专利摘要
本发明提供了一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的用途，本发明属于水性涂料技术领域。本发明同时提供了所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的使用方法，将制备的芳香族聚酰胺材料制备成芳香族聚酰胺材料分散液，然后与所述水性涂料混合。本发明通过实验证明，芳香族聚酰胺材料作为水性涂料耐水填充剂制备的涂料施工后，得到涂层的耐水性能明显被改善，且不影响原来涂料颜色和透明度。
权利要求
1.一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料耐水填充剂的用途，所述芳香族聚酰胺材料包含芳香族聚酰胺化合物，所述芳香族聚酰胺化合物为二维芳香族聚酰胺，结构如下式所示：
所述芳香族聚酰胺材料按照下述方法制备得到：
研磨罐中加入直径为5mm的氧化锆珠，然后再加入1,3,5-苯三甲酰氯和多官能芳香族伯胺化合物，其中，所述1,3,5-苯三甲酰氯与多官能芳香族伯胺化合物的投料摩尔比为(0.5-0.99):1，所述多官能芳香族伯胺化合物为1,4-对苯二胺、4,4'-二胺基二苯甲烷中的任意一种；
然后，以600-900转/分的速度，用球磨机研磨3-10分钟后得到所述芳香族聚酰胺材料，其中所述芳香族聚酰胺化合物的质量占比为75-85％。
2.根据权利要求1所述一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料耐水填充剂的用途，其特征在于所述芳香族聚酰胺材料和水性树脂、涂料助剂中的任意一种混合制成涂料。
3.权利要求1所述的芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料耐水填充剂的使用方法，其特征在于将制备的芳香族聚酰胺材料制备成芳香族聚酰胺材料分散液，然后与所述水性涂料混合。
4.根据权利要求3所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料耐水填充剂的使用方法，其特征在于所述芳香族聚酰胺材料分散液的制备步骤如下：
所述芳香族聚酰胺材料用浓度为5wt％氢氧化钠水溶液中和，再用离心机分离，将分离得到的固体产物用无水乙醇洗涤至上清液无色，再用去离子水洗涤至水相呈中性，再将洗涤后的固体产物分散在溶剂中，制得浓度为(1-3)mg/mL的所述芳香族聚酰胺材料分散液，其中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或几种的混合。
5.根据权利要求4所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料耐水填充剂的使用方法，其特征在于所述芳香族聚酰胺材料为水性涂料中水性树脂质量的0.1-0.3％，其中，所述水性树脂为所述水性涂料质量的20-90％。
说明书
技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料或水性树脂耐水性填充剂的用途。
背景技术
水性涂料主要由水、水性树脂、颜填料、助剂等四大组分组成的。由于使用水做溶剂或者分散介质，水性涂料无毒环保、含挥发性有机物少、气味小、不爆炸、不燃烧，其生产、储存、运输、使用等各个环节都非常安全。因此，随着人们安全、环保、健康意识的不断增强，水性涂料越来越受欢迎，水性涂料替代油性涂料是涂料行业发展的必然趋势。我国多省市地区已经明文规定，将现有的油性涂料逐步改成环保型的水性涂料。但是，由于水性涂料使用的水溶性树脂或者水分散树脂本身具有一定的亲水性，导致水性涂料的耐水性较差。这个缺点大大限制了水性涂料的使用寿命和应用领域。因此，解决水性涂料耐水性差的问题，是此领域内的重要问题。通过添加适量耐水性添加剂的方法可以简单、高效地改善水性涂料的耐水性差、使用寿命短、使用范围受限等问题。
云母粉、玻璃鳞片、铝粉、石墨烯和氧化石墨烯等材料都是化学性质稳定的材料，添加到涂料中都能产生类似“屏障”的阻隔效应，使延长了腐蚀性介质在涂层中的传输路径，提高涂层抵抗水分子或其它腐蚀性介质侵蚀的能力，从而提高了涂层的防护效果，延长了使用寿命。在涂料行业内常用的片状材料中，云母粉和玻璃鳞片属于无机填料，但它们的密度相对较大，吸油量高、易形成沉淀；铝粉是片状金属填料，但由于铝粉是两性金属，在酸性或碱性条件下都不稳定；石墨烯/氧化石墨烯耐酸、碱、盐等化学性质好，但是石墨烯/氧化石墨烯本身是黑色的，容易使无色或者浅颜色涂料着色。
特别是对于有透明度要求的水性涂料来说，耐水剂的加入不能改变或者影响原涂料的透明度的填充剂还未见报道。
复旦大学徐宇曦教授课题组以1,3,5-苯三甲酰氯为原料分别与1,4-对苯二胺、4,4'-二胺基二苯甲烷反应，制备了两种芳香族聚酰胺二维材料。用红外光谱仪、原子力显微镜、透射电镜和扫描电镜等测试手段对其化学组成进行了表征和微观形貌进行了确证。二维芳香族聚酰胺结构式如下：
但是至今尚没有芳香族聚酰胺作为耐水剂在水性涂料领域应用的相关文献或报道。
参见文献：Y.Yang,F.X,Bu,J.J.Liu,I.Shakir andY.X.Xu.Mechanochemicalsynthesis of two-dimensional aromatic polyamides[J].Chemical Communications,2017,53(54):7481-7484.
