专利名称：一种纳米添加剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种添加剂,更确切地说是一种纳米添加剂。
背景技术：
纳米材料具有同质(宏观)材料所不具备的全新的理化特性。如纳米银和纳米铜的杀菌作用，纳米二氧化钛的光催化作用；纳米轻钙的补强作用；纳米二氧化硅的消光作用及纳米蒙脱石的可插层聚合作用，应用这些纳米材料，可开发出相应的一系列的水性纳米涂料，如高效杀菌、防雾涂料、光催化自清洁外墙涂料；汽车底盘防石击涂料等等。但这些纳米粉体在具体应用中的防团聚，须另行分散配制成水悬浮体后再用于水性体系，且功能性单一，针对性比较强。
发明内容
由于现有技术的上述缺点，本发明提出一种纳米添加剂，其可以有效解决现有技术的上述缺点。一种纳米添加剂，其为一胶状体，且该胶状体为无机硅酸盐矿物材料制备得到。所述无机硅酸盐矿物材料的晶形为纤维状、片状或晶体状中的一种。所述胶状体由纳米纤维和纳米矿物粒子构成。所述纳米纤维的直径为20-50nm，长度为5-lOnm。所述纳米纤维交叉堆积形成一纤维网络，所述纳米矿物粒子无序地嵌于所述纤维网络中。所述纳米矿物粒子为纳米硅酸盐粒子。一种纳米添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤(I)矿物精选，且该矿物为硅酸盐矿物；(2)粉碎；(3)分级；(4)化学及物理方法处理；(5)物理高剪切；(6)合成制备得到成品。本发明具有以下优点明显的悬浮作用改善了水性涂料的贮存稳定性和开罐效果；纳米纤维网络使分散的钛白粉微粒不易团聚，钛白粉的分散度得到保障，钛白粉在水性涂料中的遮盖作用得到增效；纳米纤维网络和纳米矿体颗粒的存在提高了涂膜的物理力学性能，加大了对光的散射能力，从而也增加了涂膜的对比率；极大地提高了涂膜的抗性，特别是耐水性；纳米粒子的渗透性和充填作用提高了涂膜的附着力，平整度和光洁度。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
，详细描述本发明。应理解，这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。一种纳米添加剂，其为一胶状体，且该胶状体为无机硅酸盐矿物材料制备得到。所述无机硅酸盐矿物材料的晶形为纤维状、片状或晶体状中的一种。述胶状体由纳米纤维和纳米矿物粒子构成。所述纳米纤维的直径为20-50nm，长度为5-10nm。所述纳米纤维交叉堆积形成一纤维网络，所述纳米矿物粒子无序地嵌于所述纤维网络中。所述纳米矿物粒子为纳米硅酸盐粒子。一种纳米添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤(I)矿物精选，且该矿物为硅酸盐矿物；(2)粉碎； (3)分级；(4)化学及物理方法处理；(5)物理高剪切；(6)合成制备得到成品。本发明的技术是对非金属矿物利用水平的一次突破，本矿物原本只能作为化工产品的填充剂，经高科技深加工后制得纳米胶体涂料多功能改性剂。而且，即利用了它的纳米特性，也解决了由此特性而带来的技术难点，使之具有实用性，从而也有效地提高了涂料的品质。原有的技术是将矿物干法粉碎、分级、混合。而现该技术只限应用于水性涂料。
