[发明专利]一种用于涂料中的纳米缓冲助剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种助剂，更具体地涉及一种用于涂料中的纳米缓冲助剂及其制备方法。

背景技术

涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。

涂料一般由四种基本成分：成膜物质（树脂）、颜料（包括体质颜料）、溶剂和添加剂。

1．成膜物质是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工产品、纤维素衍生物、天然树脂和合成树脂。成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂，它是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性。

2．助剂如消泡剂，流平剂等，还有一些特殊的功能助剂，如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜，但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。

3． 颜料一般分两种，一种为着色颜料，常见的钛白粉，铬黄等，还有种为体质颜料，也就是常说的填料，如碳酸钙，滑石粉。

4． 溶剂包括烃类。溶剂（矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等）、醇类、醚类、酮类和酯类物质。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。

根据涂料中使用的主要成膜物质可将涂料分为油性涂料、纤维涂料、合成涂料和无机涂料；按涂料或漆膜性状可分溶液、乳胶、溶胶、粉末、有光、消光和多彩美术涂料等。

涂料性能

（1）遮盖力：遮盖力通常用能使规定的黑白格掩盖所需的涂料重量来表示，重量越大遮盖力越小。

（2）涂膜附着力：表示涂膜与基层的粘合力。

（3）粘度：粘度的大小影响施工性能，不同的施工方法要求涂料有不同的粘度。

（4）细度：细度大小直接影响涂膜表面的平整性和光泽。

但是，目前现有技术条件下所制涂料均是由有机高分子材料（树脂）和微米级颜填料所组成，这种传统涂料所形成的涂膜在经受外力冲击、磨损、刮擦、紫外线老化以及热氧老化之后非常容易发生损伤，使涂层的外观和寿命受到严重不良影响，进而影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于涂料中的能提高涂层强度、抗击力及耐磨性的纳米缓冲助剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于涂料中的纳米缓冲助剂，其包括以下重量百分比的组分：纳米SiO₂有机化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及湿润分散剂10-15%；

所述纳米SiO₂有机化改性物包括以下重量百分比的组分：纳米SiO₂粉体90-95%、无水乙醇2.5-5%以及硅烷偶联剂2.5-5%。

所述纳米缓冲助剂包括以下重量百分比的组分：纳米SiO₂有机化改性物20%、丙二醇甲醚醋酸酯70%、湿润分散剂10%；所述纳米SiO₂有机化改性物包括以下重量百分比的组分：纳米SiO₂粉体94%、无水乙醇3%、硅烷偶联剂3%。

所述纳米SiO₂粉体的比表面积为150±25 m²/g，平均粒径为14nm。

本发明还提供一种制备上述纳米缓冲助剂的方法，其包括以下步骤：

1）首先将重量百分比为90-95%纳米SiO₂粉体置于反应釜中，开动搅拌，转速为100r/min，升温至102-105℃，保温20分钟，将上述纳米SiO₂粉体中水份烘干；

2）再由釜顶以喷雾方式喷入重量百分比2.5-5%无水乙醇液和2.5-5%硅烷偶联剂的混合液体，喷雾完成后，抽真空，充入氮气保护，将搅拌开至转速为500r/min，反应40分钟后，卸压抽真空包装，即得到纳米SiO₂有机化改性物；

3）将2）中得到的纳米SiO₂有机化改性物、丙二醇甲醚醋酸酯以及湿润分散剂进行混合，它们的重量百分比为：纳米SiO₂有机化改性物20-25%、丙二醇甲醚醋酸酯65-70%以及湿润分散剂10-15%；

4）再经过高压剪切，压力控制为35000-40000psi，使SiO₂颗粒的平均粒径达到30-35nm，最后添加聚酮树脂，即得到纳米缓冲助剂。