CN101928515A

CN101928515A - 一种溶胶和由该溶胶形成的薄膜材料

Info

Publication number: CN101928515A
Application number: CN 200910150701
Authority: CN
Inventors: 沙明杰; 张馥荔; 陈云
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2029-06-22
Also published as: CN101928515B

Abstract

一种溶胶，其中，该溶胶是由溶胶前驱体、溶剂、催化剂和选择性含有的金属络合剂混合得到的产物，所述溶胶前驱体为组分A或组分A与组分B的混合物；其中，所述组分A选自含有氯、氟、乙烯基、甲酰胺基和甲基丙烯酰氧基中至少一种基团的烷氧基硅烷中的一种或几种；所述组分B选自钛的醇盐、铝的醇盐、锆的醇盐、钛的氧化物、铝的氧化物、锆的氧化物、钛的可溶性无机盐、铝的可溶性无机盐、锆的可溶性无机盐和碳原子数为1-20的饱和烃基烷氧基硅烷中的至少一种，所述溶剂选自乙醇、异丙醇、正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸正丁酯中的一种或几种；所述催化剂为不引发沉淀的酸性水溶液或碱性水溶液。由本发明提供的溶胶可以在基材上形成具有良好的抗化学污染性能和防指纹性能的薄膜层。本发明还涉及由该溶胶形成的薄膜材料。

Description

一种溶胶和由该溶胶形成的薄膜材料

技术领域

本发明涉及一种溶胶和由该溶胶形成的薄膜材料。

背景技术

PVD镀膜是手机金属件主要的表面处理方法，可赋予金属件特殊的陶瓷质感色彩。然而，PVD镀层因内部固有的均匀排布的微孔，手指印迹等脏污留下后会发生变色，难以擦除。研究发现，通过在PVD镀层表面形成一层保护膜，该保护膜在保持PVD镀层外观和手感的同时，可有效防止指纹污染。

例如，CN1778851A公开了一种表面抗指纹化涂层，该涂层包括：一形成于待涂覆基底表面的疏水性纳米材料涂层、疏油性纳米材料涂层或超双疏纳米材料涂层。

CN1553944A公开了一种用于涂布金属基材的涂料，在0-90℃的温度范围内其粘度低于1000mPas，其含有：

a)40-90重量％的低聚、直链或支链(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯和/或聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的至少一种；

b)5-60重量％，优选10-60重量％的单官能液体(甲基)丙烯酸酯或二、三或多(甲基)丙烯酸酯化合物的至少一种；

c)0.1-20重量％的至少一种含有酸性基团的甲基丙烯酸酯化合物，以及

d)0.1-20重量％的涂层技术中的辅助物质，如粘合促进剂、流动控制剂、消泡剂和/或光稳定剂以及光引发剂。

上述两种涂层均是以树脂为主体，通过光或热固化的方式，在基底上形成防指纹涂层，这种涂层存在施工时易排放大量挥发性有机污染物，且制得涂层易产生泛彩、发朦和老化的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有的抗指纹化涂层易产生泛彩、发朦和老化的缺陷，提供一种溶胶和由该溶胶形成的不易产生泛彩、发朦和老化的薄膜材料。

本发明提供了一种溶胶，其中，该溶胶是由溶胶前驱体、溶剂、催化剂和选择性含有的金属络合剂混合得到的产物，所述溶胶前驱体为组分A或组分A与组分B的混合物；其中，所述组分A选自含有氯、氟、乙烯基、甲酰胺基和甲基丙烯酰氧基中至少一种基团的烷氧基硅烷中的一种或几种；所述组分B选自钛的醇盐、铝的醇盐、锆的醇盐、钛的氧化物、铝的氧化物、锆的氧化物、钛的可溶性无机盐、铝的可溶性无机盐、锆的可溶性无机盐和碳原子数为1-20的饱和烃基烷氧基硅烷中的至少一种，所述溶剂选自乙醇、异丙醇、正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸正丁酯中的一种或几种；所述催化剂为不引发沉淀的酸性水溶液或碱性水溶液。

