技术领域
本发明涉及一种高硬度的生漆涂料制造方法。
背景技术
涂料对物体表面的装饰作用众所周知，它可以增加物体表面的色彩和光泽， 还可以修饰和平整物体表面的粗糙和缺陷，改善外观质量，提高商品价值，延长 物体使用寿命。天然生漆是我国的土特产之一，来自于原始森林和自然漆树科类， 天然生漆是人工从漆树割取的天然漆树液，天然生漆漆液内主要含有高分子漆 酚、漆酶、树胶质及水分等成分。天然生漆素有我国“三大宝”(树割漆、蚕吐 丝、蜂做蜜)的誉名，也是世界公认“涂料之王”。由于天然生漆具有防腐蚀、 防渗透、防潮、防霉、耐酸等性能，漆膜具有硬度强、耐磨的特点，并有美丽耐 久的光泽，因此生漆广泛地应用于国防军工、化学工业、石油工业、冶金采矿 工业、纺织印染工业、医药工业以及古建筑和文物的保护等各行业。随着现代工 业、生活的需求变化，生漆的应用出现了问题：生漆耐紫外线性能差(即抗紫外 线能力差)，生漆装饰的材料不适于户外使用。因此目前，急需一种具有抗老化 性能强、力学性能佳、应用范围广的生漆。
纳米材料是粒子直径分布在1nm-100nm之间的超细微粒。纳米微粒是介于原 子团簇和亚微米颗粒之间的粒子，其界面组成基元占较大比例，既不同于长程有 序的晶体，又不同于长程无序，短程有序的非晶体，而是处于无序度更高的状态， 这种状态使纳米粒子产生了独特的物理和化学性能：小尺寸效应，表面效应，量 子尺寸效应，宏观量子隧道效应及介电限域效应。这些特殊的效应让纳米粒子有 了广阔的应用前景。陈国新，赵新林，溶剂型纳米透明材料，化学建材，2003.06： P7，提到纳米SiO2在丙烯酸树脂中的添加量为3％时，在200-400nm范围内的 紫外屏蔽率平均达到51.3％，特别是在200-300nm范围内的紫外屏蔽率更好， 平均达到83.6％；在丙烯酸树脂中添加3％的纳米SiO2或2％的纳米ZnO均能 通过共混法制备得紫外屏蔽性和透明性均符合要求的溶剂型纳米紫外屏蔽透明 涂料。林金火，胡丙环，生漆/无机纳米杂化材料，中国生漆，2002.02：P30， 提到了利用无机纳米粒子和生漆制成的杂化膜具有比通常的漆酚聚合物/TiO2 复合膜有较高的热稳定性、物理机械性和抗化学介质腐蚀性；还指出，其它精制 生漆/金属氧化物纳米杂化物同样具有类似的基本性能，特别是稀土金属氧化物 纳米杂化物还具有光、电、磁和催化特性。左美祥，乔健等，纳米二氧化钛的制 备及其在涂料中的应用，现代涂料与图装，2002.04：P43，提到了纳米二氧化钛 对200nm以上的紫外线的屏蔽可以达99.9％以上。
目前尚未发现关于利用纳米无机材料提高生漆抗光老化及提高生漆膜的硬 度性能方面的研究和专利文献。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种高硬度的生漆涂料制造方法。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆45-60份、无机纳米SiO210-15份、纳米二氧化锆2-5份、 偶联剂0.1-2份、颜料填料10-15份、稀释剂5-8.5份、助剂0.5-1.5份；
组分B：稀释剂7-15份、固化剂6-12份、催干剂0.005-1.5份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1000-1400r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至35-45秒。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的组分A和组分 B的重量配比分别为：
组分A：精制生漆45份、无机纳米SiO215份、纳米二氧化锆3份、偶联剂 0.45份、颜料填料10份、稀释剂6份、助剂0.5份；
组分B：稀释剂9份、固化剂9份、催干剂0.05份。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷 偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；所述的固化剂是芳香族 异氰酸酯预聚物或环氧树脂中的一种或两种；所述的催干剂是环烷酸锰、环烷酸 钴、环烷酸铅、环烷酸锌中的一种或多种；所述的助剂是湿润分散剂、防沉淀剂、 防流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污剂、划痕防止剂、防结皮剂中的 一种或多种。
本发明高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆45-60份、无机纳米SiO210-15份、纳米二氧化锆2-5份、 偶联剂0.1-2份、颜料填料10-15份、稀释剂5-8.5份、助剂0.5-1.5份；
组分B：稀释剂7-15份、固化剂6-12份、催干剂0.005-1.5份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1000-1400r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至35-45秒；
e、将组分A与组分B混合物静置，降温至-5℃，保持4-6小时；
f、将步骤e的低温静置混合放入超声波搅拌机中搅拌，同时升温至40-50℃， 保温超声搅拌8-12小时；
