CN103319918A - 硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法及铝镜镜背涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法及铝镜镜背涂料，其采用8-羟基喹啉对无机磷酸盐和硅灰和混合物进行表面改性后，采用烷基或芳基甲氧基硅烷对上述改性物进行包覆制备得到可用于铝镜镜背涂料中的防腐蚀颜料，且采用上述防腐蚀颜料，结合环氧酯树脂、三聚氰胺类氨基树脂、封闭型对甲苯磺酸和相应的填充料及烃类溶剂制备得性能优异的铝镜镜背涂料，该镜背涂料所制得的涂膜耐水、耐腐蚀性能十分优异，玻璃铝镜的后期加工性好，且不含重金属，对环境友好。

Description

硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法及铝镜镜背涂料

技术领域

本发明涉及一种玻璃铝镜用防腐蚀颜料和含该防腐蚀颜料的镜背涂料，尤其涉及一种硅烷偶联剂包覆由8-羟基喹啉改性无机磷酸盐和硅灰混合物制备成的防腐蚀颜料及含有该防腐蚀颜料的铝镜镜背涂料。

背景技术

目前常见的玻璃镜子有铝镜和银镜两种，其中银镜价格高性能好，铝镜价格便宜生产工艺简单，因此在市场上均有较大的占有率。其中玻璃铝镜的生产方法是先在玻璃表面用真空镀膜的方法溅镀一层金属铝作为反射层，然后在该反射层上涂覆一层镜背涂料以防止反射层受到化学腐蚀和物理损伤。目前较为常用的镜背涂料均为银镜的镜背涂料，由于银镜镜背涂料中含有的红丹、氰胺锌等防腐蚀性颜料会生成碱性盐类，而铝金属表面又极易生成致密的氧化铝钝化层，该氧化铝钝化层在碱性介质中会腐蚀加剧，因此市场上通用的银镜镜背涂料均不适用于铝镜。亦有研究人员提出在铝镜镜背涂料中采用防腐蚀颜料，如硅酸盐、铬酸盐等，虽然此类颜料对铝金属的保护性能较好，但铬盐含有对环境有毒的铬离子；硅酸盐如硅酸纳等的水溶性太大，前期防腐蚀性很好，但长期的防腐性不好。

现有镜背涂料的研究如CN1235935C所公开的《镜背金属镀层保护涂料用改性干性油醇酸树脂及其幕淋涂料》，CN100372899C所公开的《镜背漆树脂及其幕淋涂料》，CN100372900C所公开的《镜背漆树脂及其幕淋涂料》，CN101353396B所公开的《基于不饱和聚酯树脂的快干树脂及其镜背金属镀层保护涂料》，CN101942228A所公开的《环保镜背涂料专用无盐、抗氧化型氰胺锌防腐颜料及生产方法》，CN1900189A所公开的《一种低温烘烤玻璃银镜镜背漆的制备方法》，CN101012352A所公开的《一种单涂型无铜层玻璃银镜镜背漆的制备方法》等都集中在银镜镜背涂料的改性方面。迄今为止，尚未有报道采用8-羟基喹啉改性无机磷酸盐和硅灰的混合物后，再用硅烷偶联剂包覆该改性物作为防腐蚀颜料来制备铝镜镜背涂料。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种硅烷偶联剂包覆改性无机混合物作为铝镜镜背涂料用防腐蚀颜料的制备方法，及含有该防腐蚀颜料的铝镜镜背涂料，该镜背涂料所制得的涂膜耐水、耐腐蚀性能优异，玻璃铝镜的后期加工性好，且不含重金属，对环境友好。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法，制备所得的硅烷偶联剂包覆的改性无机混合物作为防腐蚀颜料，其制备方法包括以下步骤：

将无机磷酸盐和硅灰充分混合均匀后得到无机混合物粉体，将8-羟基喹啉用无水乙醇充分溶解后得到8-羟基喹啉的乙醇溶液，将上述无机混合物粉体、8-羟基喹啉的乙醇溶液和硅烷偶联剂投入到球磨机的球罐中，该球磨机可选用行星式球磨机，并在密闭的球磨机球罐中以350~400r/min的转速研磨6~8h，直到经检测后所得混合物的吸油量达到11~18g/100g即可，得到硅烷偶联剂包覆的改性无机混合物，所述球磨机球罐中的研磨球与总物料的体积比为2~3:1；

其中所述无机磷酸盐为49.0~64.0 wt.%，硅灰为15.0~25.0 wt.%，8-羟基喹啉为5.0~10.0 wt.%，无水乙醇为15.0~20.0 wt.%，硅烷偶联剂为1.0~3.0 wt.%，上述百分比均为各组分占硅烷偶联剂包覆改性无机混合物总重量百分比。

其进一步的技术方案是：

所述无机磷酸盐为磷酸锌、磷酸钙、磷酸钛和磷酸铁中的至少一种；所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的至少一种；球磨机球罐中的研磨球为锆珠研磨球。

