CN108587253A - 无机组合涂料和应用其涂装建材表面的方法以及建筑材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全无污染、安全节能、硬度高且不粘性强的无机组合涂料和应用其涂装建材表面的方法以及建筑材料。该无机组合涂料，包括独立分装并组合使用的A组分和B组分，所述B组分为无机成膜促进剂，所述A组分包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、高岭土、树脂溶液以及有机溶剂；其中各组分按重量百分比计的重量配比如下：氧化铝16％‑24％；二氧化钛16％‑24％；二氧化硅2％‑8％；高岭土2％‑8％；树脂溶液2％‑18％；有机溶剂2％‑18％；无机成膜促进剂27％‑33％。

Description

无机组合涂料和应用其涂装建材表面的方法以及建筑材料

技术领域

本发明涉及一种无机组合涂料以及该无机组合涂料在建筑材料上的应用。

背景技术

目前在建材领域中，在家居、工业、军事上应用的上金属、陶瓷、工程塑料的建材材料表面通常有以下处理方式：

1、直接采用光身型材，例如光身裸露的铝材或不锈钢，并不做任何的防护，该种方式主要有以下技术缺陷：①例如用在厨具上的型材表面易氧化，光身管材型材在在高温中与被加热物质接触中，有水汽或盐、酸等，会加速产生氧化层，造成管材表面散热失效，发热体的热量散不出，使产品老化加快；②不耐酸碱：被加热的物质会含有种的水分、盐、酸或碱，光身金属型材随时都给氧化，造成产品散热失效。③不粘性差，不自洁：光身的金属型材表面不具有不粘性的功能，在与被加热物质接触中，会产生物质粘贴在发热管的便面上，结成一层层垢污。阻挡了发热管的热量传导不出来，造成管材加快爆裂。④不安全：光身的发热管金属表面有垢污后，因垢污是热的不良导体，致使发热管的热量散不出来，造成管材会爆裂，就会产生漏电的安全性问题。⑤不节能，寿命短：光身的发光管表面结了垢污后，致使管表面散热不良，发热管产生的热量不能充分给被加热物质接受。损耗了能源；而且减少了发热管的寿命。

2、在建材表面采用有机硅涂料或有机硅粉末涂装，其配方主要包括树脂、甲苯、颜料、太白粉填充剂等，工艺流程主要包括：工件除锈→喷涂→自干或烘干(150℃或200℃)→检验等。这种处理方式的主要缺陷在于：①不环保，对环境污染大，易氧化。②不耐火，不耐酸，不耐盐。③不节能，平时维护费用昂贵。④变色快、易龟裂和剥落。涂料材料的硬度低，不大于1.5H，不耐磨且容易划伤。⑤不耐紫外线，在室内和室外都易变色。

3、在建材表面采用电镀或电泳防腐工艺，主要配方包括脱脂液，浸蚀液，抛光剂，预镀剂等溶剂以及重金属物镍、铜等，这种方式的主要缺陷在于：不环保而且能耗大，对环境污染极大：有强酸或强碱，危害大且久，存在难处理的重金属污染。硬度差，易划伤，不耐酸，不耐盐。而且加工复杂，工序多，施工复杂。同时也不节能：资源的浪费极大，用电、用水多。

4、在建材表面喷涂FEVE氟碳涂料，配方包括氟改性聚合树脂、颜料、助剂、溶剂等，工艺主要包括基层处理→喷第一层底漆→烘干→喷第二层底漆→喷面漆→高温烧结(430℃)→成品等步骤。这种处理方式的主要缺陷在于：①不环保：一受热就会产生一种有毒的气体，对人体伤害大，隐藏的化学物对人体的伤害可以在30年后才发现。②不安全：遇260℃以上的高温时会有明火，产生浓烟，对人体伤害极大。③不节能：烧结温度要430℃以上，继续30分钟以上，导热系数低。④加工复杂：需要喷三层，损耗率高。⑤硬度低、不耐磨：硬度只有1.5H。⑥不粘性不强，自洁性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全无污染、安全节能、硬度高且不粘性强的无机组合涂料和应用其涂装建材表面的方法以及建筑材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

