本发明专利技术提供了一种纳米水性涂料组合物，包括含有羧酸基的聚氨酯聚合物，交联剂，润湿剂，增滑助剂，UV稳定剂及非光敏纳米颗粒和一种表面活性剂组成的表面改性剂。由该纳米水性涂料组合物制备的涂层不仅干燥快速、均匀，具有去污、自清洁的优良性能，而且具有较长的耐久性以及具有较低表面摩擦，在低温下的柔韧性和对低表面能基材的粘合力。也提供了涂有纳米水性涂料组合物的基材制备方法。纳米水性涂料组合物可用于提供用于汽车挡风雨条的具有低摩擦表面的防护涂层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米水性涂料组合物及其施涂到基材上的方法，尤其涉及ー种包括聚氨酯聚合物、交联剂、增滑助剂、润湿助剂和UV抑制剂及纳米颗粒的纳米水性涂料组合物及其施涂到基材上的方法。
技术介绍
由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性。因此纳米微粒在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面有广阔的应用前景。由于纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使涂料获得新的功能。 例如粒度进入纳米尺度，材料表面活性中心的增多可提高其化学催化和光催化的反应能力，在紫外线和氧气的作用下给予涂层自清洁能力；表面活性中心与成膜物质的官能团可发生次化学键结合，大大增加涂层的刚性和強度，从而改进涂层的耐划伤性；高表面能的纳米材料表面经过改性可以获得同时憎水和憎油的特性，用于内外墙涂料可以显著提高涂层的抗污性并可提高耐候性；某些粒径小于IOOnm的纳米材料，对、Y射线具有吸收和散射作用，可提高涂层防辐射的能力，在内外墙涂料中可起到防氡气的作用；将纳米材料用在底漆中，可以增加底漆与基材的附着力，提高机械强度，且纳米级的颜料与底漆的强作用力及填充效果，有助于改进底漆一涂层的界面结合；纳米材料在面漆中可起到表面填充和光洁作用，提闻面漆的光泽，减少阻力；纳米~■氧化娃添加到外墙涂料中可提闻涂料的耐擦洗性；纳米ニ氧化钛添加到建筑外墙涂料中，可将乳胶漆的耐候性提高到一个新的等级，同时还使乳胶漆的耐老化性能有很大的提高；纳米氧化锌添加到外墙涂料中，能使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线以及杀菌防毒作用。如CN 1232593C公开了ー种用于涂料，涂料组合物，方法和制品的物质，其包含纳米颗粒体系，或使用其对形形色色的无生命硬表面进行表面改性。在一些实施方案中，纳米颗粒在适合的载体介质中的分散用于形成能为改性硬表面提供多用途效果的涂料组合物、方法和制品。这些表面改性可以产生持久的或半永久性的多用途效果。但是该专利技术所提供的涂料的柔韧性和粘合力有待进ー步提高。U. S.专利5，115，007公开了用于制备在EPDM橡胶上的耐磨损、低摩擦涂层的涂料组合物。公开的涂料组合物包括含有封闭异氰酸酯基的封闭聚氨酯预聚物，与封闭异氰酸酯基共反应的交联剂，相容性硅油，和非反应性溶剂如甲苯。将涂料组合物施涂于基材上，然后固化以形成含有聚氨酯聚合物的涂层。该涂料组合物可以施涂于EPDM橡胶上，不用预先施涂底漆或进行EPDM橡胶的表面处理。然而，该參考文献没有公开含有聚氨酯聚合物的水性组合物
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米水性涂料组合物，它提供了具有低表面摩擦的耐磨损涂层和适合于施涂到EPDM橡胶上。此外，该纳米水性涂料组合物可以施涂到未处理的EPDM橡胶上，以提供对未处理的EPDM橡胶具有良好粘合力的涂层。纳米水性涂料组合物可用于提供用于汽车挡风雨条(weatherstrip)的具有低摩擦表面的防护涂层。本专利技术所提供的涂料组合物不仅干燥快速、均匀，具有去污、自清洁的优良性能，而且具有较长的耐久性以及具有较低表面摩擦，在低温下的柔韧性和对低表面能基材的粘合力。本专利技术所提供的纳米水性涂料组合物，包括基于所述纳米水性涂料组合物的重量的(a) 10_70wt%的至少ー种聚氨酯聚合物，其中所述聚氨酯聚合物含有至少两个羧酸基；(b) l-60wt %的至少ー种交联剂； (c)0. 01-4wt%的至少ー种润湿剂；(d)0. l_15wt%的至少ー种增滑助剂；(e)0.01_20wt% 的 UV 稳定剂；和(f)有效量的非光敏纳米颗粒和ー种表面活性剂组成的表面改性剂，所述纳米颗粒以有效的量存在以在表面上提供残余的亲水涂层，其中所述非光敏纳米颗粒选自无机金属氧化物、天然粘土、人造粘土和其混合物。