CN106009800A - 一种可释放负离子的易清洁烤瓷板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可释放负离子的易清洁烤瓷板及其制备方法。本发明具体是在陶瓷涂料中通过添加电气石粉制成的烤瓷板，涂料成膜物质为石头和砂子等天然无机物，涂料中所使用的溶剂为去离子水，不添加任何有机成分，涂层本身就安全无毒，再加上电气石粉的辅助作用，达到了既不会释放有毒物质，有可以起到释放负离子、净化室内空气、吸附室内甲醛的作用。

Description

一种可释放负离子的易清洁烤瓷板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可释放负离子的易清洁烤瓷板及其制备方法。
背景技术
装修在使居室变得舒适与美观的同时，也给室内环境造成了污染。据调查显示，人们每天平均有80％以上的时间在室内度过，因此室内空气的质量对人体健康的关系就显得更加密切。尤其是地铁站、高铁站、飞机场、医院、商场等人口密集的公共场所，室内空气的质量尤其重要。具有净化室内空气功能的材料，可以满足人们对健康生活的需求。
烤瓷板是近年来新型的一种公共场所的幕墙装饰板，是将陶瓷涂料喷涂在铝板上烘烤后形成的幕墙装饰材料，它具有许多优异的性能：不燃无烟、安全无毒、硬度高等，是一种环保、安全的幕墙装饰材料。但是现有的烤瓷板不具备净化室内空气的功能。现急需开发一种具有释放负离子，净化室内空气功能的烤瓷板，以填补空白。
电气石能自动的、永久的释放负离子，具有吸附室内甲醛、杀灭室内细菌、净化室内空气的作用，被广泛用在建筑内墙涂料中。例如：CN02123891.X，CN200510044438.0，CN200410083966.2，CN201110421400.6，CN201510077382.2，CN200410033656.X，CN201410320253.7，CN201510560700.0，CN201410431750.4等专利申请都是采用加入电气石粉实现释放负离子、净化室内空气的功能。但是这些建筑内墙涂料中会添加有机的成膜助剂，用于室内装饰有机类物质也会慢慢释放出来，而且该涂料在金属基材上附着力不好而无法用于金属基材。
现有用于金属基材的幕墙装饰材料多为将有机涂层，该类涂料的成膜物质为有机树脂，且涂料内大多添加有机溶剂，如果将该种涂料涂覆在幕墙板上作为室内装饰材料，可持续释放出一些有毒有害的物质，虽然加入电气石粉可起到吸附甲醛，净化室内空气的作用，但效果远不如本发明的烤瓷板。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可释放负离子的易清洁烤瓷板及其制备方法，开发一种具有释放负离子、吸附室内甲醛、杀灭室内细菌、净化室内空气功能的烤瓷幕墙板；该烤瓷幕墙装饰板除了具有不燃无烟、安全无毒、硬度高等优异性能外，还具有优异的防涂鸦、易清洁的功能，特别适合在公共场所作为室内幕墙装饰材料来使用。在陶瓷涂料中通过添加电气石粉制成的烤瓷板可以说是一个完美的产品，涂料成膜物质为石头和砂子等天然无机物，涂料中所使用的溶剂为去离子水，不添加任何有机成分，涂层本身就安全无毒，再加上电气石粉的辅助作用，达到了既不会释放有毒物质，有可以起到释放负离子、净化室内空气、吸附室内甲醛的作用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供一种陶瓷涂料组合物，组分及其重量含量如下：
色浆 62-70％，
催化剂 0.6-1.2％，
硅烷组分 余量。
进一步优选地，所述陶瓷涂料组合物中，色浆与硅烷组分的重量比为2：1。这样的优选方案既可以保证涂层不开裂，又具有较高的光泽，也就是说色浆量太多，会造成涂层光泽低，而B组分量多，涂层又容易开裂。
进一步优选地，所述陶瓷涂料组合物中，所述催化剂的中重量含量为1％。
更优选地，所述陶瓷涂料组合物的组分及其重量含量如下：
色浆 66％，
催化剂 1％，
硅烷组分 33％。
优选地，所述色浆的组分及其重量含量如下：
进一步优选地，所述改性酸性硅溶胶是酸性硅溶胶、有机长链硅烷按重量含量分别为90-95％、5-10％混合所得的混合物；其中，所述混合是在15-35℃、转速为100-200转/分钟下，滚动6-16小时完成的；更进一步地，所述酸性硅胶溶胶pH＝2-4，粒径为10-50nm，固含为25-50％；所述有机长链硅烷包括γ-(2.3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