g、将步骤e的经超声波处理的生漆保温在40-50℃时使用。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，所述的精制生漆是将天然生漆经过 搅拌加工除去大部分的水分后所得到的成膜物质，含有漆酚、漆酶、树胶质和水。 精制生漆的制备工艺为：将天然生漆在温度25℃左右、相对湿度80％左右时搅 拌90min左右，然后在40℃左右热搅拌180min左右即得精制生漆。精制生漆中 的水分是影响成膜的主要因素，在精制生漆中水分含量在2-5％w/w为宜。精制 生漆制备的涂料即继承了传统生漆古朴典雅的外观、对酸性环境的抗腐蚀能力， 又优化了其施工性能，降低涂料的干燥条件，避开其对人体的敏感等有害因素。 精制生漆的制备就是漆酚的提炼和提炼之后的合成过程。本发明生漆是在提炼出 来的漆酚的基础上加入无机纳米SiO2材料提高其抗老化性能，延长其使用年限， 同时提高漆酚涂料的其他力学性能和改善漆膜外观。精制生漆也可以用天然生漆 为原料按照上述方法制处理后替代，用量约为精制生漆用量的1.2-3倍。
所述的偶联剂是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种； 偶联剂的选择是根据无机纳米材料表面基团和所带电荷性质决定的。由于本发明 原料中的无机纳米SiO2材料有表面羟基，表现出比较强的亲水性，所以选择既 亲油又亲水的两性偶联剂有利于无机纳米SiO2材料与基体树脂(精制生漆或天然 生漆)之间的结合。
其中，所述的颜料填料是所设计颜色所需的各色颜料，可以根据实际需要随 意搭配，常用的颜料填料为钛白、氧化铁黄、镉红、钴绿、银朱、群青、锰紫 中的一种或多种。
所述的稀释剂是烃、苯、醇、酯、酮中的两种或多种；稀释剂的选择是根据 溶剂的相似相溶原理，优选苯和醇的混合物。常用的稀释剂有苯、甲苯、二甲苯、 正丁醇、丙酮等。
所述的固化剂是芳香族异氰酸酯预聚物或环氧树脂中的一种或两种。固化剂 是根据精制生漆中的官能团来选择的：漆酚的主要成膜物质为带不饱和烃取代基 的邻二苯酚，其酚羟基和烷基上的烯基对成膜过程产生作用的主要官能团，所以 选择能与这些官能团在常温下交联的有机物作为固化剂。
所述的催干剂是环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锌中的一种或多种， 优选环烷酸锰催干剂。由于天然生漆的干燥时间比较长，不利于施工，催干剂是 促进交联的催化剂，有利于生漆的干燥。
所述的助剂是包括涂料常规助剂，这些涂料常规助剂是湿润分散剂、防沉淀 剂、防流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污剂、划痕防止剂、防结皮剂 中的一种或多种；本领域技术人员可以在实际操作中按照需求不同而自行搭配使 用。
本发明生漆的粘度是35～45秒，进一步地，优选粘度为40秒的生漆。
本发明生漆的所用纳米二氧化锆是合肥健坤公司的纳米氧化锆粉，其粒径范 围优选为20-70nm。
此处的粘度表示的是条件粘度，即一定量的试样在一定的温度下从规定直径 的孔所流出的时间，以秒(s)表示。如40秒即是表示本发明生漆使用涂-4粘度 计(涂料专用粘度计)，取100ml本发明生漆在25℃下从4mm直径的孔流出的时 间为40s(涂-4，25℃)。
本发明生漆是在传统生漆中引入了无机纳米SiO2粒子、纳米二氧化锆具有 高硬度的特点，他们均匀的分散在漆膜中能够有效提高漆膜的抗刮性能，利用无 机纳米SiO2粒子对紫外线强烈的屏蔽性能和微粒的弥散增强作用来提高生漆的 抗老化性能和其它力学性能。这些纳米粒子对紫外光的吸收主要因为它们的半导 体性质，在紫外线的照射下，电子被激发，由价带向导带跃迁而引起的。同时， 因为纳米粒子的小尺寸，不仅能填补材料中的空隙，甚至还可以和基体树脂(天 然生漆或精制生漆)之间发生某种键能的结合，增强了材料的力学性能。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，通过添加高含量纳米二氧化硅材 料，从而形成漆膜，大大提高漆膜的硬度，所得的漆膜同时还具有优异的韧性， 因此使得本发明涂料的耐刮花性能和耐磨性能提高。本发明通过对生漆混合物的 降温、超声搅拌和升温等方法对生漆进行，除去生漆中水分和调配漆时带入的过 多溶剂，同时生漆经过超声波处理将纳米二氧化硅材料更加均匀的进入生漆中； 本发明的生漆在使用时需保持较高温度才能使用，只有较高温度才可制成高硬度 的生漆涂膜。本发明漆膜硬度按GB/T6739-1996测定法进行检测，硬度可达到 7H。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，含有下述重量配比的原 料制备而成：精制生漆、无机纳米SiO2、纳米二氧化锆、偶联剂。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法的方法，它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆45份、无机纳米SiO210份、纳米二氧化锆2份、偶联剂 0.1份、颜料填料10份、稀释剂5份、助剂0.5份；
组分B：稀释剂7份、固化剂6份、催干剂0.005份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1000r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至35秒。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷偶联 剂；所述的固化剂是芳香族异氰酸酯预聚物；所述的催干剂是环烷酸锰；所述的 助剂是湿润分散剂、防沉淀剂、防流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污 剂、划痕防止剂、防结皮剂中的一种或多种。
