CN108300284A - 一种防水防油涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涂料,具体涉及一种防水防油涂料,属于材料领域。该防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅有机树脂5‑20%,二氧化钛5‑20%,无机硅1‑8%,酒精60‑80%。本发明防水防油涂料配伍合理,通过乙醇、无机硅、硅有机树脂、纳米二氧化钛及纳米氧化锌的共同作用,使得到的防水防油涂料具有优异的防水防油性能及机械强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料,具体涉及一种防水防油涂料,属于材料领域。
背景技术
一些具有硬质表面的基底(例如陶瓷、玻璃和石料),在作为墙面以及卫浴台面使用时,经常面临水(油)渍残留问题。通常情况下,残留的水(油)渍如清理不及时,易吸附灰尘以造成表面积垢。另外,由于表面处于潮湿的状态,在空气中的二氧化碳的作用下,材质长期处于弱酸性环境中,会造成表面缓慢侵蚀,久而久之,建材的表面光泽度会下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种防水防油涂料。
本发明的目的通过如下技术方案来实现:一种防水防油涂料,所述防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅有机树脂5-20%,二氧化钛5-20%,无机硅1-8%,酒精60-80%。
本发明涂料以酒精为载体,加入硅有机树脂、二氧化钛及无机硅制得防水防油涂料。其中,本发明在酒精的基础上加入了硅有机树脂,硅有机树脂的加入不仅能使涂料的疏水性大大增强,还能够填平防水防油涂料表面细微可见的凹痕。有机硅树脂的加入,能在基材表面形成网状薄膜,其具有很低的表面张力,能均匀分布在基材上,而不封闭基材的毛细管通道,因此,本发明在防水防油涂料中加入硅有机树脂,能使基材表面具有良好的憎水效果,并能保持良好的透气性能,并且不需要从外界引入CO2进行反应,也不会产生有害于基材的碱性碳酸盐,因此本发明选择上述成分的有机硅树脂。
其中,本发明的二氧化钛为纳米二氧化钛,粒径为10-20nm。
本发明通过加入纳米二氧化钛,而纳米颗粒可以广泛而均匀地分散在基材表面,不仅能使小水滴变成大水滴并在重力的作用下滚落,而且能阻碍水分子进入基材中的途径,从而使涂覆涂料的疏水性变好;同时,纳米二氧化钛不仅可以在树脂中均匀分散,而且在复合涂膜的表面在遭到外力产生磨损的过程中,这些均匀分散的改性纳米二氧化钛微粒起到了相当于“润滑剂”的作用,从而大大的降低了树脂的磨损几率。同时,这些纳米级分散的二氧化钛使得聚合物高分子链之间产生网状交联,进一步使其耐磨性得到提高。
作为优选,本发明采用的纳米二氧化钛为通过乙二醇预处理后的纳米二氧化钛。由于纳米二氧化钛的颗粒小,表面的电荷产生富集,具有很高的表面活性,颗粒间处于非热力学稳定状态,使总表面积和表面超额自由能降低,从而纳米粒子容易形成团聚体,因此本发明采用乙二醇对纳米二氧化钛进行预处理,具体步骤包括:将纳米TiO2加入到质量为纳米TiO210-15%的乙二醇中进行研磨,研磨速度为10-15m/min,研磨时间为1-3h;由于乙二醇在纳米二氧化钛生成过程中在一定程度上破坏了-Ti-O-Ti-网络结构的形成,在微粒表面形成吸附层,使微粒间产生空间位阻来降低表面张力;另一方面由于乙二醇的添加,也在一定程度上对纳米微粒的团聚起到了抑制和分散的作用。
另外,在上述一种防水防油涂料中,还加入了无机硅。无机硅的加入,不仅能去除基材表面的静电,还能降低水在基材表面的附着力。同时,由于无机硅的高流动性和小尺寸效应,能使防水防油涂料表面致密细洁,摩擦系数减小,再加上纳米颗粒的高强度,能使防水放油涂料的强度和延伸率提高。且由于无机硅与酒精的共同作用,通过硅羟基与有机溶剂的强相互作用,能够在两相间构筑起持久维系作用,从而减少纳米颗粒表面的硅羟基数量浓度,增强其疏水性能。
在上述一种防水防油涂料中,还包括占防水防油涂料总质量2-6%的纳米ZnO。本发明中纳米二氧化钛、无机硅与纳米ZnO共同作用,能提高得到的防水防油涂料的力学性能。由于纳米材料表面原子数所占的比例大,表面原子周围缺少相邻的原子,具有不饱和性质,在与其他组分作用时,在两个混合相之间产生很大的作用力,而纳米粒子的表面活性中心与成膜物质的官能团可发生次化学键结合,极大增加防水防油涂料的刚性和硬度;其次,纳米粒子的加入可以极大的减少涂料的自由体积,改善涂料的体积填充致密度,提高填充比,从而改进涂料的机械强度。
