專利名稱：納米鱗片涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新納米鱗片材料做填料的涂料，屬于涂料領(lǐng)域，具體的說是一種納米鱗片涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
達(dá)克羅涂料和玻璃鱗片涂料是近幾年在我國發(fā)展起來的幾種鱗片涂料。
達(dá)克羅(DACROMET)即非電解鋅鉻酸鹽涂層，涂覆全過程中無廢水、廢物排放，是代替對環(huán)境污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)電鍍鋅熱浸鋅類的最佳技術(shù)。
達(dá)克羅技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，不但可處理鋼、鐵、鋁及其合金，還可處理燒結(jié)金屬，以及特殊的表面處理。它所涉及到的產(chǎn)業(yè)、行業(yè)也相當(dāng)多，經(jīng)過達(dá)克羅處理的表面具有較高的穩(wěn)定性、防熱、防潮及防蝕性。
達(dá)克羅涂層雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處，主要體現(xiàn)為導(dǎo)電性能不好，不宜用于導(dǎo)電連接的零件，如電器的接地螺栓等。
達(dá)克羅鱗片的厚度0.5-2μm，徑厚比60-80(30-160μm)。涂層鱗片的結(jié)合是熔化燒結(jié)層，所以它的表面硬度和抗劃傷能力差而且易出現(xiàn)針孔，特殊場合使用需要進(jìn)行后處理。
玻璃鱗片涂料是在涂料中加入耐腐蝕性極好的玻璃鱗片，利用玻璃鱗片的層狀疊加效應(yīng)起到迷宮作用和消除涂層內(nèi)應(yīng)力的作用，使涂層具有優(yōu)良的抗?jié)B透能力和良好的附著力，涂料的耐腐蝕性能很好。但由于玻璃鱗片與樹脂間是物理結(jié)合，很容易在外力和化學(xué)腐蝕作用下產(chǎn)生分層，而且涂層要做到很厚時(shí)才有較好效果。
玻璃鱗片噴涂用厚度4-6μm，徑向尺寸200-400μm；手工刷涂厚度＜20μm，徑向尺寸400-630μm；手工涂抹厚度＜40μm，徑向尺寸630-2000μm。
玻璃鱗片涂層的厚度500-3000μm。
玻璃鱗片涂料不耐磨損，特別在腐蝕與磨蝕同時(shí)發(fā)生的場所。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種克服上述涂料的缺點(diǎn)，而且具備優(yōu)于上述兩種涂料性能的納米鱗片涂料，其納米鱗片與樹脂形成化學(xué)吸附或化學(xué)鍵合，能使涂層形成立體網(wǎng)狀的整體結(jié)構(gòu)，并具有優(yōu)良的附著力、好的抗?jié)B透性、高的防腐性和一些特殊功能。
利用納米鱗片做填料得到高性能的涂料，在本發(fā)明中納米鱗片，既是鱗片填料，又是補(bǔ)強(qiáng)劑和改性劑，它表面的活性鍵將鱗片和樹脂以化學(xué)鍵的形式連接成為立體網(wǎng)狀的整體結(jié)構(gòu)。利用活性鱗片的層疊效果，起到消除涂層內(nèi)應(yīng)力，增加涂層抗?jié)B透能力，提高涂層附著力、耐腐蝕性的功效，達(dá)到賦予涂料特殊功能和優(yōu)良性能的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明納米鱗片涂料的制備方法如下一、材料選配根據(jù)基礎(chǔ)涂料和應(yīng)用條件的不同，選配適合的納米鱗片材料。
其選配原則為1、重防腐涂料選鈦納米鱗片、玻璃納米鱗片、陶瓷納米鱗片、不銹鋼納米鱗片等；2、建筑涂料或外防有顏色要求時(shí)選金屬氧化物或非金屬納米鱗片。
3、功能性涂料選用特殊功能的納米鱗片。
所述的納米鱗片的鱗片尺寸是厚度為10～100nm，徑向尺寸為0.5～50μm的一維納米材料。
二、納米鱗片的活性化處理上述納米鱗片選配好后要進(jìn)行表面處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚约{米鱗片，這樣處理后的納米鱗片活性好，而且能在涂料基料中很好的分散，具體步驟是將表面處理劑用溶劑溶解成溶液，該溶液中表面處理劑的含量為5～50％，然后按表面處理液與納米鱗片材料體積之比為1～5∶1配制投料，用分散機(jī)分散0.5～4h即得到活性納米鱗片材料成品。