本发明涉及的无机组合涂料包括独立分装并组合使用的A组分和B组分，所述B组分为无机成膜促进剂，所述A组分包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、高岭土、树脂溶液以及有机溶剂；其中各组分按重量百分比计的重量配比如下：氧化铝16％-24％；二氧化钛16％-24％；二氧化硅2％-8％；高岭土2％-8％；树脂溶液2％-18％；有机溶剂2％-18％；无机成膜促进剂27％-33％。

作为优选方案，所述各组分的重量百分比为：氧化铝20％；二氧化钛20％；二氧化硅5％；高岭土5％；树脂溶液10％；有机溶剂10％；无机成膜促进剂30％。

进一步，所述树脂溶液含有纳米二氧化硅、氧化铝和氧化锆。

具体来说，所述有机溶剂为异丙醇、丁醇、乙醇或丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

本发明还提供了一种应用所述的无机组合涂料涂装在建材表面的方法，包括以下步骤：

步骤一，基材装备；步骤二，涂料配备，将所述无机组合涂料中的A组分和B组分混合并装入涂料罐，持续旋转涂料罐使各组分均匀分散；步骤三，涂料过滤，采用滤网过滤掉涂料中粗的结晶体；步骤四，采用喷枪将过滤后的涂料均匀涂装在所述基材表面；步骤五，烧结，通过烧结炉或自动烘干使涂料固化在所述基材表面。

优选的，在所述步骤二中，持续旋转涂料罐的转速为30rpm，持续时间为30分钟。

优选的，在所述步骤三中采用300目滤网过滤涂料。

优选的，在所述步骤五中，烧结烘烤的温度条件为恒温280℃，持续10分钟。

优选的，在步骤一所述的基材装备中还包括对基材表面进行去除油脂和喷砂预处理的步骤，所述喷砂预处理采用60～80目金刚砂喷射在基材去除油脂后的表面上。

本发明还提供了一种建筑材料，包括基材和涂装在该基材表面上的涂料层，该涂料层是采用上述的方法将所述无机组合涂料涂装在基材表面。

相比现有技术，本发明的有益效果主要体现在以下方面：

①环保：无机组合涂料主要由无机纳米材料组合而成，没有气味，对水资源，空气无污染，对大气没污染；

②节能：在涂装工艺中烧结温度低，只需要280℃烧结，继续10分钟，节约能源；而且施工简单，只有单层涂层；

③安全性：耐温高600℃，没明火，只有很轻微的烟雾，对人体没伤害；

④柔韧性、而且硬度高，能达6H硬度，具有良好的柔韧性和和折弯性；

⑤自洁性好，不粘性强；保证了材料表面的使用寿命和产品的安全；

⑥不变色，可保证20年左右，保证了使用寿命。

附图说明

图1是实施例二中涉及的应用无机组合涂料涂装在建材表面的方法步骤示意图。

图2是实施例二中涉及的在烧结固化工艺中的温度曲线示意图。

具体实施方式

下面就以具体实施例对本发明所涉及的无机组合涂料的配方以及建筑材料的涂装工艺作进一步阐述：

实施例一：

本实施例中提供了一种可应用在建材领域的无机组合涂料，该涂料组合物包括独立分装并组合使用的A组分和B组分，所述B组分为无机成膜促进剂，所述A组分包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、高岭土、树脂溶液以及有机溶剂；其中各组分按重量百分比计的重量配比如下：

在本实施例中，上述树脂溶液的树脂成分可以是环氧树脂或聚氨酯树脂等，并且含有纳米二氧化硅、氧化铝和氧化锆。所述有机溶剂可以为异丙醇、丁醇、乙醇或丙二醇甲醚醋酸酯中的任意一种或几种的混合物。本实施例中的无机成膜促进剂优选可采用二氧化硅。

