可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂及其制备方法
【专利摘要】一种可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂及其制备方法，助剂包括纳米SiO2有机化改性物20～25，丙二醇甲醚65～70，湿润分散剂10～15。纳米SiO2有机化改性物包括纳米SiO2粉体90～95，无水乙醇2.5～5，硅烷偶联剂2.5～5。方法包括：a、将纳米SiO2粉体搅拌并烘干；b、喷入无水乙醇液和硅烷偶联剂的混合液体，抽真空并充入氮气保护，然后搅拌，卸压抽真空，得到纳米SiO2有机化改性物；c、纳米SiO2有机化改性物与丙二醇甲醚和湿润分散剂混合，得到纳米涂料助剂混合物；d、将混合物进行高压剪切，得到可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。本发明的助剂由纳米级材料制成，其可使涂料形成的涂膜防眩光和降低光污染，并可提高涂料涂层的硬度、抗冲击性和耐磨性。
【专利说明】可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂及其制备方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及涂料助剂，特别是涉及一种可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂及其制备方法。
【【背景技术】】
[0002]涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液态物。涂料一般含有四种基本成分:成膜物质(树脂)、颜料(包括体质颜料)、溶剂和添加剂。其中，成膜物质是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工产品、纤维素衍生物、天然树脂和合成树脂。成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂，它是使涂料牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本特性。助剂如消泡剂，流平剂等，还有一些特殊的功能助剂，如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜，但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。颜料一般分两种，一种为着色颜料，常见的钛白粉，铬黄等，还有种为体质颜料，也就是常说的填料，如碳酸钙，滑石粉。溶剂包括烃类(矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等)、醇类、醚类、酮类和酯类物质等溶剂。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。
[0003]根据涂料中使用的主要成膜物质可将涂料分为油性涂料、纤维涂料、合成涂料和无机涂料；按涂料或漆膜性状可分溶液、乳胶、溶胶、粉末、有光、消光和多彩美术涂料等。
[0004]目前现有的涂料均是由有机高分子材料(树脂)和微米级颜填料所组成，这种传统涂料降低光污染的方法是在涂料中加入2~5微米的Si02颗粒，其分散液的细度很难达到10微米以下，这类涂料的喷涂厚度一般在20微米以上，因此既浪费了材料，又影响了透明性，同时也影响了触屏的灵敏度。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明旨在解决上述问题，而提供一种由纳米级材料制成，并可使涂料形成的涂膜防眩光和降低光污染，并可提高涂料涂层的硬度、抗冲击性和耐磨性可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。
[0006]本发明的目的还在于提供该纳米涂料助剂的制备方法。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，该助剂包括以重量百分比计的下列组分:
[0008]纳米SiO2有机 化改性物20~25
[0009]丙二醇甲醚65~70
[0010]湿润分散剂10~15。
[0011]优选地，该助剂包括以重量百分比计的下列组分:
[0012]纳米SiO2有机化改性物20[0013]丙二醇甲醚70
[0014]湿润分散剂10。
[0015]所述纳米SiO2有机化改性物包括以重量百分比计的下列组分:
[0016]纳米SiO2粉体 90~95
[0017]无水乙醇2.5~5
[0018]硅烷偶联剂2.5~5。
[0019]优选地，所述纳米SiO2有机化改性物包括以重量百分比计的下列组分:
[0020]纳米SiO2粉体 94
[0021]无水乙醇3 [0022]硅烷偶联剂3。
[0023]所述纳米Si02粉体的比表面积为20~200m2/g，粒径为5~80nm。
[0024]所述湿润分散剂为高分子不饱和羧酸与有机硅氧烷的混合溶液。
[0025]本发明还提供了所述可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂的制备方法，该方法包括如下步骤:
[0026]a、将占纳米SiO2有机化改性物重量的90~95%的纳米Si02粉体置于反应釜中，开动搅拌，转速为80~120转/分，升温至102~105°C，保温10~30分钟，将所述纳米Si02粉体中水份烘干；
