一种涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种涂料组合物，该涂料组合物包含以下组份：A)TixOx‑1(OH)y(OR)z包覆的石墨烯的纳米复合粒子；和B)成膜组份。本发明专利技术复合溶胶粒子粒径尺度可控在10nm以下，粒径分布相对均匀，TixOx‑1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的溶胶性能稳定，不团聚。

【技术实现步骤摘要】
一种涂料组合物
本专利技术涉及一种涂料组合物，更具体地涉及含有TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶包覆石墨烯的纳米复合粒子的涂料组合物。
技术介绍
石墨烯是纳米材料中厚度最小、强度最大的种类，兼具比表面积大、导电性好、化学稳定性强、力学性能和导热性能优异等优点，一经问世，就受到世界各国的广泛关注。石墨烯应用范围十分广阔，涂料是目前石墨烯众多应用领域中的一个重要组成部分。由于石墨烯的比表面积很高，因此具有很强的吸附力。涂料中添加石墨烯后，其在漆膜固化的过程中形成网状结构，极大地增强了漆膜和底材的粘结性，漆膜更加稳定，强度更好。目前，石墨烯涂料中的石墨烯有三种方式：熔融共混、液态共混分散、原位聚合，这三种方法中目前以液态共混分散最为涂料企业应用比较多。纳米二氧化钛安全无毒、稳定、使用寿命长。在光和水存在条件下，对空气中的有害气体如氮氧化物、甲醛、甲苯等具有很强的降解作用和对细菌具有很强的杀灭作用。目前，纳米涂料中的纳米粒子往往以助剂的形式直接添加到树脂基体中。由于纳米二氧化钛的粒径小，比表面能大，其在涂料中非常容易团聚或被颜料、填料包埋而不会均匀分散在涂料中。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述不足，提供一种高性能多功能的涂料组合物。实现本专利技术目的的技术方案是：一种涂料组合物，包含以下组份：A)TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子；和B)成膜组份；其中表面改性的TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子与成膜组份的重量比为1:9-99；其中TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子由基体的石墨烯和TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶的核壳型纳米复合粒子，其中TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶和石墨烯的核壳型纳米复合粒子由作为核的石墨烯和作为壳的TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶组成，其中TixOx-1(OH)y(OR)z与石墨烯的摩尔比为1:1-8。本专利技术所述涂料组合物，其中TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶和石墨烯的核壳型纳米复合粒子与成膜组份的重量比为1:15-60，TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶与石墨烯的摩尔比为1:2-6。本专利技术所述涂料组合物，其中TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶包覆的石墨烯的核壳型纳米复合粒子与成膜组份的重量比为1:18-40，二氧化硅与石墨烯的摩尔比为1:3-5。本专利技术所述涂料组合物，其中分散剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、油酸和六偏磷酸钠。本专利技术所述涂料组合物，其中氟碳树脂选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物。本专利技术所述涂料组合物，其中氟碳树脂选自聚偏氟乙烯偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物。本专利技术所述涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：1)搅拌下将有机醇混合到装有正钛酸有机酯Ti(OR)4的反应器中，部分水解，获得含有结构式为TixOx-1(OH)y(OR)z溶胶粒子的醇溶胶，其中：x为大于0的整数；z为大于0的整数；2x+2＝y+z；和R表示具有2-9个碳原子的直链或支链烷基，优选具有3-6个碳原子的直链或支链烷基，更优选乙基；2)将石墨烯分散液加入到0.1mol/LN-羟基琥珀酰亚胺和0.1mol/L1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的水溶液加入到中，搅拌30min；3)将步骤2)得到的石墨烯溶液缓慢加入步骤1)TixOx-1(OH)y(OR)z溶胶粒子的醇溶胶中，将分散体系的温度和pH分别控制在50-100℃和8.8-9.2，搅拌24h4)将TixOx-1(OH)y(OR)z包覆的石墨烯醇溶胶、成膜组分、颜料和填料以及助剂在溶剂中混合；5)出料、包装。上述的涂料组合物的制备方法，所述的步骤1)中正钛酸有机酯Ti(OR)4为正钛酸乙酯，正钛酸异丙酯，四丁基正钛酸酯中一种。上述的涂料组合物的制备方法，所述的步骤1)中有机醇为乙醇、丙醇或丁醇中的一种。上述的涂料组合物的制备方法，所述的步骤1)中TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶的结构式为TixOx-1(OH)y(OR)z的溶胶粒子的粒径为＜8nm。上述的涂料组合物的制备方法，所述的步骤2)上述的涂料组合物的制备方法，所述的步骤3)中TixOx-1(OH)y(OR)z与石墨烯的摩尔比为1:3-5。