实施例2：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，含有下述重量配比的原 料制备而成：精制生漆、无机纳米SiO2、纳米二氧化锆、偶联剂。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法的方法，它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆60份、无机纳米SiO215份、纳米二氧化锆5份、偶联剂 -2份、颜料填料15份、稀释剂8.5份、助剂1.5份；
组分B：稀释剂15份、固化剂12份、催干剂1.5份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1400r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至45秒。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是钛酸酯偶 联剂；所述的固化剂是环氧树脂；所述的催干剂是环烷酸钴；所述的助剂是湿润 分散剂、防沉淀剂、防流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污剂、划痕防 止剂、防结皮剂中的一种或多种。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，通过添加高含量纳米二氧化硅材 料，从而形成漆膜，大大提高漆膜的硬度，所得的漆膜同时还具有优异的韧性， 因此使得本发明涂料的耐刮花性能和耐磨性能提高。本发明漆膜硬度按 GB/T6739-1996测定法进行检测，硬度可达到7H。
实施例3：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，含有下述重量配比的原 料制备而成：精制生漆、无机纳米SiO2、纳米二氧化锆、偶联剂。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法的方法，它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆52份、无机纳米SiO213份、纳米二氧化锆3份、偶联剂 1份、颜料填料13份、稀释剂7份、助剂1份；
组分B：稀释剂12份、固化剂9份、催干剂0.8份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1200r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至40秒。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是铝酸酯偶 联剂；所述的固化剂是芳香族异氰酸酯预聚物或环氧树脂中的一种或两种；所述 的催干剂是环烷酸铅、环烷酸锌中的一种或多种；所述的助剂是湿润分散剂、防 沉淀剂、防流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污剂、划痕防止剂、防结 皮剂中的一种或多种。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，通过添加高含量纳米二氧化硅材 料，从而形成漆膜，大大提高漆膜的硬度，所得的漆膜同时还具有优异的韧性， 因此使得本发明涂料的耐刮花性能和耐磨性能提高。本发明漆膜硬度按 GB/T6739-1996测定法进行检测，硬度可达到7H。
实施例4：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，含有下述重量配比的原 料制备而成：精制生漆、无机纳米SiO2、纳米二氧化锆、偶联剂。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法的方法，它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：其特征在于：它是由下述重量配比的原料制 备而成：
组分A：精制生漆45份、无机纳米SiO214份、纳米二氧化锆3份、偶联剂 0.45份、颜料填料15份、稀释剂8份、助剂0.9份；
组分B：稀释剂6份、固化剂9份、催干剂0.5份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1300r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至40秒。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷偶联 剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；所述的固化剂是芳香族异氰 酸酯预聚物或环氧树脂中的一种或两种；所述的催干剂是环烷酸锰、环烷酸钴、 环烷酸铅、环烷酸锌中的一种或多种；所述的助剂是湿润分散剂、防沉淀剂、防 流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污剂、划痕防止剂、防结皮剂中的一 种或多种。
实施例5：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，含有下述重量配比的原 料制备而成：精制生漆、无机纳米SiO2、纳米二氧化锆、偶联剂。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法的方法，它包括如下步骤：
