一种无机纳米涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种无机纳米涂料及其制备方法，所述无机纳米涂料包括以下质量份数的组分：成膜剂50～75份、无机填料33～45份、分散剂2～5份以及流平剂2～5份，其中，所述成膜剂包括无机纳米微粒10～20份、聚乙烯醇水溶液90～100份、扩散粉1～5份、润湿分散剂0.5～3份、乙醇10～20份以及消泡剂0.5～2份。本发明专利技术通过将无机纳米微粒分散在聚乙烯醇水溶液中制备成无机涂料的成膜剂，利用聚乙烯醇良好的成膜性能，改善了成膜剂的成膜性，进而使得所述无机纳米涂料的成膜性能更好，所形成的涂层强度高、坚韧耐磨。

Inorganic nano coating and preparation method thereof

The invention discloses an inorganic nano-coating and a preparation method thereof. The inorganic nano-coating comprises the following components of mass fraction: film-forming agent 50-75 phr, inorganic filler 33-45 phr, dispersant 2-5 phr and leveling agent 2-5 phr. The film-forming agent comprises inorganic nano-particles 10-20 phr and polyvinyl alcohol aqueous solution 90-10 phr. 0, 1~5 diffusers, 0.5 to 3 wetting dispersants, 10~20 ethanol and 0.5 to 2 fractions of defoamer. By dispersing inorganic nanoparticles in polyvinyl alcohol aqueous solution, the film-forming agent of the inorganic coating is prepared, and the film-forming property of the film-forming agent is improved by utilizing the good film-forming property of the polyvinyl alcohol, thereby making the film-forming performance of the inorganic nano-coating better, and the formed coating has high strength, toughness and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种无机纳米涂料及其制备方法
本专利技术涉及无机涂料
，特别涉及一种无机纳米涂料及其制备方法。
技术介绍
无机涂料是一种以无机材料为主要成膜物质的涂料，是由无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的无机聚合物涂料，大体上可以按照主要粘结剂的种类分为两类：一是以水玻璃(碱金属硅酸盐)为主要粘结剂，加入颜料、填料及助剂配制而成；二是以硅溶胶为主要粘结剂，加入适量的合成树脂乳液、颜料、填料及助剂配制而成，例如，以丙烯酸树脂为主的有机树脂作为无机涂料的成膜剂、硅溶胶作为增强剂使用、再加入无机填料的无机涂料，其性能更接近于有机涂层，但是同时也存在有机涂料的不耐老化、易磨损的缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种无机纳米涂料及其制备方法，旨在改善无机涂料的耐磨性。为实现上述目的，本专利技术提出一种无机纳米涂料，包括以下质量份数的组分：成膜剂50～75份、无机填料33～45份、分散剂2～5份以及流平剂2～5份，其中，所述成膜剂包括无机纳米微粒10～20份、聚乙烯醇水溶液90～100份、扩散粉1～5份、润湿分散剂0.5～3份、乙醇10～20份以及消泡剂0.5～2份。优选地，所述聚乙烯醇水溶液为聚乙烯醇17-88的水溶液，其中，所述聚乙烯醇17-88的质量浓度为8～15％。优选地，所述无机纳米微粒包括气相二氧化硅、气相二氧化钛和气相氧化铝中的至少一种。优选地，所述润湿分散剂为聚氧乙烯类表面活性剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯。优选地，所述无机填料为锌钡白、钛白粉、滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的至少一种。优选地，所述分散剂为聚酯型超分散剂和聚丙烯酸酯型超分散剂中的任意一种。优选地，所述流平剂为有机硅类流平剂和丙烯酸酯类流平剂中的任意一种。为实现上述目的，本专利技术还提出一种如上所述的无机纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：向聚乙烯醇水溶液中加入扩散粉，搅拌分散形成混合物；向所述混合物中加入无机纳米微粒、润湿分散剂、乙醇和消泡剂，经过机械搅拌混合后，进行超声振荡，制成成膜剂；将所述成膜剂与无机填料、分散剂和流平剂搅拌混合，制得无机纳米涂料。优选地，将所述成膜剂与无机填料、分散剂和流平剂搅拌混合，制得无机纳米涂料的步骤，具体包括：将所述成膜剂与无机填料、分散剂和流平剂混合，进行真空脱泡搅拌，制得无机纳米涂料。本专利技术提供的无机纳米涂料，将无机纳米微粒分散在聚乙烯醇水溶液中制备成无机涂料的成膜剂，利用聚乙烯醇良好的成膜性能，改善了成膜剂的成膜性，进而使得所述无机纳米涂料的成膜性能更好，所形成的涂层强度高、坚韧耐磨。