发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种纳米涂料,可用于防涂鸦抗粘贴,且其防涂鸦抗粘贴效果、防滑性能、物化性能优异。
本发明实施例所要解决的技术问题还在于,提供一种环保型防涂鸦抗粘贴纳米涂料,所述纳米涂料造价低,施工容易,无污染,不影响原基材(混凝土、玻璃、金属、木材、底漆等)的颜色,常温下即可使用。
本发明实施例所要解决的技术问题还在于,提供一种制备上述防涂鸦抗粘贴纳米涂料的方法。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种防涂鸦抗粘贴纳米涂料,包括:基体组分和固化组分,所述基体组分与固化组分配比为0.5~5:0.5~1.5;
所述基体组分以重量份计的配方主要如下:
所述固化组分以重量份计的配方主要如下:
作为上述方案的改进,所述环氧树脂为杂环氧树脂、双酚A型环氧树脂中的一种或组合。
作为上述方案的改进,所述前驱体为氨基甲基硅烷、氨乙基氨丙基硅烷、氨乙基氨丙基甲基硅烷中的一种或组合。
作为上述方案的改进,所述正硅酸乙酯选用SiO2含量为25~45%的正硅酸乙酯;所述催化剂选用无机酸。
相应地,本发明实施例还提供了一种防涂鸦抗粘贴纳米涂料的制备方法,包括:将环氧树脂、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁醇、乙酸丁酯加入反应釜,在50~80℃条件下加热搅拌5~7小时,得到所述基体组分;
将前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、丁醇、催化剂加入反应釜,在55~80℃条件下加热水解7~9小时,得到所述固化组分;
将所述基体组分与所述固化组分以0.5~5:0.5~1.5比例混合,得到所述防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
作为上述方案的改进,所述将所述前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、丁醇、催化剂加入反应釜,在55~80℃条件下加热水解7~9小时,得到所述固化组分步骤包括:
将所述前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、催化剂加入反应釜,采用溶胶凝胶法在55~80℃条件下加热水解7~9小时,得到纳米硅胶体;
加入丁醇溶解所述纳米硅胶体,得到所述固化组分。
作为上述方案的改进,所述基体组分以重量份计的配方主要如下:
所述固化组分以重量份计的配方主要如下:
作为上述方案的改进,所述环氧树脂为杂环氧树脂、双酚A型环氧树脂中的一种或组合。
作为上述方案的改进,所述前驱体为氨基甲基硅烷、氨乙基氨丙基硅烷、氨乙基氨丙基甲基硅烷中的一种或组合。
作为上述方案的改进,所述正硅酸乙酯选用SiO2含量为25~45%的正硅酸乙酯;所述催化剂选用无机酸。
实施本发明实施例,具有如下有益效果:
本发明提供了一种防涂鸦抗粘贴纳米涂料及其制备方法,与现有技术将现成的纳米颗粒加入到有机树脂进行分散相比,本发明双组分纳米涂料,其固化组分在固化过程中形成含氨基的纳米SiO2凝胶并含有大量的Si-O-C及Si-O键,将固化组分与基体组分在常温下混合反应,即可将形成的纳米SiO2颗粒均匀分散于基体组分中,得到防涂鸦抗粘贴效果良好的纳米涂料,其优点主要如下:
(一)疏水疏油,防涂鸦并具自清洁功能。采用溶胶凝胶法可制备出纳米硅胶体,并且在涂料固化后形成纳米SiO2颗粒均匀分布在有机基体组分中,克服了采用将无机纳米颗粒进行表面改性后加入到有机树脂涂料出现颗粒团聚,导致出现涂层开裂、剥落的缺陷。由于纳米SiO2颗粒均匀分布在涂层表面,构建了粗糙的表面结构,从宏观上表现为防涂鸦、疏水疏油性能。此外,由于水滴或油滴在疏水疏油的涂层表面接触角较大,一般大于100度,因此水滴或油滴与涂层表面的接触面积较小,稍微倾斜涂层表面,水滴或油滴从涂层表面滑落并带走附着在涂层表面的灰尘,从而达到自清洁功能。