一种琉璃,所述琉璃表面涂覆有如上所述的防水防油涂料。
琉璃,亦作"瑠璃",是用各种颜色(颜色是由各种稀有金属形成)的人造水晶(含24%的二氧化铅)为原料,是在1000多度的高温下烧制而成的。其色彩流云漓彩;其品质晶莹剔透、光彩夺目。琉璃作为一种新的建筑装潢材料,因其细腻的细节表现、优异的光线效果及丰富的色彩,在建筑装潢领域的应用越来越广泛。然而由于其材质和性子的限制,由于表面缺乏保护而使其在显示应用领域受到限制。通过在琉璃表面涂覆防水防油涂料,能使得到的琉璃具有优良的防水防油心梗。
一种琉璃的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:将上述防水防油涂料通过超声波高速分子分散剂充分融合得混合物,再放入搪玻璃反应釜中反应合成复合溶液;将复合溶液喷涂到琉璃基材表面,烘干后得琉璃。
在上述一种琉璃的制备方法中,所述超声波高分子分散机的功率为90-100W,温度为40-50℃,分散融合时间为10-15min。超声波所产生的的空化作用能解决纳米粒子的团聚问题,其产生的高温、高压、强冲击波和微射流有利于提高其分散性和稳定性,从而使防水防油涂料的材料充分混合。
在上述一种琉璃的制备方法中,所述搪玻璃反应釜的温度为50-60℃,反应时间为6-8h。酒精的沸点为78℃,因此本发明琉璃的制备方法中,反应温度为50-60℃,并不会造成酒精的损失,同时,在上述温度下,能够使制得的防水防油涂料稳定性好,强度高。
在上述一种琉璃的制备方法中,所述琉璃基材使用前先用去离子水进行表面清洗并用氩气吹干。基材的洁净度对制得的成品的影响极大,本发明采用上述方法对琉璃进行预处理,能保证琉璃基材表面的洁净度,从而使防水防油涂料涂覆的作用更强。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明防水防油涂料配伍合理,通过乙醇、无机硅、硅有机树脂、纳米二氧化钛及纳米氧化锌的共同作用,使得到的防水防油涂料具有优异的防水防油性能及机械强度;
2、一种琉璃,在其表面涂覆本发明防水防油涂料,能使其具有防水防油性能,还有一定的机械强度。
3、一种琉璃的制备方法,通过配伍合理的防水防油涂料,并结合特定的制备方法,能够使得到的琉璃在应用领域得到提升。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种防水防油涂料,该防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅酮5%,二氧化钛5%,无机硅1%,酒精60%。
实施例2
一种防水防油涂料,所述防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅酮10%,二氧化钛10%,无机硅4%,酒精65%,纳米ZnO2%。
实施例3
一种防水防油涂料,所述防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅酮15%,二氧化钛15%,无机硅6%,酒精70%,纳米ZnO4%。
实施例4
一种防水防油涂料,所述防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅酮18%,二氧化钛18%,无机硅7%,酒精75%。
实施例5
一种防水防油涂料,所述防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅酮20%,二氧化钛20%,无机硅10%,酒精75%,纳米ZnO6%。
对比例1
与实施例1的区别仅在于,该对比例防水防油涂料中不含有硅酮,其他与实施例1相同,此处不再赘述。
对比例2
与实施例1的区别仅在于,该对比例防水防油涂料中不含有二氧化钛,其他与实施例1相同,此处不再赘述。
对比例3
与实施例1的区别仅在于,该对比例防水防油涂料中不含有无机硅,其他与实施例1相同,此处不再赘述。
对上述实施例1-5及对比例1-3防水防油涂料进行接触角测试,其结果如表1所示,其中,涂料的接触角为采用德国克吕士公司的DSA30测试涂料的润湿性。
表1:实施例1-5及对比例1-3中防水防油涂料的性能测试结果
实施例6
将实施例1中的防水防油涂料通过超声波高速分子分散剂充分融合得混合物,再放入搪玻璃反应釜中反应合成复合溶液,其中,超声波高分子分散机的功率为90W,温度为40℃,分散融合时间为10min;搪玻璃反应釜的温度为50℃,反应时间为6h;将复合溶液喷涂到琉璃基材表面,烘干后得琉璃,其中,琉璃基材使用前先用去离子水进行表面清洗并用氩气吹干。
