[发明专利]一种耐候的环氧纳米复合涂料

说明书

技术领域

本发明涉及纳米和腐蚀防护技术领域，具体涉及一种耐候的环氧纳米复合涂料。

背景技术

环氧树脂涂料具有优异的抗化学品性，对金属表面附着力强，使用方便，因而被广泛应用于建筑，车辆，船舶，桥梁等方面。作防腐及装饰之用。目前绝大部分使用的环氧树脂为通用的双酚A型环氧树脂，由于其结构中含有芳香族醚键，在紫外线照射下易氧化断裂，造成涂膜粉化，失光，因而户外使用性差，多用在室内或作复合涂层的底漆，有一定的使用局限性。

紫外线的波长大约在200-400nm的范围，所具有的能量为4.19×10⁵-3.14×10⁵J/mol,其中短波UV200nm-280nm能量最强。很多有机物的键能在这一范围。环氧树脂的芳香族醚键，其α-H易被氧化发生降解，故耐候性差。

某些纳米材料的粒子小到比光波的长度更小的时候，往往呈非晶态，颗粒表面层原子的密度减小。导致磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，产生一系列新奇的性质，如光吸收显著增加，超导相向正常相转变，金属的熔点降低等。金属纳米颗粒对光的反射率很低，通常可低于1％，大约几千纳米的厚度就能完全消光。利用这个特性，纳米材料可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸收带有蓝移现象。纳米微粒粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象。纳米微粒的紫外吸收材料就是依据了这两个特性。通常的纳米微粒紫外吸收材料是将纳米微粒分散到树脂中制成膜，这种膜对紫外光的吸收能力依赖于纳米粒子的尺寸和树脂中纳米粒子的掺加量及组分。

纳米材料对紫外线的吸收，较苯丙三唑类，二苯甲酮类紫外线吸收剂对光的吸收范围更大，纳米金属氧化物的化学性能也十分稳定，价格方面也有很大的优势。

不同种类的纳米粒子对光波的吸收范围不一样，同样，纳米粒子的粒径大小，对光波吸收的效果差异很大。并非粒径越小越好，有些纳米粉体，如纳米TiO₂颗粒，具有强烈的光催化作用，致使很多颜料耐光性变差，不适合在很多有色面漆中使用。本发明对纳米粉料的品种及粒径进行了复配及优选，使制得的涂料具有较好的吸收紫外线的效果。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米金属氧化物和纳米难溶金属盐与双酚A型环氧树脂制成的复合涂层，对紫外线形成良好的吸收，将有害的紫外线辐射转化为热能，有效抑制紫外线对环氧树脂的破坏。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种耐候的环氧纳米复合涂料，按重量份数计，由以下两种组分组成：

组分一包括以下组分和含量

环氧树脂E2048-50份，

混合溶剂15-20份，

纳米金属氧化物1-2份，

纳米难溶金属盐0.5-2份，

钛白粉30份，

分散剂为0.32-0.33份，其中包括高分子量分散剂0.02-0.03份，

组分二包括以下组分和含量

己二胺2-3份，

混合溶剂7-8份组成。

其中，所述的纳米金属氧化物选自TiO₂、Al₂O₃、SiO₂、ZnO、Fe₃O₄或CuO，所述纳米难溶金属盐选自CaCO₃、MgCO₃或BaSO₄。

其中，所述的环氧树脂为市售的E44、E20或E12。

其中，所述的钛白粉为金红石型。

其中，所述高分子量分散剂选自市售德谦983、德谦9220、byk161、byk163或byk174。

其中，所述分散剂为市售德谦901、德谦904、byk110或byk115。

其中，所述的混合溶剂为酯类、酮类或醇类溶剂。

一种复合涂料的制备方法，其特征在于步骤如下：

第一步，配制组分一

（1）高分子量分散剂加入适量混合溶剂中，混合均匀；

（2）将纳米金属氧化物及纳米难溶金属盐粉料加入到上述溶液中，浸泡2-3小时；

（3）将环氧树脂、混合溶剂、浸泡过的纳米粉料、钛白粉和分散剂混合均匀后，研磨至20微米以下；