所述的表面處理劑包括樹脂、橡膠、塑料等中的一種或多種，表面處理劑一般優(yōu)先選用與涂料樹脂相同或溶合性好的材料。
所述的溶劑為能較好溶解這些材料的常用溶劑比如乙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯和水等的一種或多種。
所述的分散機(jī)是高速分散機(jī)、行星球磨機(jī)、均質(zhì)機(jī)、砂磨機(jī)的一種。
三、配制基礎(chǔ)涂料和活性納米鱗片的重量的百分比為1、基礎(chǔ)涂料60～97％2、經(jīng)表面處理的活性納米鱗片3～40％
所述的基礎(chǔ)涂料包括防腐涂料、粉末涂料、建筑涂料、襯里材料等。
所述的活性納米鱗片材料包括金屬(如鈦、鋅、鋁等；合金如鈦-鋁、不銹鋼等)；金屬氧化物(如二氧化鈦、氧化鋁等)；非金屬材料(如碳化硅、金剛石、玻璃、陶瓷等)。
四、混合、分散。
按上述配比將活性納米鱗片加入基礎(chǔ)涂料混合、分散。
所述的混合、分散設(shè)備包括砂磨機(jī)、高速分散機(jī)、均質(zhì)機(jī)、行星球磨機(jī)等，混合、分散的時(shí)間為10～50min，混合、分散后即得納米鱗片涂料成品。
本發(fā)明的納米鱗片涂料具有以下優(yōu)良性能1、化學(xué)健合與化學(xué)吸附納米鱗片的表面具有高活性懸空鍵，與有機(jī)物配位，形成化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附，這大大改善了填料與樹脂間的結(jié)合力，同時(shí)也大大改善了樹脂分子間的結(jié)合力。
2、抗?jié)B透能力強(qiáng)一、涂料中的填料與樹脂分子之間形成了化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附，阻塞滲透通道；二、納米鱗片起到玻璃鱗片的效應(yīng)，延長了滲透路線，起迷宮效應(yīng)，納米鱗片表面積很大又有化學(xué)作用，所以加入少量就能起到顯著效果。
3、使用納米厚度鱗片可大大降低鱗片涂層的厚度納米鱗片涂層厚度是玻璃鱗片涂層厚度的1％時(shí)其性能絕不低于玻璃鱗片涂層。也可以說納米鱗片涂料可以做得很薄就具有很高的鱗片效應(yīng)。
4、附著力高因?yàn)榧{米鱗片形成了化學(xué)吸附，鱗片相互疊加可消除內(nèi)應(yīng)力，涂層內(nèi)應(yīng)力很低，所以納米鱗片涂料對于金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優(yōu)良附著力。
5、耐腐蝕性能好其一，一般涂料的破壞都是由于腐蝕介質(zhì)沿分子和填料間的界面或樹脂分子間的界面而進(jìn)行的，納米鱗片涂料用化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附阻塞了這些通道；其二，涂層抗?jié)B透能力強(qiáng)，有效減緩了腐蝕速度；其三，納米鱗片的層疊作用，可形成無針孔涂膜有效阻止腐蝕介質(zhì)的浸入，所以耐腐蝕性能好。
6、可賦予涂層防垢、防蠟、減阻、耐磨、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能。
特別對于重防腐涂料行業(yè)本發(fā)明的推廣應(yīng)用，將使該行業(yè)發(fā)生革命性變化。
具體事實(shí)方式實(shí)施例1鈦納米鱗片環(huán)氧酚醛涂料(高溫固化型)制備該涂料選取鈦納米鱗片，表面處理劑為環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠，溶劑為丁醇、丙酮、二甲苯。
1、按前處理液環(huán)氧樹脂5g；聚硫橡膠7g；二甲苯40ml；丁醇20ml；丙酮40ml的配比將環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠用上述溶劑溶好備用。
2、按前處理液與鈦納米鱗片之比為100ml∶25ml量取前處理液與鈦納米鱗片，在行星球磨機(jī)中分散4h即得到活性鈦納米鱗片漿料。
