金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及抗刮耐磨涂料的制备技术领域，特别是一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料及其制备方法，按重量份数计，该涂料包括如下组分：纳米陶瓷树脂70?80份,固化剂10?15份，消光剂2?4份，氟碳表面活性剂0.5?3份，溶剂25?35份，添加剂1?5份。本发明的组分中特有的Si?O结构具有高达101千卡/mol的结合能，在后期高温烘烤后可形成玻璃质化立体网状结构，从而使涂层表面漆膜硬度达到≥6H的效果，不易划伤或形成磨损，具有优秀的不燃性和绝缘性，打破了以往预辊涂印花装饰板的应用局限性，能够和氟碳涂料层形成良好的兼容性，适用于涂覆金属基材或具有氟碳涂料层的基材。
【专利说明】
金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及抗刮耐磨涂料的制备技术领域，特别是一种金属印花板用预辊涂纳米 陶瓷涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来金属印花装饰板逐渐广泛应用于建筑、交通运输和医疗卫生行业，该种金 属印花板为一体型保温板，具有可替代传统木纹和石纹的新的安装方式，适用于建筑内饰、 外墙装饰、机场、地铁、商场等公共领域。一般的金属印花板包括金属板基层及设置在金属 板基层上的印花复合层，该种金属印花板具有表面涂层硬度不够的问题，在运输、安装及后 期保养维护过程中易被尖锐物件划伤而形成磨损，从而影响外观和使用寿命，对于单个损 坏面的更换安装也容易对周围部分产生不必要的划印，进而增加使用成本。针对上述问题， 开发一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料及其制备方法是本领域技术人员要解决的技 术问题。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是:针对上述技术问题，提供一种金属印花板用预辊涂 纳米陶瓷涂料及其制备方法。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷 涂料，按重量份数计，该涂料包括如下组分:纳米陶瓷树脂70-80份，固化剂10-15份，消光剂 2-4份，氟碳表面活性剂0.5-3份，溶剂25-35份，添加剂1-5份;所述纳米陶瓷树脂包括如下 组分：纳米级粉体10-20，无机硅酸盐水和物20-40，水性硅丙乳液5-12;无机硅酸盐水和物 为通过水热法制成的平均粒径在50-100nm的水和物;所述固化剂为羟烷基酰胺类或三缩 水甘油基异氰尿酸酯;添加剂为流平剂和消泡剂按照重量比（〇. 7-1): (0.8-1)形成的复合 物。
[0005] 进一步，上述技术方案中所述纳米级粉体为纳米二氧化钛、纳米二氧化娃、纳米三 氧化二铝、超细碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁或滑石粉中的一种、两种或多种的组合物，优选为纳 米二氧化硅、纳米三氧化二铝和超细碳酸钙按照质量比1: (0.4-0.8): (0.3-0.6)形成的复 配物;所述无机硅酸盐为模数为1.5-2.8的硅酸钠或模数为1.5-2.5的硅酸钾。
[0006] 进一步，上述技术方案中所述氟碳表面活性剂为3-四聚环氧九氟丁烷酰胺基丙基 (2-亚硫酸）乙基二甲基铵或3-四聚环氧九氟丁烷酰胺基丙基甜菜碱;所述水性硅丙乳液是 上海丽邦化工科技有限公司的378或为包括如下重量份的组成：甲基硅树脂20-30份、丙烯 酸异辛酯22-32份、去离子水25-35份、壬基酚聚氧乙烯醚1-2份、硅烷偶联剂0.2-0.5份、邻 苯甲酰苯甲酸甲酯2.5-5份、丙二醇甲醚醋酸酯3-6份。
[0007] 进一步，上述技术方案中所述消光剂为气相二氧化硅，溶剂为异氟尔酮或异丙醇； 所述流平剂是聚氨酯2020、？150(：、8￥1(-358、10^^、8￥1(358~或聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚 体中的一种，消泡剂是乙烯基聚合物、聚硅氧烷或W-082型有机硅消泡剂、TEGO Foamex K3、 BYK066或 BEK-760 中的一种。
[0008] -种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征是:该制备方法包括 如下制备步骤：
[0009] (1)按重量份数计，准备如下组分:纳米陶瓷树脂70-80份，固化剂10-15份，消光剂 2-4份，氟碳表面活性剂0.5-3份，溶剂25-35份，添加剂1-5份；
