专利名称：无机涂料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过接收或反射光线而表现出其特征的物品，特别地涉及用于保护太阳能发电机系统的太阳能电池板表面以及能够得到透明且坚固涂层薄膜的镜子的无机涂料组合物。
背景技术：
已经建议了许多使用碱金属硅酸盐作为粘结剂的无机涂料组合物。
但是，所得到的大多数涂层薄膜是易碎的，并且当涂布的物体由于温度变化而膨胀和收缩时，因扭曲而产生细纹，从而削弱了涂层的抗大气腐蚀性能和抗污染性能。
因此，本发明的发明人已经发明了一种无机涂料组合物，该组合物通过将含多价金属的固化剂如硅酸钙和磷酸锌添加到碱金属硅酸盐中，并且另外添加作为无机填料的天然玻璃细粉来制备，所述天然玻璃细粉具有溶解主要包括硬硼酸钙石和钠硼解石的硼酸盐组分的作用(参见日本专利申请公开第3,140,611和3,140,612号)。
因为硼酸通过与水混合来溶解，并且当混合的溶液在涂布后被干燥时，溶解的硼酸和粘结剂同时固化，所以在这些发明中可以得到坚固的涂层。这些无机涂料组合物已经被广泛地看作用于保护常用的外部和内部建筑材料及地道内部材料表面的涂层薄膜形成剂。
但是因为它们包含天然玻璃细粉，所以上述的无机涂料组合物天然上几乎是透光的。因此，不适合作为通过接收光线来表现其特征的材料，例如太阳能发电机系统的太阳能电池板，并且不适合作为通过反射光线来表现其特征的材料，例如镜子的表面保护膜。
另一方面，因为为了在由其它发明人建议的无机涂料组合物中改善涂层的坚固性而作为填料添加了天然材料如高岭土、滑石和膨润土，所以它们的透光性是不足的。
发明内容
因此，本发明的目标是解决上述的问题，通过使用源于硼酸盐的金属离子固化碱金属硅酸盐形成涂层薄膜来提供坚固的涂层，而不会削弱透光性。这种无机涂料组合物通过向碱金属硅酸盐中添加硼酸盐，并且向其中添加0.01到0.5微米厚且表面直径2到5微米的鳞片变晶状透明二氧化硅作为无机填料来制备。通过使所形成的涂层薄膜包含由溶解的硼酸固化而形成的玻璃来保证涂层的透明度，许多透明的二氧化硅薄片被分散且层积在其中。
图1所示为对应于表5的光谱透光度曲线图。
图2所示为对应于表6的光谱透光度曲线图。
优选实施方式下文将描述本发明的实施方案。
本发明的无机涂料组合物通过向碱金属硅酸盐中添加硼酸盐，并且向其中混合0.01到0.5微米厚且表面直径2到5微米的鳞片变晶状透明二氧化硅来制备。
二氧化钛细颗粒可以与上面的组合物混合。
碱金属硅酸盐是例如硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾的硅酸盐，且通过脱水收缩反应来固化并且通过添加如下所述的的硼酸盐来胶凝。
硼酸盐的实例包括硼酸镁、硼酸钙、硼酸钡、硼酸锶、硼酸锌和硼酸铝。这些硼酸盐可以单独使用或者作为混合物来使用。
具有上述性质的硅酸盐实例是商业上可以获得的Sun LovelyLFS(商标名，由Asahi Glass Co.，Ltd.生产)，它作为通过将上述的二氧化硅分散在水中而制备的浆料来销售。
当100份重量碱金属硅酸盐中的硼酸盐含量小于0.5重量份时，涂层薄膜的固化是不足的，而当含量超过35重量份时，固化过快，以至于在涂层中产生细的裂纹。因此，硼酸盐的比例优选地为0.5到35重量份。
当二氧化硅的含量低于0.5重量份时，涂层薄膜的涂料粉末是不足的，而当含量超过50重量份时，由于涂料高的且不稳定的粘度使透明度降低并且不能得到均匀厚度的涂层。因此，二氧化碳的比例优选地为0.5到50重量份。
二氧化钛细粉的适当比例是10到35重量份。
下面将描述通过涂布本发明无机涂料组合物而形成的涂层薄膜的功能。
本发明中获得的涂层薄膜在表面上具有许多硅醇基团(-SiOH)，并且薄膜通过硅醇基团表现出超亲水性。
因此，粘附到表面上的粗污染物，例如油性污染物可以很容易地通过用水漂洗就能洗去。
这是因为超亲水涂层薄膜上强烈吸附的水侵占了涂层与污染物间的空间，污染物通过从涂层上漂浮起来而脱离。
在与二氧化钛细粉混合的涂层中超亲水性得到提高。
二氧化钛包含化学吸附的水，以及与化学吸附水结合的物理吸附水。通过表面扩散物，理吸附水结合入源于碱金属硅酸盐的凝结二氧化硅中，从而被稳定。漂浮在空气中的疏水有机不纯物和微生物通过二氧化钛的光催化反应而被降解，甚至当它们粘附在涂层的表面时。因此，化学吸附水总是暴露的。
