[发明专利]一种磷酸锆纳米片的用途和耐刮擦水性涂料

说明书

本发明提供了一种磷酸锆纳米片的用途和耐刮擦水性涂料，涉及水性涂料技术领域。所述磷酸锆纳米片用于水性涂料的耐磨改性，所述耐刮擦水性涂料包含磷酸锆纳米片和水性树脂和任选地分散剂，是通过将上述各组分混合的方法制备得到。相较于未改性的水性涂料和用其他无机颗粒，如钛白粉、蒙脱土改性的水性涂料，本发明提供的耐刮擦水性涂料的固化涂层的摩擦系数更低，具有更好的耐刮擦性能，可用于金属、玻璃、木材、塑料等材料的表面。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种磷酸锆纳米片的用途和耐刮擦水性涂料。

背景技术

传统的溶剂型涂料、油墨、漆等在使用中会产生大量有毒有害挥发物，随着社会发展对环保要求的不断提升，水性涂层发展迅速。然而，和溶剂型涂料相比，水性漆中粘合高分子的结构中由于亲水基团的引入，使得其缺点是附着力耐久性差，表面不耐刮擦，对所涂表面的保护能力差，需要进行改性。

一般对水性涂料的改进方法包括水性高分子的改性以及水性涂料的填料改进。其中，常用的改性填料有石英粉、硅微粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉、高岭土、钛白粉、蒙脱土等。如CN 106433442A公开了一种抗裂水性涂料，其主体高分子材料是聚氨酯和丙烯酸树脂，改性填料为有机蒙脱土，获得的涂料固化后具有良好的韧性、冲击性能、抗裂性能和粘结性能。CN 104263124A公开了一种水性涂料，以乙烯乙酸酯聚合物和FEVE氟碳树脂为主体高分子材料，以高岭土、钛白粉、碳酸钙、碳化硅微粉和瓷粉为改性填料，得到的涂料固化后具有防水、耐磨、附着力好、避免碱性物质渗透的优点。CN 104725953A以丙烯酸乳液、芳香族聚氨酯丙烯酸和脂肪族聚氨酯丙烯酸的混合物为主体高分子材料，以石英粉、硅微粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉中的至少一种为改性填料，得到了一种抗刮耐磨水性涂料。

但是上述无机填料改性的水性涂料固化后耐磨性不足，在本领域，水性涂料的耐刮擦性能还有待遇进一步提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种磷酸锆纳米片的用途和耐刮擦水性涂料。相较于未改性的水性涂料和用其他无机颗粒(如钛白粉、蒙脱土)改性的水性涂料，本发明提供的耐刮擦水性涂料的固化涂层的摩擦系数更低，具有更好的耐刮擦性能，可用于金属、玻璃、木材、塑料等材料的表面。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种磷酸锆纳米片的用途，所述磷酸锆纳米片用于水性涂料的耐磨改性。

磷酸锆(也称磷酸氢锆，Zirconium Phosphate，Zirconium Hydrogen Phosphate)是一种二维无机片层状颗粒材料，通常通过水热法或回流法合成，其厚度一般是纳米级，而大小在纳米级到微米级，因此磷酸锆也被称为磷酸锆纳米片(Zirconium PhosphateNanoplatelets)。磷酸锆纳米片通常作为载体，用于银系无机抗菌剂的制备，尚没有将其用于水性涂料耐磨改性的研究。

作为本发明的优选技术方案，所述水性涂料选自聚乙烯醇涂料、水性聚氨酯涂料、聚乙烯吡咯烷酮涂料、聚乙二醇涂料、水性聚丙烯酸树脂涂料或水性环氧树脂涂料中的一种或至少两种的组合。

另一方面，本发明提供一种耐刮擦水性涂料，所述耐刮擦水性涂料包含磷酸锆纳米片和水性树脂。

本发明通过在水性树脂中添加磷酸锆纳米片，降低了涂料固化后形成的涂层的摩擦系数，得到了一种耐刮擦水性涂料。

作为本发明的优选技术方案，所述磷酸锆纳米片与水性树脂之间的质量比为0.001-2:1；例如可以是0.001:1、0.01:1、0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1等。