实施例7
将实施例2中的防水防油涂料通过超声波高速分子分散剂充分融合得混合物,再放入搪玻璃反应釜中反应合成复合溶液,其中,超声波高分子分散机的功率为92W,温度为42℃,分散融合时间为11min;搪玻璃反应釜的温度为52℃,反应时间为6.4h;将复合溶液喷涂到琉璃基材表面,烘干后得琉璃,其中,琉璃基材使用前先用去离子水进行表面清洗并用氩气吹干。
实施例8
将实施例3中的防水防油涂料通过超声波高速分子分散剂充分融合得混合物,再放入搪玻璃反应釜中反应合成复合溶液,其中,超声波高分子分散机的功率为94W,温度为44℃,分散融合时间为13min;搪玻璃反应釜的温度为55℃,反应时间为7h;将复合溶液喷涂到琉璃基材表面,烘干后得琉璃,其中,琉璃基材使用前先用去离子水进行表面清洗并用氩气吹干。
实施例9
将实施例4中的防水防油涂料通过超声波高速分子分散剂充分融合得混合物,再放入搪玻璃反应釜中反应合成复合溶液,其中,超声波高分子分散机的功率为97W,温度为47℃,分散融合时间为14min;搪玻璃反应釜的温度为58℃,反应时间为7.5h;将复合溶液喷涂到琉璃基材表面,烘干后得琉璃,其中,琉璃基材使用前先用去离子水进行表面清洗并用氩气吹干。
实施例10
将实施例5中的防水防油涂料通过超声波高速分子分散剂充分融合得混合物,再放入搪玻璃反应釜中反应合成复合溶液,其中,超声波高分子分散机的功率为100W,温度为50℃,分散融合时间为15min;搪玻璃反应釜的温度为60℃,反应时间为8h;将复合溶液喷涂到琉璃基材表面,烘干后得琉璃,其中,琉璃基材使用前先用去离子水进行表面清洗并用氩气吹干。
对比例4
与实施例6的区别仅在于,该对比例中琉璃不涂覆防水防油涂料,其他与实施例6相同,此处不再赘述。
对比例5
与实施例6的区别仅在于,该对比例中琉璃不进行表面清洗,其他与实施例6相同,此处不再赘述。
对比例6
与实施例6的区别仅在于,该对比例中采用普通高分子分散机,其他与实施例6相同,此处不再赘述。
对上述实施例6-10及对比例4-6进行性能测试,结果如表2所示。
实施例 | 水接触角 | 油接触角 | 水滚动角 |
实施例6 | 165 | 122 | 10 |
实施例7 | 167 | 119 | 11 |
实施例8 | 178 | 129 | 9 |
实施例9 | 169 | 121 | 11 |
实施例10 | 171 | 123 | 12 |
对比例4 | 71 | 59 | 21 |
对比例5 | 142 | 89 | 18 |
对比例6 | 151 | 98 | 17 |
上述结果均按照文献(Dean Xiong and Guojun Liu.Diblock-Coploymer-CoatedWater and oil-Repellent Cotton Fabrics.Langmuir2012,28,6911-6918)中的方法进行测试。
从上述实施例和对比例的结果可以看出,本发明防水防油涂料配伍合理,通过乙醇、无机硅、硅有机树脂、纳米二氧化钛及纳米氧化锌的共同作用,使得到的防水防油涂料具有优异的防水防油性能及机械强度;同时,在琉璃表面表面涂覆本发明防水防油涂料,能使其具有防水防油性能,还有一定的机械强度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (6)
1.一种防水防油涂料,其特征在于,所述防水防油涂料包括如下组分及其质量比:硅酮5-20%,二氧化钛5-20%,无机硅1-8%,酒精60-80%。
2.根据权利要求1所述的防水防油涂料,其特征在于,所述的二氧化钛为纳米二氧化钛。
3.根据权利要求2所述的防水防油涂料,其特征在于,所述纳米二氧化钛粒径为10-20nm。
4.根据权利要求3所述的防水防油涂料,其特征在于,所述纳米二氧化钛为通过乙二醇预处理后的纳米二氧化钛。
5.根据权利要求4所述的防水防油涂料,其特征在于,所述的纳米二氧化钛通过如下方法预处理得到:将纳米TiO2加入到质量为纳米TiO210-15%的乙二醇中进行研磨,研磨速度为10-15m/min,研磨时间为1-3h。
6.根据权利要求1所述的防水防油涂料,其特征在于,所述防水防油涂料还包括占防水防油涂料总质量2-6%的纳米ZnO。
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