[0027]b、以喷雾方式向反应釜内喷入占纳米SiO2有机化改性物重量的2.5~5%的无水乙醇液和2.5~5%的硅烷偶联剂的混合液体，喷雾完成后，抽真空并充入氮气保护，然后以500转/分的转速进行搅拌，反应40分钟后，卸压抽真空，得到所述纳米Si02有机化改性物；
[0028]C、将步骤b中得到的纳米Si02有机化改性物与丙二醇甲醚和湿润分散剂进行混合，混合物中各组分的重量百分比含量分别为:纳米Si02有机化改性物20~25，丙二醇甲醚65~70，湿润分散剂10~15，得到纳米涂料助剂混合物；
[0029]d、将步骤c所得混合物进行高压剪切，高压剪切压力为20000~21000psi，使混合物的平均分散粒径达到250~350nm，即得到可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。
[0030]步骤a中，所述纳米Si02粉体的比表面积为20~200m2/g，粒径为5~80nm。
[0031]步骤c中，所述湿润分散剂为高分子不饱和羧酸与有机硅氧烷的混合溶液。
[0032]本发明的贡献在于，其有效解决了现有涂料助剂所存在的问题。本发明的涂料助剂中，纳米Si02颗粒为纳米级，由其制作的涂料在显示屏、汽车玻璃和幕墙玻璃等物体上所形成的涂膜可有效防止在较强光线下的眩光，起到不刺眼、降低对眼睛的伤害，从而降低光污染的作用，并可提高涂料涂层的硬度、抗冲击性和耐磨性。本发明的涂料助剂中的纳米Si02颗粒与涂料中的成膜物具有很好的界表相互作用，使得所形成的涂膜具有增刚增韧作用，使涂层获得高硬度、抗冲击和耐磨作用。
【【具体实施方式】】
[0033]下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
[0034]实施例1
[0035]本实施例中，本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂按如下配比(重量百分比)制成:纳米SiO2有机化改性物20，丙二醇甲醚70，湿润分散剂10，其中，纳米Si02有机化改性物按如下配比(重量百分比)制成:纳米Si02粉体94、无水乙醇3、硅烷偶联剂
3。本实施例中，所述湿润分散剂为600S润湿分散剂，其为高分子不饱和羧酸配合有机硅氧烷溶液。
[0036]可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂制备方法如下:
[0037]先将重量百分比含量94的纳米Si02粉体置于反应釜中，开动搅拌，转速为100转/分，升温至102°C，保温20分钟，然后将纳米Si02粉体中水分烘干。
[0038]纳米Si02粉体中水分烘干后，由反应釜顶部以喷雾方式喷入重量百分比含量3的无水乙醇液和3的硅烷偶联剂的混合液体，喷雾完成后，抽真空，在氮气保护气氛中将搅拌机开至转速为500转/分，反应40分钟后，卸压抽真空，即得到纳米Si02有机化改性物。
[0039]将所得到的纳米Si02有机化改性物与丙二醇甲醚和湿润分散剂按如下配比(重量百分比)进行混合:纳米Si02有机化改性物20，丙二醇甲醚70，湿润分散剂10，得到纳米涂料助剂混合物。[0040]将所述混合物在20000~21000psi的压力下进行高压剪切，使混合物颗粒的平均粒径为300nm，即得到本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。
[0041]实施例2
[0042]本实施例中，本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂按如下配比(重量百分比)制成:纳米SiO2有机化改性物25，丙二醇甲醚65，湿润分散剂10，其中，纳米Si02有机化改性物按如下配比(重量百分比)制成:纳米Si02粉体95，无水乙醇2.5，硅烷偶联剂
2.5。本实施例中，所述湿润分散剂为600S润湿分散剂，其为高分子不饱和羧酸配合有机硅
氧烷溶液。
[0043]可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂制备方法如下:
[0044]先将重量百分比含量95的纳米Si02粉体置于反应釜中，开动搅拌，转速为100转/分，升温至105°C，保温20分钟，然后将纳米Si02粉体中水分烘干。
[0045]纳米Si02粉体中水分烘干后，由反应釜顶部以喷雾方式喷入重量百分比含量2.5的无水乙醇液和2.5的硅烷偶联剂的混合液体，喷雾完成后，抽真空，在氮气保护气氛中将搅拌机开至转速为500转/分，反应40分钟后，卸压抽真空，即得到纳米Si02有机化改性物。
[0046]将所得到的纳米Si02有机化改性物与丙二醇甲醚和湿润分散剂按如下配比(重量百分比)进行混合:纳米Si02有机化改性物25，丙二醇甲醚65，湿润分散剂10，得到纳米涂料助剂混合物。
[0047]将所述混合物在22000~24000psi的压力下进行高压剪切，使混合物颗粒的平均粒径为250nm，即得到本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。
[0048]实施例3
[0049]本实施例中，本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂按如下配比(重量百分比)制成:纳米SiO2有机化改性物22，丙二醇甲醚67，湿润分散剂11，其中，纳米Si02有机化改性物按如下配比(重量百分比)制成:纳米Si02粉体90，无水乙醇5，硅烷偶联剂
5。本实施例中，所述湿润分散剂为600S润湿分散剂，其为高分子不饱和羧酸配合有机硅氧烷溶液。[0050]可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂制备方法如下:
[0051]先将重量百分比含量90的纳米Si02粉体置于反应釜中，开动搅拌，转速为100转/分，升温至103°C，保温20分钟，然后将纳米Si02粉体中水分烘干。
[0052]纳米Si02粉体中水分烘干后，由反应釜顶部以喷雾方式喷入重量百分比含量5的无水乙醇液和5的硅烷偶联剂的混合液体，喷雾完成后，抽真空，在氮气保护气氛中将搅拌机开至转速为500转/分，反应40分钟后，卸压抽真空，即得到纳米Si02有机化改性物。
[0053]将所得到的纳米Si02有机化改性物与丙二醇甲醚和湿润分散剂按如下配比(重量百分比)进行混合:纳米Si02有机化改性物22，丙二醇甲醚67，湿润分散剂11，得到纳米涂料助剂混合物。
[0054]将所述混合物在25000~28000psi的压力下进行高压剪切，使混合物颗粒的平均粒径为200nm，即得到本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。
[0055]本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂的性能测试:
[0056]将占涂料重量的2%的本发明的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂加于含涂料重量的15%的纯有机硅的有机硅涂料中，分别在手机触摸显示屏、电脑触摸显示屏、汽车玻璃和幕墙玻璃表面喷涂平均膜厚4μπι的涂膜，通过肉眼观察可见，在强光下可防眩光，不刺眼，因此可降低对眼睛的伤害程度，并有效降低了光污染。
[0057]用测光仪对涂膜进行实测，当入射角为60°时，平均反射率为63% ;当入射角为45°时，平均反射率为65%，说明30%多的入射光被涂膜所吸收，因此起到了防眩光及降低光污染的效果。
[0058]尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下， 对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，其特征在于，该助剂包括以重量百分比计的下列组分: 纳米SiO2有机化改性物20~25 丙二醇甲醚65~70 湿润分散剂10~15。
2.如权利要求1所述的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，其特征在于，该助剂包括以重量百分比计的下列组分: 纳米SiO2有机化改性物20 丙二醇甲醚70 湿润分散剂10。
3.如权利要求1或2所述的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，其特征在于，所述纳米SiO2有机化改性物包括以重量百分比计的下列组分: 纳米SiO2粉体 90~95 无水乙醇2.5~5 硅烷偶联剂2.5~5。
4.如权利要求3所述的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，其特征在于，所述纳米SiO2有机化改性物包括以重量百分比计的下列组分: 纳米SiO2粉体 94 无水乙醇3 硅烷偶联剂3。
5.如权利要求3或4所述的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，其特征在于，所述纳米Si02粉体的比表面积为20~200m2/g，粒径为5~80nm。
6.如权利要求1或2所述的可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂，其特征在于，所述湿润分散剂为高分子不饱和羧酸与有机硅氧烷的混合溶液。
7.—种如权利要求1所述助剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: a、将占纳米SiO2有机化改性物重量的90~95%的纳米Si02粉体置于反应釜中，开动搅拌，转速为80~120转/分，升温至102~105°C，保温10~30分钟，将所述纳米Si02粉体中水分烘干； b、以喷雾方式向反应釜内喷入占纳米SiO2有机化改性物重量的2.5~5%的无水乙醇液和2.5~5%的硅烷偶联剂的混合液体，喷雾完成后，抽真空并充入氮气保护，然后以500转/分的转速进行搅拌，反应40分钟后，卸压抽真空，得到所述纳米Si02有机化改性物； C、将步骤(b)中得到的纳米Si02有机化改性物与丙二醇甲醚和湿润分散剂进行混合，混合物中各组分的重量百分比含量分别为:纳米Si02有机化改性物20~25，丙二醇甲醚65~70，湿润分散剂10~15，得到纳米涂料助剂混合物； d、将步骤(c)所得混合物进行高压剪切，高压剪切压力为20000~28000psi，使混合物的平均分散粒径达到250~350nm，即得到可防眩光和降低光污染的纳米涂料助剂。
8.如权利要求7所述 的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述纳米Si02粉体的比表面积为20~200m2/g，粒径为5~80nm。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，所述湿润分散剂为高分子不饱和羧酸与有机硅 氧烷的混合溶液。
【文档编号】C09D7/12GK103881466SQ201410119314
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】卢贤宇, 周明军, 董泽元 申请人:东莞市奥百通纳米科技有限公司