【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种一种有机-无机复合涂料及其制备方法和应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种有机-无机复合涂料,其包含基本涂料以及有机硅树脂,基本涂料以及有机硅树脂的体积比为1∶0.5~2;优选为1∶1.2;
一种有机-无机复合涂料的制备方法,将基本涂料以及有机硅树脂混合后,得到有机-无机复合涂料。
所述的基本涂料,其组份体积百分比为:
pH调节剂 10~20%
功能催化剂 0.001~0.5%
硅氧烷组合物 余量
所述的基本涂料的制备方法,其具体步骤为:
一、将反应器中温度控制在40℃,边搅拌依次按量加入硅氧烷组合物,搅拌速率为300r/min,慢速搅拌约5min直至混合均匀;
二、将pH调节剂中的H2O和混合酸在其他洁净的容器中混合均匀,后边搅拌边缓慢滴加至反应器中混合好的硅氧烷组合物中;滴加时间为15~20min;
三、在硅氧烷组合物和pH调节剂混合反应2h后将功能催化剂加入到混合液中;
四、在功能催化剂加入反应1h后,冷却至室温后检测出料。
所述的pH调节剂为水和混合酸,其中酸为盐酸和醋酸;主要用来调节pH值,有机-无机复合涂料的pH值为1~4;
所述的功能催化剂,为含有炭粉的催化剂,其中,炭粉与催化剂的固液比为1∶5~15,优选为1∶10;炭粉由于其空隙较多,其吸附催化剂,有利于反应的缓慢温和进行,有利于控制和调节反应的进度。
所述的炭粉制备方法,其具体步骤为:
(1)炭化:以杏壳,核桃壳以及咖啡渣为原料,三者的原料质量比为1∶2∶1,先经过150~180℃的干燥处理1~2小时,之后将温度升至300~400℃煅烧1~2小时,然后再升温至600~700℃煅烧1~2小时,得到多功能的炭粉;
(2)微粉化:将多功能的炭粉进行微粉化,研磨成30~200纳米级多功能的炭粉,优选为50~90纳米;所述的微粉化方法为球磨法、高速离心法或纳米技术等;
所述的催化剂,其组份体积百分比为:
锆酸酯 30~50%
乙酰丙酮 5~10%
异丙醇 余量
所述的催化剂的制备方法为:将反应器中温度控制在40℃,先加入异丙醇,边搅拌边加入锆酸酯,慢速搅拌约5分钟直至混合均匀;在搅拌状态下缓慢滴加乙酰丙酮至反应器中混合好的上述混合液中,滴加完毕后在40℃下反应1小时,冷却出料。
所述的功能催化剂的制备方法为:将炭粉加人到催化剂中,进行不断搅拌,反应时间为1~3h;
所述的硅氧烷组合物,其组份体积百分比为:
一种有机-无机复合涂料在镁合金中的应用,可以直接将涂料喷涂到镁合金上。
与现有技术相比,本发明的积极效果是:
本发明的二苯基二甲氧基硅氧烷是首次作为涂料中的硅氧烷的组份之一,其具有的效果为提高涂料的光泽,使制备的涂料具有很高的光泽;主要不是起到常规的硅氧烷的功效;提高体系的定向能力,增加体系的耐热抗氧化性能,增强了对水的排斥性能,改进热弹性,改进与有机树脂的相容性、与颜料的互溶性。以及对各种物质的黏结性、储存稳定性好。
本发明通过锆酸酯,乙酰丙酮以及异丙醇形成一个空间交联结构,有利于控制反应的温和进行,比单单采用锆酸酯的催化剂更加能够控制反应速率。可与底材及涂料中的的活泼基团发生交联反应,形成桥架,使分子量增大。而涂料与底材通过桥架作用最终使其附着力提高,同时还可以提高耐水性,耐溶剂性以及耐煮性,提高漆膜的干燥速度,表面光泽。
本发明含有咖啡炭,产品具有如下优点:咖啡炭生产原料来自回收的咖啡渣,环保回收再利用,不增加地球的负担,从而达到节能减碳的目的;当身体或身边环境有异味时,也会通过范德华引力作用将异味吸收;咖啡炭结构空隙大,表面粗糙,对热量的吸收效率高,速度快,具有瞬间升温功能。
