CN106189388A - 具有3d图案效果的高光泽的烤瓷板及其双层涂制法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板及其双层涂制法，克服了现有烤瓷板的表面单一、比较死板、装饰效果差的缺陷，解决了如下几个技术问题：(1)在烤瓷板上形成具有3D效果的装饰图案；(2)提高烤瓷板的光泽，提升其装饰效果；(3)简化3D效果图案的施工工艺。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：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。

Description

具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板及其双层涂制法
技术领域
本发明涉及一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板及其双层涂制法。
背景技术
目前城市轨道交通车站装饰幕墙所使用的板材主要有两种：氟碳幕墙铝单板和搪瓷钢板。氟碳幕墙板硬度低且不耐划伤，后期维护成本高。而且火灾发生时氟碳涂层会发生分解而释放出有毒气体，给乘客的生命安全造成极大危险。搪瓷钢板虽然硬度高耐磨耐划伤性好，且安全无毒，但是由于其加工温度高(800-1000℃烧结)，成品率极低，造成加工成本高，耐冲击性差，破损后难以修补容易造成腐蚀。
烤瓷铝板是近年来新型的一种幕墙装饰材料，是将陶瓷涂料喷涂在幕墙板上烘烤后形成的幕墙装饰材料，它克服了上述两种材料的缺点：既防火不燃、安全无毒、硬度高，又加工温度低、耐冲击性比搪瓷板好、不产生腐蚀的问题，是一种环保、安全的新型幕墙装饰材料。
现有烤瓷板的表面单一，比较死板，装饰效果差，为了迎合市场的需求，满足烤瓷板的装饰性，现急需开发一种具有3D效果的装饰性强的烤瓷板。
CN201210450763.7、CN 201410293141.7、CN 201210538590.4、CN201410041036.4都公开了具有三维立体效果的陶瓷涂料，这些技术的局限在于：(1)这种立体效果的装饰图案应用在炊具领域；(2)陶瓷涂料的光泽不高，与有机涂料相比装饰效果不理想；CN 102911537 A、CN 201410293141.7这2个专利中，形成这种三维效果的施工方法较为复杂，分成底涂、磁性粉层、面涂三层的施工。
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具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板及其双层涂制法，解决如下几个技术问题：(1)在烤瓷板上形成具有3D效果的装饰图案；(2)提高烤瓷板的光泽，提升其装饰效果；(3)简化3D效果图案的施工工艺。
本发明的目的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，包括底涂涂料、面涂涂料；其中，
所述底涂涂料的组分及重量含量为：
色浆 62-70％，
催化剂 0.6-1.2％，
硅烷组分 余量；
所述面涂涂料的组分及重量含量为：
硅溶胶 45-53％，
硅烷组分 45-53％，
催化剂 余量。
上述组分含量限定中，之所将色浆含量限定在62-70％，原因在于该组分含量过多，涂层光泽低，装饰效果差，含量过少涂层易开裂；之所以将催化剂的含量限定在0.6-1.2％，原因在于催化剂量过少，反应速度过慢，生产效率低；催化剂量过多，涂料熟化后可使用的时间短，甚至直接发生凝胶化而无法使用；之所以将硅溶胶含量限定在45-53％，原因在于硅溶胶量过多，涂层光泽低，装饰效果差，量过少涂层易开裂。
优选地，所述陶瓷涂料还含有磁性粉，所述磁性粉是所述底涂涂料的成分。
优选地，所述底涂涂料中，色浆的组分及重量百分比如下：
所述色浆中改性酸性硅溶胶含量限定范围的原因在于，其量过多，涂层光泽低，装饰效果差，量过少涂层易开裂；颜料含量限定范围的原因在于其量多涂层成本增加；量少遮盖力差；碱液含量限定范围的原因在于量过多过少都会影响色浆的储存稳定性。
进一步优选地，所述改性酸性硅溶胶是酸性硅溶胶和有机长链硅烷按照90-95％：5-10％的重量比例的混合所得的混合物；进一步地，所述混合是在15-35℃、100-200转/分钟下滚动6-16小时完成的；其中酸性硅胶溶胶包括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。
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和有机颜料。
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。
优选地，所述磁性粉为市售产品。
优选地，所述碱液包括NaOH、KOH、NaCO3、NaHCO3中的一种或几种。
优选地，所述水为去离子水。
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、磁性粉、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，所述底涂涂料、面涂涂料中的催化剂包括甲酸、乙酸、柠檬酸、盐酸中的一种或几种。
优选地，所述底涂涂料、面涂涂料中的硅烷组分包括：硅烷90-98％，硅油1-5％，流平剂1-5％，％为重量百分比。
优选地，所述面涂涂料中的硅溶胶是碱性硅溶胶，固含为20-40％，pH为9-12，粒径为5-11nm。
第二方面，本发明提供一种所述陶瓷涂料的制备方法，包括底涂涂料的制备、面涂涂料的制备；其中，
所述底涂涂料的制备包括按所述重量百分比的色浆、催化剂、硅烷组分混合即可；所述面涂涂料的制备包括按所述重量百分比的硅溶液、硅烷组分、催化剂混合即可。
优选地，所述混合具体为：在温度为15-35℃，转速为100-200转/分钟下，滚动4-16小时后即可。通过上述方法混合所得的两种涂料pH值需控制在3.5-5.5范围内。
第三方面，本发明提供一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板的双层涂制法，包括如下步骤：
根据预设3D图案摆放磁块模具，采用空气喷涂的方式向基材表面先喷涂底涂涂料形成3D图案效果、再喷涂面涂涂料，固化，即得所述具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板；
优选地，所述基材需要进行预热至35-65℃。
优选地，所述基材的材质包括铝合金、不锈钢、镀锌钢板、镀铝钢板等。
优选地，所述基材在喷涂前需要进行喷砂处理；进一步地，所述喷砂处理中采用砂子的细度为60-100目，所述喷砂处理后基材的粗糙度控制在2.0-5.0μm。
优选地，所述固化包括低温、高温两个阶段；其中，低温阶段为60-100℃、10-20min；高温阶段为200-300℃、10-20min。
