專利名稱：一種納米功能涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，尤其是涉及一種納米功能涂料。
背景技術(shù)：
在食品、橡膠、汽車涂裝、藥材干燥，特別是煙葉烘烤中，大多采用烤房，且烤房均由供熱室和裝料室(對(duì)于煙葉烘烤而言，一般稱為煙葉懸掛室，俗名裝煙室)構(gòu)成。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在烘烤技術(shù)方面，國內(nèi)外都致力于烤房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及烘烤過程自動(dòng)控制方面的改進(jìn)創(chuàng)新， 很少有人對(duì)烤房內(nèi)部環(huán)境的改善如功能涂料的研發(fā)與應(yīng)用等進(jìn)行研究。全國僅有云南昆明生產(chǎn)一種遠(yuǎn)紅外涂料，用于改進(jìn)烤房內(nèi)部的環(huán)境，但因該涂料附著力差，不能成膜，所選用的鐵紅(Fe2O3)擴(kuò)散到空氣中，不僅沒有增溫效果，反而污染烤房環(huán)境與煙葉，未能得到推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種附著力強(qiáng)，保溫性好的納米功能涂料。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種納米功能涂料，由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑6 18%，連接料18 25%，顏填料25 35%，助劑8 9%,水 20 26%ο優(yōu)選的重量百分比為納米功能添加劑9%，連接料25%，顏填料32%，助劑9%，水 25%。所述納米功能添加劑，優(yōu)選以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成 TiO2 (二氧化鈦)22 28%，Cr2O3 (三氧化二鉻)22 25%，CoO (氧化鈷)8 10%，F(xiàn)e2O3 (三氧化二鐵)31 36%，Ni2O3 (三氧化二鎳)0 5%，稀土轉(zhuǎn)光劑(SCA) 0. 3 1% ；各組分百分含量之和為100% ；
更優(yōu)選的重量百分比為:Ti02 26%, Cr2O3 25%，CoO 9%，F(xiàn)e2O3 36%，Ni2O3 3%，稀土轉(zhuǎn)光劑 (SCA) 1% ；
所述表面改性的納米顆粒材料為表面包覆有Ce或/和Ag的納米顆粒材料，或?yàn)榘灿袩o定形SiO2-IiH2O的納米顆粒材料。表面包覆有Ce或/和Ag的納米顆粒材料，光催化功能強(qiáng)，功效較未包覆Ce或/ 和Ag的納米顆粒材料更好。表面包覆有無定形SiO2-IiH2O的納米顆粒材料，親水性強(qiáng)，功效也較未包覆Ce或/ 和Ag的納米顆粒材料更好。在納米顆粒材料表面包覆Ce或/和Ag的方法，是將相關(guān)納米顆粒材料浸入相應(yīng)的適當(dāng)濃度的Ce (NO3)或AgNO3溶液中，或Ce (NO3)和AgNO3的混合溶液中適當(dāng)時(shí)間，然后過濾、水洗、干燥，即成。以在TiA納米顆粒材料表面包覆Ce或/和Ag為例將待改性的TiA納米顆粒浸入0. 8wt%Ce (NO3)3或1. 2wt%AgN03溶液中12小時(shí)，經(jīng)過濾、水洗、干燥后，即得表面包覆 Ce的表面改性納米TW2或表面包覆Ag的表面改性納米TW2 ；也可將TW2浸入Ce (NO3) 3 和AgNO3的混合溶液中12小時(shí)，所述混合溶液，Ce (NO3) 3的濃度為0. 8wt%, AgNO3的濃度為1. 2wt% ；然后水洗、干燥，即得包覆Ce與Ag的復(fù)合表面改性納米材料(Ce-Ag-TiO2)15在納米顆粒材料表面包覆親水材料無定形SiO2-IiH2O的方法，以納米Cr2O3為例，在水溶性的硅酸鹽溶液中加入納米顆粒Cr2O3，通過滴入酸液或堿液調(diào)節(jié)PH值，使溶液pH值達(dá)到6. 9-7. 1 (最好為7. 0)，使硅酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷醄Si (OH)4]單分子，這種單分子以不同的速度進(jìn)行聚合，形成活性大的Si (OH)4,然后在Cr2O3表面形成無定形的SiO2-IiH2O形式的包覆膜。