本发明还提供了一种薄膜材料，该材料包括基材和位于基材表面的薄膜，其中，所述薄膜为由本发明提供的溶胶形成。

由本发明提供的溶胶可以在基材上形成均匀、致密的薄膜层，且该薄膜层具有良好的抗化学污染，且防指纹性能优异。例如，由本发明的溶胶制成的薄膜材料在全检灯下观察没有出现开裂、泛彩等现象，在测试薄膜材料的抗化学污染性能中，在将护手霜、防晒液、唇膏、粉底霜、杀虫剂、烹饪用油等化学污染物涂覆到由本发明的溶胶制成的薄膜材料上24小时后，也不会发生脆裂、老化以及变色等问题，仍具有较强的抗污染能力。在测试薄膜材料的防指纹性能中，在用人工汗液擦试薄膜材料后，只需要用棉布简单擦试样品表面2-6次即可除去指印。此外，本发明的制备工艺简单、成本低，制备过程能耗少、对环境友好。

具体实施方式

按照本发明，所述溶胶是由溶胶前驱体、溶剂、催化剂和选择性含有的金属络合剂混合得到的产物，所述溶胶前驱体为组分A或组分A与组分B的混合物；其中，所述组分A选自含有氯、氟、乙烯基、甲酰胺基和甲基丙烯酰氧基中至少一种基团的烷氧基硅烷中的一种或几种；所述组分B选自钛的醇盐、铝的醇盐、锆的醇盐、钛的氧化物、铝的氧化物、锆的氧化物、钛的可溶性无机盐、铝的可溶性无机盐、锆的可溶性无机盐和碳原子数为1-20的饱和烃基烷氧基硅烷中的至少一种，所述溶剂选自乙醇、异丙醇、正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸正丁酯中的一种或几种；所述催化剂为不引发沉淀的酸性水溶液或碱性水溶液。

按照本发明，所述溶胶中各组分的加入量可以在很大范围内改变，优选情况下，以该溶胶的总量为基准，所述溶胶前驱体的加入量为1-15重量％，更优选为1-8重量％；所述溶剂的加入量为70-98重量％，更优选为85-96重量％；所述催化剂的加入量为0.2-10重量％，更优选为0.2-5重量％；金属络合剂的加入量为0-5重量％，优选为0.1-3重量％。

按照本发明，所述溶胶前驱体优选为组分A与组分B的混合物，其中，所述组分A与组分B的重量比可以在较宽范围内调整，更优选情况下，所述组分A与组分B的重量比为(1-4)∶1。

按照本发明，所述含有氯的烷氧基硅烷优选为烷基三烷氧基氯硅烷，所述含有氟的烷氧基硅烷优选为烷基三烷氧基氟硅烷，其中，所述烷基为碳原子数为1-20的烷基，所述烷氧基为碳原子数为1-9的烷氧基；

所述含有乙烯基的烷氧基硅烷优选为乙烯基三异丙氧基硅烷，所述含有甲酰胺基的烷氧基硅烷优选为甲酰胺基三乙氧基硅烷，所述含有甲基丙烯酰氧基的烷氧基硅烷优选为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷；

按照本发明，优选情况下，所述钛的醇盐可以为钛酸正丁酯，所述铝的醇盐可以为异丙醇铝，所述锆的醇盐可以为锆酸异丙酯，所述钛的可溶性无机盐可以为四氯化钛，所述铝的可溶性无机盐可以为硝酸铝，锆的可溶性无机盐可以为硝酸锆和/或氯化锆；所述钛的氧化物可以为氧化锆，所述铝的氧化物可以为氧化铝，所述锆的氧化物可以为氧化锆。

按照本发明，所述溶剂优选为乙醇和/或异丙醇与选自正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸正丁酯中的至少一种溶剂的混合溶剂，可以在溶胶向凝胶转变即形成薄膜的过程中，使溶剂能够梯度挥发，减少薄膜收缩应力，从而进一步抑制薄膜的开裂，所述乙醇和/或异丙醇与选自正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸正丁酯中的至少一种溶剂的重量比可以在较宽的范围内调整，优选情况下，所述乙醇和/或异丙醇与选自正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸正丁酯中的至少一种溶剂的重量比为1∶(0.2-1)。

按照本发明，所述催化剂为不会引发溶胶沉淀、可以分别提供正、负电荷，分布在带电溶胶外可形成双电荷，以达到稳定溶胶的作用的各种酸性水溶液或碱性水溶液，只要能够达到提供正、负电荷的目的即可。优选情况下，所述酸性水溶液可以选自硝酸、乙酸、柠檬酸和盐酸中的至少一种酸的水溶液；所述碱性溶液可以选自二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基乙醇胺中的至少一种碱的水溶液。所述酸性水溶液和碱性水溶液的浓度可以在较宽的范围内调整，例如，其中，水与酸或碱的重量比可以为1∶(1-25)，其中，对酸或碱的浓度没有特别限定，例如，质量浓度可以为5-99.5％。

