CN107964265A - 一种纳米复合防污涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纳米复合防污涂料及其制备方法，其中，所述纳米复合防污涂料包括：有机硅改性丙烯酸树脂、纳米二氧化硅、端羟基含氟聚硅氧烷、纳米二氧化钛、硅钛复合微球、碳酸钠、金红石型钛白粉、正硅酸乙酯、长链烷基丙烯酸酯、复合防污剂、纳米银颗粒、纳米氢氧化镁、防锈颜料、纳米锆酸钙、纳米气相白炭黑、聚乙烯吡咯烷酮以及助剂。本发明的纳米复合防污涂料通过优化涂料中的组份以及组份的含量，从而提高了涂料涂覆后形成的涂层的防污性以及光滑性，有利于产品表面的美观性，并具有较好的反射性。

Description

一种纳米复合防污涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种纳米复合防污涂料及其制备方法。

背景技术

纳米涂料中由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性。因此纳米涂料在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面有广阔的应用前景。虽然，纳米涂料形成的涂层较为致密，但是现有的纳米涂料形成的涂层防污性较差，不利于产品表面的美观，并影响了涂层的反射性。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米复合防污涂料及其制备方法，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提供一种纳米复合防污涂料，其按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％以及助剂10-25％；

所述助剂包括：分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂以及固化剂，所述分散剂选自微晶石蜡、聚乙烯蜡、聚乙二醇中的一种或几种，所述消泡剂选自有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种，所述流平剂选自硅油、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸酯中的一种或几种，所述防沉剂选自聚烯烃蜡和/或聚酰胺蜡，所述固化剂选自脂环族多胺、叔胺、三氟化硼络合物、芳香族多胺、双氰胺中的一种或几种。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述复合防污剂为电气石与纳米氧化锌粉末形成的混合物。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述分散剂为聚乙烯蜡和聚乙二醇形成的混合物。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述消泡剂为聚醚消泡剂。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷和丙烯酸酯的混合物。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括：有机氟碳树脂2～4.8％和聚邻苯二胺-纳米铜1.8～5.5％。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括：硼氢化钠4.8～7.2％。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂15-23％、纳米二氧化硅8-14.5％、端羟基含氟聚硅氧烷12-15％、纳米二氧化钛14-18.5％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉6.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂9.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料9-10.5％、纳米锆酸钙4-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮5-5.6％、助剂15-25％、有机氟碳树脂2～4.8％和聚邻苯二胺-纳米铜1.8～4.8％以及硼氢化钠6.2～7.2％。

作为本发明的纳米复合防污涂料的改进，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括增稠剂4.5～6.5％。

为实现上述发明目的，本发明提供一种纳米复合防污涂料的制备方法，其按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％以及助剂10-25％；

所述制备方法包括如下步骤：

S1、制备第一混合组份，按质量百分比将所述有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％置于去离子水中进行水解混合，并在搅拌条件下进行加热，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加所述助剂的二分之一；

S2、制备第二混合组份，按质量百分比将所述长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％置于去离子水中进行水解混合，并在1000～1500r/min的速度下高速搅拌混合，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加剩余所述助剂的二分之一；

S3、将步骤S1和S2得到的第一混合组份和第二混合组份加入到高压釜中进行混合，并静置32-48h，得到本发明所述的纳米复合防污涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的纳米复合防污涂料通过优化涂料中的组份以及组份的含量，从而提高了涂料涂覆后形成的涂层的防污性以及光滑性，有利于产品表面的美观性，并具有较好的反射性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的纳米复合防污涂料的一具体实施方式的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

本发明的纳米复合防污涂料按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％以及助剂10-25％。

其中，所述复合防污剂为电气石与纳米氧化锌粉末形成的混合物。所述助剂包括：分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂以及固化剂。

具体地，所述分散剂选自微晶石蜡、聚乙烯蜡、聚乙二醇中的一种或几种，所述消泡剂选自有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种，所述流平剂选自硅油、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸酯中的一种或几种，所述防沉剂选自聚烯烃蜡和/或聚酰胺蜡，所述固化剂选自脂环族多胺、叔胺、三氟化硼络合物、芳香族多胺、双氰胺中的一种或几种。