发明内容
本发明的目的是芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料耐水性填充剂的应用。
本发明通过实验证明，芳香族聚酰胺材料作为水性涂料耐水填充剂制备的涂料施工后，得到涂层的耐水性能明显被改善，且不影响原来涂料颜色和透明度。
一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的用途，其中，所述芳香族聚酰胺材料为包含芳香族聚酰胺化合物的混合物，所述芳香族聚酰胺化合物的结构如下式所示：
R基团选自
所述芳香族聚酰胺材料按照下述方法制备得到：
研磨罐中加入直径为5mm的氧化锆珠，然后再加入1,3,5-苯三甲酰氯和多官能芳香族伯胺化合物，其中，所述1,3,5-苯三甲酰氯与多官能芳香族伯胺化合物的投料摩尔比为0.5-0.99:1.0，所述多官能芳香族伯胺化合物为1,4-对苯二胺、4,4'-二胺基二苯甲烷中的任意一种；
然后，以600-900转/分的速度，用球磨机研磨3-10分钟后得到所述芳香族聚酰胺材料，其中所述芳香族聚酰胺化合物的质量占比为75-85％。
所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的用途，进一步的，所述芳香族聚酰胺材料和水性树脂、涂料助剂、添加剂中的任意一种混合制成涂料。
所述的填充剂用于改善水性涂料或水性树脂的耐水性，提高使用寿命。
本发明的所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂能明显提高涂料的耐水性，并且在水性涂料/水性树脂中的分散稳定性好、化学性质稳定、添加后不影响原来涂料颜色和透明度。
所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的使用方法，将制备的芳香族聚酰胺材料制备成芳香族聚酰胺材料分散液，然后与所述水性涂料混合。
所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的使用方法，进一步的，所述芳香族聚酰胺材料分散液的制备步骤如下：
将制备的芳香族聚酰胺材料用浓度为5wt％氢氧化钠水溶液中和，再用离心机分离，然后，将分离得到的固体产物用无水乙醇洗涤至上清液无色，再用去离子水洗涤至水相呈中性，最后，再将洗涤后的固体产物分散在溶剂中，制得浓度为(1-3)mg/mL的所述芳香族聚酰胺材料分散液，其中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或几种的混合。
所述芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的使用方法，进一步的，所述芳香族聚酰胺材料为水性涂料中水性树脂质量的0.1-0.3％，其中，所述水性树脂为所述水性涂料质量的20-90％。
所述芳香族聚酰胺化合物为二维芳香族聚酰胺，具有规整的刚性环状骨架分子结构，直径与厚度比大，是一种力学性能优异、耐热性和化学稳定性非常好的二维有机材料，还可以很好地分散在N,N-二甲基甲酰胺中。所合成的芳香族聚酰胺密度小(约1000kg/m
与现有的涂料耐水填充剂相比，芳香族聚酰胺添加的质量份数少，分散、储存稳定性好，并且不影响水性涂料施工成膜后的颜色和透明度。
另外，芳香族聚酰胺材料自身的导电性能差，不与金属形成原电池反应，所以添加少量芳香族聚酰胺材料的水性涂料不影响金属基材的防腐蚀性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1制备的芳香族聚酰胺的扫描电子显微镜图(SEM图)。