按照本发明，当所述溶胶前驱体为组分A与组分B的混合物，且组分B选自钛、铝、锆的醇盐、氧化物或可溶性无机盐中的一种或几种时，为了达到更好地络合金属离子的目的，防止溶胶沉淀，所述溶胶优选为由溶胶前驱体、溶剂、催化剂和金属络合剂混合得到的产物，所述金属络合剂可以选自各种金属络合剂，例如，所述金属络合剂可以选自乙酰丙酮、吡啶、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和乙二胺四乙酸中的至少一种；反之，若所述溶胶前驱体为组分A，或者所述溶胶前驱体为组分A与组分B的混合物，且所述组分B为碳原子数为1-20的饱和烃基烷氧基硅烷中的至少一种时，就不存在上述问题，因此，所述溶胶优选为由溶胶前驱体、溶剂和催化剂混合得到的产物，而可以不含有金属络合剂。以所述溶胶的总重量为基准，所述金属络合剂的加入量可以为0-5重量％，优选为0.1-3重量％。

按照本发明，所述溶胶是由溶胶前驱体、溶剂、催化剂和选择性含有的金属络合剂混合得到的产物。

按照本发明，所述溶胶前驱体、溶剂、催化剂和选择性含有的金属络合剂的混合可以同时进行也可以分步进行，优选先向溶剂中加入溶胶前驱体，然后再加入催化剂。

如果还优选含有金属络合剂，特别是当所述溶胶组合物中含有钛、铝或锆的醇盐、氧化物、可溶性无机盐时以达到更好地络合金属离子的目的，本发明提供的方法还包括在加入催化剂之前，在将溶胶前驱体和溶剂混合后，加入所述金属络合剂，并混合均匀的步骤。

为了保证溶胶体系的均匀分散，并加快溶胶的反应速率，所述混合优选在搅拌下进行，搅拌的速度的可调节范围较宽，优选的搅拌速度为50-1200转/分钟。

按照本发明提供的薄膜材料，该材料包括基材和位于基材表面的薄膜，其特征在于，所述薄膜为由本发明提供的溶胶形成。

按照本发明，所述薄膜材料的制备方法包括在基材表面形成薄膜，然后固化，其中，所述薄膜为由本发明提供的溶胶形成。

其中，在基材上形成薄膜的方法可以为本领域技术人员所公知的各种常规的方法，例如，可以采用喷涂、浸渍或擦涂的方法。所述固化的条件和方法为本领域技术人员所公知，例如，所述固化的温度可以为150-220℃，固化的时间可以为15-30分钟。溶胶的涂覆厚度视具体情况而定，与对薄膜材料的要求有关，一般，溶胶的涂覆量使得到的薄膜材料中薄膜的厚度为0.05-2.0微米。

优选情况下，在基材上形成薄膜之前以及形成薄膜之后，还包括清洗基材的步骤，所述清洗基材的方法可以为各种常规的方法，例如，在形成薄膜之前一般为将基材在浸在乙醇中进行超声波清洗，在形成薄膜之后，可以用浸渍用溶胶进行淋洗，以起到流平的作用。

所述基材可以是各种用于制备薄膜材料的基材，例如，可以选自本领域常规的各种基材，例如，不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金、陶瓷、玻璃、硅片、石英、塑胶以及表面形成有碳化铬、碳氮化铬、碳化钛和碳氮化钛中至少一种物理气相沉积膜的不锈钢或钛合金中的一种，所述基材的厚度无特别限制，可以根据实际需要而定。

下面将通过实施例对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中，在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，将15克十七氟癸基三甲氧基硅烷(南京遂宁化工有限公司)和5克的正硅酸乙酯与200克乙醇和150克正丁醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌0.5小时，加入1.25克络合剂乙酰丙酮混合，搅拌1小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.9克去离子水和1.8克质量浓度为36％的盐酸，持续搅拌3小时，得到均质、透明溶胶。

