納米水性陶瓷功能型復合涂料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種納米水性陶瓷功能型復合涂料，它的原料按重量份比計包括：10～35份的硅酸鹽無機粘結劑、10～35份的主填充料、2～10份的穩定材料，5～20份的增韌性乳液型粘結劑、3～10份的成膜助劑和5～25份的水，該方法首先將硅酸鹽無機粘結劑和稀釋劑倒入容器中，在350～400r/min條件下度下攪拌10～20min，得到混合液；再將主填充料和穩定材料加入得到的混合液中，在350～400r/min條件下度下攪拌50～60min；然后依次加入將增韌性乳液型粘結劑和成膜助劑最后用400～600目的紗網過濾，得到復合涂料。本發明專利技術的涂料常溫成膜，具有滲透型附著力、高致密、抗石擊、抗沖擊、耐高低溫、超耐磨，耐洗刷和柔韌性好的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種水性涂料，具體地指一種納米水性陶瓷功能型復合涂料，本專利技術還涉及這種納米水性陶瓷功能型復合涂料的制備方法。
技術介紹
隨著我國近年來科學技術突飛猛進的發展，特別是高鐵、動車的技術發展，使得發達國家也向我國購買高鐵技術及邀請我方參與其國家的高鐵建設項目。另外，航天、航空、航海、國防軍工領域更是讓人刮目相看。在這些高新
，必須應用耐高低溫、高耐磨、抗高沖擊、高自潔的涂層材料來保護它能長久安全的運行和工作。目前，國內結構陶瓷產品種類很多，已應用在很多領域，但是它們的成型工藝太復雜，投資成本過高。因為它的成型工藝基本是在具備真空負壓的條件下，再利用高溫燒結，高溫氧化鋯等離子設備和PVD技術:脈沖磁控濺射、碳磁控濺射、陰極磁過濾、多弧離子鍍及CVD結合濺射等工藝方法加工完成。這樣在應用領域若遇到工件特別大，又特別復雜，加之現場條件又惡劣的環境下，以上工藝都難以完成。由于目前在國內外找不到完全相類似的產品，我們以目前國內外比較先進的氟碳涂料指標作為對比的參照系。大型鋼結構建 筑如鋼鐵橋梁、鐵塔、體育場館、儲罐、氣柜、管道等，以及電站、石油化工和鋼鐵冶煉等具有復雜鋼結構特征的重工業，腐蝕環境惡劣，現在普遍使用超長效防腐蝕涂層體系，而性能優異的氟碳涂料逐步將成為鋼結構上占主導地位的防腐復合涂料。
技術實現思路
本專利技術的第一目的是克服上述現有
技術介紹
的不足之處，而提供一種納米水性陶瓷功能型復合涂料。本專利技術的第二目的是提供一種制備這種納米水性陶瓷功能型復合涂料的制備方法。本專利技術涂料能常溫成膜，具有超強滲透型附著力、高致密、抗石擊、抗沖擊、耐高低溫、超耐磨，耐洗刷和柔韌性好的特點。本專利技術的第一目的是通過如下措施來達到的:納米水性陶瓷功能型復合涂料，它的原料按重量份比計包括:10~35份的硅酸鹽無機粘結劑、10~35份的主填充料、2~10份的穩定材料，5~20份的增韌性乳液型粘結劑、3~10份的成膜助劑和5~25份的水，其中:所述主填充料包括三氧化二鋁和氧化鋯，所述穩定材料為金屬氧化物、氮化物和硼化物中任意一種或幾種。進一步地，它的原料按重量份比計包括:15~25份的硅酸鹽無機粘結劑、20~35份的主填充料、2~10份的穩定材料，10~20份的增韌性乳液型粘結劑、3~10份的成膜助劑和10~20份的水。再進一步地，它的原料按重量份比計還包括I~5份的碳材料、0.1~1份的氧化鐵、I~3份的蒙脫土凝膠和0.1~0.5份的消泡劑中任意一種或幾種。再進一步地，所述硅酸鹽無機粘結劑為硅酸鉀無機粘結劑、硅酸鈉無機粘結劑和娃酸鋰無機粘結劑中任意一種。再進一步地，所述三氧化二鋁和氧化鋯的重量份比為1:1~6，所述三氧化二鋁和氧化鋯的粒徑為I~10nm。再進一步地，所述金屬氧化物包括氧化鋅、氧化鎳、三氧化二釔、氧化銅、二氧化鈦和二氧化硅；所述氮化物為氮化鈦、氮化硅和氮化硼，所述硼化物為硼化鋯；所述穩定材料為氧化鋅、氧化鎳、氧化銅、三氧化二釔、二氧化鈦、二氧化娃、氮化鈦、氮化娃、氮化硼和硼化鋯中任意三種以上；所述金屬氧化物、氮化物和硼化物的粒徑為I~10nm。再進一步地，所述增韌性乳液型粘結劑包括聚氟乙烯乳液和/純丙乳液。再進一步地，所述成膜助劑由水性分散劑、水性成膜劑、水性流平劑和水性螯合劑組成，所述水性分散劑、水性成膜劑、水性流平劑和水性螯合劑的重量份數比為1:1:1: 1本專利技術還提供了制備這種納米水性陶瓷功能型復合涂料的方法，包括以下步驟:I)按上述重量份比稱取硅酸鹽無機粘結劑、主填充料、穩定材料，增韌性乳液型粘結劑、成膜助劑和稀釋劑，備用；2)將硅酸鹽無機粘結劑和稀釋劑倒入容器中，在350~400r/min條件下度下攪拌10~20min,得到混合液；3)將主填充料和穩定材料加入步驟2)得到的混合液中，在350~400r/min條件下度下攪拌50~60min ；4)將增韌性乳液型粘結劑加入步驟3)得到的溶液中，在200~350r/min條件下度下攪拌30~50min ；5)將成膜助劑加入步驟4)得到的溶液中，在200~400r/min條件下度下攪拌15~20min,并調節pH,得到衆料；6)用400~600目的紗網過濾步驟5)得到的漿料，得到復合涂料；作為優選方案，向步驟2)中加入I~5份的碳粉、0.1~1份的氧化鐵和I~3份的蒙脫土凝膠；向步驟6)中加入0.1~0.5份的消泡劑。