一种涂层组合物、纳米涂层及结构体制造技术

本发明专利技术提供一种涂层组合物、纳米涂层及结构体，其中涂层组合物含有纳米二氧化锆类材料0.1‑5重量份；纳米二氧化硅类材料0.1‑10重量份；水性杂化树脂0.01‑5重量份；助剂0.1‑5重量份；以及水1‑99重量份。根据本发明专利技术实施例的涂层组合物附着力强，环保安全，且涂层组合物形成的涂层具有硬度大，耐脏污，耐洗刷和耐腐蚀性，耐老化的特性。

【技术实现步骤摘要】
一种涂层组合物、纳米涂层及结构体
本专利技术涉及化学涂料
，特别涉及一种涂层组合物、纳米涂层及结构体。
技术介绍
涂层材料由于具有质轻、力学性能优异、耐腐蚀性良好、电性能优等特点，被广泛应用于建筑、航空航天、火车、汽车、船舶、能源、海洋等领域作为基体材料的表面保护。纳米级结构材料简称为纳米材料，是指其结构单元的尺寸介于1纳米-100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大比表面积的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。纳米涂层是指将纳米级结构材料或者纳米技术应用涂层或涂料的技术。当前纳米涂层制备方法主要是借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，获得纳米复合涂层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体，也可以是粉末颗粒或是纤维，用于表面修饰、包覆、改性或增添新的特性。目前市场上的纳米涂层不仅纳米材料制备工艺复杂，成本较高，而且还存在纳米材料不稳定，功能单一,其在防腐、防水、防菌、耐冲击、自洁抗污染、耐磨、硬度等方面比较差，而且涂层表面比较粗糙，涂层的柔韧性、抗冲击性、抗弯曲性、及耐化学腐蚀性、耐湿热性、耐盐水性、耐盐雾性都比较差，严重影响涂层的使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种涂层组合物，该组合物形成的涂料层具有高硬度且抗老化、耐脏污环保的特性。本专利技术还提供一种耐脏污水的高硬度纳米涂层。本专利技术还提供一种结构体。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：根据本专利技术第一方面实施例的涂层组合物，所述涂层组合物含有：纳米二氧化锆类材料0.1-5重量份；纳米二氧化硅类材料0.1-10重量份；水性杂化树脂0.01-5重量份；助剂0.1-5重量份；以及水1-99重量份。优选地，所述纳米二氧化锆类材料包括纳米二氧化锆粉体、纳米二氧化锆胶体、或其混合物。优选地，所述纳米二氧化锆胶体的粒径为1-99nm。优选地，所述纳米二氧化硅类材料包括纳米二氧化硅粉体、纳米二氧化硅胶体、或其混合物。优选地，所述纳米二氧化硅粉体为长链状纳米二氧化硅粉体，其粒径为50-2000nm；所述纳米二氧化硅胶体为链状纳米二氧化硅胶体，其粒径为5-99nm。优选地，所述水性杂化树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂、聚酯改性醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、环氧改性醇酸树脂、双酚A环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂、苯乙烯-丙烯酸酯树脂、纯丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、聚酯改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯-聚氨酯树脂、丙烯酸酯-氨基树脂、湿固化聚氨酯树脂、有机硅树脂-聚氨酯树脂、含氢硅油-含双键有机硅树脂、氟碳树脂、有机硅改性氟碳树脂、不饱和聚酯树脂、聚酯-聚氨酯树脂、聚有机硅氧烷树脂、聚倍半硅氧烷树脂中的一种或多种。优选地，所述助剂包括表面活性剂、引发剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、防闪锈剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂中的一种或多种。根据本专利技术第二方面实施例的耐脏污水的高硬度纳米涂层，由上述涂层组合物涂布在被涂物上形成。根据本专利技术第三方面实施例的结构体，包括：被涂物；以及形成于所述被涂物上的涂层，其中，所述涂层为权利要求8所述的耐脏污水的高硬度纳米涂层。本专利技术的涂层组合物的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：(1)本专利技术的涂层组合物中不含有任何对人体有害的有机成分，无VOC和甲醛释放，安全环保。(2)本专利技术的涂层组合物中含有的链状纳米二氧化硅材料易于在基底表面形成互相联通的微区和纳米孔洞的层状微观结构，具有明显自清洁的效果。(3)本专利技术的涂层组合物中纳米二氧化锆陶瓷材料、链状纳米二氧化硅材料以及水性杂化树脂之间具有较强的化学协同效应，提高了纳米涂层的硬度，且增强了纳米涂层的耐腐蚀性，耐刮伤性能。