(2)将镀有碳化钛(碳化钛的厚度为2微米)的尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米打砂不锈钢基材(温州吉丰不锈钢有限公司生产)在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后，将基材完全浸渍到步骤(1)制得的溶胶中20分钟(浸渍的量为1.5克)，然后用步骤(1)制得的溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后在150℃下烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S1，薄膜厚度为0.1微米。

实施例2

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)下，将10克十二烷基三乙氧基三氯硅烷(深圳市化试科技有限公司)和275克乙醇和120克异戊醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌0.5小时，加入3克络合剂酒石酸，搅拌1.0小时后，再向所述烧瓶中依次加入摩尔0.8克去离子水和3克质量浓度为36％的盐酸，持续搅拌4小时，得到均质、透明的溶胶。

(2)将尺寸为5.5毫米×4.5毫米×0.8毫米的铝合金基材(群达龙企业有限公司生产)在96重量％的乙醇中进行超声清洗3分钟，然后用W-101喷枪，在雾化压力为3Mpa条件下，将40克由步骤(1)制得的溶胶均匀喷涂在铝合金基材表面，将喷涂后的基材放入电热恒温鼓风干燥箱中，180℃烘烤固化20分钟，得到防指纹薄膜材料S2，薄膜厚度为1微米。

实施例3

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)下，将7克乙烯基三异丙氧基硅烷(深圳市化试科技有限公司)和230克乙醇和100克丙二醇甲醚醋酸酯(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌0.5小时，加入0.8克络合剂吡啶，搅拌1.0小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.5克去离子水和3克质量浓度为65％的乙酸(广东大金华化学厂有限公司)，持续搅拌3小时，得到的均质、透明溶胶。

(2)将镀有碳化钛(碳化钛的厚度为2微米)的尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米高光钛合金基材(深圳市腾鑫钛业有限公司生产)在96重量％乙醇中进行超声清洗4分钟，完全浸渍到由步骤(1)制得的溶胶组合物中30分钟后(浸渍的量为2.5克)，用由步骤(1)制备得溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后经200℃烘烤固化15分钟，得到防指纹薄膜材料S3，薄膜厚度为0.15微米。

实施例4

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)下，将9.5克乙烯基三异丙氧基硅烷(深圳市化试科技有限公司)和6.8克的钛酸正丁酯和180克异丙醇和210克正丁醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌0.5小时，加入1.0克柠檬酸，搅拌1.0小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.2克去离子水和4.5克质量浓度为85％的三乙醇胺(广东大金华化学厂有限公司)，持续搅拌5小时，得到均质、透明溶胶。

(2)将尺寸为8.0毫米×4.5毫米×0.6毫米镁合金基材(深圳市金永安实业有限公司生产)在96重量％的乙醇中进行超声清洗5分钟，然后用W-101喷枪，在雾化压力为2Mpa条件下，将40克由步骤(1)制得的溶胶均匀喷涂在镁合金基材表面，将喷涂后的基材放入电热恒温鼓风干燥箱中，150℃烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S4，薄膜厚度为1.5微米。

实施例5

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，加入10克甲酰胺基三乙氧基硅烷(深圳市化试科技有限公司)和5克的异丙醇铝和270克异丙醇和200克乙酸丁酯(广东光华化学厂有限公司)，搅拌0.5小时，加入2.0克络合剂葡萄糖酸，搅拌1.0小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.5克去离子水和1.8克质量浓度为65％的硝酸(广东大金华化学厂有限公司)，持续搅拌4小时，得到均质、透明的溶胶。

(2)将尺寸为6.0毫米×2.0毫米×1.0毫米硅片(江西赛维LDK太阳能有限公司生产)在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟后，完全浸渍到由步骤(1)制得的溶胶组合物中40分钟后(浸渍的量为2.5克)，用由步骤(1)制备得溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后经150℃烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S5，薄膜厚度为0.2微米。

实施例6

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，将10克甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(深圳市化试科技有限公司)和5克的锆酸异丙酯和210克异丙醇和180克乙醇(广东光华化学厂有限公司)，搅拌0.5小时，加入2克络合剂乙二胺四乙酸，搅拌1.0小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.3克去离子水和2克质量浓度为65％的硝酸(广东大金华化学厂有限公司)，持续搅拌5小时，得到均质、透明的溶胶。

