CN104910805B - 一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法和应用，其原料组成为：硅氧烷的质量分数为60～70％，溶剂的质量分数为18～21％，水的质量分数为2～5％，助剂的质量分数为0.1～1％，酸为余量；本发明用于汽车外表面的陶瓷涂料，硬度为9H，大大缓解了汽车由于清洗造成的外表面划伤现象；另一方面，该涂料具有超疏水的特性，具有自清洁特性，雨水可以将表面的尘土污物洗刷干净，可以延长每次洗车的间隔时间。这种陶瓷涂料为单组份，保质期大约3个月；本发明为单组份陶瓷涂料；应用在汽车表面可以增加表面硬度，避免汽车漆划伤；雨水冲刷达到免洗车效果；制备方法和配方与现在陶瓷涂料完全不同。

Description

一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法和应用
【技术领域】
本发明涉及陶瓷涂料技术领域，具体地说，是一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法和应用。
【背景技术】
汽车的表面涂层是有机涂料的，由于其硬度低，清洗表面时抹布难免残留一些细砂等物质，会造成汽车表面的划伤，不仅影响汽车美观，而且会缩短汽车表面漆的使用寿命，近期研发了一种可用于汽车外表面的陶瓷涂料，硬度为9H，一方面可大大缓解汽车由于清洗造成的外表面划伤现象；另一方面，该涂料具有超疏水和自清洁的特性，下雨时雨水可将汽车表面的尘土污物洗刷干净，延长洗车的间隔时间。这种陶瓷涂料为单组份，常温下保质期大约3个月。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料，其原料组成为：硅氧烷的质量分数为60～70％，溶剂的质量分数为18～21％，水的质量分数为2～5％，助剂的质量分数为0.1～1％，酸为余量。
所述的硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，丙基三甲氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，环氧基硅烷中的一种或几种的混合物。
所述的溶剂为聚乙烯醇与醇水的混合溶液，醇水的混合溶液中的醇与水的体积比为1∶1，醇水的混合溶液是指醇和水的混合溶液；
所述的醇为乙醇，异丙醇，正丁醇，聚乙烯醇中的一种；
所述的醇的质量分数为5～10％；
所述的酸为甲酸，乙酸，柠檬酸中的一种或几种的混合物。
所述的助剂为硫酸氧钛，其中硫酸氧钛在常温下，可溶解在水中，在温度高于60℃的高温条件下，硫酸氧钛分解生产二氧化钛和硫酸盐；而硅氧烷单体在酸性介质中发生水解缩合反应，水解过程中放出大量的热，可以使体系中硫酸氧钛发生分解，从而生产纳米级别的二氧化钛，既可以均匀分散在涂料中，保证涂料的透明性，同时生产的纳米级别二氧化钛具有优异的抗紫外性能和光催化活性，使涂料具有优异的抗紫外性和光降解活性，而使涂料具有光催化自清洁效果。
聚乙烯醇溶液既具有反应体系所需的水和醇溶剂，同时聚乙烯醇的羟基能够与汽车表面金属、玻璃以及底漆反应从而提高涂料与基材的附着力，同时作为催化剂组分由于聚乙烯醇中未反应的羟基能够与硅氧烷中硅羟基进行反应，从而在固化过程中，避免防污组分的迁移，提高防污组分的稳定性，使涂料具有持久的防污性能.