1、納米級的理論基礎本專利技術的原料選用納米材料從1-1OOnm小分子，復合納米材料成膜后，印證了表面結構和界面效應原理，例如:納米粒子的粒度越小，其表面積越大，表面原子比例也就越高。粒徑為5nm時表面積為180/g，表面原子比例為50% ;粒徑2nm時，比表面積為450/g，表面原子比例為80% ;當粒徑為Inm時，其表面原子數占總數的99%。還有納米量子尺度效應:當粒子尺寸降到最小值時，出現費米能級附近的電子能級由準連續變為不連續離散分布的現象。本專利技術利用納米材料生產常溫成膜達到高致密的功能型陶瓷涂料，可與鋼鐵，不銹鋼、銅、鋁、水泥、玻璃等多類基材產生滲透型附著力及具有特殊性能的高致密、超硬耐磨、抗石擊、抗沖擊性能好，高自潔等性能的涂料。2、主填充料優點:氧化鋯(ZrO2)作為結構陶瓷的主要填充料具有以下優點:I)它具備優異的物理及化學穩定性，耐高溫、耐磨、耐化學侵蝕而且導熱系數與金屬材料接近，作為配方設計的首先。而且，它常溫力學性能優異，密度大，常溫成膜達到單斜相時為5.65g/cm2，溫度越高密度越大，特別是在加溫的進程中，具有晶型轉變特性，這種特性具有能提高材料強度和韌性的效果，并且純氧化鋯從室溫到1170°C (單斜相)的過程中性能穩定。2)它的導熱系數低，200~1000°C時其導熱系數為1.51~2.2 w / (m.k)。3)絕緣體電阻率達到1013Ω.πι。4)熱膨脹系數較高:常溫為5~6Χ 10_6m/°C (與金屬接近)。5)耐熱性，耐腐蝕性能優良。3、其它材料的作用:表1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于：它的原料按重量份比計包括：10～35份的硅酸鹽無機粘結劑、10～35份的主填充料、2～10份的穩定材料，5～20份的增韌性乳液型粘結劑、3～10份的成膜助劑和5～25份的水，其中：所述主填充料包括三氧化二鋁和氧化鋯，所述穩定材料為金屬氧化物、氮化物和硼化物中任意一種或幾種。

【技術特征摘要】
1.一種納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于:它的原料按重量份比計包括:10~35份的硅酸鹽無機粘結劑、10~35份的主填充料、2~10份的穩定材料，5~20份的增韌性乳液型粘結劑、3~10份的成膜助劑和5~25份的水，其中:所述主填充料包括三氧化二鋁和氧化鋯，所述穩定材料為金屬氧化物、氮化物和硼化物中任意一種或幾種。2.根據權利要求1所述的納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于:它的原料按重量份比計包括:15~25份的硅酸鹽無機粘結劑、20~35份的主填充料、2~10份的穩定材料，10~20份的增韌性乳液型粘結劑、3~10份的成膜助劑和10~20份的水。3.根據權利要求1或2所述的納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于:它的原料按重量份比計還包括I~5份的碳材料、0.1~1份的氧化鐵、I~3份的蒙脫土凝膠和0.1~0.5份的消泡劑中任意一種或幾種。4.根據權利要求3所述的納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于:所述硅酸鹽無機粘結劑為硅酸鉀無機粘結劑、硅酸鈉無機粘結劑和硅酸鋰無機粘結劑中任意一種。5.根據權利要求4所述的納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于:所述三氧化二鋁和氧化鋯的重量份比為1:1~6，所述三氧化二鋁和氧化鋯的粒徑為I~10nm。6.根據權利要求4所述的納米水性陶瓷功能型復合涂料，其特征在于:所述金屬氧化物包括氧化鋅、氧化鎳、三氧化二釔、氧化銅、二氧化鈦和二氧化硅；所述氮化物為氮化鈦、氮化硅和氮化硼，所述硼化物為硼化鋯；所述穩定材料為氧化鋅、氧化鎳、氧化銅、三氧化二釔、二氧化鈦、二氧化硅、氮化鈦、氮化硅、氮化硼和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王麗萍，
申請(專利權)人：武漢卓億科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：