(2)将尺寸为6.0毫米×2.0毫米×1.0毫米玻璃片在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后用W-101喷枪，在雾化压力为3Mpa条件下，将40克由步骤(1)制得的溶胶组合物均匀喷涂在玻璃基材表面，将喷涂后的基材放入电热恒温鼓风干燥箱中，180℃烘烤固化25分钟，得到防指纹薄膜材料S6，薄膜厚度为1.8微米。

实施例7

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中，在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，将15克十二烷基三乙氧基三氯硅烷(南京遂宁化工有限公司)和200克乙醇和150克正丁醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌1小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.9克去离子水和2克质量浓度为36％的盐酸，持续搅拌3小时，得到均质、透明溶胶。

(2)将镀有碳化钛的尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米打砂不锈钢基材在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后，将基材完全浸渍到步骤(1)制得的溶胶组合物中20分钟(浸渍的量为1.5克)，然后用步骤(1)制得的溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后在150℃下烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S7，薄膜厚度为0.2微米。

实施例8

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中，在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，将10克十二烷基三乙氧基三氯硅烷(深圳市化试科技有限公司)和200克乙醇和150克正丁醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌1小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.9克去离子水和2克质量浓度为36％的盐酸，持续搅拌3小时，得到均质、透明溶胶。

(2)将镀有碳化钛的尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米打砂不锈钢基材在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后，将基材完全浸渍到步骤(1)制得的溶胶中20分钟(浸渍的量为1.5克)，然后用步骤(1)制得的溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后在150℃下烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S8，薄膜厚度为0.2微米。

实施例9

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中，在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，将15克十七氟癸基三甲氧基硅烷(南京遂宁化工有限公司)和5克的正硅酸乙酯与275克乙醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌0.5小时，加入1.25克络合剂乙酰丙酮混合，搅拌1小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.9克去离子水和2克质量浓度为36％的盐酸，持续搅拌3小时，得到均质、透明溶胶。

(2)将镀有碳化钛的尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米打砂不锈钢基材在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后，将基材完全浸渍到步骤(1)制得的溶胶中20分钟(浸渍的量为1.5克)，然后用步骤(1)制得的溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后在150℃下烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S9，薄膜厚度为0.2微米。

实施例10

该实施例说明本发明提供的溶胶、薄膜材料及其制备。

(1)在带搅拌装置的1升三口烧瓶中，在搅拌速度为1000转/分钟下，在室温下(22±3℃)，将10克乙烯基三异丙氧基硅烷(南京遂宁化工有限公司)和2.5克的氧化铝与200克乙醇和150克正丁醇(广东光华化学厂有限公司)混合，搅拌1小时后，再向所述烧瓶中依次加入0.9克去离子水和2克质量浓度为36％的盐酸，持续搅拌3小时，得到均质、透明溶胶。

(2)将镀有碳化钛的尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米打砂不锈钢基材在96重量％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后，将基材完全浸渍到步骤(1)制得的溶胶中20分钟(浸渍的量为1.5克)，然后用步骤(1)制得的溶胶组合物淋洗，再用无尘布吸干表面，最后在150℃下烘烤固化30分钟，得到防指纹薄膜材料S10，薄膜厚度为0.2微米。

对比例1

本对比例用于说明现有的溶胶及薄膜材料的制备方法。

按照CN1778851A公开的方法将树脂与含硅材料的混合物喷涂在基材表面，固化后形成薄膜材料，具体方法包括：

(1)清漆组合物的制备

将50克的树脂与0.2克聚醚改性二甲基聚硅氧烷共聚物(德国毕克化学公司)，10克二丙酮醇(广东光华化学厂有限公司)和10克二异丁酮(广东光华化学厂有限公司)的溶剂加入到搅拌容器中，在1000转/分钟下搅拌15分钟，使它们充分分散得到分散液，再将清漆组合物涂敷到基材上3小时，向分散液中加入由25克异佛尔酮二异氰酸酯三聚体和1.25克二甲基苯胺(广东光华化学厂有限公司)组成的固化体系，搅拌均匀，从而制得清漆组合物。

(2)涂层材料的制备

将尺寸为7.5毫米×4.5毫米×0.5毫米打砂不锈钢基材(温州吉丰不锈钢有限公司生产)在200毫升15克的96％乙醇中进行超声清洗5分钟，然后用W-101喷枪，在雾化压力为2Mpa条件下，将40克由步骤(1)制得的溶胶均匀喷涂在不锈钢基材表面，将喷涂后的基材放入电热恒温鼓风干燥箱中，120℃烘烤固化30分钟，得到涂层的厚度为5微米。

