[发明专利]一种纳米TiO2改性水性复合涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种纳米TiO₂改性水性复合涂料及其制备方法。

背景技术

水性涂料是指凡用水作为溶剂或者分散介质的涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料3种。水性涂料的配方主要由成膜物质、颜/填料、助剂和水组成，随着人们环保意识的增强，低VOC的水性涂料越来越受到大家的喜爱和关注。

水性涂料主要有如下四个特点：1.水性涂料以水作溶剂，节省大量资源；水性涂料消除了施工时火灾危险性，降低了对大气污染，水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂，改善了作业环境条件；一般的水性涂料有机溶剂(占涂料)在10％～15％之间，而阴极电泳涂料已降至1.2％以下，对降低污染节省资源效果显著；2.水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工，水性涂料对材质表面适应性好，涂层附着力强；3.水性涂料涂装工具可用水清洗，大大减少清洗溶剂的消耗；4.水性涂料电泳涂膜均匀、平整。展平性好，内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜，有很好的防护性，电泳涂膜有最好的耐腐蚀性，厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h。

现有技术中对水性涂料的研究也越来越多。CN200710047452.5号申请提供一种用于钢带的水性涂料，是由环氧改性聚酯树脂，交联剂，颜料，固化催化剂和水均匀混合而成。该水性涂料具有快速干燥，漆膜坚硬，金属附着力强，柔韧性好，耐溶剂性佳，防腐蚀优良，重金属含量符合ROHS环保标准的优异的性能。且VOC含量低，消除对环境的污染，属绿色环保产品。但是该涂料耐溶剂性稳定性还需进一步提高。CN 101851396A公开了一种水性环氧酯树脂组合物及其制备方法以及用其制备的水性涂料，其以乙烯基单体自由基聚合制备含羧基乙烯基预聚物，然后用此预聚物对经脂肪酸开环反应的环氧酯树脂进行改性，从而制备乙烯基改性的环氧酯树脂，并以此树脂制备水性涂料。此方法制备的水性防腐涂料，干燥速度慢，复合涂层施工间隔时间长，防腐蚀性能一般，漆膜初期耐水性较差。

然而，现有技术的水性涂料还存在一些缺陷，其性能难以和溶剂型涂料进行媲美，严重影响了其大规模应用；比如，水性涂料不易涂装或涂装后易产生缺陷，或者含酯键的树脂易水解，影响涂料的储存和使用，再者涂装过程受气候的影响明显，这些都在一定程度上制约了水性涂料的大规模应用，因而，开发一种综合性能能够与溶剂型涂料媲美的水性涂料是一项意义重大的课题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种综合性能，如使用性、耐久性、涂装性、存储性以及化学稳定性等性能优异的有机-无机水性涂料。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种纳米TiO₂改性水性复合涂料，所述涂料由如下组分制成：丙烯酸乳液10～15％，聚乙烯醇溶液20～25％，硅溶胶3～4％，羟甲基纤维素溶液2～4％，成膜助剂2～3％，纳米TiO₂3～4％，膨润土2～3％，分散剂0.1-0.6％，消泡剂0.4-0.6％，颜填料30～40％，去离子水余量补足。

其中，所述涂料由如下组分制成：丙烯酸乳液12％，聚乙烯醇溶液20％，硅溶胶3.5％，羟甲基纤维素溶液3％，成膜助剂2.5％，纳米TiO₂3.5％，膨润土2.5％，分散剂0.3％，消泡剂0.5％，颜填料35％，去离子水余量补足。

所述成膜助剂为Texanol酯醇或醇酯12。

所述丙烯酸乳液的固含量为45～50％，所述硅溶胶的固含量为20～25％。

所述纳米TiO₂的颗粒粒径为20～50nm。

所述分散剂为SN-5040分散剂，所述消泡剂为NXZ消泡剂。

所述颜填料颜料为金红石型钛白，填料为云母粉、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种，两者的质量比为1：3。

另外，本发明还要求保护所述纳米TiO₂改性水性复合涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在生产釜中加入配方量的去离子水，在600-800r/min的搅拌速度下依次加入配方量的羟甲基纤维素溶液，颜填料，分散剂和膨润土搅拌分散40-50min；

(2)然后在同样的搅拌速度下将消泡剂、聚乙烯醇溶液以及成膜助剂依次加入，继续搅拌20-30min得混合浆料，并研磨至细度小于30μm；