[0010] (2)将纳米陶瓷树脂和溶剂在反应器中采用分散机进行分散，在转速800-1000转/ min，搅拌分散 15_20min;
[0011] (3)向步骤(2)产物中加入氟碳表面活性剂、消光剂和添加剂依次加入反应器中混 合搅拌30-40min，然后加入固化剂，降速20 %搅拌20-30min，用180-200目筛网过滤，得预辊 涂纳米陶fe涂料。
[0012] 有益效果:与现有技术相比，本发明的组分中特有的Si-0结构具有高达101千卡/ mol的结合能，在后期高温烘烤后可形成玻璃质化立体网状结构，从而使涂层表面漆膜硬度 达到多6H的效果，不易划伤或形成磨损，具有优秀的不燃性和绝缘性，打破了以往预辊涂印 花装饰板的应用局限性，能够和氟碳涂料层形成良好的兼容性，适用于涂覆金属基材或具 有氟碳涂料层的基材。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不局限于下述实施例。
[0014] 实施例一
[0015] -种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料的制备方法，该制备方法包括如下制备步 骤：
[0016] (1)按重量份数计，准备如下组分:纳米陶瓷树脂80份，固化剂15份，气相二氧化硅 4份，氟碳表面活性剂2.5份，异氟尔酮35份，添加剂4份；
[0017] (2)将纳米陶瓷树脂和溶剂在反应器中采用分散机进行分散，在转速800-1000转/ min，搅拌分散 15_20min;
[0018] (3)向步骤(2)产物中加入氟碳表面活性剂、消光剂和添加剂依次加入反应器中混 合搅拌30-40min，然后加入固化剂，降速20 %搅拌20-30min，用200目筛网过滤，得预辊涂纳 米陶瓷涂料。
[0019]其中，步骤（1)中纳米陶瓷树脂由纳米级粉体20,无机硅酸盐水和物40,水性硅丙 乳液12按照水性硅丙乳液、无机硅酸盐水和物、纳米级粉体的添加顺序在反应器中搅拌形 成;无机硅酸盐水和物为通过水热法制成的平均粒径在80nm的模数为1.8的硅酸钠水和物， 纳米级粉体为纳米二氧化娃、纳米三氧化二错和超细碳酸妈按照质量比1: 〇. 6:0.5形成的 复配物，水性硅丙乳液是上海丽邦化工科技有限公司的378;
[0020]固化剂为羟烷基酰胺类;氟碳表面活性剂为3-四聚环氧九氟丁烷酰胺基丙基 (2-亚硫酸）乙基二甲基铵，添加剂为流平剂BYK-358和消泡剂聚硅氧烷按照重量比0.8:0.9 形成的复合物。
[0021]实施例二
[0022] -种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料的制备方法，该制备方法包括如下制备步 骤：
[0023] (1)按重量份数计，准备如下组分:纳米陶瓷树脂75份，固化剂13份，气相二氧化硅 3份，氟碳表面活性剂2.0份，异氟尔酮30份，添加剂4份;其余步骤同实施例一。
[0024]其中，步骤（1)中纳米陶瓷树脂由纳米级粉体15,无机硅酸盐水和物30,水性硅丙 乳液8按照水性硅丙乳液、无机硅酸盐水和物、纳米级粉体的添加顺序在反应器中搅拌形 成;无机硅酸盐水和物为通过水热法制成的平均粒径在80nm的模数为1.8的硅酸钠水和物， 纳米级粉体为纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝和硅酸镁按照质量比1:0.7:0.6形成的复配 物，水性硅丙乳液是上海丽邦化工科技有限公司的378;
[0025]固化剂为羟烷基酰胺类;氟碳表面活性剂为3-四聚环氧九氟丁烷酰胺基丙基甜 菜碱，添加剂为流平剂聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体和消泡剂BYK066按照重量比0.7: 0.8形成的复合物。
[0026] 实施例三
[0027] -种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料的制备方法，该制备方法包括如下制备步 骤：
[0028] (1)按重量份数计，准备如下组分:纳米陶瓷树脂75份，固化剂12份，气相二氧化硅 3份，氟碳表面活性剂2.5份，异丙醇30份，添加剂4份;其余步骤同实施例一。
[0029]其中，步骤（1)中纳米陶瓷树脂由纳米级粉体13,无机硅酸盐水和物30,水性硅丙 乳液8按照水性硅丙乳液、无机硅酸盐水和物、纳米级粉体的添加顺序在反应器中搅拌形 成;无机硅酸盐水和物为通过水热法制成的平均粒径在70nm的模数为1.8的硅酸钾水和物， 纳米级粉体为纳米二氧化娃、纳米三氧化二错和纳米二氧化钛按照质量比1:0.75:0.5形成 的复配物，水性硅丙乳液包括如下组分：甲基硅树脂25份、丙烯酸异辛酯24份、去离子水30 份、壬基酚聚氧乙烯醚1.5份、硅烷偶联剂0.3份、邻苯甲酰苯甲酸甲酯3.0份、丙二醇甲醚醋 酸酯4份，该水性硅丙乳液的制备方法为:将甲基硅树脂和去离子水加入反应器中搅拌分散 至均匀，然后在搅拌条件间隔lOmin依次加入丙烯酸异辛酯、壬基酚聚氧乙烯醚、邻苯甲酰 苯甲酸甲酯、硅烷偶联剂和丙二醇甲醚醋酸酯，300-500转/min搅拌30-40min即可；固化剂 为三缩水甘油基异氰尿酸酯;氟碳表面活性剂为3-四聚环氧九氟丁烷酰胺基丙基甜菜碱， 添加剂为流平剂MFPE和消泡剂乙烯基聚合物按照重量比0.7:0.8形成的复合物。