所述稀土轉(zhuǎn)光劑為紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑或/和近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑，優(yōu)選紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑和近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑的混合物，其中更優(yōu)選紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑與近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑的重量比為 1:3。所述連接料為成膜物質(zhì)，選自苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種，優(yōu)選苯丙乳液和硅丙乳液兩種的混合乳液，更優(yōu)選苯丙乳液與硅丙乳液的重量比=2:1。所述顏填料，由以下重量百分比的組分構(gòu)成重鈣20 28%，輕鈣10 18%，硅酸鋁6 12%，白炭黑10 18%，電氣石15 20%，鈦白粉R215 20 25% ；各組分粉料的優(yōu)選粒徑彡3200目。所述顏填料各組分優(yōu)選的重量百分比為重鈣23%，輕鈣14%，硅酸鋁10%，白炭黑 15%,電氣石16%，鈦白粉R215 22%。所述電氣石用于產(chǎn)生負(fù)離子。所述助劑包括常規(guī)量的潤濕劑、分散劑、抗凍劑、消泡劑、成膜助劑、流變劑、殺菌劑?？蔀橥苛铣Ｒ?guī)助劑，例如，潤濕劑可為W-19潤濕劑(一種非離子型表面活性劑)，分散劑可為5040分散劑(聚羧酸鈉40%)，抗凍劑可為丙二醇，消泡劑可為W-082消泡劑(含疏水性的礦物油混合物)，成膜助劑可為十二碳酸酯，流變劑可為WT-115流變劑[(一種陰離子丙烯酸聚合物(堿溶型)(HASE)]或WT-201流變劑(一種非離子型聚醚聚氨酯聚合物)或WT-204 流變劑(HEUR)(—種非離子型聚醚聚氨酯化合物)，殺菌劑可為M8-11殺菌劑(5-氨-2-甲基-4-異唑-3-酮-2-甲基-4-異唑-3-酮)。制備方法將所述顏填料、納米功能添加劑、水及助劑、連接料加入高速分散機(jī)的攪拌桶中分散混合均勻，即成。本發(fā)明之納米功能涂料，選擇高輻射率的材料；利用了納米材料特有效應(yīng)，如表面 (界面)效應(yīng)、小尺寸(體積)效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，特別是介電限域效應(yīng)和納米稀土材料的轉(zhuǎn)光功能，使波譜紅移及產(chǎn)生其他獨(dú)特的光熱功能；使用轉(zhuǎn)光劑等紅外光線轉(zhuǎn)換成微波，利用微波烘烤；烤房內(nèi)含有的水汽及微塵，作為傳輸介質(zhì)，構(gòu)成輻射介質(zhì)傳熱，可增強(qiáng)熱效應(yīng)。該涂料不僅附著力強(qiáng)，還能輻射出適于植物細(xì)胞(如煙葉細(xì)胞)和水分共振吸收的電磁波，解決烤房升溫、均溫、增溫的技術(shù)難題，達(dá)到將煙葉烤黃、烤香、烤熟、烤優(yōu)以及節(jié)能減排，降焦減害的目的。通過計(jì)算與檢測，本發(fā)明涂料輻射率ε >0.98，輻射頻譜較寬，主輻射波峰有兩個(gè)，依維恩位移定律計(jì)算值為λ m=b/t (式中b=c2/x=2898. 8 ym*k ;T= 273. 15+28 ~70=301. 15 343. 15 ； λ =2898. 8/301. 15 343. 15=9. 6 8. 4 μ m)。8· 4 9· 6 μ m，為遠(yuǎn)紅外(FIR)輻射；另一個(gè)輻射峰由轉(zhuǎn)光劑產(chǎn)生，峰值為0. 1 1. 5mm，為亞毫米波(R)；還產(chǎn)生約2000個(gè)/cm3的負(fù)離子；可通過輻射方式直接傳輸?shù)轿矬w；具有滲透性，能滲入生物體 3 5mm，可與生物體的細(xì)胞及水分子產(chǎn)生共振吸收；使極性的水分子隨之產(chǎn)生與頻率一致的轉(zhuǎn)向極化產(chǎn)生摩擦熱，很快將水分蒸發(fā)，將煙葉烤黃、烤香。經(jīng)湖南郴州、永州、湘西及云南玉溪等煙草公司現(xiàn)場烘烤測試，使用本涂料之烤房烤煙，可使烤房升溫速度加快(比不適用本涂料的對(duì)照烤房快0. 8 4°C /h)，均溫性能好(烤房水平溫差比對(duì)照烤房低0. 04