本发明含有杏壳及核桃壳形成的果壳炭,具有孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强、机械强度高、床层阻力小、化学稳定性能好、易再生、经久耐用等优点,并具有各种规格的颗粒度;分解空气中的甲醛、氨、苯、香烟、油烟等有害气体及各种异味,尤其是致癌的芳香类物质,活性碳具有极强的吸附能力。
本发明的炭粉制备采取低温炭化以及中温炭化,得到炭粉,其降低成本,同时其粒径又满足涂料应用的要求。
本发明将炭粉作为催化剂的载体,起到控制反应速率以及发挥炭粉自身的功效。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种有机-无机复合涂料及其制备方法和应用的具体实施方式。
实施例1
一种有机-无机复合涂料,其包含基本涂料以及有机硅树脂,基本涂料以及有机硅树脂的体积比为1∶0.5。
一种有机-无机复合涂料的制备方法,将基本涂料以及有机硅树脂混合后,得到有机-无机复合涂料。
所述的基本涂料,其组份体积百分比为:
pH调节剂 10%
功能催化剂 0.001%
硅氧烷组合物 89.999%
所述的基本涂料的制备方法,其具体步骤为:
一、将反应器中温度控制在40℃,边搅拌依次按量加入硅氧烷组合物,搅拌速率为300r/min,慢速搅拌约5min直至混合均匀;
二、将pH调节剂中的H2O和混合酸在其他洁净的容器中混合均匀,后边搅拌边缓慢滴加至反应器中混合好的硅氧烷组合物中;滴加时间为15~20min;
三、在硅氧烷组合物和pH调节剂混合反应2h后将功能催化剂加入到混合液中;
四、在功能催化剂加入反应1h后,冷却至室温后检测出料。
所述的pH调节剂为水和混合酸,其中酸为盐酸和醋酸;主要用来调节pH值,有机-无机复合涂料的pH值为1~4;
所述的功能催化剂,为含有炭粉的催化剂,其中,炭粉与催化剂的固液比为1∶5;炭粉由于其空隙较多,其吸附催化剂,有利于反应的缓慢温和进行,有利于控制和调节反应的进度。
所述的炭粉制备方法,其具体步骤为:
(1)炭化:以杏壳,核桃壳以及咖啡渣为原料,三者的原料质量比为1∶2∶1,先经过150~180℃的干燥处理1~2小时,之后将温度升至300~400℃煅烧1~2小时,然后再升温至600~700℃煅烧1~2小时,得到多功能的炭粉;
(2)微粉化:将多功能的炭粉进行微粉化,研磨成30~200纳米级多功能的炭粉;所述的微粉化方法为球磨法、高速离心法或纳米技术等;
所述的催化剂,其组份体积百分比为:
锆酸酯 30%
乙酰丙酮 5%
异丙醇 65%
所述的催化剂的制备方法为:将反应器中温度控制在40℃,先加入异丙醇,边搅拌边加入锆酸酯,慢速搅拌约5分钟直至混合均匀;在搅拌状态下缓慢滴加乙酰丙酮至反应器中混合好的上述混合液中,滴加完毕后在40℃下反应1小时,冷却出料。
所述的功能催化剂的制备方法为:将炭粉加人到催化剂中,进行不断搅拌,反应时间为1~3h;
所述的硅氧烷组合物,其组份体积百分比为:
一种有机-无机复合涂料在镁合金中的应用,可以直接将涂料喷涂到镁合金上。
表1一种有机-无机复合涂料的测试数据
实施例2
一种有机-无机复合涂料,其包含基本涂料以及有机硅树脂,基本涂料以及有机硅树脂的体积比为1∶1.2。
一种有机-无机复合涂料的制备方法,将基本涂料以及有机硅树脂混合后,得到有机-无机复合涂料。
所述的基本涂料,其组份体积百分比为:
pH调节剂 15%
功能催化剂 0.2%
硅氧烷组合物 84.8%
所述的基本涂料的制备方法,其具体步骤为:
一、将反应器中温度控制在40℃,边搅拌依次按量加入硅氧烷组合物,搅拌速率为300r/min,慢速搅拌约5min直至混合均匀;
二、将pH调节剂中的H2O和混合酸在其他洁净的容器中混合均匀,后边搅拌边缓慢滴加至反应器中混合好的硅氧烷组合物中;滴加时间为15~20min;
三、在硅氧烷组合物和pH调节剂混合反应2h后将功能催化剂加入到混合液中;
四、在功能催化剂加入反应1h后,冷却至室温后检测出料。