(二)抗粘贴性强。采用本发明涂料固化后得到的涂层对任何水性及油性物质不沾,胶水、浆糊、107胶、不干胶等粘贴的小广告具有一定的“自翘性”易于剥落,甚至在风力、雨水等外力作用下自行脱落,不留任何污迹。
(三)适用范围广。本发明涂料具有很高的渗透性,高附着力,适用于混凝土、陶瓷、玻璃、金属、石材、木材等表面防护,在原有的油漆涂层上亦可施工。而且,调节本发明配方的配比,即可实现涂料表面光亮度从哑光,半哑光至光亮透明的变化、满足消费者不同需求。
(四)防滑性能显著。正是涂料表面具有一定的微观结构,即使应用于瓷砖表面时还具有防滑性能。
(五)物化性能优异。采用本发明涂料固化后得到的涂层具有良好的耐水性,耐酸性,耐碱性,耐汽油性,耐溶剂擦拭性,耐老化性等耐腐蚀性能,同时,涂层的强度高,耐磨性好,耐高温、低温,适用于不同领域和行业。
(六)生产成本较低。一般含氟涂料具有优良的疏水疏油的性质,但由于含氟涂料本身具有造价高,影响含氟涂料大规模生产。本发明有机硅纳米涂料不含氟,因此大大降低了生产成本。
(七)施工要求低。使用时只需将涂料以喷涂或滚涂的方式施工于基材之上,常温干燥固化即可,无需高温加热,方便施工。
(八)环保型涂料。本发明涂料不含苯类溶剂,是一种低VOC涂料,固化后无污染物产生,减低对施工和使用人员健康的影响,减少有机溶剂向大气挥发的容量,起到保护环境的作用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种防涂鸦抗粘贴纳米涂料,包括基体组分和固化组分:
一、所述基体组分以重量份计的配方主要如下:
优选地,所述基体组分以重量份计的配方主要如下:
以上配方在反应釜中在温度在50~80℃条件下加热搅拌5~7小时(共聚)所得到产品,即为基体组分。
其中,所述环氧树脂为杂环氧树脂、双酚A型环氧树脂中的一种或组合。优选地,所述环氧树脂为杂环氧树脂、双酚A型环氧树脂中的一种。
二、所述固化组分以重量份计的配方主要如下:
优选地,所述固化组分以重量份计的配方主要如下:
以上配方在反应釜中在温度55~80℃范围内进行水解(缩合)7~9小时得到含氨基的纳米SiO2凝胶并含有大量的Si-O-C及Si-O键,即为固化组分。
其中,所述前驱体为氨基甲基硅烷、氨乙基氨丙基硅烷、氨乙基氨丙基甲基硅烷中的一种或组合。优选地,所述前驱体为氨基甲基硅烷、氨乙基氨丙基硅烷、氨乙基氨丙基甲基硅烷中的一种。
所述正硅酸乙酯选用SiO2含量为25~45%的正硅酸乙酯。优选地,所述正硅酸乙酯选用SiO2含量为28%、32%、40%的正硅酸乙酯。
需要说明的是,正硅酸乙酯型号按SiO2含量区分,如SiO2含量为28%的正硅酸乙酯型号为正硅酸乙酯-28,如此类推。本发明可优先采用型号为正硅酸乙酯-28、正硅酸乙酯-32和正硅酸乙酯-40的正硅酸乙酯。
所述催化剂选用无机酸。优选地,所述催化剂选用盐酸或硝酸。
三、在使用时基体组分与固化组分按一定比例0.5~5:0.5~1.5混合后,即可以喷涂或滚涂的方式施工于基材之上,固化后的纳米SiO2颗粒均匀分布在有机基体中,具有优异的疏水疏油自清洁防护性能。
优选地,所述基体组分与固化组分配比为1~4:1;
更佳地,所述基体组分与固化组分配比为1:1或2:1或4:1。
需要说明的是,在使用涂料时需将基体组分与固化组分根据需要在0.5~5:0.5~1.5的范围内选取配比并充分混合,可通过喷涂或滚涂的方式施工于基材之上。
本发明双组分纳米涂料,其固化组分在固化过程中形成含氨基的纳米SiO2凝胶并含有大量的Si-O-C及Si-O键,将固化组分与基体组分在常温下混合反应,即可将形成的纳米SiO2颗粒均匀分散于基体组分中,得到防涂鸦抗粘贴效果良好的纳米涂料。本发明与现有技术最大的不同之处在于,本发明是在反应过程中形成纳米SiO2凝胶并在反应过程中将纳米SiO2凝胶均匀分散于基体组分。而现有技术是现有的无机纳米颗粒进行表面改性后加入到有机树脂涂料,但由于纳米颗粒具有极高的表面活性,易团聚不易分散,无法发挥纳米粒本身的优异性能。
相应地,如图1所示,本发明实施例还提供一种防涂鸦抗粘贴纳米涂料的制备方法,包括:
