專利名稱：：高耐磨、防靜電抗菌涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種油性涂料，特別是涉及一種高耐磨、防靜電抗菌涂料。技術(shù)背景市場(chǎng)常見的傳統(tǒng)油漆(油性涂料)是天然樹脂或合成樹脂為基料，再加入各種顏料、各種填料、助劑溶劑經(jīng)機(jī)嫩卩工制造而成。有些樹脂的耐磨性差及一些在使用環(huán)境中存在磨擦，使用常常造成漆膜磨損，而失去功能；另一方面，因高分子材料多為絕緣性材料，在干燥環(huán)境中常常會(huì)產(chǎn)生靜電，帶來較大的危害，甚至危險(xiǎn)；再因環(huán)境濕熱環(huán)境等會(huì)造成漆膜的酶菌叢生。油性涂料多用于機(jī)械設(shè)備及金屬制品/構(gòu)件及管道、iiV路面和木器等等的保護(hù)及裝飾，在使用中會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)磨擦及承受不同介質(zhì)的沖擊。漆膜表面在受到長(zhǎng)期的磨擦及沖擊，會(huì)造成磨損、脫落，而失去對(duì)基材的保護(hù)及裝飾，影響其質(zhì)量及壽命。有時(shí)其表面的修復(fù)難度會(huì)很大(如管道內(nèi)壁等)，其費(fèi)用很高。目前，用于提高涂料耐磨性主要技術(shù)有(l)添加無機(jī)填料通過改善涂料的硬度和/或潤(rùn)滑性以提高其耐磨性，如JP63227672"Abrasion-resistantcoatingcompositionscontainingaluminaspheres"等中描述的應(yīng)用氧化鋁微球(M203);楊軍等用二硫化鉬、氧化鋁等無機(jī)±真料制備高耐磨環(huán)氧樹脂涂料"E-20環(huán)氧樹脂耐磨涂料的研制"(中國(guó)涂料.2006，(3):27-29);馬海華等人在"耐磨復(fù)合材料涂料研究與發(fā)展，(材料科學(xué)與工程.1995,13(2):34-37)—文中介紹了氧化鈦、氧化錫、氧化鐵、氧化鉻及剛玉對(duì)環(huán)氧樹脂涂層耐磨性的影響；CN1687256A"—種防腐耐磨涂料"中用氟樹脂和陶瓷微粉同時(shí)改善涂料的硬度和潤(rùn)滑性，以提高其耐磨性。(2減膜樹脂的改性如張微等人用聚氨酯預(yù)聚體改性環(huán)氧涂料的耐磨性"改性環(huán)氧樹脂涂料的制備與性能研究，(上海涂料.2002，42③:4-7);沈麗霞等人用聚硫橡膠改性制備了耐磨涂料"改性環(huán)氧樹脂涂料的研帝U與應(yīng)用"(四川化工與腐蝕控制.2002，3(5)18-20)。(3)有機(jī)-無機(jī)雜化，即通過溶膠-凝膠方法制備有機(jī)-無機(jī)雜化的耐磨涂料，如；EP604677-1994"Silica-contaningsiloxane-coatedshapedarticlesandtheirmanufecture"描述的用硅膠和硅氧烷共水解和縮聚，制備有機(jī)-無機(jī)雜化的耐磨涂茅斗；JP06287470-1994"Abrasion-resistantacrylicpolyurethanecoatingcomposition，，用硅溶膠、含異氰酸酯硅垸偶聯(lián)劑和含羥基多宮能團(tuán)丙烯酸酯制備了聚氨酯丙烯酸酯雜化耐磨涂料等。為涂料抗靜電性主要手段是添加導(dǎo)電性成分，可有效地排出累積的電荷。如CN1147552C是采用云母導(dǎo)電粉的方法，制備了聚氨酯防靜電涂料；CN1085927用鋁粉制聚氨酯防靜電涂料；CN101260277A用導(dǎo)電粉制丙烯酸聚氨酯防靜電涂料；CN1184267C用導(dǎo)電碳黑制得了丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚酯和聚氨酯抗靜電清漆；林莉萍(材料與表面處理.2001，(7):47-48)則采用S-l、ASA-150、ASB-2、ASB-5等有機(jī)抗靜電劑研發(fā)了硝基清漆。賦予涂料抗菌功能主要是通過添加抗菌劑的方法。