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，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面首先具体描述根据本专利技术实施例的涂层组合物。根据本专利技术实施例的涂层组合物含有纳米二氧化锆类材料0.1-5重量份，纳米二氧化硅类材料0.1-10重量份，水性杂化树脂0.01-5重量份，助剂0.1-5重量份，以及水1-99重量份。采用该组分的涂层组合物形成的涂层具有较高的硬度，较好的耐磨性、柔韧性、抗冲击性、耐刮伤性能，且具有自清洁的效果。具体地，纳米二氧化锆具有高温抗氧化性、耐腐蚀性、高硬度和耐磨性等特点，本专利技术的纳米二氧化锆类材料的状态及粒径可以根据需要进行常规的选择，优选地，本专利技术的纳米二氧化锆类材料可以选择纳米二氧化锆粉体、纳米二氧化锆胶体或其混合物，其中，纳米二氧化锆胶体的粒径为1-99nm。采用该状态或粒径下的纳米二氧化锆类材料与纳米二氧化硅类材料和水性杂化树脂更好的协同效应，进而提高了涂层组合物在形成涂层后的高温抗氧化性、耐腐蚀性，同时涂层具有高硬度和高耐磨性。纳米二氧化硅类材料的状态和粒径可以为常规的选择，本专利技术的纳米二氧化硅类材料可以为纳米二氧化硅陶瓷材料，优选地纳米二氧化硅类材料可以选择二氧化硅粉体、纳米二氧化硅胶体或其混合物，所述纳米二氧化硅粉体为长链状纳米二氧化硅粉体，其粒径可以为50-2000nm，所述纳米二氧化硅胶体为链状纳米二氧化硅胶体，其粒径可以为5-99nm，由于链状纳米二氧化硅材料易于在基底表面形成互相联通的微区和纳米孔洞的层状微观结构，因此该涂料具有显著的自清洁的效果。本专利技术的水性杂化树脂可以为常规的选择，优选地，水性杂化树脂可以为醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂、聚酯改性醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、环氧改性醇酸树脂、双酚A环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂、苯乙烯-丙烯酸酯树脂、纯丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、聚酯改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯-聚氨酯树脂、丙烯酸酯-氨基树脂、湿固化聚氨酯树脂、有机硅树脂-聚氨酯树脂、含氢硅油-含双键有机硅树脂、氟碳树脂、有机硅改性氟碳树脂、不饱和聚酯树脂、聚酯-聚氨酯树脂、聚有机硅氧烷树脂、聚倍半硅氧烷树脂中的一种或多种，该水性杂化树脂能够更好的与纳米二氧化锆类材料和纳米二氧化硅类材料融合，且该水性杂化树脂不包含有机溶剂和对人体有害的物质，无挥发性有机化合物(VOC)和甲醛释放，安全环保。助剂是为改善生产过程、提高产品质量和产量，或者为赋予产品某种特有的应用性能所添加的辅助化学品，其可根据生产的需要进行适当的选择，本专利技术的助剂可以为常规的选择，优选地可以为表面活性剂、引发剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、防闪锈剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂中的一种或多种。加入助剂有利于纳米材料在树脂中分散，易于流平，如消泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层组合物，其特征在于，所述涂层组合物含有：纳米二氧化锆类材料 0.1‑5重量份；纳米二氧化硅类材料 0.1‑10重量份；水性杂化树脂 0.01‑5重量份；助剂 0.1‑5重量份；以及水 1‑99重量份。

【技术特征摘要】
1.一种涂层组合物，其特征在于，所述涂层组合物含有：纳米二氧化锆类材料0.1-5重量份；纳米二氧化硅类材料0.1-10重量份；水性杂化树脂0.01-5重量份；助剂0.1-5重量份；以及水1-99重量份。2.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述纳米二氧化锆类材料包括纳米二氧化锆粉体、纳米二氧化锆胶体、或其混合物。3.根据权利要求2所述的涂层组合物，其特征在于，所述纳米二氧化锆胶体的粒径为1-99nm。4.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅类材料包括纳米二氧化硅粉体、纳米二氧化硅胶体、或其混合物。5.根据权利要求4所述的涂层组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅粉体为长链状纳米二氧化硅粉体，其粒径为50-2000nm；所述纳米二氧化硅胶体为链状纳米二氧化硅胶体，其粒径为5-99nm。6.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述水性杂化树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江华，王涛，郑勇，姜福波，李旭，
申请(专利权)人：苏州蓝沃奇纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32