

将30～40重量份丙烯酸乳液、由步骤A得到的15～20重量份水性纳米复合悬浮乳液、由步骤B得到的35～45重量份合成浆料和3～5重量份功能助剂装入密封的均质乳化机中进行搅拌，充分分散混合后根据用户要求加入1～3重量份颜料调色后得到所述的水性纳米卷材涂料；

所述的丙烯酸乳液为等重量的苯丙乳液和纯丙乳液组成。