如CN101250344A中使用了三氯生和吡啶硫酮抗菌劑，制備了水性抗菌涂料；CN1436820A中提出用市售的以磷酸鹽系、硅酸鹽系、氧化物系無機(jī)材料為載體的銀、銅、鋅金屬離子為抗菌成分添加到市售建筑涂料中制備抗菌涂料；CN100355839C發(fā)明是用鈦白粉和T-ZnO晶須氧化硅抗菌劑制備的抗菌涂料；邵青等人曾詳盡地綜述了抗菌涂料研究新進(jìn)展(材料導(dǎo)報(bào).2008,22(3):60-62，71)，描述了天然抗菌劑、有機(jī)類抗菌劑及無機(jī)類抗菌劑。無機(jī)類抗菌劑包括汞、銀、銅、鋅及其化合物與無機(jī)載體結(jié)合的制劑。這些努力在各自解決的涂料功能要求方面是比較有效的，如涂料的抗菌功能或抗靜電性或耐磨性方面，但分別采用的是專用的功能性添加劑或改性單功能的方法，沒有綜合性地同時(shí)解決涂料的耐磨、防靜電及抗菌性問題。另一方面講，即使解決了單功能性問題，也存在著工藝復(fù)雜或成本核算或"犧牲"/降低一些涂料基本性能或改善功能性不顯著的問題。楚瓏晟等在"ZnOT-ZnO晶須復(fù)合抗菌劑的研究"(材料導(dǎo)報(bào).2003，17(6):84-85:79)中，談到用四針狀ZnO晶須與鈉米氧化鋅及鈉米氧化鋅鈦復(fù)合抗菌劑用于樹脂母料的制備，如低密聚乙烯等塑料。本發(fā)明人也曾發(fā)明了"高耐磨、抗靜電型聚氨酯材料"(ZL2005100458985)專禾U。但均未涉及四腳狀ZnO晶須在涂料中起到耐磨、防靜電及抗菌性綜合功能的作用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種高耐磨、防靜電抗菌油性涂料，由天然樹脂或合成樹脂為基料，再加入各種顏料、填料、經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅(T-ZnO)晶須、各種添料、助劑溶劑經(jīng)機(jī)械加工制造而成。本發(fā)明的目的^1過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的高耐磨、防靜電抗菌涂料，由天然樹脂或合成樹脂為基料，再加入顏料、填料、經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須、添料、助劑溶劑經(jīng)機(jī)械加工制造而成；T-ZnO晶須規(guī)整度>90%、T-ZnO晶須腳長(zhǎng)徑比16~20、腳長(zhǎng)4050/mi，T-ZnO晶須用量是油漆總量的重量分?jǐn)?shù)的5%。~5%。所述的高耐磨、防靜電抗菌涂料，經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須，所用分散劑是乙醇或醇類或硬脂酸或有機(jī)酸類；所用分散方法是超聲波法；所用分散劑的量為T-ZnO晶須用量的重量分?jǐn)?shù)的10~300%。所述的高耐磨、防靜電抗菌涂料，經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須，所用偶聯(lián)劑是硅垸類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑；所用分散方法是超聲波法，所用偶聯(lián)劑的量為T-ZnO晶須用量的重量分?jǐn)?shù)0.1~5%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是本發(fā)明與對(duì)應(yīng)的同類油漆相比，其制備工藝獨(dú)特、簡(jiǎn)單，品質(zhì)優(yōu)異，具有較強(qiáng)的附著力、優(yōu)異的防腐性能及力學(xué)性能，且制備成本不高于相應(yīng)油漆。具體實(shí)施方式本發(fā)明以天然樹脂或合成樹脂為基料，再加入各種顏料、經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的T-ZnO晶須、各種填料、助劑溶劑按常規(guī)油漆制備法，即經(jīng)機(jī)械加工制造而成。