进一步优选地，所述颜料包括钛白粉、炭黑、氧化铁红、钛黄等各种颜色的无机颜料或/和有机颜料。
进一步优选地，所述填料包括高岭土、晶须硅、云母粉、沉淀硫酸钡、氧化铝粉、气相二氧化硅中的一种或几种。
进一步优选地，所述电气石粉的粒径不小于2000目，纯度为95％以上。
进一步优选地，所述碱液包括NaOH、KOH、NaCO3、NaHCO3溶液中的一种或几种。
进一步优选地，所述水包括去离子水。
优选地，所述色浆是将所述重量百分比的改性酸性硅溶胶、颜料、填料、电气石粉、碱液、水混合、球磨即得；
进一步优选地，所述色浆的细度控制在15-25μm、pH值控制在9-11；所述球磨的时间为0.5-2小时，球磨采用锆珠，锆珠的粒径为1.5-3mm；球磨的设备采用研磨机。
优选地，所述催化剂包括甲酸、乙酸、柠檬酸、盐酸中的一种或几种。催化剂用来控制熟化后涂料的pH值在3.5-5.5范围内。
优选地，所述硅烷组分包括组分及其重量含量包括
硅烷 90-98％，
硅油 1-5％，
流平剂 1-5％。
本组分中硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一种或几种。硅油、流平剂均为市售产品。
第二方面，本发明提供一种所述陶瓷涂料组合物的制备方法，按所述重量百分比的色浆、催化剂、硅烷组分混合即可。
优选地，所述混合具体为：于15-35℃、100-200转/分钟下，滚动4-16小时即可。
优选地，所述陶瓷涂料的pH值需控制在3.8-5.0。
第三方面，本发明提供一种基于所述陶瓷涂料组合物的烤瓷板单层涂制法，包括：采用空气喷涂或者静电喷涂的方式，将所述陶瓷涂料组合物喷涂在金属基材的表面，固化，即得。
优选地，所述金属基材包括铝合金、不锈钢、镀锌钢板、镀铝钢板等。
优选地，所述金属基材需要进行喷砂处理、预热处理。
进一步优选地，所述喷砂处理中砂子细度为60-100目、喷砂后粗糙度控制在2.0-5.0μm；所述预热处理后基材的温度为35-65℃。
优选地，所述固化包括低温阶段、高温阶段；其中，低温阶段为：60-100℃、10-20min，高温阶段为200-300℃、10-20min。
第四方面，本发明提供一种烤瓷板，通过上述单层涂制法制备得到。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)由于电气石粉可以自动、永久的释放负离子，因此该发明的产品除了具有不燃无烟、安全无毒、硬度高等性能以外，还具有杀灭室内细菌、净化室内空气的作用，除此之外，还可以吸附室内甲醛和异味，兼具远红外辐射的功能。
(2)将酸性硅溶胶与长链硅烷反应，由于硅溶胶表面富含羟基，羟基与硅烷水解后形成的硅醇反应，可以将硅烷的有机链段引到硅溶胶表面，由于有机链段的引入，最终涂层的光泽会有明显提高，增加了烤瓷板的装饰性。
(3)由于硅溶胶与硅烷发生缩聚反应，涂层表面富集-CH3，降低了涂层的表面能，使涂层具有防涂鸦、易清洁的特点，再加上配方中加入了甲基硅油，两者的协同效应使得易清洁的效果更加持久。配方中的甲基硅油提供初始的易清洁性，而硅溶胶与硅烷反应产生的-CH3提供长久的易清洁性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1-3：色浆制备
实施例1-3提供一种色浆及其制备方法，色浆的组分及重量含量如下：
表1
制备方法：所述色浆是将所述重量百分比的改性酸性硅溶胶、颜料、填料、磁性粉、碱液、水混合、球磨即得；所述色浆的细度控制在20μm，pH值控制在10；所述球磨的时间为1小时，球磨采用锆珠，锆珠的粒径为2mm；球磨的设备采用研磨机。
需要说明的是，上述制备方法在下述条件下均可实现：
(1)所述色浆的细度控制在15-25μm、pH值控制在9-11；所述球磨的时间为0.5-2小时，球磨采用锆珠，锆珠的粒径为1.5-3mm；球磨的设备采用研磨机。
(2)所述改性酸性硅溶胶中酸性硅溶胶、有机长链硅烷的混合条件为：15-35℃、转速为100-200转/分钟下，滚动6-16小时完成的。
实施例4-6：硅烷组分制备
实施例4-6分别提供了一种硅烷组分，具体见表2：
表2
本实施例组分选自市售硅油产品、市售流平剂产品种类的情况下均可实现。
