一种水性纳米涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种水性纳米涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的水性纳米涂料的制备原料中包含水性纳米陶瓷树脂和水性不粘助剂，水性纳米陶瓷树脂与水性不粘助剂有机结合为一体，进行涂装后的涂层结构以Si

【技术实现步骤摘要】
一种水性纳米涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种水性纳米涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]风电叶片在冬季潮湿寒冷(如冻雨、冰霜等)的环境下，表面极易结冰，并且难以清理。因此严重影响发电效率和经济效益，也会带来安全隐患，是困扰电力行业的一大难题。
[0003]虽然有一些涂料企业推出了防敷冰涂料，并提供了诸多检测报告作为防敷冰性能的依据，但是在实际使用过程中，没有体现出显著的防敷冰效果，没能真正解决用户的难题。究其原因，是因为实验室所做的防冰实验，仅仅以疏水角的大小来判别防敷冰涂料性能的优劣，没有顾及实际使用过程中，涂层要面对风砂磨损、日晒雨淋等诸多严苛的条件。尽管实验室数据甚至涂装初期的效果很好，但是在风吹日晒、高速磨损、酸雨盐雾等严苛的现场环境下，涂料的基本性能(如耐磨、耐污、耐腐蚀、附着力等)严重下降，导致无法取得预期的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有问题，提供一种水性纳米涂料及其制备方法和应用。本专利技术水性纳米涂料的制备原料中包含水性纳米陶瓷树脂和水性不粘助剂，制得的风电叶片防敷冰涂层，能够耐受严苛的环境，实际使用过程中具有长期防敷冰的效果。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种水性纳米涂料，由包括以下质量分数的原料制得：水性纳米陶瓷树脂30～65％，水性不粘助剂1～10％，其他助剂1～10％，无机色料10～25％，弱酸0.1～5％和余量的溶剂；
[0007]所述其他助剂包括流平剂、消泡剂和增稠剂中的一种或多种；
[0008]所述水性纳米陶瓷树脂由包括硅氧烷和硅溶胶的制备原料聚合反应得到。
[0009]优选的，以质量分数计，所述水性纳米陶瓷树脂的制备原料包括：水性丙烯酸聚合物5～15％、硅溶胶5～20％、硅氧烷23～40％、醇类2～50％、水10～15％和金属氧化物10～20％。
[0010]优选的，所述水性丙烯酸聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯和聚甲基丙烯酸叔丁基环己酯中的一种或多种。
[0011]优选的，所述硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷、羟基聚二甲基硅氧烷和甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
[0012]优选的，所述醇类包括甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种。
[0013]优选的，所述金属氧化物为碱金属氧化物或稀土金属氧化物。
[0014]优选的，所述水性不粘助剂为聚硅氧烷。
[0015]优选的，所述溶剂包括醇类溶剂和水。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述的水性纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将部分水性纳米陶瓷树脂和无机色料混合，得到干混物；
[0018]将所述干混物、剩余部分水性纳米陶瓷树脂、水性不粘助剂、其他助剂、弱酸和溶剂混合，得到所述水性纳米涂料。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述的水性纳米涂料或上述制备方法得到的水性纳米涂料在风电叶片防敷冰中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种水性纳米涂料，由包括以下质量分数的原料制得：水性纳米陶瓷树脂30～65％，水性不粘助剂1～10％，其他助剂1～10％，无机色料10～25％，弱酸0.1～5％和余量的溶剂；所述其他助剂包括流平剂、消泡剂和增稠剂中的一种或多种；所述水性纳米陶瓷树脂由包括硅氧烷和硅溶胶的制备原料聚合反应得到。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]本专利技术提供的水性纳米涂料的制备原料中包含水性纳米陶瓷树脂和水性不粘助剂，水性纳米陶瓷树脂与水性不粘助剂有机结合为一体，进行涂装后的涂层结构以Si
