一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆及其制備方法，將水性納米活化基料10～30重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加偶聯(lián)劑1～5重量份，助劑1～5重量份靜置8～48h熟化，將所得熟化料與乳液50～70重量份，水10～30重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在30～80℃，在氮氣或氬氣保護，壓力0.1～3Mpa，活化時間8～48小時即得產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有完全水性環(huán)保體系、不對環(huán)境產(chǎn)生污染、完全水性低溫自干體系，無燃爆安全危險、對金屬材質(zhì)附著力高，硬度好，抗劃傷能力強等優(yōu)點。
【專利說明】一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料，尤其是涉及一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]全球金屬工業(yè)發(fā)展迅猛，同時帶動金屬漆市場的飛速發(fā)展，金屬漆在不同行業(yè)和不同領(lǐng)域有著廣泛的用途。金屬漆分為兩大類，溶劑型金屬漆和水性金屬漆，其中由于溶劑型金屬漆存在著環(huán)境污染，生產(chǎn)安全隱患，人體健康威脅等等諸多問題，未來將逐步被環(huán)保水性金屬漆所取代。目前市場上工業(yè)水性金屬漆產(chǎn)品包括水性金屬烤漆和自干性金屬漆兩類。
[0003]其中水性金屬烤漆主要是采用氨基樹脂，醇酸樹脂，環(huán)氧樹脂，丙烯酸樹脂等主體材料，以溶劑和水作為稀釋劑，同其他助劑混合制成的一類涂料.，在實際生產(chǎn)使用過程中，依然有揮發(fā)性物質(zhì)釋放，并未完全解決環(huán)境污染，安全生產(chǎn)，健康威脅等問題，而且其需要高溫烘烤，烘烤溫度一般超過120°C不僅能耗過高，而且增加了燃爆等安全隱患。
[0004]低溫自干型水性金屬漆主要用于工業(yè)金屬制品的外觀和保護，應(yīng)用領(lǐng)域如汽車金屬外殼，電動車金屬外殼，金屬裝飾外件等等。目前市場產(chǎn)品存在干燥時間慢，硬度低于2H，附著力差，耐候性差，光澤低等缺點。
[0005]由于上述兩種產(chǎn)品的技術(shù)缺陷及產(chǎn)品品質(zhì)的限制，以及它們相對較高的生產(chǎn)配方成本，極大的制約了工業(yè)水性金屬漆的推廣和發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，包括以下重量份配方:鋁銀漿I~15，色漿0.1~1，水性納米活化基料10~30，乳液50~70，水10~30，助劑I~5，偶聯(lián)劑I~5。
[0008]所述的涂料優(yōu)選以下重量份配方:鋁銀漿2~10重量份，色漿0.5~0.8重量份，水性納米活化基料15~20，乳液55~60，水15~20，助劑I~2，偶聯(lián)劑I~2。
[0009]所述的水性納米活化基料為自制納米基料，其制備方法包括以下步驟:
[0010](I)納米材料團聚體解聚處理:將納米材料置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散30~60分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100%計，納米材料占30~70%，去離子水占25~65%，表面活性劑占I~5% ;
[0011](2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理:將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理30~60分鐘，超聲能量范圍800~3000w，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料。
[0012]所述的納米材料選自納米二氧化硅，納米氧化鋅，納米磷酸鋅，納米二氧化鈦，納米三氧化二鋁，納米膨潤土，納米碳酸鈣中的一種或幾種。
[0013]所述的乳液選自丙烯酸乳液，硅丙乳液，聚氨酯乳液，環(huán)氧乳液，氟硅乳液中的一種或幾種。
[0014]所述的助劑選自分散劑，潤濕劑，消泡劑，殺菌劑，流平劑，pH調(diào)節(jié)劑，成膜助劑中的一種或幾種。
[0015]所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0016]一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆的制備方法，其特征在于，該方法為包括以下步驟:將水性納米活化基料10~30重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加鋁銀漿I~15重量份，色楽.0.1~I重量份,偶聯(lián)劑I~5重量份,助劑I~5重量份靜置8~48h熟化，將所得熟化料與乳液50~70重量份，水10~30重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在30~80°C，在氮氣或氬氣保護，壓力0.1~3Mpa，活化時間8~48小時即得產(chǎn)品。
[0017]本發(fā)明采用特殊的方法預(yù)制出水性納米活化基料，使其具有高納米活性，在涂料中突出納米活性顆粒的物化性能，如耐磨性，高硬度，耐候性。同時具有與基礎(chǔ)涂料原料高度的親和性，使納米活性材料與基礎(chǔ)涂料高強度結(jié)合，形成牢固的有機整體，其中首選采用納米材料團聚體解聚處理使納米材料從普遍的團聚體解聚成普遍的單分散顆粒，并長時間穩(wěn)定，以游離態(tài)形式存在于體系中，然后采用納米材料化學(xué)鍵高能活化處理步驟，在800~3000?的超聲能量范圍內(nèi)進行超聲處理，使其以離子態(tài)存在的表面化學(xué)鍵，增強納米顆粒與涂料體系的相容性和親和度，使納米顆粒牢固的吸附在涂料基礎(chǔ)原料中，超聲能力不能太高，如果超過3000w會使納米材料顆粒過度活化,在短時間內(nèi)重新聚集,形成凝聚態(tài)，降低納米顆?；钚砸约凹{米材料與基礎(chǔ)涂料，顏料的相容性，也不能太低，低于800w則無法普遍活化納米材料，無法使納米材料產(chǎn)生活性的離子化學(xué)鍵；