同时聚乙烯醇溶液还可作为表面活性剂，作为硫酸氧钛的分散剂，避免了硫酸氧钛分解形成的二氧化钛过渡团聚，而降低涂料的透明性和抗紫外性能，进一步影响涂料的自清洁效果。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的制备方法，其具体步骤为：
上述原料物质混合后，25℃，转速120～140rpm，滚动熟化14-16小时后，再加入溶剂进行稀释，稀释比例大约为20％，混合均匀即可使用。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的施工方法，其具体步骤为：
喷在汽车表面，然后用干布擦拭，形成薄薄的一层涂层，为得到稍厚的涂膜可擦拭2～3次，大约8小时以后即可自然固化，24～48小时后可达到最佳疏水效果。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
一种可用于汽车外表面的陶瓷涂料，硬度为9H，大大缓解了汽车由于清洗造成的外表面划伤现象。另一方面，该涂料具有超疏水的特性，具有自清洁特性，雨水可以将表面的尘土污物洗刷干净，可以延长每次洗车的间隔时间。这种陶瓷涂料为单组份，保质期大约3个月。
本发明为单组份陶瓷涂料；应用在汽车表面可以增加表面硬度，避免汽车漆划伤；雨水冲刷达到免洗车效果；制备方法和配方与现在陶瓷涂料完全不同。
本发明的陶瓷涂料在液体手机贴膜中的应用。
本发明的陶瓷涂料在卫浴的瓷砖上中的应用。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种用于汽车外表面的陶瓷涂料及其制备方法的具体实施方式。
实施例1
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料，其原料组成为：硅氧烷的质量分数为60％，溶剂的质量分数为18％，水的质量分数为2％，助剂的质量分数为0.1％，酸为19.9％。
所述的硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，丙基三甲氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，环氧基硅烷中的混合物，各组份的为等体积比配置。
所述的溶剂为聚乙烯醇与醇水的混合溶液，醇水的混合溶液中的醇与水的体积比为1∶1，醇水的混合溶液是指醇和水的混合溶液；聚乙烯醇与醇水的混合溶液也是等体积配置；
所述的醇为乙醇和异丙醇；各组份的为等体积比配置。
所述的醇的质量分数为5％；
所述的酸为甲酸和乙酸，各组份的为等体积比配置。
所述的助剂为硫酸氧钛，其中硫酸氧钛在常温下，可溶解在水中，在温度高于60℃的高温条件下，硫酸氧钛分解生产二氧化钛和硫酸盐；而硅氧烷单体在酸性介质中发生水解缩合反应，水解过程中放出大量的热，可以使体系中硫酸氧钛发生分解，从而生产纳米级别的二氧化钛，既可以均匀分散在涂料中，保证涂料的透明性，同时生产的纳米级别二氧化钛具有优异的抗紫外性能和光催化活性，使涂料具有优异的抗紫外性和光降解活性，而使涂料具有光催化自清洁效果。
聚乙烯醇溶液既具有反应体系所需的水和醇溶剂，同时聚乙烯醇的羟基能够与汽车表面金属、玻璃以及底漆反应从而提高涂料与基材的附着力，同时作为催化剂组分由于聚乙烯醇中未反应的羟基能够与硅氧烷中硅羟基进行反应，从而在固化过程中，避免防污组分的迁移，提高防污组分的稳定性，使涂料具有持久的防污性能。
同时聚乙烯醇溶液还可作为表面活性剂，作为硫酸氧钛的分散剂，避免了硫酸氧钛分解形成的二氧化钛过渡团聚，而降低涂料的透明性和抗紫外性能，进一步影响涂料的自清洁效果。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的制备方法，其具体步骤为：
上述原料物质混合后，25℃，转速120rpm，滚动熟化14小时后，再加入溶剂进行稀释，稀释比例大约为20％，混合均匀即可使用。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的施工方法，其具体步骤为：
喷在汽车表面，然后用干布擦拭，形成薄薄的一层涂层，为得到稍厚的涂膜可擦拭2～3次，大约8小时以后即可自然固化，24～48小时后可达到最佳疏水效果。
实施例2
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料，其原料组成为：硅氧烷的质量分数为65％，溶剂的质量分数为20％，水的质量分数为3％，助剂的质量分数为0.5％，酸为21.5％。
所述的硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，丙基三甲氧基硅烷，的混合物。各组份的为等体积比配置。
所述的溶剂为聚乙烯醇与醇水的混合溶液，醇水的混合溶液中的醇与水的体积比为1∶1，醇水的混合溶液是指醇和水的混合溶液；聚乙烯醇与醇水的混合溶液也是等体积配置；
所述的醇为乙醇，异丙醇和正丁醇；各组份的为等体积比配置。
所述的醇的质量分数为7％；
所述的酸为乙酸和柠檬酸。
所述的助剂为硫酸氧钛，其中硫酸氧钛在常温下，可溶解在水中，在温度高于60℃的高温条件下，硫酸氧钛分解生产二氧化钛和硫酸盐；而硅氧烷单体在酸性介质中发生水解缩合反应，水解过程中放出大量的热，可以使体系中硫酸氧钛发生分解，从而生产纳米级别的二氧化钛，既可以均匀分散在涂料中，保证涂料的透明性，同时生产的纳米级别二氧化钛具有优异的抗紫外性能和光催化活性，使涂料具有优异的抗紫外性和光降解活性，而使涂料具有光催化自清洁效果。
聚乙烯醇溶液既具有反应体系所需的水和醇溶剂，同时聚乙烯醇的羟基能够与汽车表面金属、玻璃以及底漆反应从而提高涂料与基材的附着力，同时作为催化剂组分由于聚乙烯醇中未反应的羟基能够与硅氧烷中硅羟基进行反应，从而在固化过程中，避免防污组分的迁移，提高防污组分的稳定性，使涂料具有持久的防污性能.
