一种常温固化型无机涂料及其制造方法_2

文档序号:9319614阅读:来源:国知局
阶段:将得到的无机溶 液70-80wt%,钛酸钾和/或氧化铝功能助剂5-lOwt%,由氧化钛构成的颜料粉10-20wt%, 以及其它功能助剂〇. 5-2.Owt%,一同放入反应器里搅拌混合;三、均匀化阶段:将上述阶 段中搅拌混合的物质放进均质器里高速搅拌1-2小时使使粒子均匀化;四、过滤:把在上述 阶段里均匀化的物质在325-1000目的网里过滤,除去大颗粒粒子,得到所述的无机陶瓷涂 料。
[0050] 进一步的,在制作无机溶液的阶段,加入甲醇、乙醇、异丙醇或者其混合物,以调节 溶液的粘度和反应速度。进一步的,在上述的搅拌混合阶段,加入的5-1Owt%功能助剂当中 包含粒子大小为l-l〇〇nm的钛酸钾3-5wt%。
[0051] 下面详细说明关于此发明的构成及制作过程。
[0052] 上述无机溶液的物质结构和原理如下:
[0053] 烷氧基硅烷以分子式R^SUOR2)^表示,R1为烷基,甲基、乙基、苯基、CF3CH2CH2、 cf3(cf2)5ch2ch2、cf3(cf2)7ch2ch2等,OR2为加水分解性烷氧基,被水或者空气中的水分或者 基材表面的水分加水分解,形成娃氢氧根(Si-〇H),上述的娃氢氧根在基材的表面(M-0H) 上形成Si-0-M的结合键,与基材(M)强有力的结合。由娃-氧构成的稳定的无机轴,结合能 量比其他结合度偏高,表现出耐候性、耐化学性、耐磨性、高硬度等的特性,同时由于硅-氧 结合而产生的柔韧性及弹性具有耐寒性及强热震性,如下面表1所示:
[0054] 表1 :各原子之间的化学键的能量及化学键的长度
[0055]
[0056]i是长度单位:埃。
[0057] 在本发明里,有机硅烷在氧化硅的存在下,进行加水分解、及缩聚合反应形成无机 溶液,此无机溶液含Si-〇H,由Si-〇H形成结合力强的(Si-0-M),所以无机溶液本身有强力 的粘合剂的作用。
[0058] 进一步的,所述有机硅烷包括四乙氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷中的一种或者上 述两种物质的混合物,添加20-30%的硅溶胶搅拌而制作出上述无机溶液。如硅胶的比例超 过指定的范围,(Si-0-M)的结合力会下降,以至在高热环境下会出现涂膜剥离现象,建议在 指定范围内混合。
[0059] 同时,上述无机溶液制作工程中,可添加甲醇、乙醇、异丙醇或者其混合物中的任 意一种,可调节溶液的粘度及反应速度等。
[0060] 而且,为了改善涂膜的物理化学性能,可使用钛酸钾或氧化铝等功能助技,这些物 质是针状或者板状,有防止绷瓷或调节粘度的作用。建议填充剂在5-l〇Wt%的范围内,如低 于5wt%,性能明显下降,而且涂膜的表面会粗糙,如高于10wt%,光泽度或者附着力低下。
[0061] 本发明的无机陶瓷涂料的组合物可代替以往的油漆,为了达到这个目的,颜色需 多样,以往的涂料为了颜色多样,大部分添加了有机颜料或染料,但有机物导致各种问题, 本发明的无机陶瓷涂料组合物为了体现既是无机物也能体现多种颜色而添加了金属氧化 物颜料。建议此类的颜料粉占约10-20wt%,如低于10-20wt%,光泽度会低下,如超过此范 围会导致弱化涂膜与基材的结合力。并且,为了赋予涂膜多种性能,本发明的无机陶瓷涂料 组合物含有0. 5-2.Owt%的其它功能助剂。
[0062] 举个例子,为了体现光触媒性能,上述无机涂料中可添加二氧化钛,二氧化钛通过 光而活化,具有把各种污染物转换为无害物质的作用。
[0063] 而且根据需求,为了赋予远紫外线放射或排放阴离子等性能,上述无机涂料中可 添加适当的其它功能助剂。其它功能助剂包括能释放阴离子的物质。近来,普遍使用的能 释放阴离子的物质主要有电气石和稀土类原矿石。
[0064] 进一步的,上述的无机陶瓷涂料组合物通过以下4个阶段来制作。
[0065] 第一、无机溶液的制作:在制作无机溶液的阶段,选1-2种以上的有机硅烷,尤其 甲基三甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷中选一个或者在这些混合物质当中混合30-40wt%的有 机硅烷、15-20wt%的乙醇、25-30%的硅溶胶混合一起,在40-50°C温度下,搅拌大约5-10 分钟,这时有机硅烷和硅胶的混合溶液产生化学反应,出现发热现象,在反应过程中由浑浊 的状态逐渐变为透明的状态。此时,为了调节溶液的粘度和反应速度,在甲醇、乙醇、异丙醇 或者其混合物中选择一个放进去,经过这样的工序,制作成溶胶状态的无机溶液。
[0066] 第二、搅拌混合溶液:在搅拌混合溶液的阶段,把上阶段制作出的无机溶液 (70-80wt% )、钛酸钾或者氧化铝当中挑选一个作为功能助剂(5-10wt% ),由氧化钛构成 的颜料粉(10_20wt% )和其他功能助剂(0. 5-2.Owt% )混合一起搅拌,形成无机陶瓷混合 物。