(1)將T-ZnO晶須(T-ZnO晶須規(guī)整度>90%、T-ZnO晶須腳長(zhǎng)徑比16~20、腳長(zhǎng)405Qwm)，用其重量分?jǐn)?shù)10~300%的水、乙醇等醇類和硬脂酸等有機(jī)酸類分散劑用超聲波法預(yù)分散；再將預(yù)分散好的T-ZnO晶須用0.1~5%重量分?jǐn)?shù)的硅垸類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑，用超聲波法偶聯(lián)處理。最終為糊狀原料。(2)按顏色要求，將顏料混合、研磨作成色槳。(3)按配方將各種添料和顏料混合、研磨、過濾作成干粉料漿。(4)將基料(天然樹脂或合成樹脂)、T-ZnO晶須糊、色漿和干粉料槳按比例加到混合設(shè)備中混合均勻，再在研磨設(shè)備上研磨，然后在調(diào)漆罐中進(jìn)行調(diào)漆，調(diào)到要求的顏色及粘度等指標(biāo)。(5)最后，粗產(chǎn)品經(jīng)過濾、檢驗(yàn)合格后，包裝成為最終色漆產(chǎn)品。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。制備一種T-ZnO晶須快干改性醇酸樹脂磁漆。將化學(xué)法制備的T-ZnO晶須5%。(重量分?jǐn)?shù))倒到其2倍重量數(shù)的石油醚中攪拌5分鐘后，在超聲波儀中分散10分鐘，在蒸餾瓶中將石油醚蒸餾出。用T-ZnO晶須體積的l倍的石油醚將T-ZnO晶須重量的1%硅烷偶聯(lián)劑KH-550溶解后，將分散好的T-ZnO晶須傾倒其中簡(jiǎn)單攪拌后，在超聲波儀中偶聯(lián)處理10分鐘，得到T-ZnO晶須糊。按改性醇酸樹脂漆配方的用量比例，將60份的改性醇酸樹脂(基料)、T-ZnO晶須糊、預(yù)先經(jīng)混合、研磨、過濾好的著色和體質(zhì)顏料(21份)、添料(6份)及溶劑200號(hào)溶劑油(12份)一并在混合罐中混合，再經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨，直至細(xì)度=20^111后，倒入調(diào)漆罐。再按要求調(diào)整顏色;用部分溶劑將粘度調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)。再過濾，檢驗(yàn)合格后包裝，入庫。漆及漆膜的物性按對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。比較例1:除不添加T-ZnO晶須外，其它完全同實(shí)施例l，制備一種快干改性醇酸樹脂磁漆。漆及漆膜的物性按對(duì)應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，表1為實(shí)施例1的高耐磨防靜電抗菌涂料與比較例1的常規(guī)漆的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>耐烴性(23°C，48h)GB/T1734-93不起泡、不脫落，允許喊失光耐乙醇性(48h)GB/T1734>91不起泡、不脫落，允許B^失光耐鹽霧性(120h，級(jí))'GB/T1771-9111耐磨性(500g-500轉(zhuǎn))GB1768-79(89)2mg21mg電阻率(O/cm)GB/T1410-20061081014抗菌性(抗細(xì)菌率％)GB/T21866-2008=99.950a.在較高硬度下，柔韌性達(dá)lmm，表明其好于GB的最佳柔韌性；b.GB中附著力是在23l3/mi測(cè)定，實(shí)際測(cè)定在>30/01，附著力<1級(jí)；c.常規(guī)漆為24h;d.常規(guī)漆為48h。實(shí)施例2:制備一種T-ZnO晶須鐵紅醇酸底漆。將化學(xué)法制備的T-ZnO晶須5%(重量分?jǐn)?shù))倒到其2倍重量數(shù)的乙醇中攪拌5分鐘后，在超聲波儀中分散10分鐘，在蒸餾瓶中將乙醇蒸餾出。用T-ZnO晶須體積的1倍的丙酮將T-ZnO晶須重量的1%鈦酸酯402#偶聯(lián)劑溶解后，將分散好的T-ZnO晶須傾倒其中簡(jiǎn)單攪拌后，在超聲波儀中偶聯(lián)處理10分鐘，得到T-ZnO晶須糊。