3、按環(huán)氧酚醛涂料100g；活性鈦納米鱗片漿料10g的配比將環(huán)氧酚醛涂料和活性鈦納米鱗片漿料加入高速分散機(jī)。在高速分散機(jī)中混合、分散15min即得到成品鈦納米鱗片環(huán)氧酚醛涂料。
應(yīng)用效果涂敷該涂料第一道干膜厚12μm，200℃烘6min；第二道干膜厚13μm，200℃烘35min。得到的涂膜具有以下性能

實(shí)施例2鈦納米鱗片環(huán)氧涂料(常溫固化型)制備該涂料選取鈦納米鱗片，表面處理劑為環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠，溶劑為丁醇、丙酮、二甲苯。
1、使用實(shí)施例1的活性鈦納米鱗片漿料。
2、按環(huán)氧涂料100g；活性鈦納米鱗片漿料10g的配比將環(huán)氧涂料和活性鈦納米鱗片漿料加入高速分散機(jī)。在高速分散機(jī)中混合、分散30min即得到成品鈦納米鱗片環(huán)氧涂料。
應(yīng)用效果涂敷該涂料第一道干膜厚50μm，20℃干燥6h；第二道干膜厚75μm，20℃固化7天。得到的涂膜具有以下性能

實(shí)施例3玻璃納米鱗片環(huán)氧涂料(常溫固化)制備該涂料選取玻璃納米鱗片，表面處理劑為環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠，溶劑為丁醇、丙酮、二甲苯。
1、按前處理液環(huán)氧樹脂5g；聚硫橡膠7g；二甲苯40ml；丁醇20ml；丙酮40ml的配比將環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠用上述溶劑溶好備用。
2、按前處理液與玻璃納米鱗片之比為100ml∶25ml量取前處理液與玻璃納米鱗片，在行星球磨機(jī)中分散4h即得到活性玻璃納米鱗片漿料。
3、按環(huán)氧涂料100g；活性玻璃納米鱗片漿料10g的配比將環(huán)氧涂料和活性玻璃納米鱗片漿料加入高速分散機(jī)。在高速分散機(jī)中混合、分散15min即得到成品玻璃納米鱗片環(huán)氧涂料。
應(yīng)用效果涂敷該涂料第一道干膜厚50μm，20℃干燥6h；第二道干膜厚75μm，20℃固化7天。得到的涂膜具有以下性能

實(shí)施例4鐵紅納米鱗片環(huán)氧涂料制備該涂料選取鐵紅納米鱗片，表面處理劑為環(huán)氧樹脂和聚硫橡膠，溶劑為丁醇、丙酮、二甲苯。
1、按前處理液環(huán)氧樹脂5g；聚硫橡膠7g；二甲苯40ml；丁醇20ml；丙酮40ml的配比將環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠用上述溶劑溶好備用。
2、按前處理液與鐵紅納米鱗片之比為100ml∶25ml量取前處理液與鐵紅納米鱗片，在行星球磨機(jī)中分散4h即得到活性鐵紅納米鱗片漿料。
3、按環(huán)氧涂料甲組份54g；活性鐵紅納米鱗片漿料16g的配比將環(huán)氧涂料甲組份和活性鐵紅納米鱗片漿料加入高速分散機(jī)。在高速分散機(jī)中混合、分散20min即得到成品鐵紅納米鱗片環(huán)氧涂料。
本涂料成本低，耐腐蝕性不低于富鋅涂料。
實(shí)施例5納米鱗片防粘、耐磨涂料按聚苯硫醚涂料100g；活性聚四氟乙烯納米鱗片漿料3g；活性石墨納米鱗片漿料3g；活性二氧化鈦納米鱗片漿料10g的配比稱取上述物料，將三種活性納米鱗片漿料和聚苯硫醚涂料加入行星球磨機(jī)中，在行星球磨機(jī)分散4h即得到成品納米鱗片防粘、耐磨涂料。
應(yīng)用效果多道涂膜經(jīng)涂敷、塑化、后處理得到150μm厚度的涂膜，具備以下防護(hù)性能


實(shí)施例6納米鱗片防水涂料制備該涂料選取輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片，表面處理劑為丙烯酸樹脂，溶劑為水。
1、按前處理液丙烯酸樹脂15g；水100ml的配比將丙烯酸樹脂用水溶好備用。
2、按前處理液與輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片之比為100ml∶35ml量取前處理液與輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片，在行星球磨機(jī)中分散4h即得到活性輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片漿料。