优选地，所述分散剂为聚乙烯蜡和聚乙二醇形成的混合物。所述消泡剂为聚醚消泡剂。所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷和丙烯酸酯的混合物。进一步地，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括：有机氟碳树脂2～4.8％、聚邻苯二胺-纳米铜1.8～5.5％、硼氢化钠4.8～7.2％以及增稠剂4.5～6.5％。

从而，在一个优选地实施方式中，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂15-23％、纳米二氧化硅8-14.5％、端羟基含氟聚硅氧烷12-15％、纳米二氧化钛14-18.5％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉6.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂9.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料9-10.5％、纳米锆酸钙4-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮5-5.6％、助剂15-25％、有机氟碳树脂2～4.8％和聚邻苯二胺-纳米铜1.8～4.8％以及硼氢化钠6.2～7.2％。

如图1所示，本发明的纳米复合防污涂料按照如下方法进行制备：

S1、制备第一混合组份，按质量百分比将所述有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％置于去离子水中进行水解混合，并在搅拌条件下进行加热，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加所述助剂的二分之一；

S2、制备第二混合组份，按质量百分比将所述长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％置于去离子水中进行水解混合，并在1000～1500r/min的速度下高速搅拌混合，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加剩余所述助剂的二分之一；

S3、将步骤S1和S2得到的第一混合组份和第二混合组份加入到高压釜中进行混合，并静置32-48h，得到本发明所述的纳米复合防污涂料。

下面结合具体的实施例对本发明的纳米复合防污涂料的制备进行举例说明。

实施例1

制备第一混合组份，按质量百分比将所述有机硅改性丙烯酸树脂10％、纳米二氧化硅15％、端羟基含氟聚硅氧烷16％、纳米二氧化钛25％、硅钛复合微球9.5％、碳酸钠18％、金红石型钛白粉15％、正硅酸乙酯12.5％置于去离子水中进行水解混合，并在搅拌条件下进行加热，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加所述助剂的二分之一。制备第二混合组份，按质量百分比将所述长链烷基丙烯酸酯3％、复合防污剂8.5％、纳米银颗粒13％、纳米氢氧化镁16％、防锈颜料8.5％、纳米锆酸钙4.6％、纳米气相白炭黑1.2％、聚乙烯吡咯烷酮2.5％置于去离子水中进行水解混合，并在1000r/min的速度下高速搅拌混合，同时按照30ml/min的速度同步滴加剩余所述助剂的二分之一。将得到的第一混合组份和第二混合组份加入到高压釜中进行混合，并静置48h，得到本发明所述的纳米复合防污涂料。

实施例2

制备第一混合组份，按质量百分比将所述有机硅改性丙烯酸树脂10％、纳米二氧化硅15％、端羟基含氟聚硅氧烷16％、有机氟碳树脂4.8％、纳米二氧化钛25％、硅钛复合微球9.5％、碳酸钠18％、金红石型钛白粉15％、正硅酸乙酯12.5％置于去离子水中进行水解混合，并在搅拌条件下进行加热，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加所述助剂的二分之一。制备第二混合组份，按质量百分比将所述长链烷基丙烯酸酯3％、复合防污剂8.5％、纳米银颗粒13％、纳米氢氧化镁16％、防锈颜料8.5％、聚邻苯二胺-纳米铜5.5％、纳米锆酸钙4.6％、纳米气相白炭黑1.2％、聚乙烯吡咯烷酮2.5％置于去离子水中进行水解混合，并在1000r/min的速度下高速搅拌混合，同时按照30ml/min的速度同步滴加剩余所述助剂的二分之一。将得到的第一混合组份和第二混合组份加入到高压釜中进行混合，并静置48h，得到本发明所述的纳米复合防污涂料。