本专利技术具有积极的效果：(1)本专利技术的制备方法简单，易操作；(2)通过稀酸或稀碱的滴加速度的精确控制有效实现抑制水解过快的目的。复合溶胶粒子粒径尺度可控在10nm以下，粒径分布相对均匀，TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的溶胶性能稳定，不团聚。具体实施方式本专利技术涂料包含以下组分：A)TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶，其中：x不为0；z不为0；2x+2＝y+z；和R表示具有2-9个碳原子的直链或支链烷基，优选具有3-6个碳原子的直链或支链烷基，更优选乙基；和B)成膜组分；其中以二氧化钛计的TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶与成膜组分的重量比为1:15-85，优选为1:20-65，更优选为1:25-50。TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶通过搅拌下将有机醇滴加到正钛酸有机酯中而制得，所述醇溶胶的TixOx-1(OH)y(OR)z微细粒子的粒径为＜5nm，例如1-3nm或3-5nm。石墨烯分散液加入到0.1mol/LN-羟基琥珀酰亚胺和0.1mol/L1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的水溶液加入到中，搅拌30min；TixOx-1(OH)y(OR)z包覆的石墨烯醇溶胶是通过得到的石墨烯溶液缓慢加入TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶中，将分散体系的温度和pH分别控制在50-100℃和8.8-9.2，搅拌24h。在本专利技术涂料中使用的成膜组分可为本领域技术人员所知的任何成膜组分，其实例为氟碳树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、热固性丙烯酸树脂、酚醛树脂、硝化棉、氯化橡胶、沥青、改性松香树脂、热塑性丙烯酸树脂等。优选成膜组分为氟碳树脂。用于本专利技术的氟碳树脂为本领域技术人员所熟知，其实例为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物等。优选本专利技术所用氟碳树脂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯-丙烯酸共聚物。本专利技术涂料还包含溶剂。所用溶剂为常用溶剂或其混合物，包括但不限于芳烃类如二甲苯、甲苯等；酯类如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯等；醇类如丁醇、异丁醇、苯甲醇等；醚类如乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇二乙醚等；酮类如甲基异丁基酮、苯乙酮、异佛尔酮等。本领域技术人员可根据本专利技术涂料所需性能如涂覆性能等确定所用溶剂的量。本专利技术涂料还可包含本领域技术人员所知的其它组分，例如颜料；填料，例如滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛等；助剂，例如消泡剂、润湿剂、分散剂、乳化剂、防沉剂、稳定剂，防结皮剂、流平剂、催干剂、防流挂剂、增塑剂、消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂料组合物，包含以下组份：A)TixOx‑1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子；和B)成膜组份；其中表面改性的TixOx‑1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子与成膜组份的重量比为1:9‑99；其中TixOx‑1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子由基体的石墨烯和TixOx‑1(OH)y(OR)z醇溶胶的核壳型纳米复合粒子，其中TixOx‑1(OH)y(OR)z醇溶胶和石墨烯的核壳型纳米复合粒子由作为核的石墨烯和作为壳的TixOx‑1(OH)y(OR)z醇溶胶组成，其中TixOx‑1(OH)y(OR)z与石墨烯的摩尔比为1:1‑8。

【技术特征摘要】
1.一种涂料组合物，包含以下组份：A)TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子；和B)成膜组份；其中表面改性的TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子与成膜组份的重量比为1:9-99；其中TixOx-1(OH)y(OR)z包覆石墨烯的核壳型纳米复合粒子由基体的石墨烯和TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶的核壳型纳米复合粒子，其中TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶和石墨烯的核壳型纳米复合粒子由作为核的石墨烯和作为壳的TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶组成，其中TixOx-1(OH)y(OR)z与石墨烯的摩尔比为1:1-8。2.权利要求1所述的涂料组合物，其中TixOx-1(OH)y(OR)z醇溶胶和石墨烯的核壳型纳米复合粒子与成膜组份的重量比为1:15...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪志勇，李昊，陶月明，耿雷，王俊，张涛，
申请(专利权)人：江苏考普乐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32