3、按丙烯酸乳液及助劑85g；活性輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片漿料15g的配比將丙烯酸乳液及助劑和活性輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片漿料加入高速分散機(jī)。在高速分散機(jī)中混合、分散20min即得到成品輕質(zhì)碳酸鈣納米鱗片涂料。
涂膜性能拉伸強(qiáng)度＞1.5Mpa耐堿強(qiáng)度保持率120％耐酸強(qiáng)度保持率70％耐熱老化強(qiáng)度保持率130％低溫柔韌性(30℃，對折)不斷不裂不透水性(動(dòng)水壓，0.2Mpa)不透水抗裂性(涂膜0.2mm，基層裂縫1.4mm)涂層不裂抗凍融性(循環(huán)50次)涂層外觀不變，不起泡耐老化性(1000h)無裂紋不粉化。
權(quán)利要求
1.一種納米鱗片涂料的制備方法，其特征在于其制備方法如下(1)、材料選配根據(jù)基礎(chǔ)涂料和應(yīng)用條件的不同，選配適合的納米鱗片材料；其選配原則為a、重防腐涂料選鈦納米鱗片、玻璃納米鱗片、陶瓷納米鱗片、不銹鋼納米鱗片等；b、建筑涂料或外防有顏色要求時(shí)選金屬氧化物或非金屬納米鱗片。c、功能性涂料選用特殊功能的納米鱗片；所述的納米鱗片的鱗片尺寸是厚度為10～100nm，徑向尺寸為0.5～50μm的一維納米材料；(2)、納米鱗片的活性化處理上述納米鱗片選配好后要進(jìn)行表面處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚约{米鱗片，這樣處理后的納米鱗片活性好，而且能在涂料基料中很好的分散，具體步驟是將表面處理劑用溶劑溶解成溶液，該溶液中表面處理劑的含量為5～50％，然后按表面處理液與納米鱗片材料體積之比為1～5∶1配制投料，用分散機(jī)分散0.5～4h即得到活性納米鱗片材料成品；所述的表面處理劑包括樹脂、橡膠、塑料等中的一種或多種，表面處理劑一般優(yōu)先選用與涂料樹脂相同或溶合性好的材料；所述的溶劑為能較好溶解這些材料的常用溶劑比如乙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯和水等的一種或多種；所述的分散機(jī)是高速分散機(jī)、行星球磨機(jī)、均質(zhì)機(jī)、砂磨機(jī)的一種；(3)、配制基礎(chǔ)涂料和活性納米鱗片的重量的百分比為1、基礎(chǔ)涂料 60～97％2、經(jīng)表面處理的活性納米鱗片 3～40％所述的基礎(chǔ)涂料包括防腐涂料、粉末涂料、建筑涂料、襯里材料；所述的活性納米鱗片材料包括金屬、金屬氧化物、非金屬材料(如碳化硅、金剛石、玻璃、陶瓷；(4)、混合、分散按上述配比將活性納米鱗片加入基礎(chǔ)涂料混合、分散，所述的混合、分散設(shè)備包括砂磨機(jī)、高速分散機(jī)、均質(zhì)機(jī)、行星球磨機(jī)等，混合、分散的時(shí)間為10～50min，混合、分散后即得納米鱗片涂料成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新納米鱗片材料做填料的涂料，屬于涂料領(lǐng)域，具體的說是一種納米鱗片涂料的制備方法，本發(fā)明其納米鱗片與樹脂形成化學(xué)吸附或化學(xué)鍵合，能使涂層形成立體網(wǎng)狀的整體結(jié)構(gòu)，并具有優(yōu)良的附著力、好的抗?jié)B透性、高的防腐性和一些特殊功能。在本發(fā)明中納米鱗片，既是鱗片填料，又是補(bǔ)強(qiáng)劑和改性劑，它表面的活性鍵將鱗片和樹脂以化學(xué)鍵的形式連接成為立體網(wǎng)狀的整體結(jié)構(gòu)。利用活性鱗片的層疊效果，起到消除涂層內(nèi)應(yīng)力，增加涂層抗?jié)B透能力，提高涂層附著力、耐腐蝕性的功效，達(dá)到賦予涂料特殊功能和優(yōu)良性能的目的。
文檔編號C09D5/28GK1990614SQ20051011914
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者白日忠, 張巨生, 程瑾寧 申請人:白日忠