一种改性纳米防水涂料、防水膜、以及制备方法与流程

本发明属于功能薄膜技术领域，具体公开了一种改性纳米防水涂料、防水膜，及其制备方法。

背景技术：

利用现有的涂层技术，通过添加纳米材料，可以获得纳米复合体系的薄膜。纳米薄膜的实施对象既可以是传统材料基体，也可以是粉末颗粒或是纤维，用于表面修饰、包覆、改性或增添新的特性。纳米薄膜材料能够提高基体的腐蚀防护能力，达到表面修饰、装饰目的。在油漆或涂料中加入纳米颗粒，可进一步提高其防护能力，能够耐大气、紫外线侵害，从而实现防降解、防变色等功效；另外，还可以在建材产品，如卫生洁具、室内空间、用具等运用纳米材料，产生杀菌、保洁效果。三防漆是一种特殊配方的涂料，用于保护线路板及其相关设备免受环境的侵蚀。三防漆具有一定的耐高低温性能；其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防尘、防腐蚀、防老化等性能。有机硅三防漆具有良好的透明性、弹性和耐溶剂性，且在固化过程中存在收缩应力，对高密度电路板上的微小尺寸应力敏感元件势必带来损伤；同时其作为一种高分子材料，其较差的抗紫外和耐候性一直是难以避免的短板。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：提供一种耐候性、耐冲击性良好的改性纳米防水涂料及其制备方法。同时，基于同样的发明构思，本发明提供一种改性纳米防水膜。

本发明的解决方案是这样实现的：

一种耐候性、耐冲击性良好的改性纳米防水涂料，包含以下重量份组分：95～99份有机硅三防漆、1～2份改性纳米二氧化钛和改性纳米氧化铈、0～0.2份荧光指示剂。通过硅烷偶联剂对纳米二氧化钛和纳米氧化铈进行有机表面改性，使其均匀分散于有机硅三防漆中，在保留有机硅三防漆原有特性的基础上，利用纳米二氧化钛和纳米氧化铈吸收紫外线以增强涂料的抗紫外老化性能；通过纳米氧化铈提高有机硅弹性体的耐磨性，进一步提高纳米防水膜的耐候性和耐冲击性。

一种耐候性、耐冲击良好的改性纳米防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤s1，改性纳米氧化铈和二氧化钛粉末的制备：按重量份计，将各1～2份的纳米氧化铈和纳米二氧化钛真空干燥，然后投入50～80份的去离子水中，机械搅拌15～30min，超声分散20～40min，再加入0.1～0.2份氨基官能团硅烷偶联剂至均匀分散的悬浮液中，调节ph至6～7，加热至80±5℃后机械搅拌4～6h，冷却至室温后，过滤、洗涤、真空干燥、研磨、过筛，得到改性纳米氧化铈和二氧化钛粉末；

步骤s2，改性纳米防水涂料的制备：按重量份计，在95～99份有机硅三防漆中加入1～2份的步骤s1制备的改性纳米氧化铈和二氧化钛粉末、0～0.2份的荧光指示剂，机械搅拌5～15min，超声分散20～40min，即得到改性纳米防水涂料。

进一步地，作为优选，所述纳米氧化铈为立方相纳米氧化铈，平均粒径为20～100nm；

进一步地，作为优选，所述纳米二氧化钛为金红石相纳米二氧化钛，平均粒径为20～100nm；

进一步地，作为优选，所述硅烷偶联剂为kh-550、kh-560、kh-570中至少一种。

本发明另提供一种改性纳米防水膜，其是由上述改性纳米防水涂料采用喷涂法或者浸泡法固化在基材上获得。

进一步地，采用喷涂法，具体操作为：在25℃～75℃的干燥环境中，将步骤s2制备的改性防水涂料投入喷壶，使用气压喷枪直接喷涂在基材上，等待固化，即获得一种耐候性、耐冲击性良好的改性纳米防水膜；

进一步地，采用浸泡法，具体操作为：在25～75℃的超声环境中，将基材垂直浸入步骤s2制备的改性防水涂料中，缓慢抽离后等待固化，即获得一种耐候性、耐冲击性良好的改性纳米防水膜。

进一步地，作为优选，改性纳米防水膜的厚度可以通过喷涂距离、次数或浸泡时间进行调节。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

