專利名稱：鈦納米聚合物涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型高分子納米復(fù)合材料-鈦納米聚合物涂料，屬于涂料領(lǐng)域。
金屬鈦比重輕，耐腐蝕，是涂料中最理想的金屬填料，多年來受到防腐蝕工作者的青睞。但是實驗證明將普通的工業(yè)鈦粉直接加入到有機樹脂中構(gòu)成涂料，并不能呈現(xiàn)出較其它無機填料有明顯地優(yōu)越性。
隨著納米技術(shù)的不斷成熟，特別是采用本發(fā)明人在先的中國專利申請CN00105672.7中所說的鈦基納米金屬粉制備工藝和裝置生產(chǎn)出的鈦基納米金屬粉材料，從根本上改變了普通工業(yè)鈦粉的性質(zhì)，從而使得用鈦作涂料成為可能，該鈦基納米金屬粉材料即保留了鈦的優(yōu)良屬性，又只有了有機聚合物的特點，既是活性填料，又是偶聯(lián)劑，它成為涂層立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特點。因此，用該鈦基納米金屬粉材料制備的涂料具有許多獨特的性能在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明的目的正是以鈦基納米金屬粉為基礎(chǔ)，研制出具有優(yōu)異性能的鈦納米聚合物涂料，滿足不同領(lǐng)域內(nèi)的防護需求。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，以鈦基納米金屬粉(其粒徑約為30-100nm)為基礎(chǔ)，根據(jù)應(yīng)用要求選用不同的樹脂組合，配以相應(yīng)的溶劑，以及任選地根據(jù)需要加入適量增塑劑、輔助填料、固化劑和助劑等，經(jīng)科學(xué)加工而成。
本發(fā)明所說的鈦納米聚合物涂料的特點在于根據(jù)不同的應(yīng)用條件，生產(chǎn)出不同類型的鈦納米聚合物涂料，工藝簡單，性能優(yōu)越。
本發(fā)明所說的鈦納米聚合物涂料以基于涂料總重量的百分比計包括(a)樹脂成分 5-90％(b)鈦基納米金屬粉0.3-30％(c)溶劑 0-94％
其中所說樹脂成分(a)的例子包括聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂和醇酸樹脂，或者這些樹脂成分中的兩種或兩種以上的混合物。
其中所說的溶劑(c)的例子包括甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇、二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烯、PV溶劑、丁酮、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、二縮水甘油醚以及丁基溶纖劑類及其混合物。
本發(fā)明所用的鈦基納米金屬粉是完全根據(jù)本發(fā)明人的在先中國專利申請CN00105672.7中所說的工藝及裝置制備的，其粒徑可以在10-100nm范圍內(nèi)。
該鈦基納米金屬粉的配方如下以重量份計鈦粉100助粉碎劑0.5-30保護劑 0.1-20分散劑 100-1000其中所說的助粉碎劑為具有不飽和官能團的齊聚物或聚合物，包括聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、低分子量聚酰胺、油酸、聚硅氧烷中的一種或多種；所說的保護劑為低分子量酚醛及其預(yù)聚物、環(huán)氧化合物、含硫橡膠、氯化橡膠、聚乙烯醇、聚鋁乙基硅氧烷，聚硅氧烷中的一種或多種；所說的分散劑為芳香族、苯乙烯、烴類、氯烴類、醇類、酮類、醋酸酯類中的一種或多種。
將上面所說的配有助粉碎劑、保護劑和分散劑的金屬鈦粉裝入研磨裝置中，經(jīng)過研磨，生產(chǎn)出細度為10-100nm黑色超細鈦基納米粉。
在本發(fā)明所說的鈦納米聚合物涂料中，還可以根據(jù)具體的應(yīng)用要求以及所選用的樹脂成分而向其中添加其它輔助成分，如增塑劑、輔助填料、固化劑和/或助劑。
上述增塑劑大約占其中樹脂成分重量的5-25％，輔助填料大約占樹脂成分重量的5-20％，固化劑的用量通常取決于樹脂成分的使用量，而助劑一般用量較小。
適用于本發(fā)明的上述增塑劑的例子包括環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸酯、含硫橡膠、含腈橡膠。
適用于本發(fā)明的上述輔助填料可以是任何一種涂料領(lǐng)域常規(guī)的填料，其例子可以包括云母氧化鐵、滑石粉、鈦白粉、鋅粉、鋁粉或煤瀝青液等。
適用于本發(fā)明的上述固化劑同樣是涂料領(lǐng)域常用的一種固化劑，例如可以是N3390固化劑。
適用于本發(fā)明的上述助劑的例子包括流平劑(如BYK354、BYK331、BYK306)、消泡劑(如BYK066、BYK141)、潤濕劑、固化促進劑(如有機錫液)、防紫外線吸收劑、顏料。
本發(fā)明的涂料可以是單組份的，所有需要的成分混合在一起；也可以雙組份，甚至三組份，以提高涂料的保存性能、分散性能以及其它一些化學(xué)、物理性能。
本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料是以鈦基納米金屬粉為基，引入樹脂、溶劑、填料、增塑劑等輔助材料加工而成，它可以根據(jù)不同的具體用途而有所選擇、有所變化，舉例來說，可以將本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料配制成無毒鈦納米聚合物涂料、抗靜電鈦納米聚合物涂料、鈦聚合物防銹涂料、油艙或淡水艙鈦納米聚合物涂料、中間防銹鈦納米聚合物涂料、耐酸、堿、鹽防腐鈦納米聚合物涂料、高固體份環(huán)氧鈦納米聚合物涂料、導(dǎo)熱鈦納米聚合物涂料、鈦改性環(huán)氧鐵底漆、改性聚氨酯鈦鋅底漆以及鈦合金修補劑。