S100,将环氧树脂、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁醇、乙酸丁酯加入反应釜,在50~80℃条件下加热搅拌5~7小时,得到所述基体组分。
优选地,将环氧树脂、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁醇、乙酸丁酯放入反应釜在60~70℃条件下加热搅拌约6小时,得到所述基体组分。
S101,将前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、丁醇、催化剂加入反应釜,在55~80℃条件下加热水解7~9小时,得到所述固化组分。
优选地,将前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、丁醇、催化剂放入反应釜在65~70℃条件下加热水解约8小时,得到所述固化组分。
所述前驱体为氨基甲基硅烷、氨乙基氨丙基硅烷、氨乙基氨丙基甲基硅烷中的一种或组合。
以上物料反应釜中在温度55~80℃范围内进行水解(缩合)7~9小时得到含氨基的纳米SiO2凝胶并含有大量的Si-O-C及Si-O键,即为固化组分。
具体地,步骤S101,包括:
将所述前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、催化剂加入反应釜,采用溶胶凝胶法在55~80℃条件下加热水解7~9小时,得到纳米硅胶体;
加入丁醇溶解所述纳米硅胶体,得到所述固化组分。
S102,将所述基体组分与所述固化组分以0.5~5:0.5~1.5比例混合,得到所述防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
优选地,将所述基体组分与所述固化组分以1~4:1比例混合,得到所述防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
如图2所示,为本发明防涂鸦抗粘贴纳米涂料的制备方法的又一流程图。
S200,将环氧树脂、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁醇、乙酸丁酯加入反应釜,在60~70℃条件下加热搅拌5~7小时,得到所述基体组分。
优选地,将环氧树脂、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁醇、乙酸丁酯加热搅拌6小时。
其中,所述基体组分以重量份计的配方主要如下:
所述环氧树脂为杂环氧树脂、双酚A型环氧树脂中的一种或组合。
优选地,所述基体组分以重量份计的配方主要如下:
S201,将所述前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、催化剂加入反应釜,采用溶胶凝胶法在65~70℃条件下加热水解7~9小时,得到纳米硅胶体。
优选地,将所述前驱体、正硅酸乙酯、去离子水、催化剂采用溶胶凝胶法在65~70℃条件下加热水解8小时。
S202,加入丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到所述固化组分。
需要说明的是,所述固化组分以重量份计的配方主要如下:
其中,所述前驱体为氨基甲基硅烷、氨乙基氨丙基硅烷、氨乙基氨丙基甲基硅烷中的一种或组合。所述正硅酸乙酯选用SiO2含量为25~45%的正硅酸乙酯。所述催化剂可选用无机酸。
优选地,所述正硅酸乙酯选用SiO2含量为28%、32%、40%的正硅酸乙酯。
优选地,所述催化剂可选用盐酸或硝酸。
优选地,所述固化组分以重量份计的配方主要如下:
S203,将所述基体组分与所述固化组分以0.5~5:0.5~1.5比例混合,得到所述防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
根据需要,优选地,所述基体组分与固化组分配比为1~4:1;
更佳地,所述基体组分与固化组分配比为1:1或2:1或4:1。
