專利名稱：納米磁控顏料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種磁控顏料及其制備方法，尤其涉及一種納米磁控顏料及其含有該納米磁 控顏料的磁控涂料及其它們的制備方法，是納米磁性材料在涂料領域的一類應用研究。
背景技術：
眾所周知，各種木制品、玻璃、金屬制品表面為獲得光亮的色彩外觀，需要噴涂各種涂 料來達到防腐保護和較好涂裝效果的目的。目前，各種顏料在涂料中的添加使用，賦予涂膜 一定的色彩、遮蓋力、耐紫外性能、防腐蝕和金屬閃光等性能，從而提高了涂膜的裝飾效果 和使用效果。但限于各種顏料的涂膜色彩單一，色彩分布不可調性，如加入著色顏料， 一次 噴涂只能在整個噴涂區域，涂膜皆顯示同樣色彩，而若要制得多彩或形成一定圖案設計效果 的涂膜，必須經過多次噴涂成型，工藝復雜，且存在很多問題。許俊浩在"金屬制品表面裝 飾圖案的新方法"(廣東印刷，2007.1:31) —文中提到的在金屬制品表面制作花紋、圖案的方 法包括在金屬制品表面貼覆各類裝飾膜或不干膠紙，通過蝕刻、電鍍等化學方式使金屬制品 表面得到裝飾，也可直接進行噴涂或直接通過絲網印刷、凸版膠印等形式使金屬制品表面得 到裝飾，以及文中提出的熱轉印方法，這些生產工藝都存在一個共同的問題，即工藝復雜， 費時費工，如熱轉印是要先通過加熱加壓將印好在轉印膜上的圖文轉移到待裝飾的金屬制品 的表面上，不能通過一次噴涂達到涂裝效果。張文標等在"膠合板表面粉末涂料涂飾的研究" (木材工業，2004.1(18):32 35) —文中采用的轉移印花工藝，即在涂膜固化的膠合板上先涂 布轉移膠，再覆上印花紙，固化轉移達到涂裝效果。這些普通施工方法都不能一次工藝成型 在制品表面形成較好的涂裝效果。
發明內容
本發明的目的為了改進現有涂裝技術色彩單調、工藝復雜等的不足而提供了一種納米磁 控顏料及其含有上述納米磁控顏料的磁控涂料，本發明的另一 目的還提供了上述納米磁控顏 料及其納米磁控涂料的制備方法。
本發明的技術方案為 一種納米磁控顏料，其特征在于其原料各組份和各組份占原料總 量的重量百分比分別為-
磁功能納米材料 5~95%
著色顏料 5~95%
體質顏料和/或防銹顏料 0~90%
偶聯劑或表面活性劑 0 20%
水 0 90%
其中磁功能納米材料為晶粒大小在2 999nm，且在磁場的作用下能夠定向移動或具有定 向移動趨勢的納米磁性粉體，納米磁性粉體優選為納米氮化鐵、納米鎳粉、納米三氧化二鐵、 納米四氧化三鐵、納米鐵、納米鐵酸錳、納米鐵-鎳合金、納米錳-鋅鐵氧體或者納米鎳-鋅鐵 氧體，最優為中國專利公開號CN1741207制備過程中得到的納米四氧化三鐵粉體。
所述的著色顏料為無機著色顏料和/或有機著色顏料，其中無機著色顏料至少為鋁粉、銀 粉、銅粉，珠光粉，鈦白粉、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵紅中的一種；有機著色顏料直接為市 售的有機著色顏料，優選至少為耐曬黃、永固黃、耐曬橙、永固橙、永固紅、甲苯胺紫紅、 耐曬亮紅、耐曬大紅、金光紅、顏料紅中的一種；所述的體質顏料和防銹顏料直接為市售的 體質顏料和防銹顏料，體質顏料優選至少為碳酸鈣、硅酸鎂、硅酸鋁、硫酸鈣、結晶氧化硅、 硅藻土、硫酸鋇中的一種，防銹顏料優選至少為玻璃鱗片、紅丹、鉛酸鈣、鉛白鋅、黃磷酸 鋅、磷鉬酸鋅中的一種。