按改性醇酸樹脂漆配方的用量比例，將40份的改性醇酸樹脂(基料)、T-ZnO晶須糊、預(yù)先經(jīng)混合、研磨、過濾好的鐵紅顏料(20份)和體質(zhì)顏料(21份)、添料(6份)及溶劑(12份)一并在混合罐中混合，再經(jīng)三輥研磨機(jī)研磨，直至細(xì)度-35^m后，倒入調(diào)漆罐，用部分溶劑將粘度調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)。再過濾，檢驗(yàn)合格后包裝，入庫。漆及漆膜的物性按對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。表2T-ZnO晶須鐵紅醇酸底漆物性指標(biāo)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>容器中狀態(tài)無硬塊，易繊粘度(s)70細(xì)度(/mi)35硬度0.76沖擊，(kg.cm)50干燥時(shí)間(min/120。C)10(表)/15(實(shí))柔韌性(mm)a<1附著力(級(jí))b<1耐tK性(23°C，96h)不起泡、不脫落，允許瞎失光耐鹽7K性(23°C，96h)不起泡、不脫落，允許鵬失光耐烴性(48h)不起泡、不脫落，允許棘失光耐乙醇性(48)不起泡、不脫落，允許瞎失光耐鹽霧性(120h，級(jí))1耐磨性(500g-500轉(zhuǎn))2mg電阻率(O/cm)107抗菌性(抗細(xì)菌率％)=99.9a.在較高硬度下，柔韌性達(dá)lmm，表明其好于GB的最佳柔韌性；b.GB中附著力是在23l3^m測(cè)定，實(shí)際測(cè)定在〉30/mi，附著力<1級(jí)。權(quán)利要求1.高耐磨、防靜電抗菌涂料，其特征在于高耐磨、防靜電抗菌涂料由天然樹脂或合成樹脂為基料，再加入顏料、填料、經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須、添料、助劑溶劑經(jīng)機(jī)械加工制造而成；T-ZnO晶須規(guī)整度>90％、T-ZnO晶須腳長(zhǎng)徑比16～20、腳長(zhǎng)40～50μm，T-ZnO晶須用量是油漆總量的重量分?jǐn)?shù)的5‰～5％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨、防靜電抗菌涂料，其特征在于經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須，所用分散劑是乙醇或醇類或硬脂酸或有機(jī)酸類；所用分散方法是超聲波法；所用分散劑的量為T-ZnO晶須用量的重量分?jǐn)?shù)的10~300%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨、防靜電抗菌涂料，其特征在于經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須，所用偶聯(lián)劑是硅垸類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑；所用分散方法是超聲波法，所用偶聯(lián)劑的量為T-ZnO晶全文摘要高耐磨、防靜電抗菌涂料，涉及一種油性涂料，高耐磨、防靜電抗菌涂料由天然樹脂或合成樹脂為基料，再加入顏料、填料、經(jīng)分散和偶聯(lián)處理的四腳狀氧化鋅T-ZnO晶須、添料、助劑溶劑經(jīng)機(jī)械加工制造而成；T-ZnO晶須規(guī)整度＞90％、T-ZnO晶須腳長(zhǎng)徑比16～20、腳長(zhǎng)40～50μm，T-ZnO晶須用量是油漆總量的重量分?jǐn)?shù)的5‰～5％。本發(fā)明與對(duì)應(yīng)的同類油漆相比，其制備工藝獨(dú)特、簡(jiǎn)單，品質(zhì)優(yōu)異，具有較強(qiáng)的附著力、優(yōu)異的防腐性能及力學(xué)性能，且制備成本不高于相應(yīng)油漆。文檔編號(hào)C09D7/12GK101397414SQ200810228379公開日2009年4月1日申請(qǐng)日期2008年10月29日優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日發(fā)明者陳爾凡申請(qǐng)人:沈陽化工學(xué)院