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的无机纳米涂料的制备方法的一实施例的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术提出一种无机纳米涂料，包括以下质量份数的组分：成膜剂50～75份、无机填料33～45份、分散剂2～5份以及流平剂2～5份，其中，所述成膜剂包括无机纳米微粒10～20份、聚乙烯醇水溶液90～100份、扩散粉1～5份、润湿分散剂0.5～3份、乙醇10～20份以及消泡剂0.5～2份。聚乙烯醇(PVA)溶于水，易于成膜，且成膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强，且具有耐油性、耐溶剂以及气体阻隔性能，将PVA配制成PVA水溶液，作为制备成膜剂的溶剂，然后与无机纳米微粒混合，制成无机纳米微粒溶胶，同时加入润湿分散剂，改善无机纳米微粒在PVA水溶液中的分散性能，而少量乙醇的添加则可以作为成膜助剂，有利于在所述无机纳米材料在涂刷形成涂层时，加快水分等挥发性物质的挥发速率，如此，改善了成膜剂的成膜性能，进而改善无机纳米涂料的成膜性。另一方面，在所述无机纳米涂料刷涂成型时，所述成膜剂中的水分及乙醇均挥发完全，所形成的无机涂层以无机纳米微粒和PVA膜为主，不含有其他有机组分，提高了无机涂层的强度和耐磨性。本专利技术提供的无机纳米涂料，将无机纳米微粒分散在聚乙烯醇水溶液中制备成无机涂料的成膜剂，利用聚乙烯醇良好的成膜性能，改善了成膜剂的成膜性，进而使得所述无机纳米涂料的成膜性能更好，所形成的涂层强度高、坚韧耐磨；同时，所制备的无机纳米涂料呈水溶性，不含有毒的挥发性组分，更为绿色环保。PVA的溶解性和成膜性受其聚合度、醇解度的影响较大，一般来说，聚合度增大，水溶液粘度增大，成膜后的强度和耐溶剂性提高，但水中溶解性、成膜后伸长率下降。PVA溶于水，但是为了完全溶解，一般需加热到65～75℃(例如PVA17-88，即聚乙烯醇的聚合度为1700，醇解度为88％)，而部分PVA的溶解温度则达到75～80℃(例如PVA17-92)，甚至是90～95℃(例如PVA17-99)。且溶解PVA时，应先将PVA在搅拌下加入室温水中，分散均匀后再升温加速溶解，这样可以防止结块，影响溶解速度。由于PVA17-88水溶液在室温下随时间粘度逐渐增大，但浓度为8～15％时的粘度是相对稳定的，且成膜性好，因此，在本专利技术的一实施例中，所述聚乙烯醇水溶液优选为PVA17-88的水溶液，其中，所述聚乙烯醇17-88的质量浓度为8～15％。所述无机纳米微粒包括气相二氧化硅、气相二氧化钛和气相氧化铝中的至少一种。气相二氧化硅、气相二氧化钛和气相氧化铝的粒径很小，用在涂料中具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性。扩散粉，又名乙撑双硬脂酰胺，是一类蜡状的酰胺，与所述润湿分散剂共同作用，改善无机纳米微粒在所述PVA水溶液中的分散性，使之更均匀地分散在PVA水溶液中，形成性能稳定的成膜剂，其中，所述扩散粉可以选用例如扩散粉DP2或DP4等，所述润湿分散剂优选为聚氧乙烯类表面活性剂，例如脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯、烷基醇酰胺磷酸酯等。在所述无机纳米微粒分散在所述PVA水溶液的过程中，难免会有气泡产生，所述消泡剂的作用则是减少溶液中的气泡，进而改善所制备的成膜剂的稳定性，所述消泡剂可以选用有机硅类消泡剂，例如消泡剂HE-241、消泡剂SQ701、消泡剂SQ821、消泡剂SQ901中的一种或几种，优选地，在本专利技术的一实施例中，所述消泡剂为磷酸三丁酯，可有效消除所述无机纳米微粒分散在所述PVA水溶液的过程中产生的气泡。所述无机填料为锌钡白、钛白粉、滑石粉、碳酸钙和硫酸钡中的至少一种。所述成膜剂的主要成膜组分为无机纳米粒子，同时再加入无机填料，不仅可以增强涂层的强度，还有利于降低涂料的成本。在所述无机填料与所述成膜剂混合制备所述无机纳米涂料时，为了改善所述无机填料在所述成膜剂中的分散性，还需要加入一定的分散剂作为辅助，在本专利技术的一实施例中，所述分散剂优选为聚酯型超分散剂和聚丙烯酸酯型超分散剂中的任意一种。超分散剂又名超级分散剂，一种特殊的表面活性剂，分子结构含有两个在溶解性和极性上相对的基团，其中一个是较短本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机纳米涂料，其特征在于，所述无机纳米涂料包括以下质量份数的组分：成膜剂50～75份、无机填料33～45份、分散剂2～5份以及流平剂2～5份，其中，所述成膜剂包括无机纳米微粒10～20份、聚乙烯醇水溶液90～100份、扩散粉1～5份、润湿分散剂0.5～3份、乙醇10～20份以及消泡剂0.5～2份。

【技术特征摘要】
1.一种无机纳米涂料，其特征在于，所述无机纳米涂料包括以下质量份数的组分：成膜剂50～75份、无机填料33～45份、分散剂2～5份以及流平剂2～5份，其中，所述成膜剂包括无机纳米微粒10～20份、聚乙烯醇水溶液90～100份、扩散粉1～5份、润湿分散剂0.5～3份、乙醇10～20份以及消泡剂0.5～2份。2.如权利要求1所述的无机纳米涂料，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液为聚乙烯醇17-88的水溶液，其中，所述聚乙烯醇17-88的质量浓度为8～15％。3.如权利要求1所述的无机纳米涂料，其特征在于，所述无机纳米微粒包括气相二氧化硅、气相二氧化钛和气相氧化铝中的至少一种。4.如权利要求1所述的无机纳米涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为聚氧乙烯类表面活性剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯。5.如权利要求1所述的无机纳米涂料，其特征在于，所述无机填料为锌钡白、钛白粉、滑石粉、...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢真，
申请(专利权)人：深圳市零度智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44