同时聚乙烯醇溶液还可作为表面活性剂，作为硫酸氧钛的分散剂，避免了硫酸氧钛分解形成的二氧化钛过渡团聚，而降低涂料的透明性和抗紫外性能，进一步影响涂料的自清洁效果。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的制备方法，其具体步骤为：
上述原料物质混合后，25℃，转速140rpm，滚动熟化15小时后，再加入溶剂进行稀释，稀释比例大约为20％，混合均匀即可使用。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的施工方法，其具体步骤为：
喷在汽车表面，然后用干布擦拭，形成薄薄的一层涂层，为得到稍厚的涂膜可擦拭2～3次，大约8小时以后即可自然固化，24～48小时后可达到最佳疏水效果。
实施例3
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料，其原料组成为：硅氧烷的质量分数为70％，溶剂的质量分数为21％，水的质量分数为5％，助剂的质量分数为1％，酸为3％。
所述的硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，丙基三甲氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，环氧基硅烷中的的混合物，各组份的为等体积比配置。
所述的溶剂为聚乙烯醇与醇水的混合溶液，醇水的混合溶液中的醇与水的体积比为1∶1，醇水的混合溶液是指醇和水的混合溶液；聚乙烯醇与醇水的混合溶液也是等体积配置；
所述的醇为乙醇，异丙醇，正丁醇和聚乙烯醇的混合物；各组份的为等体积比配置。
所述的醇的质量分数为10％；
所述的酸为甲酸，乙酸，柠檬酸的混合物，各组份的为等体积比配置。
所述的助剂为硫酸氧钛，其中硫酸氧钛在常温下，可溶解在水中，在温度高于60℃的高温条件下，硫酸氧钛分解生产二氧化钛和硫酸盐；而硅氧烷单体在酸性介质中发生水解缩合反应，水解过程中放出大量的热，可以使体系中硫酸氧钛发生分解，从而生产纳米级别的二氧化钛，既可以均匀分散在涂料中，保证涂料的透明性，同时生产的纳米级别二氧化钛具有优异的抗紫外性能和光催化活性，使涂料具有优异的抗紫外性和光降解活性，而使涂料具有光催化自清洁效果。
聚乙烯醇溶液既具有反应体系所需的水和醇溶剂，同时聚乙烯醇的羟基能够与汽车表面金属、玻璃以及底漆反应从而提高涂料与基材的附着力，同时作为催化剂组分由于聚乙烯醇中未反应的羟基能够与硅氧烷中硅羟基进行反应，从而在固化过程中，避免防污组分的迁移，提高防污组分的稳定性，使涂料具有持久的防污性能.
同时聚乙烯醇溶液还可作为表面活性剂，作为硫酸氧钛的分散剂，避免了硫酸氧钛分解形成的二氧化钛过渡团聚，而降低涂料的透明性和抗紫外性能，进一步影响涂料的自清洁效果。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的制备方法，其具体步骤为：
上述原料物质混合后，25℃，转速140rpm，滚动熟化16小时后，再加入溶剂进行稀释，稀释比例大约为20％，混合均匀即可使用。
一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的施工方法，其具体步骤为：
喷在汽车表面，然后用干布擦拭，形成薄薄的一层涂层，为得到稍厚的涂膜可擦拭2～3次，大约8小时以后即可自然固化，24～48小时后可达到最佳疏水效果。
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。

Claims (6)

1.一种用于汽车外表面的陶瓷涂料，其特征在于，其原料组成为：硅氧烷的质量分数为60～70％，溶剂的质量分数为18～21％，水的质量分数为2～5％，助剂的质量分数为0.1～1％，酸为余量；
所述的硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，丙基三甲氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，环氧基硅烷中的一种或几种的混合物；
所述的溶剂为聚乙烯醇与醇水的混合溶液，醇水的混合溶液中的醇与水的体积比为1:1，醇水的混合溶液是指醇和水的混合溶液；所述的助剂为硫酸氧钛；所述的醇为乙醇，异丙醇，正丁醇，聚乙烯醇中的一种；所述的醇的质量分数为5～10％。
2.如权利要求1所述的一种用于汽车外表面的陶瓷涂料，其特征在于，所述的酸为甲酸，乙酸，柠檬酸中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的制备方法，其具体步骤为：
上述原料物质混合后，25℃，转速120～140rpm，滚动熟化14-16小时后，再加入溶剂进行稀释，稀释比例大约为20％，混合均匀即可使用。
4.如权利要求1所述的一种用于汽车外表面的陶瓷涂料的施工方法，其具体步骤为：
喷在汽车表面，然后用干布擦拭，形成薄薄的一层涂层，为得到稍厚的涂膜可擦拭2～3次，大约8小时以后自然固化，24～48小时后可达到最佳疏水效果。
5.如权利要求1所述的一种用于汽车外表面的陶瓷涂料在液体手机贴膜中的应用。
6.如权利要求1所述的一种用于汽车外表面的陶瓷涂料在卫浴的瓷砖上中的应用。
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