本发明涂料不含苯类溶剂,是一种低VOC涂料,固化后无污染物产生,减低对施工和使用人员健康的影响,减少有机溶剂向大气挥发的容量,起到保护环境的作用。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
将46份双酚A型环氧树脂、18份环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、13份苯基三甲氧基硅烷、10份丁醇、13份乙酸丁酯加入反应釜在60℃条件下加热搅拌5小时,得到基体组分;将16份氨基甲基硅烷、32份正硅酸乙酯(型号28)、3份去离子水、4份盐酸采用溶胶凝胶法在60℃条件下加热水解7.5小时,得到纳米硅胶体;将45份丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到固化组分;将所述基体组分与所述固化组分以1:1比例混合,得到防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
将实施例1涂料喷涂在规定的基材上,固化成膜后,对所形成的漆膜进行性能测试,各项性能测试结果及下表:
实施例2
将50份杂环氧树脂环氧树脂、15份环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、5份苯基三甲氧基硅烷、18份丁醇、12份乙酸丁酯加入反应釜在55℃条件下加热搅拌5.5小时,得到基体组分;将20份氨乙基氨丙基硅烷、27份正硅酸乙酯(型号32)、8份去离子水、5份盐酸采用溶胶凝胶法在70℃条件下加热水解8小时,得到纳米硅胶体;将40份丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到固化组分;将所述基体组分与所述固化组分以2:1比例混合,得到防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
将实施例2涂料喷涂在规定的基材上,固化成膜后,对所形成的漆膜进行性能测试,各项性能测试结果及下表:
实施例3
将53份杂环氧树脂环氧树脂、10份环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、8份苯基三甲氧基硅烷、19份丁醇、10份乙酸丁酯加入反应釜在63℃条件下加热搅拌6小时,得到基体组分;将24份氨乙基氨丙基甲基硅烷、30份正硅酸乙酯(型号40)、5份去离子水、3份盐酸采用溶胶凝胶法在65℃条件下加热水解9小时,得到纳米硅胶体;将38份丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到固化组分;将所述基体组分与所述固化组分以4:1比例混合,得到防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
将实施例3涂料喷涂在规定的基材上,固化成膜后,对所形成的漆膜进行性能测试,各项性能测试结果及下表:
实施例4
将55份双酚A型环氧树脂、12份环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、12份苯基三甲氧基硅烷、15份丁醇、6份乙酸丁酯加入反应釜在66℃条件下加热搅拌6.5小时,得到基体组分;将28份氨乙基氨丙基硅烷、34份正硅酸乙酯(型号28)、4份去离子水、2份硝酸采用溶胶凝胶法在67℃条件下加热水解8小时,得到纳米硅胶体;将32份丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到固化组分;将所述基体组分与所述固化组分以2.5:1比例混合,得到防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
将实施例4涂料喷涂在规定的基材上,固化成膜后,对所形成的漆膜进行性能测试,各项性能测试结果及下表:
实施例5