所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑；表面活性劑為陰離子表面活性劑、陽離子 表面活性劑、高分子表面活性劑或非離子表面活性劑。其中硅垸偶聯劑為？氨丙基三乙氧基 硅烷(KH-550)、，縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸(KH-560)、，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基 硅烷(KH-570)或N-(3-(氨乙基)-，氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792);鈦酸酯偶聯劑為單烷氧基脂 肪酸及磷酸酯鈦酸酯(NXT-lOl)、單垸氧基脂肪酸鈦酸酯(NXT-105)、異丙基三(焦磷酸二辛酯) 鈦酸酯(NXT-201)或氧乙酸酯雙(二辛基磷酸酯)鈦酸酯(NXT-311);陰離子表面活性劑十二垸基 硫酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十二垸基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸、硬脂酸鈉或油酸 鈉；陽離子表面活性劑為十六垸基三甲基溴化銨或十二垸基氯化吡啶；非離子表面活性劑為 聚乙烯醇或聚乙二醇；高分子表面活性劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉或聚甲基丙烯酸甲酯。
本發明還提供了上述納米磁控顏料的制備方法，其具體步驟為將磁功能納米材料、著 色顏料、體質顏料和/或防銹顏料、偶聯劑或表面活性劑和水按上述比例計量置于容器中，以 納米磁控顏料原料總重量為基準，加入重量比為1到20倍的無水乙醇，經反應、洗滌、升溫 至80-10(TC烘干制得應用于油性涂料中納米磁控顏料；或者是磁功能納米材料與著色顏料、 體質顏料和/或防銹顏料、偶聯劑或表面活性劑和水按上述比例計量置于容器中，經攪拌反應制得應用于水性涂料中納米磁控顏料。
本發明還提供了一種納米磁控涂料，其特征在于由涂料和上述的納米磁控顏料組成，其 中涂料占納米磁控涂料總量的重量百分比為80~99%，納米磁控顏料占納米磁控涂料總量的重 量百分比為1~20%。所述的涂料為市售的一般涂料。本發明還提供了納米磁控涂料的制備方 法，將涂料與納米磁控顏料按上述比例稱量，經充分混合攪拌均勻后制得。
有益效果
本發明制備的納米磁控顏料，在磁場作用下，能夠定向移動或具有定向移動的趨勢，納 米磁控涂料能夠通過控制磁力線的方法，達到控制圖案噴涂效果。即本發明制備的納米磁控 顏料及其磁控涂料的應用，能夠根據人們事先調節的圖案效果，智能的獲得一些較理想的圖 案效果， 一次成型，工藝簡單、制備過程易控、制備的顏料和涂料質量穩定。
具體實施例方式
實例1
取自制(見中國專利公開號CN1741207)晶粒大小在20nm左右的納米四氧化三鐵磁性 粉體10g，加入鋁粉5g，珠光粉5g置于容器中，加入50mL的無水乙醇，2g的蒸餾水，2mL 的KH570偶聯劑，經充分攪拌，經行星磨球磨機球磨5h，磁鐵和離心分離，無水乙醇洗滌、 80'C烘干制得油性納米磁控顏料。
實例2
將實例l中制得的磁控顏料20g與市售的玻璃涂料80g混合，經充分混合攪拌均勻后制 得納米磁控涂料。將小磁塊按照設計的磁路方向擺放，將待噴涂的玻璃置于小磁塊上方，噴 涂納米磁控涂料，待涂料干燥后可得具有特定效果的圖案。
實例3
取自制(見中國專利公開號CN1741207)的晶粒大小在20nm左右的納米四氧化三鐵磁 性粉體0.5g,加入銀粉0.5g，鋁粉4g，鎂粉2g，耐曬黃3g置于容器中，加入50mL的無水 乙醇，0.2g的蒸餾水，0.2mL的KH550偶聯劑，經充分攪拌，經行星磨球磨機球磨5h，磁鐵 和離心分離，無水乙醇洗滌、IO(TC烘干制得油性納米磁控顏料。