[0018]在制備金屬涂料時，將上述特殊方法制得的水性納米活化基料與偶聯(lián)劑、助劑等先進行熟化，使其進一步增強鞏固納米顆粒的表面活性和游離離子態(tài)的穩(wěn)定性，然后與乳液、去離子水在特殊環(huán)境下進行活化。納米顆粒在特定環(huán)境中與乳液進行分子間錨固，成核，交聯(lián)，形成有機與無機共聚的多層乳液活化體系，既具備了無機納米材料的物化性能，又具備有機乳液體系的特征，從而形成具有高硬度，耐磨，耐候，防腐，華麗外觀等特點的水性環(huán)保涂料。
[0019]添加不同色漿及鋁銀漿后，將形成不同顏色金屬質(zhì)感強烈的華麗水性金屬漆。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0021]1、完全水性環(huán)保體系，不對環(huán)境產(chǎn)生污染。
[0022]2、完全水性綠色體系，無氣味，不對人體健康產(chǎn)生威脅。
[0023]3、完全水性低溫自干體系，無燃爆安全危險。
[0024]4、對金屬材質(zhì)附著力高，硬度好，抗劃傷能力強。
[0025]5、金屬質(zhì)感和閃爍效果強烈，視覺立體感和層次感強。
[0026]6、防腐耐候耐鹽霧效果好。
[0027]7、不流掛，不飛濺，施工效果好。
[0028]8、低溫自干，降低能耗，降低成本。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0030]實施例1
[0031]一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆的制備方法，該方法為包括以下步驟:
[0032](I)納米材料團聚體解聚處理:將納米材料(具有極強的吸收紫外線、反射紅外線特征，能提高涂料的抗老化性能的納米二氧化硅)置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散60分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100%計，納米材料占50%，去離子水占45%，表面活性劑占5% ；
[0033](2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理:將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理60分鐘，超聲能量范圍3000w，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料；
[0034](3)將步驟⑵制得的水性納米活化基料20重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加鋁銀漿I重量份，紅色色漿0.1重量份，硅烷偶聯(lián)劑2重量份，成膜助劑2重量份靜置12h熟化；
[0035](4)將步驟(3)所得熟化料與聚氨酯乳液60重量份，水20重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在60°C，在氮氣或氬氣保護，壓力IMpa，活化時間12小時即得產(chǎn)品。
[0036]實施例2
[0037]—種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆的制備方法，該方法為包括以下步驟:
[0038] (I)納米材料團聚體解聚處理:將納米材料(具有極強的吸收紫外線、反射紅外線特征，能提高涂料的抗老化性能的納米二氧化硅)置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散30分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100%計，納米材料占70%，去離子水占25%，表面活性劑占5% ；
[0039](2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理:將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理30分鐘，超聲能量范圍3000?，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料；
[0040](3)將步驟(2)制得的水性納米活化基料10重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加鋁銀漿15重量份，藍色色漿I重量份，鈦酸酯偶聯(lián)劑5重量份，成膜助劑5重量份靜置8h熟化；
[0041](4)將步驟(3)所得熟化料與丙烯酸乳液70重量份，水10重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在30°C，在氮氣或氬氣保護，壓力0.1Mpadg化時間48小時即得產(chǎn)品。
[0042]實施例3
[0043]一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆的制備方法，該方法為包括以下步驟:
[0044](I)納米材料團聚體解聚處理:將納米磷酸鋅置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散60分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100%計，納米材料占30%，去離子水占65%，表面活性劑占1% ；