0.082°C，垂直溫差比對(duì)照烤房低0. 015 2. 9°C )，保溫性好(熄火后烤房每小時(shí)降溫比對(duì)照烤房慢1. 5°C )，能減少煙葉烘烤能耗(每炕煙比對(duì)照烤房省煤67 199kg，電耗比對(duì)照減少0. 17KWh)，還能提高煙葉烘烤質(zhì)量(上、中等煙比例比對(duì)照烤房提高6個(gè)百分點(diǎn)以上)。
自然，本發(fā)明涂料還可用于各種類似烘烤場合。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
本實(shí)施例之納米功能涂料由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑9%，連接料 25%,顏填料32%,助劑9%,水25%。所述納米功能添加劑由以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成TW2 26%, Cr2O3 25%, CoO 9%, Fe2O3 36%, Ni2O3 3%，稀土轉(zhuǎn)光劑(SCA) 1%。所述表面改性的納米顆粒材料為表面包覆有Ce的納米顆粒材料。表面包覆有Ce 的方法，以TW2表面功能改性為例將待改性的TW2納米顆粒浸入0. 8wt%Ce (NO3) 3溶液中12小時(shí)，經(jīng)過濾、水洗、干燥后制成表面包覆Ce的表面改性納米TW2 (Ce-TiO2);以增強(qiáng)其光催化功能。其他納米顆粒材料的表面功能改性方法與T^2的改性方法相同。所述稀土轉(zhuǎn)光劑為紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑與近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑的混合物，二者重量比為，紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑=1:3。所述連接料為苯丙乳液與硅丙乳液的混合液，其重量比為2:1。所述顏填料的重量百分比為重鈣23%，輕鈣14%，硅酸鋁10%，白炭黑15%，電氣石 16%，鈦白粉R215 22%。各組分粉料的優(yōu)選粒徑> 3200目。所述助劑為W_19潤濕劑0. 3%，5040分散劑1. 8%，丙二醇抗凍劑m, ff-082消泡劑
1.2%，十二碳酸酯成膜助劑1. 6%，WT-115流變助劑2%，M8-11殺菌劑0. 001% ；合計(jì)8. 901%. 所述百分比以涂料總重量為計(jì)算基準(zhǔn)。使用本涂料之烤房烤煙，可使烤房升溫速度加快(比不使用本涂料的對(duì)照烤房快 2°C /h)，均溫性能好(烤房水平溫差比對(duì)照烤房低0. 05°C，垂直溫差比對(duì)照烤房低0. 8°C)， 保溫性好(熄火后烤房每小時(shí)降溫比對(duì)照烤房慢1. 5°C)，能減少煙葉烘烤能耗(每炕煙比對(duì)照烤房省煤80kg，電耗比對(duì)照減少0. 17KWh)，還能提高煙葉烘烤質(zhì)量(上、中等煙比例比對(duì)照烤房提高6. 7個(gè)百分點(diǎn))。實(shí)施例2
本實(shí)施例之納米功能涂料由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑11%，連接料20%，顏填料34%，助劑9%，水26%。所述納米功能添加劑由以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成Ti0J8%，Cr20325%，Co010%，狗20336%，稀土轉(zhuǎn)光劑 1%。所述表面改性的納米功能添加劑為表面包覆有Ag的納米顆粒材料，在納米顆粒材料表面包覆Ag的方法，以TiO2表面功能改性為例將待改性的TW2納米顆粒浸入 1. 2wt %AgN03溶液中12小時(shí)，經(jīng)過濾、水洗、干燥后制成表面包覆Ag的表面改性納米TW2 (Ag-TiO2),以增強(qiáng)其光催化功能。其他納米顆粒材料的表面功能改性方法與TW2的改性方法相同。