專利名稱：一種用于涂料中的納米緩沖助劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種助劑，更具體地涉及一種用于涂料中的納米緩沖助劑及其制備方法。
背景技術：
涂料，在中國傳統名稱為油漆。所謂涂料是涂覆在被保護或被裝飾的物體表面，并能與被涂物形成牢固附著的連續薄膜，通常是以樹脂、或油、或乳液為主，添加或不添加顏料、填料，添加相應助劑，用有機溶劑或水配制而成的粘稠液體。涂料一般由四種基本成分:成膜物質(樹脂)、顏料(包括體質顏料)、溶劑和添加劑。1.成膜物質是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工產品、纖維素衍生物、天然樹脂和合成樹脂。成膜物質還包括部分不揮發的活性稀釋劑，它是使涂料牢固附著于被涂物面上形成連續薄膜的主要物質，是構成涂料的基礎，決定著涂料的基本特性。2.助劑如消泡劑，流平劑等，還有一些特殊的功能助劑，如底材潤濕劑等。這些助劑一般不能成膜，但對基料形成涂膜的過程與耐久性起著相當重要的作用。3.顏料一般分兩種，一種為著色顏料，常見的鈦白粉，鉻黃等，還有種為體質顏料，也就是常說的填料，如碳酸鈣，滑石粉。4.溶劑包括烴類。溶劑(礦物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等)、醇類、醚類、酮類和酯類物質。溶劑和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液體。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。根據涂料中使用的主要成膜物質可將涂料分為油性涂料、纖維涂料、合成涂料和無機涂料；按涂料或漆膜性狀可分溶液、乳膠、溶膠、粉末、有光、消光和多彩美術涂料等。涂料性能
(I)遮蓋力:遮蓋力通常用能使規定的黑白格掩蓋所需的涂料重量來表示，重量越大遮蓋力越小。(2)涂膜附著力:表示涂膜與基層的粘合力。(3)粘度:粘度的大小影響施工性能，不同的施工方法要求涂料有不同的粘度。(4)細度:細度大小直接影響涂膜表面的平整性和光澤。但是，目前現有技術條件下所制涂料均是由有機高分子材料(樹脂)和微米級顏填料所組成，這種傳統涂料所形成的涂膜在經受外力沖擊、磨損、刮擦、紫外線老化以及熱氧老化之后非常容易發生損傷，使涂層的外觀和壽命受到嚴重不良影響，進而影響產品的質量
發明內容
本發明的目的是提供一種用于涂料中的能提高涂層強度、抗擊力及耐磨性的納米緩沖助劑及其制備方法。
為了實現上述目的，本發明提供一種用于涂料中的納米緩沖助劑，其包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及濕潤分散劑 10-15% ；
所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體90-95%、無水乙醇2.5-5%以及硅烷偶聯劑2.5-5%。所述納米緩沖助劑包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%、濕潤分散劑10% ;所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體94%、無水乙醇3%、硅烷偶聯劑3%。所述納米SiO2粉體的比 表面積為150 ±25 m2/g，平均粒徑為14nm。本發明還提供一種制備上述納米緩沖助劑的方法，其包括以下步驟:
1)首先將重量百分比為90-95%納米SiO2粉體置于反應釜中，開動攪拌，轉速為IOOr/min，升溫至102-105°C，保溫20分鐘，將上述納米SiO2粉體中水份烘干；
2)再由釜頂以噴霧方式噴入重量百分比2.5-5%無水乙醇液和2.5-5%硅烷偶聯劑的混合液體，噴霧完成后，抽真空，充入氮氣保護，將攪拌開至轉速為500r/min，反應40分鐘后，卸壓抽真空包裝，即得到納米SiO2有機化改性物；
3)將2)中得到的納米SiO2有機化改性物、丙二醇甲醚醋酸酯以及濕潤分散劑進行混合，它們的重量百分比為:納米SiO2有機化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及濕潤分散劑10-15% ；