图2是实施例1制备的芳香族聚酰胺的红外光谱图。
图3是实施例1制备的芳香族聚酰胺在N,N-二甲基甲酰胺(左)放置1周、在水性聚氨酯树脂(右)放置1月的效果图片。
其中，实施例1制备的芳香族聚酰胺在N,N-二甲基甲酰胺的浓度为2mg/mL，实施例1制备的芳香族聚酰胺的添加量为水性聚氨酯树脂质量的0.3％。
图4是实施例1制备的芳香族聚酰胺对水性聚氨酯树脂透明性的影响图。
图5是实施例1制备的芳香族聚酰胺添加量为0.1％时对水性聚氨酯树脂耐水扩散性能的影响图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下提供具体的实施例进一步阐述本发明。
实施例1：
1)在研磨罐中加入直径为5mm的氧化锆珠，然后再加入1,3,5-苯三甲酰氯和1,4-对苯二胺。以600转/分的速度，用球磨机研磨10分钟；并且控制酰氯与伯胺的投料摩尔比为0.99:1.0，即得产物，产物中芳香族聚酰胺化合物的质量占比为80％。
如图1所示产物的微观形貌，图中的标尺为100μm，产物的芳香族聚酰胺为片层结构，边长在20-30微米以下，尺寸分散性较小。图2为产物干燥后的傅里叶红外光谱图，在波数为3300cm
2)产物先用15mL浓度为5％的氢氧化钠水溶液中和，再用离心机分离。得到的固体产物先用无水乙醇洗涤至上清液无色，再用去离子水洗涤至水相呈中性。然后，再将产物分散在溶剂N,N-二甲基甲酰胺中(配成浓度为2mg/mL)，待用。
3)取上述分散液与水性树脂混合(芳香族聚酰胺添加水性涂料质量分数为0.1％)，待漆膜干燥后，相比未添芳香族聚酰胺材料的涂膜，耐水时间增加30％。
如图3所示分散液分别放置了1周和1个月的情况，外观没有明显变化，所述芳香族聚酰胺在N,N-二甲基甲酰胺和水性聚氨酯树脂中分散性好，储存稳定。
图4中的两条曲线是用紫外光谱仪测得聚酰胺层状材料的添加量分别为0.0wt％和0.3wt％的水性聚氨酯树脂成膜后的透明度，当可见波长为600nm时，干燥涂膜的透光率分别为89.2％和78.9％，说明在水性聚氨酯树脂中添加0.3wt％的芳香族聚酰胺，基本不影响干燥后涂层的透明度。
从图5的涂层的增重速率可以看出添加0.1％的芳香族聚酰胺可以明显提高水性树脂的耐水性。
实施例2：
1)在研磨罐中加入直径为5mm的氧化锆珠，然后再加入1,3,5-苯三甲酰氯和4,4'-二胺基二苯甲烷。以900转/分的速度，用球磨机研磨3分钟；并且控制酰氯与伯胺的投料摩尔比为0.5:1.0，即得产物，产物中芳香族聚酰胺化合物的质量占比为82％。
2)产物先用15mL浓度为5％的氢氧化钠水溶液中和，再用离心机分离。得到的固体产物先用无水乙醇洗涤至上清液无色，再用去离子水洗涤至水相呈中性。然后，再将产物分散在溶剂N,N-二甲基乙酰胺中(配成浓度为2mg/mL)，待用。
3)取上述分散液与水性涂料混合(芳香族聚酰胺层状材料添加0.15％)，待漆膜干燥后，涂膜的透光率为79.6％，相比未添加制备的芳香族聚酰胺材料的涂膜，涂膜的耐水时间增加40-50％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
一种芳香族聚酰胺材料应用于水性涂料填充剂的用途专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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