CN101037567B - 复合硅涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料涂层及其制备方法，旨在提供一种复合硅涂层及其制备方法。该复合硅涂层及其制备方法包括以下步骤：(1)将相同摩尔数的有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯加入醇稀释溶剂中，该醇稀释溶剂的质量是有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯质量的1～100倍；(2)向步骤(1)所得溶液中加入无机酸和去离子水，使pH为1～5；(3)将步骤(2)所得溶液涂覆到涂料涂层上，自然干燥得到复合硅涂层。采用本发明所述的复合硅涂层及其制备方法，用于涂料涂层施加光催化自洁保护层前的预涂层，阻隔并保护底层的涂料涂层，可避免涂料涂层中的有机成膜组分被氧化钛光催化分解，还可促进底材涂料涂层和氧化钛自洁保护层之间的界面过渡和结合。
Description
技术领域
本发明涉及涂料涂层，更具体地说，是涉及一种用于涂料阻隔保护的复合硅涂层。
背景技术
当前外墙涂料涂层普遍存在耐沾污、耐老化性能不足的问题。尘埃、污染物附着导致涂层表面脏污，太阳紫外线和酸雨则加速涂层中有机组分老化。对此，一种可行的方法是在涂料涂层外再施加一层氧化钛涂层。氧化钛可以吸收阳光中的紫外线以保护底层涂层，同时还凭借其较好的耐酸碱性抵抗酸雨的侵蚀；此外锐钛矿晶型的氧化钛可以利用阳光产生光催化和超亲水性能，实现涂层的自我清洁。
但氧化钛的具体应用存在技术问题。目前的研究大多将结晶型纳米氧化钛粉体直接加入到外墙涂料中，但团聚问题一直难以解决，限制其性能发挥；同时这样的涂料施用后，氧化钛发挥效果时除分解涂层表面的污染物外，也会无区分能力地分解涂层中的有机成膜组分，导致涂层粉化等。
申请人为浙江大学、申请号为CN200610048934.8的发明专利中述及一种制备涂料自洁保护剂的制备方法，提供了一种可以直接用于涂料涂层自洁保护的氧化钛溶胶，可以避免纳米氧化钛粉体改性涂料时的分散问题，但仍然可能导致底层涂料涂层中的有机组分受损。本发明在此基础上，提供一种用于涂料阻隔保护的复合硅涂层及其制备方法，作为光催化自洁保护层施用前的预涂层，阻隔并保护底层的涂料涂层，避免涂料涂层中的有机成膜组分被氧化钛光催化分解。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于涂料阻隔保护的复合硅涂层。
为了解决以上问题，本发明通过如下技术方案实现。
一种复合硅涂层及其制备方法，所述复合硅涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)将相同摩尔数的有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯加入醇稀释溶剂中得到溶液，该醇稀释溶剂的质量是有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯质量的1～100倍；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入无机酸和去离子水，使该溶液的PH值为1～5；
(3)将步骤(2)所得溶液涂覆到涂料涂层上，自然干燥得到复合硅涂层。
作为一种改进，所述有机硅烷偶联剂的分子结构式为R1-Si-(OR2)[3-x]-(CH3)x；其中烷基R1为有机碳链，R2为可以水解的烷氧基，x取值1～2。
作为一种改进，所述硅酸烷基酯是硅酸四甲酯或硅酸四乙酯其中至少一种。
作为一种改进，所述醇稀释溶剂是乙醇、异丙醇或乙二醇其中至少一种的醇稀释溶剂。
作为一种改进，所述无机酸是盐酸、硫酸、硝酸其中至少一种。
作为一种改进，所述涂覆方式是喷涂、刷涂、辊涂、刮涂其中至少一种。
作为一种改进，所述烷氧基是甲氧基、乙氧基或丙氧基其中一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明所述的复合硅涂层及其制备方法，用于涂料涂层施加光催化自洁保护层前的预涂层，阻隔并保护底层的涂料涂层，可避免涂料涂层中的有机成膜组分被氧化钛光催化分解，还可促进底材涂料涂层和氧化钛自洁保护层之间的界面过渡和结合。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明进行详细说明。
一种复合硅涂层及其制备方法，所述复合硅涂层的制备方法包括以下步骤：