第四方面，本发明提供一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板，是通过所述双层涂制法制备得到。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
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。
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分别提供了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：
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。
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
实施例7-9：陶瓷涂料底涂的制备
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7-9分别提供的底涂涂料的制备包括按所述重量百分比的色浆、催化剂、硅烷组分混合即可；在温度为20℃，转速为150转/分钟下，滚动10小时后即可。通过上述方法混合所得的涂料pH值需控制在3.5-5.5范围内。
实施例10-12：陶瓷涂料面涂的制备
表4
实施例10 实施例11 实施例12
碱性硅溶胶 45％ 50％ 53％
催化剂 盐酸：2％ 乙酸：1.2％ 甲酸：2％
硅烷组分 实施例4：53％ 实施例5：48.8％ 实施例6：45％
实施例13-15：具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板的双层涂制法
基于实施例7提供的底涂涂料和实施例12提供的面涂涂料，实施例13-15分别提供了一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板的双层涂制法：
根据预设3D图案摆放磁块模具，采用空气喷涂的方式向基材表面喷涂所述底涂涂料，形成3D图案效果，再喷涂面涂涂料，即得所述具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板；其中所涉参数分别如表5：
表5
对比例1-10
对比例1-10是实施例13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；本对比例的目的在于验证当涂料组分含量超范围对技术效果的影响。
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25％，钛白粉含量为35％，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％，其他均通实施例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％，其他均通实施例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。
对比例6：采用的面涂涂料中含硅溶胶60％、甲酸35％、硅烷组分5％；其中硅烷组分的含量为甲基三甲氧基硅烷98％、硅油2％、流平剂0。
对比例7：仅采用底涂涂料进行喷涂、省略了面涂涂料；
对比例8：仅采用面涂涂料进行喷涂、省略了底涂涂料。
对比例9：预处理温度为30℃，固化具体为150℃15min，而非分阶段固化；
对比例10：采用的面涂涂料中含硅溶胶60％、甲酸35％、硅烷组分5％；预处理温度为30℃，固化具体为150℃15min，而非分阶段固化。
基于上述限定制备烤瓷板，所得烤瓷板的性能如下：
表6
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，其特征在于，包括底涂涂料、面涂涂料；其中，
所述底涂涂料的组分及重量含量为：
色浆 62-70％，
催化剂 0.6-1.2％，
硅烷组分 余量；
所述面涂涂料的组分及重量含量为：
硅溶胶 45-53％，
硅烷组分 45-53％，
催化剂 余量。
2.根据权利要求1所述的陶瓷涂料，其特征在于，所述底涂涂料中，色浆的组分及重量百分比如下：
3.根据权利要求2所述的陶瓷涂料，其特征在于，所述改性酸性硅溶胶是酸性硅溶胶和有机长链硅烷按照90-95％：5-10％的重量比例的混合所得的混合物；所述颜料包括无机颜料和有机颜料；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；所述磁性粉为市售产品；所述碱液包括NaOH、KOH、NaCO3、NaHCO3中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的陶瓷涂料，其特征在于，所述底涂涂料、面涂涂料中的催化剂包括甲酸、乙酸、柠檬酸、盐酸中的一种或几种；所述硅烷组分包括：硅烷90-98％，硅油1-5％，流平剂1-5％，％为重量百分比。
5.根据权利要求1所述的陶瓷涂料，其特征在于，所述面涂涂料中的硅溶胶是碱性硅溶胶，固含为20-40％，pH为9-12，粒径为5-11nm。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括底涂涂料的制备、面涂涂料的制备；其中，所述底涂涂料的制备包括按所述重量百分比的色浆、催化剂、硅烷组分混合即可；所述面涂涂料的制备包括按所述重量百分比的硅溶液、硅烷组分、催化剂混合即可。
7.根据权利要求6所述陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，所述混合具体为：在温度为15-35℃，转速为100-200转/分钟下，滚动4-16小时后即可。
8.一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板的双层涂制法，其特征在于，包括如下步骤：
根据预设3D图案摆放磁块模具，采用空气喷涂的方式向基材表面先喷涂底涂涂料形成3D图案效果、再喷涂面涂涂料，固化，即得所述具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板；其中，所述底涂涂料、面涂涂料为权利要求1-5任一项所述的陶瓷涂料的组分。
9.根据权利要求8所述的具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板的双层涂制法，其特征在于，所述基材需要进行预热至35-65℃；所述基材在喷涂前需要进行喷砂处理；所述固化包括低温、高温两个阶段；其中，低温阶段为60-100℃、10-20min；高温阶段为200-300℃、10-20min。
10.一种具有3D图案效果的高光泽的烤瓷板，其特征在于，是通过权利要求8或9所述双层涂制法制备得到的。
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