有机-无机复合水性漆及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种有机-无机复合水性漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业技术的发展，耐高温保温隔热涂料应运而生，而水性漆因其诸多的优良 性能而备受关注，其在耐高温领域的使用具有可观的发展趋势。目前，水性漆可涂在表面温 度较高的层面上，如烧烤炉、电磁炉、热交换器等高温金属零件，但是其附着力以及耐高温 性能还有待于进一步提尚。
[0003] 一般来说，耐高温涂料主要分为有机耐高温涂料、无机耐高温涂料和有机-无机 复合耐高温涂料。复合耐高温涂料主要分为两类，一类是以有机物（树脂或乳液）做成膜 物，然后在体系中添加大量的无机物粉体做颜填料，即无机组分。另一类是以无机组分为基 底，无机组分的耐高温性能较好，一般可以承受400?KKKTC的温度，但成膜固化性能差、 耐水性、附着力、耐冲击强度较差，因此，向无机组分中添加有机硅树脂解决上述问题，得到 有机-无机复合涂料。
[0004] 现有技术中，申请号为01136262. 6的中国专利文献报道了一种纳米复合耐高温 防火涂料，包括纳米碳化娃、纳米娃酸盐粘土、磷酸盐、纳米娃酸错和有机高分子材料。但 是，该纳米复合耐高温防火涂料的附着力较差，并且该高温性能有待于进一步提高。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种有机-无机复合水性漆及其制备方法，其具 有良好的耐高温性能和较强的附着力。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种有机-无机复合水性漆，由以下原料制备：水25? 45重量份，铁粉1?3重量份，1，3, 5-苯三酸2?6重量份，氢氟酸0. 05?0. 1重量份，硝 酸0. 05?0. 1重量份，N，N-二甲基甲酰胺0. 2?0. 6重量份，硅酸钠30?40重量份，非 离子乳化液0. 2?0. 3重量份，苯丙乳液2?8重量份，二氧化硅溶胶5?10重量份，纳米 二氧化钛分散体3?8重量份，乙酸钠0. 1?0. 2重量份，消泡剂0. 15?0. 3重量份，流平 剂0. 15?0. 3重量份，分散剂1?1. 5重量份，滑石粉10?13重量份。
[0007] 优选的，由以下原料制备：水30?40重量份，铁粉2?3重量份，1，3, 5-苯三酸 4?5重量份，氢氟酸0. 05?0. 1重量份，硝酸0. 05?0. 1重量份，N，N-二甲基甲酰胺 0. 3?0. 5重量份，娃酸钠30?35重量份，非离子乳化液0. 25?0. 3重量份，苯丙乳液3? 5重量份，二氧化硅溶胶6?8重量份，纳米二氧化钛分散体4?6重量份，乙酸钠0. 15? 〇. 2重量份，消泡剂0. 2?0. 3重量份，流平剂0. 15?0. 2重量份，分散剂1?1. 5重量份， 滑石粉11?13重量份。
[0008] 相应的，本发明还提供一种有机-无机复合水性漆的制备方法，包括以下步骤：将 铁粉、1，3, 5-苯三酸、氢氟酸、硝酸和N，N-二甲基甲酰胺在水热条件下进行聚合反应，得到 金属有机框架材料；向硅酸钠溶液中加入纳米二氧化钛分散体和滑石粉，第一次搅拌后加 入所述金属有机框架材料、二氧化硅溶胶，分散剂、流平剂、消泡剂、非离子乳化液、苯丙乳 液、乙酸钠和水，第二次搅拌，得到有机-无机复合水性漆。
[0009] 优选的，所述铁粉、1，3,5_苯三酸、氢氟酸、硝酸、N，N-二甲基甲酰胺、硅酸钠、非 离子乳化液、苯丙乳液、二氧化硅溶胶、纳米二氧化钛分散体、乙酸钠、消泡剂、流平剂、分散 剂和滑石粉的重量比为1?3 : 2?6 : 0.05?0.1 : 0.05?0.1 : 0.2?0.6 : 30? 40 : 0· 2 ?0· 3 : 2 ?8 : 5 ?10 : 3 ?8 : 0· 1 ?0· 2 : 0· 15 ?0· 3 : 0· 15 ? 0· 3 : 1 ?I. 5 : 10 ?13〇