a、按下列重量配比称取原料：其特征在于：它是由下述重量配比的原料制 备而成：
组分A：精制生漆45份、无机纳米SiO215份、纳米二氧化锆4份、偶联剂 0.45份、颜料填料10份、稀释剂6份、助剂0.5份；
组分B：稀释剂9份、固化剂9份、催干剂0.05份。
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1300r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至40秒。
所述的高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于：所述的偶联剂是硅烷偶联 剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；所述的固化剂是芳香族异氰 酸酯预聚物或环氧树脂中的一种或两种；所述的催干剂是环烷酸锰、环烷酸钴、 环烷酸铅、环烷酸锌中的一种或多种；所述的助剂是湿润分散剂、防沉淀剂、防 流挂剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂、防玷污剂、划痕防止剂、防结皮剂中的一 种或多种。
实施例6：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于它包括如下 步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆45-60份、无机纳米SiO210-15份、纳米二氧化锆2-5份、 偶联剂0.1-2份、颜料填料10-15份、稀释剂5-8.5份、助剂0.5-1.5份；
组分B：稀释剂7-15份、固化剂6-12份、催干剂0.005-1.5份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1000-1400r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至35-45秒；
e、将组分A与组分B混合物静置，降温至-5℃，保持4-6小时；
f、将步骤e的低温静置混合放入超声波搅拌机中搅拌，同时升温至40-50℃， 保温超声搅拌8-12小时；
g、将步骤e的经超声波处理的生漆保温在40-50℃时使用。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，通过添加高含量纳米二氧化硅材 料，从而形成漆膜，大大提高漆膜的硬度，所得的漆膜同时还具有优异的韧性， 因此使得本发明涂料的耐刮花性能和耐磨性能提高。本发明漆膜硬度按 GB/T6739-1996测定法进行检测，硬度可达到7H。
实施例7：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于它包括如下 步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆50份、无机纳米SiO212份、纳米二氧化锆4份、偶联剂 1份、颜料填料14份、稀释剂6份、助剂0.7份；
组分B：稀释剂11份、固化剂9份、催干剂1份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1000-1400r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至40秒；
e、将组分A与组分B混合物静置，降温至-5℃，保持6小时；
f、将步骤e的低温静置混合放入超声波搅拌机中搅拌，同时升温至50℃， 保温超声搅拌12小时；
g、将步骤e的经超声波处理的生漆保温在50℃时使用。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，通过添加高含量纳米二氧化硅材 料，从而形成漆膜，大大提高漆膜的硬度，所得的漆膜同时还具有优异的韧性， 因此使得本发明涂料的耐刮花性能和耐磨性能提高。本发明漆膜硬度按 GB/T6739-1996测定法进行检测，硬度可达到7H。
实施例8：本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，其特征在于它包括如下 步骤：
a、按下列重量配比称取原料：
组分A：精制生漆53份、无机纳米SiO214份、纳米二氧化锆3份、偶联剂 2份、颜料填料11份、稀释剂7份、助剂0.9份；
组分B：稀释剂13份、固化剂10份、催干剂1.2份；
b、将精制生漆、稀释剂常温下搅拌、混合；依次加入无机纳米SiO2、偶联 剂、颜料填料、助剂，边加边搅拌，混合均匀后研磨过滤出漆料得到组分A；其 中所述的搅拌速度为1000-1400r/min；
c、将固化剂、催干剂与稀释剂稀配成组分B；
d、将组分A与组分B混合，用稀释剂调节粘度至40秒；
e、将组分A与组分B混合物静置，降温至-5℃，保持5小时；
f、将步骤e的低温静置混合放入超声波搅拌机中搅拌，同时升温至48℃， 保温超声搅拌11小时；
g、将步骤e的经超声波处理的生漆保温在50℃时使用。
本发明一种高硬度的生漆涂料制造方法，通过添加高含量纳米二氧化硅材 料，从而形成漆膜，大大提高漆膜的硬度，所得的漆膜同时还具有优异的韧性， 因此使得本发明涂料的耐刮花性能和耐磨性能提高。本发明漆膜硬度按 GB/T6739-1996测定法进行检测，硬度可达到7H。