实施例7-9：陶瓷涂料的制备
实施例7-9分别提供了一种陶瓷涂料，组分含量即制备方法如下表3所示：
表3
实施例7 实施例8 实施例9
色浆 实施例1：70％ 实施例2：62％ 实施例3：65％
催化剂 盐酸：0.6％ 乙酸：1.2％ 甲酸：1％
硅烷组分 实施例4：余量 实施例5：余量 实施例6：余量
实施例10-12：可释放负离子的易清洁烤瓷板及其制备方法
基于实施例7提供的陶瓷涂料，实施例10-12分别提供了可释放负离子的易清洁烤瓷板的制备方法：采用空气喷涂或者静电喷涂的方式，将所述陶瓷涂料组合物喷涂在金属基材的表面，固化，即得；其中所涉参数分别如下表4：
表4
对比例1-5
对比例1-5是实施例10的对比例，对比之处仅在于：
对比例1：色浆65％，甲酸2％，硅烷余量；即本对比例中涂料组分含量超范围，突出本发明陶瓷涂料的组分是创造性筛选的结果。
对比例2:采用色浆的组成中酸性硅溶胶和有机长链硅烷的重量含量分别为80％、20％，色浆的其他组分及含量还同实施例1；本对比例的作用在突出色浆组分的重要性特别是色浆中改性酸性硅溶胶的重要性。
对比例3：采用色浆的组成中酸性硅溶胶和有机长链硅烷的重量含量分别为80％、20％，同时改性酸性硅溶胶的含量为30％，电气石粉含量为15％，色浆的其他组分及含量还同实施例1；本对比例的作用在于反面衬托涂料中色浆的组分之间存在相互作用，增加创造性。
对比例4：采用的硅烷组分中，硅烷、硅油、流平剂的含量分别为80％、10％、10％，其他均同实施例4；本对比例的作用在于衬托硅烷组分的重要性。
对比例5：采用色浆的组成中酸性硅溶胶和有机长链硅烷的重量含量分别为80％、20％，色浆的其他组分及含量还同实施例1；同时，采用的硅烷组分中，硅烷、硅油、流平剂的含量分别为80％、10％、10％，其他均同实施例4；色浆、催化剂、硅烷组分的含量同实施例7；本对比例在于反衬陶瓷涂料中色浆、硅烷组分的相互作用。
将上述对比例1-5按照实施例10所示方法制备烤瓷板，所得烤瓷板的性能如下：
表5
对比例6-8
对比例6-8是实施例10的对比例，采用的陶瓷涂料同实施例10，对比之处在于制备方法，制备方法的区别之处见表6：
表6
性能测试结果见表7。
表7
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种陶瓷涂料组合物，其特征在于，包括组分及其重量含量如下：
色浆 62-70％，
催化剂 0.6-1.2％，
硅烷组分 余量。
2.根据权利要求1所述的陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述色浆的组分及其重量含量如下：
3.根据权利要求1所述的陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述催化剂包括甲酸、乙酸、柠檬酸、盐酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的陶瓷涂料组合物，其特征在于，所述硅烷组分包括组分及其重量含量如下：
硅烷 90-98％，
硅油 1-5％，
流平剂 1-5％。
5.一种根据权利要求1至4任一项所述的陶瓷涂料组合物的制备方法，其特征在于，按所述重量百分比的色浆、催化剂、硅烷组分混合即可。
6.根据权利要求5所述的陶瓷涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述混合具体为：于15-35℃、100-200转/分钟下，滚动4-16小时即可。
7.一种基于权利要求1至4任一项所述陶瓷涂料组合物的烤瓷板的单层涂制法，其特征在于，包括：采用空气喷涂或者静电喷涂的方式，将所述陶瓷涂料组合物喷涂在金属基材的表面，固化，即得。
8.根据权利要求7所述的烤瓷板的单层涂制法，其特征在于，所述金属基材包括铝合金、不锈钢、镀锌钢板、镀铝钢板；所述金属基材需要进行喷砂处理、预热处理。
9.根据权利要求7所述的烤瓷板的单层涂制法，其特征在于，所述固化包括低温阶段、高温阶段；其中，低温阶段为：60-100℃、10-20min，高温阶段为200-300℃、10-20min。
10.一种烤瓷板，其特征在于，通过权利要求7至9任一项所述的单层涂制法制备得到。
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