(1)将相同摩尔数的有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯加入醇稀释溶剂中得到溶液，该醇稀释溶剂的质量是有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯质量的1～100倍；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入无机酸和去离子水，使该溶液的PH值为1～5；
(3)将步骤(2)所得溶液涂覆到涂料涂层上，自然干燥得到复合硅涂层。
所述有机硅烷偶联剂的分子结构式为R1-Si-(OR2)[3-x]-(CH3)x；其中烷基R1为有机碳链，R2为可以水解的烷氧基，是甲氧基、乙氧基或丙氧基其中一种，x取值1～2；硅酸烷基酯是硅酸四甲酯或硅酸四乙酯其中至少一种；所述醇稀释溶剂可以是乙醇、异丙醇或乙二醇其中至少一种的醇稀释溶剂；所述无机酸是盐酸、硫酸、硝酸其中至少一种；所述涂覆方式是喷涂、刷涂、辊涂、刮涂其中至少一种。
下面通过实施例1～5对本发明进行详细说明。
各实施例中的试验数据见下表：
| 具体实施例序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 甲基三甲氧基硅烷 | √ | √ | √ | ||
| 甲基三乙氧基硅烷 | √ | √ | |||
| KH-550 | √ | √ | |||
| 硅酸四甲酯 | √ | √ | √ | ||
| 正硅酸乙酯 | √ | √ | |||
| 无水乙醇 | √ | √ | √ | ||
| 乙二醇 | √ | √ | √ | √ | |
| 异丙醇 | √ | √ | √ | ||
| 醇稀释溶剂的量(m/m) | 1 | 25 | 55 | 75 | 100 |
| 盐酸 | √ | √ | √ | ||
| 硫酸 | √ | √ | |||
| 硝酸 | √ | √ | √ | ||
| PH值 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 涂覆方式 | 喷涂 | 刷涂 | 刮涂 | 辊涂 | 喷涂 |
其中醇稀释溶剂的量是指醇稀释溶剂与加入有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯的质量比。
本发明所述的用于涂料阻隔保护的复合硅涂层，作为底材涂料涂层和外层氧化钛自洁保护层之间的中间过渡层，有两个主要作用：促进底材涂料涂层和氧化 钛自洁保护层之间的界面过渡和结合(有机硅烷偶联剂水解后可与底层的有机涂料涂层良好结合，硅酸烷基酯水解生成的氧化硅则可与外层的无机氧化钛自洁保护层良好结合，有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯的水解产物则可相互键合形成互穿结构)；阻隔并保护底层的涂料涂层，避免涂料涂层中的有机成膜组分被氧化钛光催化分解。
分别采用实施例1～5中所得的复合硅涂层，用于涂料涂层施加光催化自洁保护层前的预涂层，避免了涂料涂层中的有机成膜组分被氧化钛光催化分解，有效促进底材涂料涂层和氧化钛自洁保护层之间的界面过渡和结合。
最后，还需要注意的是，以上列举的是本发明的若干具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种复合硅涂层，其特征在于，是通过下述步骤制得的：
(1)将相同摩尔数的有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯加入醇稀释溶剂中得到溶液，该醇稀释溶剂的质量是有机硅烷偶联剂和硅酸烷基酯质量的1～100倍；
(2)向步骤(1)所得溶液中加入无机酸和去离子水，使该溶液的PH值为1～5；
(3)将步骤(2)所得溶液涂覆到涂料涂层上，自然干燥得到复合硅涂层。
2.根据权利要求1所述的复合硅涂层，其特征在于，所述有机硅烷偶联剂的分子结构式为R1-Si-(OR2)[3-x]-(CH3)x；其中烷基R1为有机碳链，R2为可以水解的烷氧基，x取值1～2。
3.根据权利要求1所述的复合硅涂层，其特征在于，所述硅酸烷基酯是硅酸四甲酯或硅酸四乙酯其中至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合硅涂层，其特征在于，所述醇稀释溶剂是乙醇、异丙醇或乙二醇其中至少一种的醇稀释溶剂。
5.根据权利要求1所述的复合硅涂层，其特征在于，所述无机酸是盐酸、硫酸、硝酸其中至少一种。
6.根据权利要求1所述的复合硅涂层，其特征在于，所述涂覆方式是喷涂、刷涂、辊涂、刮涂其中至少一种。
7.根据权利要求2所述的复合硅涂层，其特征在于，所述烷氧基是甲氧基、乙氧基或丙氧基其中一种。
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