4)再經過高壓剪切，壓力控制為35000-40000psi，使SiO2顆粒的平均粒徑達到30-35nm，最后添加聚酮樹脂，即得到納米緩沖助劑。所述納米緩沖助劑包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%、濕潤分散劑10% ;所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體94%、無水乙醇3%、硅烷偶聯劑3%。所述4)中的SiO2顆粒的平均粒徑為35nm。與現有技術相比，本發明的技術方案具有如下有益效果:
1)該助劑中的納米SiO2顆粒與涂料中的成膜物質具有很好的界面相互作用，形成的涂膜既有增剛作用又有增韌作用，形成納米級“褥墊”可以緩解原子或分子簇的高速沖擊，該技術可以用來獲得納米級的表面涂層，從而獲得高硬度、抗沖擊和高度耐磨的涂層；
2)同時納米顆粒還可以降低涂層在干燥過程中的殘余應力，從而增強涂層的附著
力；
3)由于納米SiO2存在，則它對波長400nm以內的紫外光吸收率高達70%以上，對波長400nm
以上的紅外光反射率也達到70%以上，涂料可以形成屏蔽作用達到抗紫外老化和熱氧老化的目的。
具體實施例方式以下內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。實施例一:
本發明一種用于涂料中的納米緩沖助劑，其包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%、濕潤分散劑10%。本發明中采用的600S潤濕分散齊IJ，其為高分子不飽和羧酸配合有機硅氧烷溶液
納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體94%、無水乙醇3%、娃燒偶聯劑3%。一種制備上述的納米緩沖助劑的方法，其包括以下步驟:
1)首先將重量百分比為94%納米SiO2粉體置于反應釜中，開動攪拌，轉速為100r/min，升溫至102-105°C，保溫20分鐘，將上述納米SiO2粉體中水份烘干；
2)再由釜頂以噴霧方式噴入重量百分比為3%無水乙醇液和3%硅烷偶聯劑的混合液體，噴霧完成后，抽真空，充入氮氣保護，將攪拌開至轉速為500r/min，反應40分鐘后，卸壓抽真空包裝，即得到納米SiO2有機化改性物；
3)將2)中得到的納米SiO2有機化改性物、丙二醇甲醚醋酸酯以及濕潤分散劑進行混合，它們的重量百分比為:納米SiO2有機化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%以及濕潤分散劑10% ；
4)再經過高壓剪切，壓力控制為35000-40000psi，使SiO2顆粒的平均粒徑為35nm，最后添加聚酮樹脂，即得到納米緩沖助劑。實施例二:
本發明一種用于涂料中的納米緩沖助`劑，其包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物25%、丙二醇甲醚醋酸酯65%、濕潤分散劑15%。納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體95%、無水乙醇2.5%、硅烷偶聯劑2.5%。—種制備上述的納米緩沖助劑的方法，其包括以下步驟:
1)首先將重量百分比為95%納米SiO2粉體置于反應釜中，開動攪拌，轉速為100r/min，升溫至102-105°C，保溫20分鐘，將上述納米SiO2粉體中水份烘干；
2)再由釜頂以噴霧方式噴入重量百分比為2.5%無水乙醇液和2.5%硅烷偶聯劑的混合液體，噴霧完成后，抽真空，充入氮氣保護，將攪拌開至轉速為500r/min，反應40分鐘后，卸壓抽真空包裝，即得到納米SiO2有機化改性物；
3)將2)中得到的納米SiO2有機化改性物、丙二醇甲醚醋酸酯以及濕潤分散劑進行混合，它們的重量百分比為:納米SiO2有機物25%、丙二醇甲醚醋酸酯65%以及濕潤分散劑15% ；
4)再經過高壓剪切，壓力控制為35000-40000psi，使SiO2顆粒的平均粒徑為32nm，最后添加聚酮樹脂，即得到納米緩沖助劑。實施例三:
本發明一種用于涂料中的納米緩沖助劑，其包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物22%、丙二醇甲醚醋酸酯67%、濕潤分散劑11%。納米SiO2有機物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體90%、無水乙醇5%、硅烷偶聯劑5%。
一種制備上述的納米緩沖助劑的方法，其包括以下步驟:
1)首先將重量百分比為90%納米SiO2粉體置于反應釜中，開動攪拌，轉速為100r/min，升溫至102-105°C，保溫20分鐘，將上述納米SiO2粉體中水份烘干；