[0067] 第三、均匀化:在均匀化阶段,把搅拌的物质放进均质器,高速搅拌1-2小时使粒 子均勾化。
[0068] 第四、过滤:在过滤阶段,上将述阶段里已均匀化的物质在325-1000目的过滤网 上经过过滤,除去大粒子后,最终得到无机涂料。
[0069] 本发明提供的无机涂料,通过添加功能助剂赋予了涂膜柔韧性,防止龟裂,解决了 厚膜现象,为制造常温固化的纯无机涂料,利用硅溶胶与烷氧基硅烷进行缩聚合反应,在常 温下实现固化,且形成对身体无害,无环境污染的物性优异的无机涂膜。
[0070]与现有技术相比,本发明所提供的常温固化型无机涂料具有前所未有的优异特 性。即,解决了一个无机涂料的常温固化的难题,喷涂在大型构筑物的时候不需要具备大型 烘烤设备,所以也不需要锅炉等零件设备,也可节省燃料费用,对环境也有益,可提高生产 效率。而且,本发明所提供的常温固化型无机涂料不包含有害有机成分,易施工,无味,耐化 学物理性能优异,可长时间维持涂膜,对人体无害,不诱发环境污染,确保安全性,提供有用 的效果。进一步的,因阻隔VOC或者甲醛等有害物质的排放,可防止新房综合征的发生,而 且成膜后的所有构成物都是无机物,所以废弃后也可使环境污染最小化,并且因为可防止 剥离或者褪色的现象,可长时间维持美丽的外观,对于热和紫外线具有耐性。
【具体实施方式】
[0071] 下面通过实施例对本申请的技术方案进一步详细说明,但目的不是限制本申请的 保护范围。
[0072] 实施例1 :
[0073] 本发明提供一种无机涂料,所述涂料的制备方法如下:
[0074] (1)在此发明的制作无机溶液的阶段,从甲基三甲氧基硅烷或者四乙氧基硅烷种 选一个或它俩的混合物质有机硅烷30wt%,乙醇15wt%,硅溶胶(简称硅胶)30wt%混合一 起,在40_50°C温度下搅拌约5-10分钟,烷氧基硅烷和硅溶胶的混合液产生化学反应,出现 发热现象,随着反应进行,从浑浊状态逐渐变为透明液体。此时,为了调节溶液的粘度和反 应速度,在甲醇、乙醇、异丙醇或者其混合物中选择一个放进去,经过这些工序,制作成溶胶 状态的无机溶液。
[0075] (2)在此发明的混合液搅拌阶段,把上阶段制作出的无机溶液、钛酸钾或者氧化铝 当中挑选一个作为功能助剂9wt%,氧化钛颜料粉15wt%和其他功能助剂lwt%混合一起 搅拌,形成无机陶瓷混合液。
[0076] (3)在均匀化阶段,把搅拌的物质放进均质器,高速搅拌1-2小时使粒子均匀化。
[0077] (4)提取涂料的阶段,在上述阶段里已均匀化的物质在一定大小的过滤网上经过 过滤,提取粒子后,最终完成涂料。
[0078] 实施例2
[0079] 本发明提供的一种无机涂料,所述无机涂料的原料包括下述成份:
[0080] 70wt%的无机溶液;所述无机溶液的原料包括下述成份:30wt%的四乙氧基娃 烷,15wt%的乙醇,25wt%的硅溶胶;
[0081] l〇wt%的功能助剂,所述功能助剂为钛酸钾和氧化铝的组合物,其中,钛酸钾的含 量是3% ;
[0082] 19. 5wt%的无机颜料;
[0083] 0. 5wt%的其它功能助剂;所述其它功能助剂为电气石。
[0084] 上述百分比为各原料占无机涂料总重的重量百分比。
[0085] 实施例3
[0086] 本发明提供的一种无机涂料,所述无机涂料的原料包括下述成份:
[0087] 80wt%的无机溶液;所述无机溶液的原料包括下述成份:40wt%的四乙氧基硅烷 和甲基三甲氧基硅烷组合物,四乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比是1:1,15wt%的 乙醇,25wt%的硅溶胶;
[0088] 5wt%的功能助剂,所述功能助剂为钛酸钾和氧化铝的组合物,其中,钛酸钾的含 量是4% ;
[0089] 13wt%的无机颜料;
[0090] 2wt%的其它功能助剂;所述其它功能助剂为电气石。
[0091] 上述百分比为各原料占无机涂料总重的重量百分比。
[0092] 实施例4
[0093] 本发明提供的一种无机涂料,所述无机涂料的原料包括下述成份:
[0094]80wt%的无机溶液;所述无机溶液的原料包括下述成份:30wt%的甲基三甲氧基 硅烷,20wt%的乙醇,30wt%的硅溶胶;
[0095] 6wt%的功能助剂,所述功能助剂为钛酸钾和氧化铝的组合物,其中,钛酸钾的含 量是5% ;
[0096] 13wt%的无机颜料;
[0097] lwt%的其它功能助剂;所述其它功能助剂为稀土类原矿石。
[0098] 上述百分比为各原料占无机涂料总重的重量百分比。
[0099] 实施例5
[0100] 本发明提供的一种无机涂料,所
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