實例4
將實例3中制得的磁控顏料10g與市售的木器漆100g混合，經充分混合攪拌均勻后制得 納米磁控涂料。將小磁塊按照設計的磁路方向擺放，將待噴涂的木板置于小磁塊上方，噴涂 納米磁控涂料，待涂料干燥后可得具有特定效果的圖案。
實例5
取市售的晶粒大小在999nm左右納米氮化鐵磁性粉體10g，加入銀粉lg，珠光粉5g，碳 酸鈣4g置于容器中，加入50mL的無水乙醇，0.2g的蒸餾水，0.2mL的KH550偶聯劑，經 充分攪拌，經行星磨球磨機球磨5h，磁鐵和離心分離，無水乙醇洗滌、8(TC烘干制得油性納 米磁控顏料。制得的磁控顏料與市售的油漆混合，經充分混合攪拌均勻后制得納米磁控涂料。 將小磁塊按照設計的磁路方向擺放，將待噴涂的瓷磚置于小磁塊上方，噴涂納米磁控涂料， 待涂料干燥后可得具有特定效果的圖案。
實例6
取市售的晶粒大小在2nm左右納米四氧化三鐵磁性粉體19g，加入銀粉Ig置于容器中， 加入50mL的無水乙醇，0.2g的蒸餾水，0.2mL的偶聯劑NXT-201，經充分攪拌，經行星磨 球磨機球磨5h，磁鐵和離心分離，無水乙醇洗滌、90'C烘干制得油性納米磁控顏料。制得的 磁控顏料與市售的油漆160g混合，經充分混合攪拌均勻后制得納米磁控涂料。將小磁塊按照 設計的磁路方向擺放，將待噴涂的金屬鋁板置于小磁塊上方，噴涂納米磁控涂料，待涂料干 燥后可得具有特定效果的圖案。
實例7
取市售的晶粒大小在20nm左右納米鐵酸錳磁性粉體10g，加入銀粉lg，鋁粉4g，鎂粉 5g置于容器中，加入100mL的蒸餾水，十二烷基苯磺酸鈉lg，經充分攪拌，經行星磨球磨 機球磨5h，制得水性納米磁控顏料。制得的磁控顏料與市售的水性涂料2kg混合，經充分混 合攪拌均勻后制得納米磁控涂料。將小磁塊按照設計的磁路方向擺放，將待噴涂的玻璃置于 小磁塊上方，噴涂納米磁控涂料，待涂料干燥后可得具有特定效果的圖案。
實例8
取市售的晶粒大小在20nm左右納米鐵粉19g，加入銀粉lg置于容器中，加入50mL的 無水乙醇，0.2g的蒸餾水，0.2mL的偶聯劑NXT-201，經充分攪拌，經行星磨球磨機球磨5h， 磁鐵和離心分離，無水乙醇洗滌、80'C烘干制得油性納米磁控顏料。制得的磁控顏料與市售 的油性涂料80g混合，經充分混合攪拌均勻后制得納米磁控涂料。將小磁塊按照設計的磁路 方向擺放，將待噴涂的塑料板置于小磁塊上方，噴涂納米磁控涂料，待涂料干燥后可得具有 特定效果的圖案。
權利要求
1.本發明涉及一種納米磁控顏料，其特征在于其原料各組份和各組份占原料總量的重量百分比分別為磁功能納米材料 5～95％著色顏料 5～95％體質顏料和/或防銹顏料0～90％偶聯劑或表面活性劑 0～20％水 0～90％。
2、 如權利要求1所述的納米磁控顏料，其特征在于所述的磁功能納米材料為晶粒大小在 2 999nm，且在磁場的作用下能夠定向移動或具有定向移動趨勢的納米磁性粉體。
3、 如權利要求1所述的納米磁控顏料，其特征在于所述的磁功能納米材料為納米氮化鐵、納 米鎳粉、納米三氧化二鐵、納米四氧化三鐵、納米鐵、納米鐵酸錳、納米鐵-鎳合金、納米錳 -鋅鐵氧體或者納米鎳-鋅鐵氧體。
4、 如權利要求1所述的納米磁控顏料，其特征在于所述的磁功能納米材料為中國專利公開號 CN1741207制備過程中得到的納米四氧化三鐵粉體。