本发明还公开了一种含硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的铝镜镜背涂料，其由以下按总重量百分比计的各组分组成：

其中所述氨基树脂为三聚氰胺甲醛氨基树脂和苯代三聚氰胺甲醛氨基树脂中的至少一种。

其进一步的技术方案是：

所述烃类溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、松节油和溶剂石脑油中的至少一种。

此外本发明还公布了一种上述含硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的铝镜镜背涂料的制备方法：其包括以下步骤：将20.0~30.0 wt.%由前述技术方案中制备所得的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物和0.5~1.0wt.%膨润土均匀分散至25.0~40.0 wt.%的环氧酯树脂和18.0~28.0 wt.%烃类溶剂的混合物中，得到预分散体；然后将预分散体经砂磨至细度小于25μm后，加入15.0~20.0 wt.%氨基树脂和0.5~1.0 wt.%封闭型对甲苯磺酸，分散均匀，得到铝镜镜背涂料。

本发明的有益技术效果是：本发明制备所得的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物由8-羟基喹啉改性无机磷酸盐和硅灰的混合物后，再有硅烷偶联剂进行包覆，其中无机磷酸盐采用的为磷酸锌、磷酸钙、磷酸钛和磷酸铁中的至少一种，上述物质中均不含重金属，因此不会对环境造成危害，此外无机磷酸盐水解产物的pH值为微酸性，也可用作铝的防腐蚀颜料；虽然无机磷酸盐的前期防腐蚀性良好，但防腐蚀性能的长效性较一般，本发明中采用硅烷偶联剂对其进行包覆，减缓了无机磷酸盐的水解，提高了漆膜耐水和耐腐蚀性的长效性，且其和涂膜中树脂的结合力更好。本发明采用8-羟基喹啉对无机磷酸盐和硅灰混合物进行改性，是由于8-羟基喹啉和铝金属离子能够在铝镀层表面生成致密的不溶性配合物沉淀膜，可阻滞阴阳两极的电化学反应，且8-羟基喹啉也能和无机磷酸盐游离出来的金属离子形成不溶性配合物，能够阻滞腐蚀化合物的渗透；硅灰是冶金电炉在2000℃以上高温是产生的一种超细硅质粉体，平均粒径在0.1～0.3μm，其可填充磷酸盐的空隙，提高涂膜的致密性，进一步提高了涂膜的耐水、耐腐蚀性。

本发明采用8-羟基喹啉对无机磷酸盐和硅灰和混合物进行表面改性后，采用烷基或芳基甲氧基硅烷对改性物进行包覆制备得到可用于铝镜镜背涂料中的防腐蚀颜料；本发明采用上述防腐蚀颜料，结合环氧酯树脂、三聚氰胺类氨基树脂、封闭型对甲苯磺酸和相应的填充料及烃类溶剂制备得到的铝镜镜背涂料中，由于环氧酯树脂和三聚氰胺类氨基树脂加热固化后的涂膜硬度和韧性均十分优异，且耐水性良好，对镀铝层的附着力好，当加入封闭型对甲苯磺酸后可低温烘烤，尤其加入本发明前述的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物后，涂膜耐水、耐腐蚀性能十分优异，玻璃铝镜的后期加工性好，且不含重金属，对环境友好。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1-6

（1）硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备：

按表1中所述配方的用量，将无机磷酸盐和硅灰充分混合均匀后得到无机混合物粉体，将8-羟基喹啉用无水乙醇充分溶解后得到8-羟基喹啉的乙醇溶液，将上述无机混合物粉体、8-羟基喹啉的乙醇溶液和硅烷偶联剂投入到球磨机的球罐中，该球磨机可选用行星式球磨机，并在密闭的球磨机球罐中以350~400r/min的转速研磨6~8h，其中球磨机球罐中的研磨球与总物料的体积比为2~3:1，直到经检测后所得混合物的吸油量达到11~18g/100g后停止，经检验合格，进行过滤、计量和包装等步骤，得到硅烷偶联剂包覆的改性无机混合物，作为铝镜镜背涂料的防腐蚀颜料。其中表1中的单位为各组分占硅烷偶联剂包覆改性无机混合物总重量的百分比。

实施例7-12

（2）铝镜镜背涂料的制备：

按照表2中各组分所述的用量，在分散釜内将膨润土和（1）中所得的硅烷偶联剂包覆的改性无机混合物边搅拌边加入到环氧酯树脂和烃类溶剂的混合物，经分散均匀后得预分散体；然后将上述预分散体经砂磨至细度小于25μm后，边搅拌边加入加入氨基树脂和封闭型对甲苯磺酸，分散均匀，经检验合格后进行过滤、计量和包装等步骤，得到铝镜镜背涂料。其中表2中的单位为各组分占铝镜镜背涂料总重量的百分比，且实施例7至12依次对应使用的硅烷偶联剂包覆的改性滑石粉为表1中实施例1至6制备所得物。