2)再由釜頂以噴霧方式噴入重量百分比為5%無水乙醇液和5%硅烷偶聯劑的混合液體，噴霧完成后，抽真空，充入氮氣保護，將攪拌開至轉速為500r/min，反應40分鐘后，卸壓抽真空包裝，即得到納米SiO2有機化改性物；
3)將2)中得到的納米SiO2有機化改性物、丙二醇甲醚醋酸酯以及濕潤分散劑進行混合，它們的重量百分比為:納米SiO2有機化改性物22%、丙二醇甲醚醋酸酯67%以及濕潤分散劑11%;
4)再經過高壓剪切，壓力控制為35000-40000psi，使SiO2顆粒的平均粒徑為30nm，最后添加聚酮樹脂，即得到納米緩沖助劑。本發明納米緩沖助劑的性能測試:
將納米緩沖助劑分別添加到UV納米耐磨涂料和羥基丙烯酸型聚氨酯納米耐磨涂料中，UV納米耐磨涂料和羥基丙烯酸型聚氨酯納米耐磨涂料的性能都有所變化，詳細參照下列表I和表2:
表1:uv納米耐磨涂料性能測試
權利要求
1.一種用于涂料中的納米緩沖助劑，其特征在于:包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及濕潤分散劑10-15% ； 所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體90-95%、無水乙醇2.5-5%以及硅烷偶聯劑2.5-5%。
2.如權利要求1所述的用于涂料中的納米緩沖助劑，其特征在于:所述納米緩沖助劑包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%、濕潤分散劑10% ;所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體94%、無水乙醇3%、硅烷偶聯劑3%。
3.如權利要求2所述的用于涂料中的納米緩沖助劑，其特征在于:所述納米SiO2粉體的比表面積為150 ±25 m2/g，平均粒徑為14nm。
4.一種制備權利要求1中所述的納米緩沖助劑的方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)首先將重量百分比為90-95%納米SiO2粉體置于反應釜中，開動攪拌，轉速為IOOr/min，升溫至102-105°C，保溫20分鐘，將上述納米SiO2粉體中水份烘干； 2)再由釜頂以噴霧方式噴入重量百分比2.5-5%無水乙醇液和2.5-5%硅烷偶聯劑的混合液體，噴霧完成后，抽真空，充入氮氣保護，將攪拌開至轉速為500r/min，反應40分鐘后，卸壓抽真空包裝，即得到納米SiO2有機化改性物； 3)將2)中得到的納米SiO2有機化改性物、丙二醇甲醚醋酸酯以及濕潤分散劑進行混合，它們的重量百分比為:納米SiO2有機化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及濕潤分散劑10-15% ； 4)再經過高壓剪切，壓力控 制為35000-40000psi，使SiO2顆粒的平均粒徑達到30-35nm，最后添加聚酮樹脂，即得到納米緩沖助劑。
5.如權利要求4所述的制備納米緩沖助劑的方法，其特征在于:所述納米緩沖助劑包括以下重量百分比的組分:納米SiO2有機化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%、濕潤分散劑10% ;所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分:納米SiO2粉體94%、無水乙醇3%、硅烷偶聯劑3%。
6.如權利要求5所述的制備納米緩沖助劑的方法，其特征在于:所述4)中的SiO2顆粒的平均粒徑為35nm。
全文摘要
本發明公開了一種用于涂料中的納米緩沖助劑以及制備方法，該助劑包括以下重量百分比的組分納米SiO2有機化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及濕潤分散劑10-15%；所述納米SiO2有機化改性物包括以下重量百分比的組分納米SiO2粉體90-95%、無水乙醇2.5-5%以及硅烷偶聯劑2.5-5%；本發明的制備方法首先先制備納米SiO2有機物，然后混合丙二醇甲醚醋酸酯及濕潤分散劑，在經過高壓剪切，最后添加聚酮樹脂即可獲得該助劑，本發明的助劑可以提高涂料涂層的硬度、抗沖擊性以及耐磨性；可以增強涂層的附著力；可以抗紫外老化和熱氧老化。
文檔編號C09D7/12GK103205153SQ20131014579
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者盧賢宇 申請人:東莞市奧百通納米科技有限公司