作为本实施例的优选方案，本实施例提供一种优选的配方一，即上述各组分的重量百分比为：氧化铝20％；二氧化钛20％；二氧化硅5％；高岭土5％；树脂溶液10％；有机溶剂10％；无机成膜促进剂30％。在制作上，先将氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、高岭土、树脂溶液以及有机溶剂混合好再研磨45分钟，研磨机的速度设定为500转/分，形成A组分，并独立灌装。同时将无机成膜促进剂制作成B组分，也独立灌装。在使用前，需要将A组分和B组分充分混合并熟化8小时左右，在充分的时间熟化后就可以喷涂。根据上述重量配比中组分的上下浮动值，本实施例中各组分的重量百分比也可以在上述优选的配方一的基础上上下浮动，其对涂料的物理性能影响不大。

例如本实施例还提供一种配方二：氧化铝24％；二氧化钛24％；二氧化硅8％；高岭土8％；树脂溶液2％；有机溶剂2％；无机成膜促进剂32％。

以及还提供一种配方三：氧化铝16％；二氧化钛16％；二氧化硅2％；高岭土2％；树脂溶液18％；有机溶剂18％；无机成膜促进剂28％。

以上述配方一为例，将该无机组合涂料涂装在建材表面后对部分指标进行性能测试，并以氟树脂涂料作为对比参照组，见下表，结果显示本发明的无机组合涂料在以下性能指标上均优于氟树脂涂料。

序号	性能指标	标准	参考国标	方法	氟树脂涂料
						1	光泽	60±10GS	GB/T9754-2007	光泽度仪	≤20
2	硬度	≥6H	GB/T6739-2006	铅笔硬度推刮法	2H左右
						3	附着力	0级，100％通过	GB/T9286-1998	百格法	0级

实施例二：

本实施例提供了一种建筑材料，包括基材和涂装在该基材表面上的涂料层，涂料层的组分配方可见上面实施例一中所述，具体涂装工艺见后所述。根据使用环境不同，所述基材可以是金属、陶瓷、工程塑料等。该建筑材料可以应用在室内或室外的家居、工业、军事上等，例如由于上述无机组合涂料的安全环保以及不粘性强，则用于家居的厨具、加热器皿或发热管等上的表面涂层。

以下介绍应用上述无机组合涂料的涂装工艺。

参见图1所示，涂装建材表面的方法包括以下步骤：

步骤一，基材装备，主要是进行表面处理，去除氧化层。可以是两种方式，铬化预处理或者喷砂处理。

步骤二，涂料配备，将所述无机组合涂料中的A组分和B组分混合并装入涂料罐，持续旋转涂料罐使各组分均匀分散；优选的持续旋转涂料罐的转速为30rpm，持续时间为30分钟。注意事项：涂料在暂不使用的时候，尽可能密封，以避免溶剂挥发造成失光，并减少灰尘污染。

步骤三，涂料过滤，采用滤网过滤掉涂料中粗的结晶体；优选采用300目滤网过滤涂料。

步骤四，采用喷枪将过滤后的涂料均匀涂装在所述基材表面；

①洗枪时建议使用1825T(溶剂)，建议喷枪不要混用；

②喷枪的喷嘴直径推荐为1.0毫米；空气压力推荐2-4公斤/立方厘米；

③因本涂料粘度较低，喷涂时应将喷枪出气量调小一些，雾化大些，这样漆膜不会流挂且省料。

④注意空压机必须使用油水分离器等过滤装置；基材在喷涂前预热到45℃左右效果较好。

步骤五，烧结，通过烧结炉或自动烘干使涂料固化在所述基材表面。

再参见图2所示的温度曲线，用来固化的烧结烘烤的温度条件为恒温280℃，并持续10分钟。在10分钟内使用温度从70-80℃左右升温至280℃，然后保持恒温10分钟使涂料层固化，处理完毕后降低温度使涂料层空气冷却。