(1)在保留有机硅三防漆良好透明性、弹性以及耐高低温性等原有特性基础上，利用硅烷偶联剂对纳米二氧化钛和氧化铈进行改性，使纳米二氧化钛和氧化铈在涂料中均匀填充，具有一般涂料不具备的优异耐候性、耐冲击性，具有更加优异的防护性能，延长了电子产品在特殊、恶劣环境中的使用寿命。

(2)改性纳米防水膜的厚度方便调节，可控制在1～100μm之间，从而调节改性防水薄膜的耐候性、耐冲击性。

(3)在涂料中加入荧光指示剂，便于检查透明防水膜的均匀性；

(4)可通过浸泡或喷涂工艺获得具有良好耐候性、耐冲击性纳米防水膜，工艺简单便捷、成本低，适合大规模生产。

附图说明

图1为实施例1制备的改性防水涂料在紫外灯下的荧光标记图。

图2为实施例1喷涂法制备的纳米改性防水膜在高倍显微镜下的照片。

图3为实施例3浸泡法制备的纳米改性防水膜在高倍显微镜下的照片。

具体实施方式

本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

实施例1：

按重量份计，将各1.5份平均粒径为30nm的纳米氧化铈和纳米二氧化钛真空干燥，然后投入75份的去离子水中，机械搅拌15～30min，超声分散20～40min，再加入0.15份kh-570硅烷偶联剂至均匀分散的悬浮液中，调节ph至6～7，加热至80±5℃后机械搅拌4～6h，冷却至室温后，过滤、洗涤、真空干燥、研磨、过筛，得到改性纳米氧化铈和二氧化钛粉末；

按重量份计，在98份有机硅三防漆中加入1.5份的改性纳米氧化铈和二氧化钛粉末、0.2份的荧光指示剂，机械搅拌5～15min，超声分散20～40min，静置后获得改性防水涂料；

在35.5±0.5℃的干燥环境中，将上述制备得到的改性防水涂料距离300±50mm喷涂到基材上等待固化，制备得1～20μm改性防水膜，记作样品一。

图1为实施例1制备的改性防水涂料在紫外灯下的荧光标记图，说明该涂料均匀分散，荧光标记效果很好，便于后期检测涂层均匀性和厚度。

图2为实施例1喷涂法制备的纳米改性防水膜在高倍显微镜下的照片，说明改性纳米氧化铈和二氧化钛粉末在形成的防水膜中分散均匀，效果较好。

实施例2：与实施例1不同之处为：缩短喷涂距离、调整喷头雾化口径、增加喷涂次数，在基材上获得80～100μm改性防水膜，记作样品二。

实施例3：与实施例1不同之处为：在35.5±0.5℃的超声环境中，将基材垂直浸入上述制备得到的改性防水涂料中，缓慢抽离后等待固化，制备得1～20μm改性防水膜，记作样品三。

图3为实施例3浸泡法制备的纳米改性防水膜在高倍显微镜下的照片，纳米颗粒在防水膜中分散均匀，没有明显的团聚现象，说明浸泡法与喷涂法制备的防水膜效果都很好。

实施例4：与实施例3不同之处为：延长浸泡时间、增加浸泡次数，在基材上获得80～100μm防水膜，记作样品四。

对比例1：选购市场上常见某品牌有机硅类三防漆。通过喷涂法所获膜层记作样品五。

对比例2：选购市场上常见某品牌有机硅类三防漆。通过浸泡法所获膜层记作样品六。

参考gb/t1720-1979(1989)《漆膜附着力测定法》对样品一至样品六进行膜层附着力测试。

参考gb/t1732-93《漆膜耐冲击测试法》在温度为23±2℃、相对湿度为50±5％条件下，一定冲击高度对样品一至样品六进行膜层耐冲击测试。

参考gb/t16585-1996、gb/t16422.3-97、gb14522-93在光照温度60±3℃，冷凝温度50±3℃，相对湿度65±5％，光照8h，冷凝4h，试验周期为4d(96h)、7d(168h)、14d(336h)、21d(504h)、28d(672h)条件下对样品一至样品六进行膜层耐候性测试。

具体测试结果如表1所示。

表1样品性能测试结果

从表1可以看出本发明制备的改性纳米防水膜具有优异的耐候性、耐冲击性。

本发明制备的改性纳米防水膜可通过简单调整浸泡或喷涂工艺，控制膜层厚度(1～100μm)以调整膜层耐候性能和耐冲击性能，从而满足在不同环境下的不同防护等级要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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