[0010] 优选的，所述铁粉、1，3,5_苯三酸、氢氟酸、硝酸、N，N-二甲基甲酰胺、硅酸钠、非 离子乳化液、苯丙乳液、二氧化硅溶胶、纳米二氧化钛分散体、乙酸钠、消泡剂、流平剂、分散 剂和滑石粉的重量比为2?3 : 4?5 : 0.05?0.1 : 0.05?0.1 : 0.3?0.5 : 30? 35 : 0.25 ?0.3 : 3 ?5 : 6 ?8 : 4 ?6 : 0.15 ?0.2 : 0.2 ?0.3 : 0.15 ? 0· 2 : 1 ?I. 5 : 11 ?13〇
[0011] 优选的，得到金属有机框架材料的步骤中，聚合反应的温度为140?160°C，聚合 反应的时间为8?20小时。
[0012] 优选的，第一次搅拌的搅拌速度为2000?3000r/m，搅拌时间为10?40分钟。
[0013] 优选的，第二次搅拌的搅拌速度为800?900r/m，搅拌时间为15?30分钟。 [0014] 优选的，所述分散剂为聚丙烯酰胺。
[0015] 优选的，所述流平剂为醋丁纤维素。
[0016] 本发明提供了一种有机-无机复合水性漆及其制备方法，由以下原料制备：水 25?45重量份，铁粉1?3重量份，1，3, 5-苯三酸2?6重量份，氢氟酸0. 05?0. 1重量 份，硝酸0. 05?0. 1重量份，N，N-二甲基甲酰胺0. 2?0. 6重量份，硅酸钠30?40重量 份，非离子乳化液〇. 2?0. 3重量份，苯丙乳液2?8重量份，二氧化硅溶胶5?10重量份， 纳米二氧化钛分散体3?8重量份，乙酸钠0. 1?0. 2重量份，消泡剂0. 15?0. 3重量份， 流平剂0. 15?0. 3重量份，分散剂1?1. 5重量份，滑石粉10?13重量份。与现有技术 相比，本发明以水溶性硅酸钠做无机成膜物，然后与金属有机框架材料（MOF)复配，得到有 机-无机复合水性漆。由于金属有机框架材料具有热稳定性好、孔道结构有序，在孔内和表 面可进行官能团修饰等诸多独特性质，从而使得水性漆具有良好的稳定性、耐高温性能和 附着力。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例1制备的有机-无机复合水性漆的TG分析图。
【具体实施方式】
[0018] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0019] 本发明实施例公开了一种有机-无机复合水性漆，由以下原料制备：水25?45 重量份，铁粉1?3重量份，1，3, 5-苯三酸2?6重量份，氢氟酸0. 05?0. 1重量份，硝酸 0. 05?0. 1重量份，N，N-二甲基甲酰胺0. 2?0. 6重量份，硅酸钠30?40重量份，非离 子乳化液0. 2?0. 3重量份，苯丙乳液2?8重量份，二氧化硅溶胶5?10重量份，纳米二 氧化钛分散体3?8重量份，乙酸钠0. 1?0. 2重量份，消泡剂0. 15?0. 3重量份，流平剂 0. 15?0. 3重量份，分散剂1?1. 5重量份，滑石粉10?13重量份。
[0020] 作为优选方案，所述有机-无机复合水性漆由以下原料制备：水30?40重量份， 铁粉2?3重量份，1，3, 5-苯三酸4?5重量份，氢氟酸0. 05?0. 1重量份，硝酸0. 05? 〇. 1重量份，N，N-二甲基甲酰胺0. 3?0. 5重量份，硅酸钠30?35重量份，非离子乳化液 0. 25?0. 3重量份，苯丙乳液3?5重量份，二氧化硅溶胶6?8重量份，纳米二氧化钛分 散体4?6重量份，乙酸钠0. 15?0. 2重量份，消泡剂0. 2?0. 3重量份，流平剂0. 15? 0. 2重量份，分散剂1?1. 5重量份，滑石粉11?13重量份。
[0021] 相应的，本发明还提供一种有机-无机复合水性漆的制备方法，包括以下步骤：将 铁粉、1，3, 5-苯三酸、氢氟酸、硝酸和N，N-二甲基甲酰胺在水热条件下进行聚合反应，得到 金属有机框架材料；向硅酸钠溶液中加入纳米二氧化钛分散体和滑石粉，第一次搅拌后加 入所述金属有机框架材料、二氧化硅溶胶，分散剂、流平剂、消泡剂、非离子乳化液、苯丙乳 液、乙酸钠和水，第二次搅拌，得到有机-无机复合水性漆。
[0022] 作为优选方案，得到金属有机框架材料的步骤中，聚合反应的温度优选为140? 160°C，聚合反应的时间优选为8?20小时。所述氢氟酸的浓度优