作为优化措施，在基材准备时对基材表面的处理还包括进行去除油脂和喷砂预处理(以喷砂为例)的步骤。具体如下：

1、除油脂：如果是带有油脂的工件基材，要求工件表面应是洁净的金属表面，工件喷涂前必须进行除油脂、锈蚀物。具体工艺为：(1)预检：工件受损或油污严重的不予上线；(2)碱性除油：采用脱脂剂2-3％在常温下脱脂2-8分钟，按材质及油污决定处理时间，每班测碱度，适当补充；(3)工作时宜配合气动搅拌，每月清渣,每3-6月更换槽液，水洗两道，宜采用流动水在常温下2分钟保持溢流，控制PH值为7-9点。注意事项：出现锈迹的基材绝对不可再喷涂涂料，以避免渗锈发生；除非重新进行严格的前处理。

2、喷砂：为了增强产品涂层的附着力和涂层的硬度不含油污、泥土和石灰质，要求对基材表面进行喷砂处理：优先选择具有足够硬度的60～80目金刚砂，在压力(0.4～0.6Mpa)、喷射距离和喷射角度(距离为0.5m，角度为45°～80°)，用砂喷射冲击处理构件表面，达到除锈和去氧化皮的目的。在干喷砂时，应注意通风、排尘。在喷射时，应注意移动速度，喷射完毕后，应及时清除黏附在处理表面的沙尘等。

以上实施例仅为本说明书为便于理解发明内容所列举的部分实施方式，并非对本发明的技术方案进行的任何限定，也非所有可实施方案的穷举，故凡是对本发明的结构、流程或步骤所做出的任何微小改进或等效替代，均应包含在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无机组合涂料，包括独立分装并组合使用的A组分和B组分，所述B组分为无机成膜促进剂，其特征在于：所述A组分包括氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、高岭土、树脂溶液以及有机溶剂；其中各组分按重量百分比计的重量配比如下：

氧化铝16％-24％；二氧化钛16％-24％；二氧化硅2％-8％；高岭土2％-8％；树脂溶液2％-18％；有机溶剂2％-18％；无机成膜促进剂27％-33％。

2.根据权利要求1所述的无机组合涂料，其特征在于，所述各组分的重量百分比为：氧化铝20％；二氧化钛20％；二氧化硅5％；高岭土5％；树脂溶液10％；有机溶剂10％；无机成膜促进剂30％。

3.根据权利要求1所述的无机组合涂料，其特征在于，所述树脂溶液含有纳米二氧化硅、氧化铝和氧化锆。

4.根据权利要求1所述的无机组合涂料，其特征在于，所述有机溶剂为异丙醇、丁醇、乙醇或丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

5.一种应用权利要求1至4任一项所述的无机组合涂料涂装在建材表面的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，基材装备；

步骤二，涂料配备，将所述无机组合涂料中的A组分和B组分混合并装入涂料罐，持续旋转涂料罐使各组分均匀分散；

步骤三，涂料过滤，采用滤网过滤掉涂料中粗的结晶体；

步骤四，采用喷枪将过滤后的涂料均匀涂装在所述基材表面；

步骤五，烧结，通过烧结炉或自动烘干使涂料固化在所述基材表面。

6.根据权利要求5所述的应用无机组合涂料涂装在建材表面的方法，其特征在于：在所述步骤二中，持续旋转涂料罐的转速为30rpm，持续时间为30分钟。

7.根据权利要求5所述的应用无机组合涂料涂装在建材表面的方法，其特征在于：在所述步骤三中采用300目滤网过滤涂料。

8.根据权利要求5所述的应用无机组合涂料涂装在建材表面的方法，其特征在于：在所述步骤五中，烧结烘烤的温度条件为恒温280℃，持续10分钟。

9.根据权利要求5所述的应用无机组合涂料涂装在建材表面的方法，其特征在于：在步骤一所述的基材装备中还包括对基材表面进行去除油脂和喷砂预处理的步骤，所述喷砂预处理采用60～80目金刚砂喷射在基材去除油脂后的表面上。

10.一种建筑材料，包括基材和涂装在该基材表面上的涂料层，其特征在于：该涂料层是采用权利要求5至9任一项所述的方法将所述无机组合涂料涂装在基材表面。