在本专利技术的纳米水性涂料组合物中含有的聚氨酯聚合物包括脂族聚氨酯聚合物和芳族聚氨酯聚合物。聚氨酯聚合物含有羧酸基以提供适合与交联剂的官能团反应的反应性结构部分。聚氨酯聚合物必须含有提供充分交联的最低水平的羧酸基以便获得具有充足耐久性的涂层。在聚氨酯聚合物中过度水平的羧酸基会不利地影响由含有聚氨酯聚合物的涂料组合物制备的涂层的耐湿性。适合于本涂料组合物的聚氨酯聚合物可以含有以酸值在5-50范围内，优选在10-40范围内，以及更优选在20-40范围内为特征的羧酸含量。此外，聚氨酯聚合物可以具有在20，000-2，000，000以上的范围，优选在50，000-2，000，000以上的范围，和更优选100，000-2, 000, 000以上的范围的重均分子量，即Mw。聚氨酯聚合物可以是水性分散体的形式，它含有平均直径在20nm-l，OOOnm的范围内，优选在30nm_500nm范围内，更优选在40nm-300nm范围内的聚氨酯聚合物颗粒。含有聚氨酯聚合物颗粒的水性介质也可含有水混溶性有机溶剂，如I-甲基-2-吡咯烷酮和甲基こ基酮。优选的是，含有聚氨酯聚合物的水性分散体不含有有机溶剤。纳米水性涂料组合物可以含有10-70wt%，优选20-60wt%，和更优选30-50 ^%聚氨酯聚合物,基于纳米水性涂料组合物的重量。本专利技术的纳米水性涂料组合物还含有交联剂。交联剂是含有能够与聚氨酯聚合物的羧酸基反应的至少两个官能团的聚合物或非聚合物。适合的官能团包括环氧化物，噁唑啉，蜜胺，碳化ニ亚胺和在水中稳定的异氰酸酯如封闭异氰酸酷。优选的官能团是噁唑啉和蜜胺。最优选的是噁唑啉作为官能团。适合作为交联剂的具有侧挂官能团的聚合物的骨架包括丙烯酸酷、甲基丙烯酸酷、苯こ烯丁ニ烯、苯こ烯丙烯酸酯和氯こ烯。含有至少两个官能团的非聚合物包括例如苯基缩水甘油醚、蜜胺单体和ニ环氧化合物。交联剂可以是净固体或液体，或者另外可以被溶解或分散在有机溶剂或含水介质中。优选的交联剂是可溶于或分散于水中的净固体或液体。其它优选的交联剂是具有噁唑啉、环氧化物或封闭异氰酸酷基的聚合物的水性分散体。在一个实施方案中，交联剂是含有噁唑啉基的苯こ烯-丙烯酸系共聚物的水性分散体。本专利技术的纳米水性涂料组合物含有l_60wt%，优选3-45wt%，和更优选5-35wt%交联剂,基于纳米水性涂料组合物的重量。在本专利技术的纳米水性涂料组合物中，在聚氨酯聚合物中含有的羧酸基的数目与在交联剂中含有的官能团的数目的比率是在10 1-1 10的范围内，优选在5 :1-1:5的范围内，和更优选在3 1-1 3的范围内。纳米水性涂料组合物的另ー组分是润湿剂。润湿剂降低纳米水性涂料组合物的表面张力，以增加纳米水性涂料组合物在施涂过程中润湿基材(尤其具有低能表面的基材)的表面的能力。对于润湿剂在水中的O. 01wt%溶液，这里所使用的润湿剂降低水的表面张カ高于I达因/厘米。适合的润湿剂包括硅氧烷表面添加剂如聚硅氧烷，包括聚醚改性的聚ニ甲基聚硅氧烷，聚酯改性的聚ニ甲基硅氧烷；含氟表面活性剂如Zonyl 含氟表面活性剂(Zonyl是E. I. du Pont de Nemours and Co.的商标)；以块属醇、ニ兀醇和こニ醇化学性为基础的表面活性剂如SurfynoΓ61表面活性剂和Dynol本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种纳米水性涂料组合物，包括基于所述纳米水性涂料组合物的重量的 (a)10-70wt%的至少ー种聚氨酯聚合物，其中所述聚氨酯聚合物含有至少两个羧酸基; (b)l-60wt%的至少ー种交联剂； (c)0.01-4wt%的至少ー种润湿剂； (d)0.l_15wt%的至少ー种增滑助剂； (e)0.01-20wt%^ UV 稳定剂；和 (f)有效量的非光敏纳米颗粒和ー种表面活性剂组成的表面改性剂，所述纳米颗粒以有效的量存在以在表面上提供残余的亲水涂层，其中所述非光敏纳米颗粒选自无机金属氧化物、天然粘土、人造粘土和其混合物。2.根据权利要求I所述的组合物，其中所述聚氨酯聚合物具有在5-50范围内的酸值。3.根据权利要求I所述的组合物，进ー步包括O.5-20wt%的平光剂。4.根据权利要求I所述的组合物，其中所述交联剂含有噁唑啉基。5.根据权利要求I所述的组合物，其中所述的有效量的非光敏纳米颗粒小于或等于所述组合物的5wt%,优选小于或等于所述组合物的lwt% ； 优选地，所述非光...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡兰，梅长林，张国胜，
申请(专利权)人：安徽省金盾涂料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。