CN106977983B - 一种可常温固化的纳米陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可常温固化的纳米陶瓷涂料，其包括由硅溶胶、颜料、填料和水组成的A组分，以及由硅氧烷、助剂、催干剂和溶剂组成的B组分，所述纳米陶瓷涂料可以在常温下固化，扩大了其应用范围。此外，本发明还公布了一种可常温固化的纳米陶瓷涂料的制备方法，其包括以下步骤：步骤1，称取相应分量的硅溶胶、颜料、填料和水进行混合，将获得的混合物进行搅拌，并将搅拌均匀的混合物研磨至其细度达到25μm以下，将其作为A组分；称取相应分量的硅氧烷、助剂、催干剂和溶剂进行混合，将获得的混合物搅拌均匀，将其作为B组分；步骤3，将上述的A组分和B组分按照比例进行充分混合，生成所述的纳米陶瓷涂料。

Description

一种可常温固化的纳米陶瓷涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米陶瓷涂料技术领域，更具体而言，本发明涉及一种可常温固化的纳米陶瓷涂料，还涉及所述纳米陶瓷涂料的制备方法。
背景技术
目前，我国已进入高科技产品快速发展时期，但在涂料领域，特别是在具有特殊功能的涂料领域仍然落后于西方国家，纳米陶瓷涂料虽然在国内已出现多年，也有一些合资企业和民营企业进行了产业化，但发展相对缓慢。原因除了技术实力与国外企业有一定的差距外，目前价格高，机械性能差，施工工艺繁琐和固化条件要求高等问题限制了陶瓷涂料的应用领域，也是主要原因。无机陶瓷涂料由于其具有健康、环保，特别是具有良好的不燃性和高温下无毒气体释放等。近年来越来越受到人们的关注。
现有的专利申请中已经公开了一些陶瓷涂料，例如，申请号为200910199959.1的中国专利公开了一种光催化环保型纳米瓷膜涂料及其制备方法。该发明属于功能性涂料领域，并具体公开了，该纳米瓷膜涂料主要通过纳米级铝溶胶、光触媒体、颜、填料、钛酸钾晶须、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷等制备。其中，光触媒为纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的一种或它们的复合体系。通过本发明制备的涂层具有自清洁、杀菌、净化空气等功能，同时具有天然的安全无毒性，是一种环保型纳米瓷膜涂料。另外，申请号为201110068236.5的中国专利公开了一种环保型建筑铝幕墙用陶瓷涂料及其制备方法，属于陶瓷涂料技术领域。它包括铝溶胶、硅溶胶、颜料、填料、防沉剂、硅烷单体、助剂、催化剂等成分。制备方法包括：(1)称取相应分量的硅溶胶、铝溶胶、颜料、填料及防沉剂进行混合高度分散，然后对其进行研磨作为A组分；(2)称取相应分量的硅烷单体与不粘助剂作为B组分；(3)称取相应分量的催化剂作为C组分；(4)将上述的A组分、B组分和C组分进行充分混合并滚动熟化生成所述陶瓷涂料。
然而，上述的技术方案中存在制作工艺繁杂，组分较多，施工要求高，不能单次厚涂等问题。此外，申请号为201210539369.0和申请号为201210450763.7分别公开了一种含钛陶瓷涂料和一种具有3D效果的陶瓷涂料，但是上述两种涂料都需在高温烘烤下成膜，不能在常温下固化。
一般的陶瓷涂料生产制备工艺繁琐、组分较多、施工要求高、成膜工艺复杂、不适用于大件物品的涂装，一次成膜膜厚小且易开裂、不能常温固化等问题限制了陶瓷涂料的应用领域。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明的目的是提供一种可常温固化的纳米陶瓷涂料，使其制作工艺简化，减少了组分，使其能够具有被广泛地应用到各种工况下。本发明采用以下技术方案：
一种可常温固化的纳米陶瓷涂料，其包含A组分和B组分，两种组分的质量百分含量分别为60～66％和34～40％，
A组分由以下物料组成：
硅溶胶： 40～50％；
颜料： 10～20％；
填料： 15～25％；以及
水，
B组分由以下物料组成：
硅氧烷： 85～90％；
助剂： 3～5％；
催干剂： 0.5～1％；以及
溶剂，
其中，上述比例是按百分比比重展开的，总量为100％。
传统的陶瓷涂料中，一般包含三种组分，本发明的纳米陶瓷涂料仅包括两种组分，减少了组分，同时能够满足工艺要求。
优选地，所述硅溶胶为纳米二氧化硅水分散体，其粒度为10～100nm，硅含量为45～50％。纳米二氧化硅水分散体本身具有酸性，可以促进水解，因此可以无需增加其他酸性介质。
优选地，所述颜料为钛白粉、铜铬黑、钛镍黄、氧化铁黄中的一种或其混合物。
优选地，所述填料为云母粉、滑石粉、高岭土、空心玻璃微珠、晶须硅、纳米碳化硅、纳米氮化硼及沉淀硫酸钡中的一种或其混合物。
有利地，纳米氮化硼具有成瓷温度低、尺寸稳定性好、机械强度高、耐化学品性好、特别是高温强度大，并且有自润滑效果，应用到涂料中可以起到耐化学品性和耐磨的作用。
纳米碳化硅具有尺寸稳定、抗辐射能力强、机械性能好、化学性能稳定，高硬度、高耐磨性和良好的自润滑性。热膨胀系数小及高温强度大等性能。应用到涂料中可以起到耐热冲击，提高涂层硬度和耐磨性。
晶须硅具有硬度高、化学稳定性好、分散性好、抗沉淀性好，具有增强、曾韧作用、应用到涂料中，可提高涂层热变形温度、耐化学性，降低收缩变形率，提高尺寸稳定性，可防止涂层开裂。由于晶须硅可以有效防止涂层厚涂开裂，可增大单次施工膜厚，使得单次喷涂150μm左右不开裂，可有效的提高各被涂材料的使用周期，延长使用寿命。
优选地，水为去离子水。
优选地，硅氧烷为甲基三甲氧基硅氧烷，KH550、KH560、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、A-151、KH570、苯基三甲氧基硅烷中的一种或其混合物。