5、 如權利要求1所述的納米磁控顏料，其特征在于所述的著色顏料為無機著色顏料和/或有 機著色顏料，其中無機著色顏料至少為鋁粉、銀粉、銅粉，珠光粉，鈦白粉、氧化鎂、氧化 鋁、氧化鐵紅中的一種；有機著色顏料至少為耐曬黃、永固黃、耐曬橙、永固橙、永固紅、 甲苯胺紫紅、耐曬亮紅、耐曬大紅、金光紅、顏料紅中的一種；所述的體質顏料至少為碳酸 鈣、硅酸鎂、硅酸鋁、硫酸鈣、結晶氧化硅、硅藻土或硫酸鋇中的一種；所述的防銹顏料至 少為玻璃鱗片、紅丹、鉛酸鈣、鉛白鋅、黃磷酸鋅、磷鉬酸鋅中的一種。
6、 如權利要求1所述的納米磁控顏料，其特征在于所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑和/或鈦酸酯 偶聯劑；表面活性劑至少為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、高分子表面活性劑或非 離子表面活性劑中的一種；水為去離子水或自來水。
7、 如權利要求6所述納米磁控顏料，其特征在于所述的硅烷偶聯劑為，氨丙基三乙氧基硅烷、 Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅垸或N-P-(氨乙基)i-氨丙基三甲氧基硅烷；鈦酸酯偶聯劑為單烷氧基脂肪酸及磷酸酯鈦酸酯、單烷氧基脂肪酸欽 酸酯、異丙基三(焦磷酸二辛酯)鈦酸酯或氧乙酸酯雙(二辛基磷酸酯)鈦酸酯；陰離子表面活性 劑十二烷基硫酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十二垸基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸、硬脂 酸鈉或油酸鈉.，陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基氯化吡啶；非離子表 面活性劑為聚乙烯醇、聚乙二醇；高分子表面活性劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉或聚甲基丙烯 酸甲酯。
8、 一種如權利要求1所述的納米磁控顏料的制備方法，其具體步驟為將磁功能納米材料、 著色顏料、體質顏料和/或防銹顏料、偶聯劑或表面活性劑和水按上述比例計量置于容器中， 以納米磁控顏料原料總重量為基準，加入重量比為1到20倍的無水乙醇，經反應、洗滌、升 溫至80-10(TC烘干后制得應用于油性涂料中納米磁控顏料；或者是磁功能納米材料與著色顏 料、體質顏料和/或防銹顏料、偶聯劑或表面活性劑和水按上述比例計量置于容器中，經攪拌 反應制得應用于水性涂料中納米磁控顏料。
9、 一種納米磁控涂料，其特征在于由涂料和上述的納米磁控顏料組成，其中涂料占納米磁控 涂料總量的重量百分比為80~99%，納米磁控顏料占納米磁控涂料總量的重量百分比為 1~20%。
10、 一種如權利要求9所述的納米磁控涂料的制備方法，其特征在于將涂料與納米磁控顏料 按上述比例稱量，經充分混合攪拌均勻后制得。
全文摘要
本發明涉及一種納米磁控顏料及其制備方法，是納米磁性材料在涂料領域的一類應用。納米磁控顏料的制備是將納米磁性材料經表面處理后與其他顏料混合制得，再將制得的磁控顏料加入其它涂料，經充分攪拌制得納米磁控涂料。本發明制備的納米磁控顏料，在磁場作用下，能夠定向移動或具有定向移動的趨勢，納米磁控涂料能夠通過控制磁力線的方法，達到控制圖案噴涂效果，其涂料配制簡單，施工簡單。
文檔編號C09C3/00GK101205421SQ200710191148
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月10日 優先權日2007年12月10日
發明者升 崔, 林本蘭, 沈曉冬 申請人:南京工業大學