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O键为主，得到的风电叶片防敷冰涂层，能够耐受严苛的环境，实际使用过程中具有长期防敷冰的效果。
[0023]实施例数据表明，本专利技术的水性纳米涂料有良好的涂层强度，耐候性、耐磨性、耐污染性、耐腐蚀性强，使用寿命长，本专利技术的水性纳米涂料具有如下性能：
[0024]1)优异的不粘性能，在不粘锅上测试，在不放油的情况下，可以连续煎200个鸡蛋不粘，在风电叶片上可以保持长期不粘效果。
[0025]2)涂膜的疏水角达到100度以上。
[0026]3)表面硬度达到4H以上，通常聚氨酯涂料小于2H，氟碳漆小于1H。
[0027]4)耐磨系数大于15L/um。
[0028]5)耐侯性QUV测试达到1000小时以上，长期户外环境不会出现粉化和脱皮现象，户外使用寿命20年以上。
[0029]6)水性环保，不含有毒VOC，通过美国FDA食品级认证。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种水性纳米涂料，由包括以下质量分数的原料制得：水性纳米陶瓷树脂30～65％，水性不粘助剂1～10％，其他助剂1～10％，无机色料10～25％，弱酸0.1～5％和余量的溶剂；
[0031]所述其他助剂包括流平剂、消泡剂和增稠剂中的一种或多种；
[0032]所述水性纳米陶瓷树脂由包括硅氧烷和硅溶胶的制备原料聚合反应得到。
[0033]在本专利技术中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。
[0034]在本专利技术中，所述原料中水性纳米陶瓷树脂的质量分数优选为35～55％。
[0035]在本专利技术中，以质量分数计，所述水性纳米陶瓷树脂的制备原料优选包括：水性丙烯酸聚合物5～15％、硅溶胶5～20％、硅氧烷23～40％、醇类2～50％、水10～15％和金属氧化物10～20％。
[0036]在本专利技术中，所述水性丙烯酸聚合物优选包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯和聚甲基丙烯酸叔丁基环己酯中的一种或多种。
[0037]在本专利技术中，以水性纳米陶瓷树脂制备原料中的质量分数计，所述水性丙烯酸聚
合物的质量分数优选为12％。
[0038]在本专利技术中，以水性纳米陶瓷树脂制备原料中的质量分数计，所述硅溶胶的质量分数优选为18％。
[0039]在本专利技术中，所述硅氧烷优选包括聚二甲基硅氧烷、羟基聚二甲基硅氧烷和甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
[0040]在本专利技术中，以水性纳米陶瓷树脂制备原料中的质量分数计，所述硅氧烷的质量分数优选为30％。
[0041]在本专利技术中，所述醇类优选包括甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种，更优选为甲醇和乙醇的混合物，所述混合物中甲醇和乙醇的质量比优选为3:2。
[0042]在本专利技术中，以水性纳米陶瓷树脂制备原料中的质量分数计，所述醇类的质量分数优选为5～25％。
[0043]在本专利技术中，以水性纳米陶瓷树脂制备原料中的质量分数计，所述水的质量分数优选为12％。
[0044]在本专利技术中，所述金属氧化物优选为碱金属氧化物或稀土金属氧化物，更优选为氧化铈。
[0045]在本专利技术中，以水性纳米陶瓷树脂制备原料中的质量分数计，所述金属氧化物的质量分数优选为12％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性纳米涂料，其特征在于，由包括以下质量分数的原料制得：水性纳米陶瓷树脂30～65％，水性不粘助剂1～10％，其他助剂1～10％，无机色料10～25％，弱酸0.1～5％和余量的溶剂；所述其他助剂包括流平剂、消泡剂和增稠剂中的一种或多种；所述水性纳米陶瓷树脂由包括硅氧烷和硅溶胶的制备原料聚合反应得到。2.根据权利要求1所述的水性纳米涂料，其特征在于，以质量分数计，所述水性纳米陶瓷树脂的制备原料包括：水性丙烯酸聚合物5～15％、硅溶胶5～20％、硅氧烷23～40％、醇类2～50％、水10～15％和金属氧化物10～20％。3.根据权利要求2所述的水性纳米涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸正丁酯和聚甲基丙烯酸叔丁基环己酯中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的水性纳米涂料，其特征在于，所述硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈业新，李颖颖，王海涛，姚萍，孙正龙，
申请(专利权)人：纳钛青岛新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：