[0045](2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理:將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理60分鐘，超聲能量范圍800w，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料；
[0046](3)將步驟(2)制得的水性納米活化基料30重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加鋁銀漿2重量份，綠色色漿0.5重量份，鋁酸酯偶聯(lián)劑I重量份，潤濕劑I重量份、消泡劑I重量份，靜置48h熟化；
[0047](4)將步驟(3)所得熟化料與硅丙乳液50重量份，水30重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在80°C，在氮氣或氬氣保護，壓力3Mpa，活化時間8小時即得產(chǎn)品。
[0048]實施例4
[0049]一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆的制備方法，該方法為包括以下步驟:
[0050](I)納米材料團聚體解聚處理:將納米氧化鋅置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散60分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100%計，納米材料占30%，去離子水占65%，表面活性劑占1% ；
[0051](2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理:將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理60分鐘，超聲能量范圍800w，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料；
[0052](3)將步驟(2)制得的水性納米活化基料15重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加鋁銀漿10重量份，黃色色漿0.8重量份，鋁酸酯偶聯(lián)劑2重量份，成膜助劑I，靜置24h熟化；
[0053](4)將步驟(3)所得熟化料與硅丙乳液55重量份，水20重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在60°C，在氮氣或氬氣保護，壓力2Mpa，活化時間12小時即得產(chǎn)品。
[0054]表1:上述實施例所得金屬涂料的性能:檢測標(biāo)準(zhǔn)按
[0055]國家水性環(huán)保涂料檢測標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料HJ/T2001-2005
[0056]

【權(quán)利要求】
1.一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，包括以下重量份配方:鋁銀漿I~15，色漿0.1~I，水性納米活化基料10~30，乳液50~70，水10~30，助劑I~5，偶聯(lián)劑I~5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，所述的涂料優(yōu)選以下重量份配方:鋁銀漿2~10重量份，色漿0.5~0.8重量份，水性納米活化基料15~20，乳液55~60，水15~20，助劑I~2，偶聯(lián)劑I~2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，所述的水性納米活化基料為自制納米基料，其制備方法包括以下步驟: (1)納米材料團聚體解聚處理:將納米材料置于分散釜中，添加去離子水和表面活性劑，高速分散30~60分鐘；以納米材料、去離子水和表面活性劑的總重量為100%計，納米材料占30~70%，去離子水占25~65%，表面活性劑占I~5% ; (2)納米材料化學(xué)鍵高能活化處理:將步驟(1)處理后的物料置于超聲反應(yīng)釜中，超聲處理30~60分鐘，超聲能量范圍800~3000w，所得產(chǎn)物即為水性納米活化基料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，所述的納米材料選自納米二氧化娃，納米氧化鋅，納米磷酸鋅，納米二氧化鈦，納米三氧化二招，納米膨潤土，納米碳酸鈣中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，所述的乳液選自丙烯酸乳液，硅丙乳液，聚氨酯乳液，環(huán)氧乳液，氟硅乳液中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，所述的助劑選自分散劑，潤濕劑，消泡劑，殺菌劑，流平劑，pH調(diào)節(jié)劑，成膜助劑中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
8.—種如權(quán)利要求1所述的高性能環(huán)保水性活化納米金屬漆的制備方法，其特征在于，該方法為包括以下步驟:將水性納米活化基料10~30重量份置于反應(yīng)釜中，緩慢依次添加鋁銀漿I~15重量份，色漿 0.1~I重量份，偶聯(lián)劑I~5重量份，助劑I~5重量份靜置8~48h熟化，將所得熟化料與乳液50~70重量份，水10~30重量份置于活化釜中進行基團活化交聯(lián)接枝，活化釜的溫度范圍控制在30~80°C，在氮氣或氬氣保護，壓力.0.1~3Mpa，活化時間8~48小時即得產(chǎn)品。
【文檔編號】C09D133/04GK104178012SQ201410456618
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】吳曉暉, 李卓宸 申請人:江蘇美億晨新材料科技有限公司