所述的pH调节剂为水和混合酸,其中酸为盐酸和醋酸;主要用来调节pH值,有机-无机复合涂料的pH值为2~3;
所述的功能催化剂,为含有炭粉的催化剂,其中,炭粉与催化剂的固液比为1∶10;炭粉由于其空隙较多,其吸附催化剂,有利于反应的缓慢温和进行,有利于控制和调节反应的进度。
所述的炭粉制备方法,其具体步骤为:
(1)炭化:以杏壳,核桃壳以及咖啡渣为原料,三者的原料质量比为1∶2∶1,先经过150~180℃的干燥处理1~2小时,之后将温度升至300~400℃煅烧1~2小时,然后再升温至600~700℃煅烧1~2小时,得到多功能的炭粉;
(2)微粉化:将多功能的炭粉进行微粉化,研磨成30~200纳米级多功能的炭粉;所述的微粉化方法为球磨法、高速离心法或纳米技术等;
所述的催化剂,其组份体积百分比为:
锆酸酯 40%
乙酰丙酮 8%
异丙醇 52%
所述的催化剂的制备方法为:将反应器中温度控制在40℃,先加入异丙 醇,边搅拌边加入锆酸酯,慢速搅拌约5分钟直至混合均匀;在搅拌状态下缓慢滴加乙酰丙酮至反应器中混合好的上述混合液中,滴加完毕后在40℃下反应1小时,冷却出料。
所述的功能催化剂的制备方法为:将炭粉加人到催化剂中,进行不断搅拌,反应时间为1~3h;
所述的硅氧烷组合物,其组份体积百分比为:
一种有机-无机复合涂料在镁合金中的应用,可以直接将涂料喷涂到镁合金上。
实施例3
一种有机-无机复合涂料,其包含基本涂料以及有机硅树脂,基本涂料以及有机硅树脂的体积比为1∶2。
一种有机-无机复合涂料的制备方法,将基本涂料以及有机硅树脂混合后,得到有机-无机复合涂料。
所述的基本涂料,其组份体积百分比为:
pH调节剂 20%
功能催化剂 0.5%
硅氧烷组合物 79.5%
所述的基本涂料的制备方法,其具体步骤为:
一、将反应器中温度控制在40℃,边搅拌依次按量加入硅氧烷组合物,搅拌速率为300r/min,慢速搅拌约5min直至混合均匀;
二、将pH调节剂中的H2O和混合酸在其他洁净的容器中混合均匀,后边搅拌边缓慢滴加至反应器中混合好的硅氧烷组合物中;滴加时间为15~20min;
三、在硅氧烷组合物和pH调节剂混合反应2h后将功能催化剂加入到混合液中;
四、在功能催化剂加入反应1h后,冷却至室温后检测出料。
所述的pH调节剂为水和混合酸,其中酸为盐酸和醋酸;主要用来调节pH值,有机-无机复合涂料的pH值为1~4;
所述的功能催化剂,为含有炭粉的催化剂,其中,炭粉与催化剂的固液比为1∶15;炭粉由于其空隙较多,其吸附催化剂,有利于反应的缓慢温和进行,有利于控制和调节反应的进度。
所述的炭粉制备方法,其具体步骤为:
(1)炭化:以杏壳,核桃壳以及咖啡渣为原料,三者的原料质量比为1∶2∶1,先经过150~180℃的干燥处理1~2小时,之后将温度升至300~400℃煅烧1~2小时,然后再升温至600~700℃煅烧1~2小时,得到多功能的炭粉;
(2)微粉化:将多功能的炭粉进行微粉化,研磨成30~200纳米级多功能的炭粉;所述的微粉化方法为球磨法、高速离心法或纳米技术等;
所述的催化剂,其组份体积百分比为:
锆酸酯 50%
乙酰丙酮 10%
异丙醇 40%
所述的催化剂的制备方法为:将反应器中温度控制在40℃,先加入异丙醇,边搅拌边加入锆酸酯,慢速搅拌约5分钟直至混合均匀;在搅拌状态下缓慢滴加乙酰丙酮至反应器中混合好的上述混合液中,滴加完毕后在40℃下反应1小时,冷却出料。
所述的功能催化剂的制备方法为:将炭粉加人到催化剂中,进行不断搅拌,反应时间为1~3h;
所述的硅氧烷组合物,其组份体积百分比为:
一种有机-无机复合涂料在镁合金中的应用,可以直接将涂料喷涂到镁合金上。
以上所述仅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,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。