参照实施例，本发明将被更详细地描述。
100重量份硅酸钠、11重量份硼酸钙和48重量份Sun LovelyLFS(转化成干的二氧化硅折合7.2重量份)通过添加水在球磨机中混合10分钟。通过旋涂，所得混合物被涂布到SUS 304不锈钢试验板和玻璃试验板上，并且通过在220到250℃加热的热空气流中干燥约50分钟，得到厚度约10微米的涂层薄膜。
在SUS 304不锈钢测试板上形成的涂层薄膜物理性质测试的结果表示在表1中，去湿测试的结果表示在表2中，抗化学腐蚀性测试的结果表示在表3中，并且抗污染测试的结果表示在表4中。
表1
表2根据JIS K6894(1996)8.4的去湿测试测量接触角θ。
表3
结果鉴定A-没有变化；B-轻微变化；C-明显变化；D-完全腐蚀测试方法每种化学试剂(0.2ml)被滴加样品上，样品的表面用陪替氏培养皿盖住，在室温保持24小时后，用水洗涤样品，并且在擦拭清洁后观察表面。
表4
结果鉴定A-没有变化；B-轻微变化；C-明显变化；D-完全腐蚀测试方法每种污染物质(0.2ml)被滴加样品上，样品的表面用陪替氏培养皿盖住，在室温保持24小时后，用水洗涤样品，并且在擦拭清洁后观察表面。
根据在JIS Z8722(2000颜色测试方法-反射颜色和透射颜色)中描述的方法，在形成涂层薄膜前后通过测量光谱透光度的变化来评价涂层的透明度。
涂布前后物品光谱透光度的测量结果分别表示在表5和6。
表5光谱透光度(％)026048玻璃板 涂布前
表6光谱透光度(％)026048玻璃板 涂布后
如上面的结果所示，由本发明无机涂料组合物形成的涂层薄膜表现出优良的耐用性、耐候性和耐污染物腐蚀性，并且在透光性方面是十分优异的，在玻璃表面上涂布涂料前后没有表现出光谱透光度的任何变化。
通过向碱金属硅酸盐中添加硼酸盐，并且作为无机填料进一步混合0.01到0.5微米厚且表面直径2到5微米的鳞片变晶状透明二氧化硅，形成本发明的无机涂料组合物。因为所得的涂层薄膜是高度透明的而且具有优良的耐用性和抗污染性能，所以通过在太阳能发电机系统的外部电池板上涂布该涂料就能够保护总是暴露在阳光、风和雨下的太阳能发电机系统的太阳能电池板。
因为涂层薄膜是超亲水性的，所以当涂层薄膜被污染物污染时，甚至可以用雨水来自动清洁。
其它的应用实施例包括浴室镜子的涂层。因为即使当蒸汽冷凝在涂层薄膜的表面上时，由于涂层薄膜的超亲水性质，粘附的水被扩散，因而镜子不会变得模糊。
因为相对于100份重量碱金属硅酸盐，本发明的无机涂料组合物包含0.5到35重量份的硼酸盐、0.5到50重量份的二氧化硅，所以涂层薄膜在诸如耐用性、耐候性和抗污染性等特性方面能够保持良好的平衡。
因为混合了二氧化钛细粉作为光催化剂，从而除了抗菌特性外还提高了涂层的超亲水性和自清洁能力，所以本发明的无机涂料组合物最适合用于涂布旧的住宅和医院的内壁。本发明的无机涂料组合物具有能够使涂料被广泛使用的很大经济效果。
权利要求
1.一种无机涂料组合物，其是通过向碱金属硅酸盐中添加硼酸盐，并且进一步向其中混合厚度为0.01到0.5微米且表面直径为2到5微米的鳞片变晶状透明二氧化硅来制备的。
2.权利要求1的无机涂料组合物，其相对于100重量份碱金属硅酸盐包括0.5到35重量份的硼酸盐和0.5到50重量份的二氧化硅。
3.权利要求1或2的无机涂料组合物，其与二氧化钛细粉混合。
全文摘要
本发明提供了一种使用无机涂料组合物的透明且坚固的涂层，该组合物通过向碱金属硅酸盐中添加硼酸盐，并且进一步向其中混合0.01到0.5微米厚且表面直径2到5微米的鳞片变晶状透明二氧化硅来制备。碱金属硅酸盐使用源于硼酸盐的金属离子来固化，从而形成涂层，它包含通过在涂层中固化溶解的硼酸而形成的玻璃。通过分散许多透明的二氧化硅片作为层压的层能够使涂层变得坚固而不会损害其透明度。
文档编号C09D7/12GK1609146SQ20041006178
公开日2005年4月27日 申请日期2004年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者山田一哉, 山田幸司 申请人:有限会社和幸