实施例3

制备第一混合组份，按质量百分比将所述有机硅改性丙烯酸树脂10％、纳米二氧化硅15％、端羟基含氟聚硅氧烷16％、有机氟碳树脂4.8％、纳米二氧化钛25％、硅钛复合微球9.5％、碳酸钠18％、金红石型钛白粉15％、正硅酸乙酯12.5％置于去离子水中进行水解混合，并在搅拌条件下进行加热，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加所述助剂的二分之一。制备第二混合组份，按质量百分比将所述长链烷基丙烯酸酯3％、复合防污剂8.5％、纳米银颗粒13％、纳米氢氧化镁16％、防锈颜料8.5％、聚邻苯二胺-纳米铜5.5％、纳米锆酸钙4.6％、纳米气相白炭黑1.2％、硼氢化钠7.2％、聚乙烯吡咯烷酮2.5％置于去离子水中进行水解混合，并在1000r/min的速度下高速搅拌混合，同时按照30ml/min的速度同步滴加剩余所述助剂的二分之一。将得到的第一混合组份和第二混合组份加入到高压釜中进行混合，并静置48h，得到本发明所述的纳米复合防污涂料。

针对上述实施例1～3得到的纳米复合防污涂料，根据国标GB/T 6822-2007对其隔热性能进行检测，检测后的结果如下表1所示：

表1

综上所述，本发明的纳米复合防污涂料通过优化涂料中的组份以及组份的含量，从而提高了涂料涂覆后形成的涂层的防污性以及光滑性，有利于产品表面的美观性，并具有较好的反射性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种纳米复合防污涂料，其特征在于，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％以及助剂10-25％；

所述助剂包括：分散剂、消泡剂、流平剂、防沉剂以及固化剂，所述分散剂选自微晶石蜡、聚乙烯蜡、聚乙二醇中的一种或几种，所述消泡剂选自有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或几种，所述流平剂选自硅油、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、丙烯酸酯中的一种或几种，所述防沉剂选自聚烯烃蜡和/或聚酰胺蜡，所述固化剂选自脂环族多胺、叔胺、三氟化硼络合物、芳香族多胺、双氰胺中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述复合防污剂为电气石与纳米氧化锌粉末形成的混合物。

3.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡和聚乙二醇形成的混合物。

4.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚消泡剂。

5.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷和丙烯酸酯的混合物。

6.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括：有机氟碳树脂2～4.8％和聚邻苯二胺-纳米铜1.8～5.5％。

7.根据权利要求6所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括：硼氢化钠4.8～7.2％。

8.根据权利要求7所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂15-23％、纳米二氧化硅8-14.5％、端羟基含氟聚硅氧烷12-15％、纳米二氧化钛14-18.5％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉6.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂9.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料9-10.5％、纳米锆酸钙4-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮5-5.6％、助剂15-25％、有机氟碳树脂2～4.8％和聚邻苯二胺-纳米铜1.8～4.8％以及硼氢化钠6.2～7.2％。

9.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料，其特征在于，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计还包括增稠剂4.5～6.5％。

10.一种纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米复合防污涂料按质量百分比计包括：有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％、长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％以及助剂10-25％；

所述制备方法包括如下步骤：

S1、制备第一混合组份，按质量百分比将所述有机硅改性丙烯酸树脂10-25％、纳米二氧化硅8-15％、端羟基含氟聚硅氧烷8-16％、纳米二氧化钛4-25％、硅钛复合微球3.5-9.5％、碳酸钠4.5-18％、金红石型钛白粉3.5-15％、正硅酸乙酯4.8-12.5％置于去离子水中进行水解混合，并在搅拌条件下进行加热，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加所述助剂的二分之一；

S2、制备第二混合组份，按质量百分比将所述长链烷基丙烯酸酯3-20％、复合防污剂8.5-15％、纳米银颗粒13-15％、纳米氢氧化镁9.5-16.5％、防锈颜料8.5-10.5％、纳米锆酸钙3.8-4.6％、纳米气相白炭黑1.2-2.5％、聚乙烯吡咯烷酮2.5-5.6％置于去离子水中进行水解混合，并在1000～1500r/min的速度下高速搅拌混合，同时按照30-40ml/min的速度同步滴加剩余所述助剂的二分之一；

S3、将步骤S1和S2得到的第一混合组份和第二混合组份加入到高压釜中进行混合，并静置32-48h，得到本发明所述的纳米复合防污涂料。