对比例2

本对比例用于说明现有的溶胶及薄膜材料的制备方法。

按照实施例10提供的方法制备溶胶及薄膜，所不同的是所述前驱体单为氯化锆。

实施例11-20

该实施例用于说明本发明的防指纹薄膜材料的性能测试

1、空隙率

在25℃下，将由实施例1-10制备的防指纹薄膜材料S1-S10，采用金相分析法，测定得出薄膜空隙率。测试结果如表1所示。

2、抗化学污染

在25℃下，在由实施例1-10制备的防指纹薄膜材料S1-S 10表面加上少量(1-2克)化学药剂，分别为护手霜、防晒液、唇膏、粉底霜、杀虫剂、烹饪用油，保持24小时，然后依次用水、异丙醇去除样品表面化学药剂，停留2小时后目视检察样品。测试结果如表1所示。

3、抗UV辐射性

在25℃下，将由实施例1-10制备的防指纹薄膜材料S 1-S10和对比例1、对比例2制备的防指纹薄膜材料CS1和CS2，采用X-Rite SP64分光光度仪测试各薄膜材料样品表面的颜色值，用CIE L*a*b*颜色空间报告来表示。计为初始颜色值E0。

然后将上述薄膜材料样品依次进行UV辐射(UV-A，340nm，60℃)4小时和湿气(相对湿度54％，50℃)暴露4小时，交替重复上述UV辐射和湿气暴露操作12次，测试总时间为96小时，测试完毕后在室温下搁置2小时，之后按照上述测试初始颜色值的方法测试UV辐射和湿气暴露后的涂层材料样品的颜色值，计为UV辐射颜色值E1。

根据初始颜色值E0与UV辐射颜色值E1之差即色差度ΔE来评估其抗UV辐射性，ΔE的绝对值越大，说明抗UV辐射性越差，ΔE的绝对值越小，说明抗UV辐射性越好。ΔE结果如表1所示。LabCIE L*a*b*(CIELAB)色差公式为：ΔE＝[(Δa*)2+(Δb*)2+(ΔL*)2]1/2，其中L、a、b分别为颜色空间的坐标轴，颜色空间中的任一颜色，均可用对应的空间坐标来表示。

4、防指纹性能

在25℃下，将由实施例1-10制备的防指纹薄膜材料S1-S10，采用人工汗液擦试方法测试薄膜的防指纹性能。人工汗液配制方法为：用1.0克尿素，5.0克氯化物和1.14克DL-乳酸加入1000ml的烧杯中，加入900ml蒸馏水并不断搅动直到所有物质都溶解，加入稀释的氨水溶液直到pH＝6.5，再将此溶液转移到1000ml容量瓶中定容。

测试具体操作为：1)用大姆指指肚沾人工汗液后，按压白色A4纸面，除去指肚上的额外汗液。2)用大姆指按压样品表面使指印留下。3)用棉布手工擦试样品表面，按X、Y轴方向交替进行共10次，擦试速度为0.5s/次，记录指纹完全被擦除后的擦拭轮回次数，结果如表1所示。

对比例3

该对比例用于说明对比例的薄膜材料的性能测试

按照实施例11-20的方法对薄膜材料进行性能测试，不同的是被测试的薄膜材料为由对比例1和对比例2制得的薄膜材料CS1和CS2。

表1

材料编号	空隙率	抗化学污染	抗UV辐射	防指纹/次
					S1	15.32％	OK	ΔE＝0.15	1
S2	18.47％	OK	ΔE＝0.32	2
					S3	16.80％	OK	ΔE＝0.20	1
S4	17.41％	OK	ΔE＝0.26	2
					S5	14.27％	OK	ΔE＝0.19	1
S6	18.69％	OK	ΔE＝0.37	2
					S7	16.75％	OK	ΔE＝0.43	1
S8	17.03％	OK	ΔE＝0.49	2

S9	22.46％	OK	ΔE＝0.52	4
					S10	22.07％	OK	ΔE＝0.60	3
CS1	21.58％	除抗杀虫剂其余OK	ΔE＝2.68	8
					CS2	88.5％	薄膜开裂	ΔE＝1.84	指印未擦除