[0030]将上述实施例一、二、三所得的预辊涂纳米陶瓷涂料分别辊涂覆盖在氟碳PVDF涂 层的金属底材表面，烘烤PMT240°C，烘烤同一时间，待水冷降温，分别对三块金属基材进行 表面涂层硬度检测，180°弯曲试验及反向冲击试验，测试结果如下：
[0032] 由上表可以看出本发明的金属印花装饰板用预辊涂纳米陶瓷涂料，可在金属底材 表面形成连续稳定的纳米涂层，经过高温烘烤，可达到多6H的超强硬度，在铅笔硬度测试中 明显高于彩涂钢板国家标准的F、H级，同时物性加工性能指标也明显高于国家标准，适宜进 一步推广应用。
[0033] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:按重量份数计，该涂料包括如下 组分:纳米陶瓷树脂70-80份，固化剂10-15份，消光剂2-4份，氟碳表面活性剂0.5-3份，溶剂 25-35份，添加剂1-5份； 所述纳米陶瓷树脂包括如下组分:纳米级粉体10-20，无机硅酸盐水和物20-40，水性硅 丙乳液5-12;无机硅酸盐水和物为通过水热法制成的平均粒径在50-100nm的水和物;所述 固化剂为羟烷基酰胺类或三缩水甘油基异氰尿酸酯;添加剂为流平剂和消泡剂按照重量 比（0.7-1 ):(0.8-1)形成的复合物。2. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:所述纳米 级粉体为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、超细碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁或滑 石粉中的一种、两种或多种的组合物。3. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:所述无机 娃酸盐为模数为1.5-2.8的娃酸钠或模数为1.5-2.5的娃酸钾。4. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:所述氟碳 表面活性剂为3-四聚环氧九氟丁烷酰胺基丙基（2-亚硫酸）乙基二甲基铵或3-四聚环氧九 氟丁烷酰胺基丙基甜菜碱。5. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:所述水性 硅丙乳液包括如下重量份组成：甲基硅树脂20-30份、丙烯酸异辛酯22-32份、去离子水25-35份、壬基酚聚氧乙烯醚1-2份、硅烷偶联剂0.2-0.5份、邻苯甲酰苯甲酸甲酯2.5-5份、丙二 醇甲醚醋酸酯3-6份。6. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:所述消光 剂为气相二氧化硅，溶剂为异氟尔酮或异丙醇。7. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料，其特征是:所述流平 剂是聚氨酯2020、？150(：、8￥1(-358、1^^^、8￥1(358~或聚醚改性聚二甲基硅氧烷共聚体中的一 种，消泡剂是乙烯基聚合物、聚硅氧烷或W-082型有机硅消泡剂、TEGO Foamex K3、BYK066或 BEK-760中的一种。8. 根据权利要求1所述的一种金属印花板用预辊涂纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征 是:该制备方法包括如下制备步骤： (1) 按重量份数计，准备如下组分:纳米陶瓷树脂70-80份，固化剂10-15份，消光剂2-4 份，氟碳表面活性剂〇. 5-3份，溶剂25-35份，添加剂1-5份； (2) 将纳米陶瓷树脂和溶剂在反应器中采用分散机进行分散，在转速800-1000转/min， 搅拌分散15-20min; (3) 向步骤(2)产物中加入氟碳表面活性剂、消光剂和添加剂依次加入反应器中混合搅 拌30-40min，然后加入固化剂，降速20%搅拌20-30min，用180-200目筛网过滤，得预辊涂纳 米陶瓷涂料。
【文档编号】C04B35/14GK105967666SQ201610302301
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】耿凯
【申请人】江苏凯特尔新型复合饰材有限公司