所述連接料由苯丙乳液和硅丙乳液構(gòu)成，苯丙乳液與硅丙乳液的重量比=2:1。所述稀土轉(zhuǎn)光劑、顏填料、助劑同實(shí)施例1的稀土轉(zhuǎn)光劑、顏填料、助劑。使用本涂料之烤房烤煙，可使烤房升溫速度加快(比不使用本涂料的對(duì)照烤房快 2°C /h)，均溫性能好(烤房水平溫差比對(duì)照烤房低0. 07°C，垂直溫差比對(duì)照烤房低1. 5°C)， 保溫性好(熄火后烤房每小時(shí)降溫比對(duì)照烤房慢1. 5°C)，能減少煙葉烘烤能耗(每炕煙比對(duì)照烤房省煤150kg，電耗比對(duì)照減少0. 17KWh)，還能提高煙葉烘烤質(zhì)量(上、中等煙比例比對(duì)照烤房提高6. 4個(gè)百分點(diǎn))。實(shí)施例3
本實(shí)施例之納米功能涂料由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑12%，連接料24%，顏填料30%，助劑8%，水26%。所述納米功能添加劑由以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成11 27%, Cr2O3 24%, CoO 9. 1%，F(xiàn)e2O3 34%, Ni2O3 5%，稀土轉(zhuǎn)光劑 0. 9%。所述表面改性的納米功能添加劑為表面包覆有Ce和Ag的納米顆粒材料，在納米顆粒材料表面包覆Ce和Ag的方法，以T^2表面功能改性為例將待改性的T^2納米顆粒浸入Ce (NO3)3和AgNO3的混合溶液中12小時(shí)，所述混合溶液，Ce (NO3)3的濃度為0. 8wt%, AgNO3的濃度為1. 2wt%，然后過濾、水洗、干燥，制成包覆Ce與Ag的復(fù)合表面改性納米材料 (Ce-Ag- Ti02)。其他納米顆粒材料的表面功能改性方法與TiO2的改性方法相同。所述連接料為純丙乳液。所述稀土轉(zhuǎn)光劑、顏填料、助劑同實(shí)施例1的稀土轉(zhuǎn)光劑、顏填料、助劑。使用本涂料烤煙，可使烤房升溫速度加快(比不適用本涂料的對(duì)照烤房快0. 8 40C /h)，均溫性能好(烤房水平溫差比對(duì)照烤房低0. 08°C，垂直溫差比對(duì)照烤房低2. 8°C)， 保溫性好(熄火后烤房每小時(shí)降溫比對(duì)照烤房慢1. 5°C)，能減少煙葉烘烤能耗(每炕煙比對(duì)照烤房省煤70kg，電耗比對(duì)照減少0. 17KWh)，還能提高煙葉烘烤質(zhì)量(上、中等煙比例比對(duì)照烤房提高6. 3個(gè)百分點(diǎn))。實(shí)施例4
本實(shí)施例之納米功能涂料由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑15%，連接料23%,顏填料30%,助劑9%,水23%。所述納米功能添加劑，由以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成=TiO2 26%, Cr2O3 25%, Co09%, Fe2O3 36%, Ni2O3 3%，稀土轉(zhuǎn)光劑 1%。所述表面改性的納米顆粒材料為表面包覆有無定形SiO2-IiH2O的納米顆粒材料， 納米顆粒材料表面包覆無定形SiO2-IiH2O的方法，以納米Cr2O3為例，是將納米Cr2O3顆粒浸入水溶性的硅酸鈉溶液中，滴入酸液或堿液調(diào)節(jié)PH值到7，使溶液中的硅酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)楣杷?[Si(OH)4]單分子，這種硅酸單分子以不同的速度進(jìn)行聚合，形成活性大的Si (OH)4,然后在 Cr2O3表面形成無定形的SiO2-IiH2O形式的包覆膜。其他納米顆粒材料的表面功能改性方法與Cr2O3的改性方法相同。所述連接料為硅丙乳液。所述稀土轉(zhuǎn)光劑、顏填料、助劑同實(shí)施例1的稀土轉(zhuǎn)光劑、顏填料、助劑。使用本涂料烤煙，可使烤房升溫速度加快(比不適用本涂料的對(duì)照烤房快4°C / h)，均溫性能好(烤房水平溫差比對(duì)照烤房低0. 082°C，垂直溫差比對(duì)照烤房低0. 5°C)，保溫性好(熄火后烤房每小時(shí)降溫比對(duì)照烤房慢1. 5°C)，能減少煙葉烘烤能耗(每炕煙比對(duì)照烤房省煤80kg，電耗比對(duì)照減少0. 17KWh)，還能提高煙葉烘烤質(zhì)量(上、中等煙比例比對(duì)照烤房提高6. 4個(gè)百分點(diǎn))。