(注：OK表示，在全检灯下观察，薄膜没有出现开裂、发朦和泛彩、变色、腐蚀现象；空隙率小表征薄膜致密，空隙率大表征薄膜疏松多孔，易受化学试剂污染。)

从上述表1中的数据可以看出，采用本发明的溶胶制得的薄膜材料S1-S10比对比例1和对比例2的薄膜材料CS1和CS2的材料具有更好的抗化学试剂污染、抗UV辐射的性能和更优异的防指纹特性，并且可获得金属质感的外观。

Claims

1.一种溶胶，其特征在于，该溶胶是由溶胶前驱体、溶剂、催化剂和选择性含有的金属络合剂混合得到的产物，所述溶胶前驱体为组分A或组分A与组分B的混合物；其中，所述组分A选自含有氯、氟、乙烯基、甲酰胺基和甲基丙烯酰氧基中至少一种基团的烷氧基硅烷中的一种或几种；所述组分B选自钛的醇盐、铝的醇盐、锆的醇盐、钛的氧化物、铝的氧化物、锆的氧化物、钛的可溶性无机盐、铝的可溶性无机盐、锆的可溶性无机盐和碳原子数为1-20的饱和烃基烷氧基硅烷中的至少一种，所述溶剂选自乙醇、异丙醇、正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸正丁酯中的一种或几种；所述催化剂为不引发沉淀的酸性水溶液或碱性水溶液。

2.根据权利要求1所述的溶胶，其中，以该溶胶的总量为基准，所述溶胶前驱体的加入量为1-15重量％，所述溶剂的加入量为70-98重量％，所述催化剂的加入量为0.2-10重量％；所述金属络合剂的加入量为0-5重量％。

3.根据权利要求2所述的溶胶，其中，以该溶胶的总量为基准，所述溶胶前驱体的加入量为1-8重量％，所述溶剂的加入量为85-96重量％，所述催化剂的加入量为0.2-5重量％；所述金属络合剂的加入量为0.1-3重量％。

4.根据权利要求1所述的溶胶，其中，所述组分A与组分B的重量比为(1-4)∶1。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的溶胶，其中，所述含有氯的烷氧基硅烷为烷基三烷氧基氯硅烷，所述含有氟的烷氧基硅烷为烷基三烷氧基氟硅烷，其中，所述烷基为碳原子数为1-20的烷基，所述烷氧基为碳原子数为1-9的烷氧基；所述含有乙烯基的烷氧基硅烷为乙烯基三异丙氧基硅烷，所述含有甲酰胺基的烷氧基硅烷为甲酰胺基三乙氧基硅烷，所述含有甲基丙烯酰氧基的烷氧基硅烷为甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷；所述钛的醇盐为钛酸正丁酯，所述铝的醇盐为异丙醇铝，所述锆的醇盐为锆酸异丙酯，所述钛的可溶性无机盐为四氯化钛，所述铝的可溶性无机盐为硝酸铝，所述锆的可溶性无机盐为硝酸锆和/或氯化锆；所述钛的氧化物为氧化锆，所述铝的氧化物为氧化铝，所述锆的氧化物为氧化锆。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的溶胶，其中，所述溶剂为乙醇和/或异丙醇与选自正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸正丁酯中的至少一种溶剂的混合溶剂，所述乙醇和/或异丙醇与选自正丁醇、异戊醇、丙二醇甲醚醋酸酯和乙酸正丁酯中的至少一种溶剂的重量比为1∶(0.2-1)。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的溶胶，其中，所述催化剂为选自硝酸、乙酸、柠檬酸和盐酸中的至少一种酸的水溶液或者为选自二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基乙醇胺中的至少一种碱的水溶液。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的溶胶，其中，所述金属络合剂选自乙酰丙酮、吡啶、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和乙二胺四乙酸中的至少一种。

9.一种薄膜材料，该薄膜材料包括基材和位于基材表面的薄膜，其特征在于，所述薄膜由权利要求1-8中任意一项所述的溶胶形成。

10.根据权利要求9所述的薄膜材料，其中，所述基材选自不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金、陶瓷、玻璃、硅片、石英、塑胶以及表面形成有碳化铬、碳氮化铬、碳化钛和碳氮化钛中至少一种物理气相沉积膜的不锈钢或钛合金中的一种。