优选地，所述助剂为不粘助剂和流平助剂，具体地，为甲基氟硅油和羟基氟硅油。
优选地，所述催干剂为钛酸正丁酯或钛络合物。
优选地，所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚中的一种或其混合物。
根据本发明的另一方面，本发明旨在提供一种上述可常温固化的纳米陶瓷涂料的制备方法，使纳米陶瓷涂料的制作工艺简化，施工简便。
一种上述可常温固化的纳米陶瓷涂料的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1，按照上述纳米陶瓷涂料比例，称取相应分量的硅溶胶、颜料、填料和水进行混合，将获得的混合物进行搅拌，并将搅拌均匀的混合物研磨至其细度达到25μm以下，将其作为A组分；
步骤2，按照上述纳米陶瓷涂料比例，称取相应分量的硅氧烷、助剂、催干剂和溶剂进行混合，将获得的混合物搅拌均匀，将其作为B组分；
步骤3，将上述的A组分和B组分按照上述纳米陶瓷涂料限定的比例进行充分混合，生成所述的纳米陶瓷涂料。
优选地，使用砂磨机进行研磨。
在本发明中，在纳米陶瓷涂料中加入了催干剂组分，例如钛酸正丁酯或钛络合物，实现了可以在常温下固化成膜的要求，从而扩大了其应用领域和范围。另外，由于填料中可以含有晶须硅，纳米碳化硅和纳米氧化硅这三种填料，使得成膜后的瓷膜能够具有抗热冲击、抗氧化、抗化学品性，且晶须硅可以有效防止涂层厚涂开裂，可增大单次施工膜厚，使得单次喷涂150μm左右不开裂，可有效的提高各被涂材料的使用周期，延长使用寿命。另外，本发明的纳米陶瓷涂料的成膜基料为无机材料，因此具有阻燃性和陶瓷质感，并且在高温下无有毒有害气体的释放等优异性能。
由于本发明的纳米陶瓷涂料可常温固化，使得其制作工艺简单，施工要求简便，无需滚动的熟化。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，提供一种可常温固化的纳米陶瓷涂料，其包含A组分和B组分，两种组分的质量百分含量分别为60～66％和34～40％。下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细描述。
实例1：
A组分的物料配比
B组分的物料配比
实施例1中的纳米陶瓷涂料的制备方法：将填料、颜料和水加入到纳米二氧化硅水分散体中，进行低速搅拌均匀，然后在砂磨机上研磨至25μm以下即可出料，得到A组分；
将助剂、催干剂和溶剂加入到硅氧烷中，搅拌均匀后得到B组分；
将A组分和B组分按比例混合均匀后即可得到多用途陶瓷涂料。
实例2：
A组分的物料配比
B组分的物料配比
实施例2中的纳米陶瓷涂料的制备方法：将填料、颜料和水加入到纳米二氧化硅水分散体中，进行低速搅拌均匀，然后在砂磨机上研磨至25μm以下即可出料，得到A组分；
将助剂、催干剂和溶剂加入到硅氧烷中，搅拌均匀后得到B组分；
将A组分和B组分按比例混合均匀后即可得到多用途陶瓷涂料。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种可常温固化的纳米陶瓷涂料的制备方法，其涂料组成包含A组分和B组分，两种组分的质量百分含量分别为60～66％和34～40％，
A组分由以下物料组成：硅溶胶：40～50％；颜料：10～20％；填料：15～
25％；以及水；
B组分由以下物料组成：硅氧烷：85～90％；助剂：3～5％；催干剂：0.5～
1％；以及溶剂；
其中，上述比例是按百分比比重展开的，总量为100％；
其中，所述硅溶胶为纳米二氧化硅水分散体，其粒度为10～100nm，硅含量为45～50％；所述填料为晶须硅、纳米碳化硅和纳米氧化硅；所述助剂为不粘助剂和流平助剂；所述催干剂为钛酸正丁酯或钛络合物，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照所述的纳米陶瓷涂料比例，称取相应分量的硅溶胶、颜料、填料和水进行混合，将获得的混合物进行搅拌，并将搅拌均匀的混合物研磨至其细度达到25μm以下，将其作为A组分；
步骤2，按照所述的纳米陶瓷涂料比例，称取相应分量的硅氧烷、助剂、催干剂和溶剂进行混合，将获得的混合物搅拌均匀，将其作为B组分；
步骤3，将上述的A组分和B组分按照所述的纳米陶瓷涂料限定的比例进行充分混合，生成所述的纳米陶瓷涂料。
2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，所述助剂为甲基氟硅油和羟基氟硅油。
3.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，所述颜料为钛白粉、铜铬黑、钛镍黄、氧化铁黄中的一种或其混合物。
4.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，硅氧烷为甲基三甲氧基硅氧烷，KH550、KH560、正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、A-151、KH570、苯基三甲氧基硅烷中的一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、丙二醇甲醚中的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的纳米陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，使用砂磨机进行研磨。
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