将60份杂环氧树脂环氧树脂、8份环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、10份苯基三甲氧基硅烷、13份丁醇、9份乙酸丁酯加入反应釜在70℃条件下加热搅拌7小时,得到基体组分;将30份氨乙基氨丙基硅烷、35份正硅酸乙酯(型号32)、7份去离子水、3份硝酸采用溶胶凝胶法在55℃条件下加热水解8.5小时,得到纳米硅胶体;将25份丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到固化组分;将所述基体组分与所述固化组分以3:1比例混合,得到防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
将实施例5涂料喷涂在规定的基材上,固化成膜后,对所形成的漆膜进行性能测试,各项性能测试结果及下表:
实施例6
将63份双酚A型环氧树脂、5份环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、7份苯基三甲氧基硅烷、11份丁醇、14份乙酸丁酯加入反应釜在77℃条件下加热搅拌6小时,得到基体组分;将33份氨基甲基硅烷、38份正硅酸乙酯(型号28)、1份去离子水、1份硝酸采用溶胶凝胶法在78℃条件下加热水解7小时,得到纳米硅胶体;将27份丁醇溶解所述纳米硅胶体后,得到固化组分;将所述基体组分与所述固化组分以1.5:1比例混合,得到防涂鸦抗粘贴纳米涂料。
将实施例6涂料喷涂在规定的基材上,固化成膜后,对所形成的漆膜进行性能测试,各项性能测试结果及下表:
综上所述,实施本发明实施例,具有如下有益效果:
本发明提供了一种防涂鸦抗粘贴纳米涂料及其制备方法,与现有技术将现成的纳米颗粒加入到有机树脂进行分散相比,本发明双组分纳米涂料,其固化组分在固化过程中形成含氨基的纳米SiO2凝胶并含有大量的Si-O-C及Si-O键,将固化组分与基体组分在常温下混合反应,即可将形成的纳米SiO2颗粒均匀分散于基体组分中,得到防涂鸦抗粘贴效果良好的纳米涂料,其优点主要如下:
(一)疏水疏油,防涂鸦并具自清洁功能。采用溶胶凝胶法可制备出纳米硅胶体,并且在涂料固化后形成纳米SiO2颗粒均匀分布在有机基体组分中,克服了采用将无机纳米颗粒进行表面改性后加入到有机树脂涂料出现颗粒团聚,导致出现涂层开裂、剥落的缺陷。由于纳米SiO2颗粒均匀分布在涂层表面,构建了粗糙的表面结构,从宏观上表现为防涂鸦、疏水疏油性能。此外,由于水滴或油滴在疏水疏油的涂层表面接触角较大,一般大于100度,因此水滴或油滴与涂层表面的接触面积较小,稍微倾斜涂层表面,水滴或油滴从涂层表面滑落并带走附着在涂层表面的灰尘,从而达到自清洁功能。
(二)抗粘贴性强。采用本发明涂料固化后得到的涂层对任何水性及油性物质不沾,胶水、浆糊、107胶、不干胶等粘贴的小广告具有一定的“自翘性”易于剥落,甚至在风力、雨水等外力作用下自行脱落,不留任何污迹。
(三)适用范围广。本发明涂料具有很高的渗透性,高附着力,适用于混凝土、陶瓷、玻璃、金属、石材、木材等表面防护,在原有的油漆涂层上亦可施工。而且,调节本发明配方的配比,即可实现涂料表面光亮度从哑光,半哑光至光亮透明的变化、满足消费者不同需求。
(四)防滑性能显著。正是涂料表面具有一定的微观结构,即使应用于瓷砖表面时还具有防滑性能。
(五)物化性能优异。采用本发明涂料固化后得到的涂层具有良好的耐水性,耐酸性,耐碱性,耐汽油性,耐溶剂擦拭性,耐老化性等耐腐蚀性能,同时,涂层的强度高,耐磨性好,耐高温、低温,适用于不同领域和行业。
(六)生产成本较低。一般含氟涂料具有优良的疏水疏油的性质,但由于含氟涂料本身具有造价高,影响含氟涂料大规模生产。本发明有机硅纳米涂料不含氟,因此大大降低了生产成本。
(七)施工要求低。使用时只需将涂料以喷涂或滚涂的方式施工于基材之上,常温干燥固化即可,无需高温加热,方便施工。
(八)环保型涂料。本发明涂料不含苯类溶剂,是一种低VOC涂料,固化后无污染物产生,减低对施工和使用人员健康的影响,减少有机溶剂向大气挥发的容量,起到保护环境的作用。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。