本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料具有優(yōu)異的涂料性能，具體地說，本發(fā)明的涂料的物理性能如下按GB17XX-(79-88)的規(guī)定進行涂料樣品的制板和測量，所得的綜合性能如下表2-3所示
表2本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料涂層的綜合性能指標
表3本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料的綜合性能
本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料按照GB1763(88)進行試驗，測得其耐化學(xué)浸蝕性能如下表4所示。
表4本發(fā)明的鈦納米聚合物涂料的耐化學(xué)侵蝕性能
上表中除注明的以外，均為實驗室浸泡結(jié)果。從上述試驗表明。本發(fā)明的涂料除70℃甲酸、醋酸、；乳酸耐蝕性較差外，均是穩(wěn)定的，可耐大多數(shù)常見腐蝕介質(zhì)和溶劑，適用范圍廣，應(yīng)用廣泛。
對于滿足食品工業(yè)需求的無毒鈦納米聚合物涂料按照衛(wèi)生部頒發(fā)的《食品安全毒理學(xué)評價程序》(1984)所規(guī)定的項目和方法進行了兩階段毒性評價，其毒性試驗結(jié)論如下(1)急性毒性試驗LD50＞7426mg/kg，根據(jù)急性毒性經(jīng)口分級標準，本涂料為無毒涂料。
(2)蓄積性試驗按劑量累積法，20天經(jīng)口染毒累積量達1-10LD50，各劑量組動物均無死亡，說明本發(fā)明的涂料無明顯蓄積毒性。
(3)致突變試驗經(jīng)AMS摻入活化及非活化法試驗，小鼠骨髓做核試驗及小鼠生殖細胞睪丸染色體畸變分析試驗等項致突變試驗結(jié)果表明，本涂料無明顯致突變作用。
下面將通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明，但這些實施例內(nèi)容并不是對本發(fā)明的限制。在這些實施例中，各涂料成分的重量以公斤計。
固化條件 230-240℃/10分鐘
權(quán)利要求
1．一種鈦納米聚合物涂料，以基于涂料總重量的百分比計包括(a)樹脂成分 5-90％(b)鈦基納米金屬粉 0.3-30％(c)溶劑 0-94％其中所說樹脂成分(a)的例子包括聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂和醇酸樹脂，或者這些樹脂成分中的兩種或兩種以上的混合物。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所說的涂料，其中所說的溶劑(c)包括甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇、二氯乙烷、三氯甲烷、三氯乙烯、PV溶劑、丁酮、環(huán)己酮、甲基異丁基酮、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、二縮水甘油醚以及丁基溶纖劑類及其混合物。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的涂料，其中根據(jù)具體的應(yīng)用要求以及所選用的樹脂成分而向其中添加增塑劑、輔助填料、固化劑和/或助劑。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所說的涂料，其中增塑劑大約占其中樹脂成分重量的5-25％，輔助填料大約占樹脂成分重量的5-20％。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所說的涂料，其中所述增塑劑包括環(huán)氧大豆油、鄰苯二甲酸酯、含硫橡膠、含腈橡膠。
6．根據(jù)權(quán)利要求3所說的涂料，其中所述輔助填料包括云母氧化鐵、滑石粉、鈦白粉、鋅粉、鋁粉或煤瀝青液。
7．根據(jù)權(quán)利要求3所說的涂料，其中所述助劑包括流平劑、消泡劑、潤濕劑、固化促進劑、防紫外線吸收劑、顏料。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所說的涂料，其中所說的流平劑包括BYK354、BYK331和BYK306。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所說的涂料，其中所述消泡劑包括BYK066、BYK141。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所說的涂料，其中該涂料是單組份的、雙組份的或三組份的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦納米聚合物涂料,以基于涂料總重量的百分比計包括:(a)樹脂成分5－90%,(b)鈦基納米金屬粉0.3－30%,(c)溶劑0－94%,其中所說樹脂成分(a)的例子包括聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽合聚酯樹脂、丙烯酸樹脂和醇酸樹脂,或者這些樹脂成分中的兩種或兩種以上的混合物。本發(fā)明的特點在于根據(jù)不同的應(yīng)用條件,生產(chǎn)出不同類型的鈦納米聚合物涂料,工藝簡單,性能優(yōu)越。
文檔編號C09D7/12GK1306047SQ00132108
公開日2001年8月1日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月14日
發(fā)明者薛峻峰, 薛富津 申請人:薛峻峰