（3）铝镜镜背涂料的施工工艺及检测指标：

将平板玻璃先清洗抛光平整，在抛光好的玻璃上真空镀一层金属铝，然后将上述表2中各实施例的铝镜镜背涂料用5.0~20.0wt％烃类溶剂稀释到施工粘度为涂-4杯测定为28~35秒后，加入到玻璃铝镜生产线涂料淋涂槽中，调节淋涂刀的宽度使干膜厚度达到规定要求（本实施例中涂膜厚度均为25~30μm），对玻璃铝金属镀层淋涂铝镜镜背涂料；或将上述表2中各实施例的铝镜镜背涂料用5.0~30.0wt％烃类溶剂稀释到施工粘度为涂-4杯测定为14~25秒后，对玻璃铝金属镀层用喷枪均匀喷涂铝镜镜背涂料。经板温110~120゜C下烘烤5~7分钟，或经过自然晾干至实干后，对玻璃铝镜进行下述各项检测，漆膜性能检测结果如表3所示。其中表3中各检测项目的检测方法及所要求达到的标准如下所述：

NSS中性耐盐雾测试：GB/T1771-91，其具体测试条件为50g/L 的NaCl水溶液，pH=6.5～7.2，35℃；所要求达到的标准为涂膜无变化，反射层无腐蚀；

镜面可见光反射率测试：BS EN 1036:1999；

铅笔硬度测试：GB/T6739-1996；

耐NaOH浸泡测试：GB/T1763-79（89），其具体测试条件为5wt.％的NaOH水溶液，25℃；所要求达到的标准为涂膜无变化，反射层无腐蚀；

耐二甲苯擦拭测试：GB/T9274-88；

漆膜密著性测试：GB/T9286-1998；

漆膜耐温变测试：GB/T9154-88，其具体测试条件为80±2゜C下进行4h；室温下进行1h；－30±3℃下进行4h；所要求达到的标准为涂膜无变化，反射层无变化；

切割脱落和磨边脱落测试：BS EN 1036:1999；

漆膜耐湿热性测试：GB/T1740-79（89）；所要求达到的标准为涂膜无变化，反射层无腐蚀。

上述实施例中未曾提及的试剂、检测设备及操作方法均为本领域通用技术手段，本发明中不再赘述。

表1（wt.%）

表2（wt.%）

表3

Claims (7)

1.一种硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法，制备所得的硅烷偶联剂包覆的改性无机混合物作为防腐蚀颜料，其特征在于：包括以下步骤：

将无机磷酸盐和硅灰充分混合均匀后得到无机混合物粉体，将8-羟基喹啉用无水乙醇充分溶解后得到8-羟基喹啉的乙醇溶液，将上述无机混合物粉体、8-羟基喹啉的乙醇溶液和硅烷偶联剂投入到球磨机的球罐中，并在密闭的球磨机球罐中以350~400r/min的转速研磨6~8h，直到经检测后所得混合物的吸油量达到11~18g/100g即可，得到硅烷偶联剂包覆的改性无机混合物，所述球磨机球罐中的研磨球与总物料的体积比为2~3:1；

其中所述无机磷酸盐为49.0~64.0 wt.%，硅灰为15.0~25.0 wt.%，8-羟基喹啉为5.0~10.0 wt.%，无水乙醇为15.0~20.0 wt.%，硅烷偶联剂为1.0~3.0 wt.%，上述百分比均为各组分占硅烷偶联剂包覆改性无机混合物总重量百分比。

2.根据权利要求1所述的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法，其特征在于：所述无机磷酸盐为磷酸锌、磷酸钙、磷酸钛和磷酸铁中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的制备方法，其特征在于：球磨机球罐中的研磨球为锆珠研磨球。

5.一种含硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的铝镜镜背涂料，其特征在于：由以下按总重量百分比计的各组分组成：

其中所述氨基树脂为三聚氰胺甲醛氨基树脂和苯代三聚氰胺甲醛氨基树脂中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的含硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的铝镜镜背涂料，其特征在于：所述烃类溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、松节油和溶剂石脑油中的至少一种。

7.根据权利要求5至6中任一权利要求所述的含硅烷偶联剂包覆改性无机混合物的铝镜镜背涂料的制备方法：其特征在于：包括以下步骤：将20.0~30.0 wt.%由权利要求1至4制备所得的硅烷偶联剂包覆改性无机混合物和0.5~1.0wt.%膨润土均匀分散至25.0~40.0 wt.%的环氧酯树脂和18.0~28.0 wt.%烃类溶剂的混合物中，得到预分散体；然后将预分散体经砂磨至细度小于25μm后，加入15.0~20.0 wt.%氨基树脂和0.5~1.0 wt.%封闭型对甲苯磺酸，分散均匀，得到铝镜镜背涂料。