權(quán)利要求
1.一種納米功能涂料，其特征在于，由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑 6 18%，連接料18 25%，顏填料25 ；35%，助劑8 9%，水20 26% ；所述納米功能添加劑，由以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成=TW2 22 28%, Cr2O3 22 25%，Co08 10%，F(xiàn)e2O3 31 36%，Ni2O3 0 5%，稀土轉(zhuǎn)光劑 0. 3 1% ；各組分百分含量之和為100% ；所述稀土轉(zhuǎn)光劑為紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑或/和近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑；所述連接料為成膜物質(zhì)，選自苯丙乳液、純丙乳液、硅丙乳液中的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米功能涂料，其特征在于，所述納米功能添加劑，由以下重量百分比經(jīng)表面改性的納米顆粒材料構(gòu)成26%, Cr2O3 25%，CoO 9%，F(xiàn)e2O3 36%，Ni2O3 3%，稀土轉(zhuǎn)光劑1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米功能涂料，其特征在于，紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑和近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑的混合物中，紅光轉(zhuǎn)遠(yuǎn)紅外的稀土轉(zhuǎn)光劑與近紅外中紅外轉(zhuǎn)微波的稀土轉(zhuǎn)光劑的重量比為1:3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米功能涂料，其特征在于，所述表面改性的納米顆粒材料為表面包覆有Ce或/和Ag的納米顆粒材料，或?yàn)榘灿袩o定形SiO2-IiH2O的納米顆粒材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米功能涂料，其特征在于，所述連接料為苯丙乳液和硅丙乳液兩種的混合乳液，所述混合乳液中，苯丙乳液與硅丙乳液的重量比=2 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米功能涂料，其特征在于，所述顏填料，由以下重量百分比的無機(jī)非金屬材料粉體構(gòu)成重鈣20 觀％，輕鈣10 18%，硅酸鋁6 12%，白炭黑 10 18%，電氣石15 20%，鈦白粉R215 20 25%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米功能涂料，其特征在于，所述顏填料，由以下重量百分比的的無機(jī)非金屬材料粉體構(gòu)成重鈣23%，輕鈣14%，硅酸鋁10%，白炭黑15%，電氣石16%，鈦白粉 R215 22%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米功能涂料，其特征在于，所述助劑包括常規(guī)量的潤濕劑、分散劑、抗凍劑、消泡劑、成膜助劑、流變劑和殺菌劑。
全文摘要
一種納米功能涂料，其由以下重量百分比的組分構(gòu)成納米功能添加劑6～18%，連接料18～25%，顏填料25～35%，助劑8～9%，水20～26%。使用本涂料之烤房烤煙，可使烤房升溫速度加快，均溫性能好，保溫性好，能減少煙葉烘烤能耗，提高煙葉烘烤質(zhì)量。
文檔編號(hào)C09D133/04GK102391730SQ20111031392
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者羅井清, 肖春生, 肖漢乾, 胡日生, 鄧世雄, 鄧學(xué)鋒, 陸中山 申請(qǐng)人:中國煙草中南農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站, 鄧學(xué)鋒