本技术针对干法深加工存在的团聚和难以将团聚颗粒再分散，也即实用性问题，进行创新性的突破，研制出一条矿物深加工纳米化的制胶技术路线。本发明采用高白度的纤维状，片状和晶体状无机硅酸盐矿物材料通过巧妙复配并经多道高强剪切和化学物理加工工序而得到的一种纳米(水分散)胶状体，它应用方便，只须在水性涂料正常生产工艺过程的高速搅拌阶段直接加入即可，不会改变传统生产工艺。经电镜显微镜观察这种胶状体主要由长短不一的纳米纤维和纳米矿体粒子所组成。纤维直径在20-50nm，长度在5_10nm，长径比在20-50和100左右，纳米纤维和纳米棒纵横交叉，重叠堆积，纳米硅酸盐粒子无序地嵌于纳米纤维网络之中。当材料粒子达到纳米尺度后，由于其表面能大增，极而产生凝集作用，造成团聚。在本胶状中，这种团聚作用受到了纳米纤维网络的阻挡。反过来这种凝聚力又由纳米粒子传递给了纳米纤维网络，产生压力。从胶状体存放一年后的电镜图像来看，基本保持原状，和其它纳米粒子容易团聚的现象截然不同。当将其应用于水性涂料体系后，完美的纳米纤维网络不仅赋予涂料优异的抗沉淀悬浮性，也使涂膜的致密性增加，更重要的是上述协和作用应力又恰似予在应力钢筋混凝土的组合使原有的高分子涂膜的抗性，特别是耐水性得到了前所未有的增强。本技术采用特制的设备与技术，选用特殊试剂和助剂，施以高强度的剪切力和物理化学作用，制成纳米级的凝胶体，原来禁固于矿物颗粒中的纤维状纳米矿物、片状纳米矿物和纳米晶体矿物便解释、游离出来，在特殊试剂和助剂的保护及矿物中三大主要成份的和谐相处下得以稳定，不发生团聚。本发明的纳米添加剂用与高分子合成树脂乳液，可使乳液形成有机-无机交叉网络，制得新型乳液；用于弹性涂料，迎刃解决因乳液含量高而造成的施工涂层厚的耐水问题；普通内外墙涂料用了本胶，可提高对比率、耐水性、耐洗刷性、降低生产成本等；棍涂砂壁状涂料用了本胶，可确保施工质量(溅落少、涂层均匀、厚度均匀)和装饰效果；本胶可提高防水涂料、防锈涂料的涂膜致密性、耐水性，确保其防水、防锈效果。本发明具有以下优点明显的悬浮作用 改善了水性涂料的贮存稳定性和开罐效果；纳米纤维网络使分散的钛白粉微粒不易团聚，钛白粉的分散度得到保障，钛白粉在水性涂料中的遮盖作用得到增效；纳米纤维网络和纳米矿体颗粒的存在提高了涂膜的物理力学性能，加大了对光的散射能力，从而也增加了涂膜的对比率；极大地提高了涂膜的抗性，特别是耐水性；纳米粒子的渗透性和充填作用提高了涂膜的附着力，平整度和光洁度。
权利要求
1.一种纳米添加剂，其特征在于，其为一胶状体，且该胶状体为无机硅酸盐矿物材料制备得到。
2.根据权利要求I所述的纳米添加剂，其特征在于，所述无机硅酸盐矿物材料的晶形为纤维状、片状或晶体状中的一种。
3.根据权利要求I所述纳米添加剂，其特征在于，所述胶状体由纳米纤维和纳米矿物粒子构成。
4.根据权利要求3所述的纳米添加剂，其特征在于，所述纳米纤维的直径为20-50nm，长度为5-lOnm。
5.根据权利要求4所述的纳米添加剂，其特征在于，所述纳米纤维交叉堆积形成一纤维网络，所述纳米矿物粒子无序地嵌于所述纤维网络中。
6.根据权利要求I至5中任意一项所述的纳米添加剂，其特征在于，所述纳米矿物粒子为纳米硅酸盐粒子。
7.—种纳米添加剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤 (1)矿物精选，且该矿物为硅酸盐矿物； (2)粉碎； (3)分级； (4)化学及物理方法处理； (5)物理高剪切； (6)合成制备得到成品。
全文摘要
本发明公开一种纳米添加剂，其为一胶状体，且该胶状体为无机硅酸盐矿物材料制备得到。本发明具有明显的悬浮作用改善了水性涂料的贮存稳定性和开罐效果；纳米纤维网络使分散的钛白粉微粒不易团聚，钛白粉的分散度得到保障，钛白粉在水性涂料中的遮盖作用得到增效；纳米纤维网络和纳米矿体颗粒的存在提高了涂膜的物理力学性能，加大了对光的散射能力，从而也增加了涂膜的对比率；极大地提高了涂膜的抗性，特别是耐水性；纳米粒子的渗透性和充填作用提高了涂膜的附着力，平整度和光洁度。
文档编号C09D7/12GK102719128SQ20121021322
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者王加根 申请人:浙江杭州余杭加诚非金属矿业有限公司