CN109439038A - 一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液40‑50%、水性醇酸树脂5‑15%、硅烷偶联剂15‑25%、短纤纤维5‑15%、颜料4‑12%、流平剂0.1‑1%、增韧剂1‑3%、防腐膜1‑3%、改性硫酸铜0.5‑1.5%、有机酸催化剂1‑2%，制备方法如下：将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，分散；加入短纤纤维、增韧剂、防腐膜、改性硫酸铜、有机酸催化剂，分散；加入硅烷偶联剂、流平剂，分散均匀，即制备得到产品。本发明所述的适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料通过采用上述配料，制备得到的产品具有优异的耐温防火性、耐磨抗划伤性、高硬度性能、强防腐性以及光泽高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及瓷膜涂料技术领域，尤其涉及一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料。
背景技术
随着科技的不断进步和发展，纤维制品的种类已逐渐出现多样化，纤维制品主要是以纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品。
为了对纤维制品的外表面进行保护，可以用不同的施工工艺或方法将涂料涂覆在纤维制品表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜，从而进行有效的保护。
环保瓷膜涂料是涂料中的一种，因其优异的性能，近年来得到广泛的使用，但是现有的瓷膜涂料普遍存在防火性能差、易磨损易被划伤、防腐性能差、光泽度不高等缺陷，需要进行有效的改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的防火性能差、易磨损易被划伤、防腐性能差、光泽度不高的缺点，而提出的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液40-50%、水性醇酸树脂5-15%、硅烷偶联剂15-25%、短纤纤维5-15%、颜料4-12%、流平剂0.1-1%、增韧剂1-3%、防腐膜1-3%、改性硫酸铜0.5-1.5%、有机酸催化剂1-2%。
作为优选，本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液45%、水性醇酸树脂10%、硅烷偶联剂20%、短纤纤维10%、颜料8%、流平剂0.5%、增韧剂2%、防腐膜2%、改性硫酸铜1%、有机酸催化剂1.5%。
作为优选，所述的硅溶胶分散液为大粒径硅溶胶和小粒径硅溶胶按照质量比2-4:1混合而成。
作为优选，所述的短纤纤维采用碳纤维短纤纤维或玻璃纤维短纤纤维。
作为优选，所述的颜料采用四氧化三铁、氧化铁黄、锌钡白中的一种，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
作为优选，所述的增韧剂采用邻苯二甲酸二乙酯或磷酸三丁酯。
作为优选，所述的防腐膜采用琥珀酸酯或苯甲酸酯。
作为优选，所述的有机酸催化剂采用甲酸或乙酸。
作为优选，所述的小粒径硅溶胶的粒径为10-15nm，所述的大粒径硅溶胶的粒径为45-48nm。
作为优选，本发明还公开了上述适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，在300-900RPM 转速下分散至细度小于 15 微米；
（3）、在300-900RPM 转速下加入短纤纤维、增韧剂、防腐膜、改性硫酸铜、有机酸催化剂，分散4-6min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在300-900RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
作为优选，所述的改性硫酸铜的制备方法为：将稀土偶联剂加入丙醇中，搅拌均匀后得到质量浓度为2％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至85℃，保温10-15min，用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中在90℃条件下干燥3-4h，研磨后过40-50目筛，即可。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明在原料中添加了短纤纤维，且短纤纤维采用碳纤维短纤纤维或玻璃纤维短纤纤维，短纤纤维具有优异的韧性、强度、硬度、机械性能以及阻燃性能，从而有效的增加了产品的防火性能、韧性，产品的耐磨性能也就大大提高，抗划伤性能较好；
本发明中在原料中添加了增韧剂，增韧剂可以采用邻苯二甲酸二乙酯或磷酸三丁酯，由此，产品的韧性也就大大增强，耐磨抗划伤性能大大提高；
原料中添加了防腐膜，防腐膜可以采用琥珀酸酯或苯甲酸酯，大大的提高了产品的防腐性能，使用寿命大大延长；
本发明在原料中添加改性硫酸铜，由于硫酸铜是一种光泽度较好的无机材料，直接添加不容易均匀分散，而且会 降低涂料的力学性能，通过采用稀土偶联剂对其进行表面改性处理，稀土偶联剂通过其较强的配位络合能力在硫酸铜表面形成了偶联包覆，具有较强的结合力，可形成交联点，从而可以改变硫酸铜表面的亲水性，使得硫酸铜能均匀地分散，从而有效的改善了涂料的光泽度，产品的光泽度较高；
由此可知，本发明所述的适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料通过采用上述配料，制备得到的产品具有优异的耐温防火性、耐磨抗划伤性、高硬度性能、强防腐性以及光泽高的优点。
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。
实施例1
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液45%、水性醇酸树脂10%、硅烷偶联剂20%、短纤纤维10%、颜料8%、流平剂0.5%、增韧剂2%、防腐膜2%、改性硫酸铜1%、有机酸催化剂1.5%。
所述的硅溶胶分散液为大粒径硅溶胶和小粒径硅溶胶按照质量比3:1混合而成。
所述的短纤纤维采用碳纤维短纤纤维。
所述的颜料采用四氧化三铁，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
所述的增韧剂采用邻苯二甲酸二乙酯。
所述的防腐膜采用琥珀酸酯。
所述的有机酸催化剂采用甲酸或乙酸。
所述的小粒径硅溶胶的粒径为12nm，所述的大粒径硅溶胶的粒径为46nm。
本发明还公开了上述适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，在600RPM 转速下分散至细度为12微米；
（3）、在600RPM 转速下加入短纤纤维、增韧剂、防腐膜、改性硫酸铜、有机酸催化剂，分散5min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在600RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
所述的改性硫酸铜的制备方法为：将稀土偶联剂加入丙醇中，搅拌均匀后得到质量浓度为2％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至85℃，保温12min，用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中在90℃条件下干燥3h，研磨后过45目筛，即可。
实施例2
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液50%、水性醇酸树脂10.5%、硅烷偶联剂15%、短纤纤维5%、颜料12%、流平剂0.1%、增韧剂3%、防腐膜1%、改性硫酸铜1.5%、有机酸催化剂1.9%。
所述的硅溶胶分散液为大粒径硅溶胶和小粒径硅溶胶按照质量比2:1混合而成。
所述的短纤纤维采用玻璃纤维短纤纤维。
所述的颜料采用锌钡白，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
所述的增韧剂采用磷酸三丁酯。
所述的防腐膜采用苯甲酸酯。
所述的有机酸催化剂采用乙酸。
所述的小粒径硅溶胶的粒径为12nm，所述的大粒径硅溶胶的粒径为46nm。
本发明还公开了上述适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，在350RPM 转速下分散至细度为 12微米；
（3）、在350RPM 转速下加入短纤纤维、增韧剂、防腐膜、改性硫酸铜、有机酸催化剂，分散4min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在350RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
所述的改性硫酸铜的制备方法为：将稀土偶联剂加入丙醇中，搅拌均匀后得到质量浓度为2％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至85℃，保温15min，用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中在90℃条件下干燥4h，研磨后过40目筛，即可。
实施例3
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液40%、水性醇酸树脂15%、硅烷偶联剂16%、短纤纤维15%、颜料7%、流平剂1%、增韧剂1%、防腐膜3%、改性硫酸铜0.5%、有机酸催化剂1.5%。
所述的硅溶胶分散液为大粒径硅溶胶和小粒径硅溶胶按照质量比4:1混合而成。
所述的短纤纤维采用碳纤维短纤纤维。
所述的颜料采用锌钡白，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
所述的增韧剂采用磷酸三丁酯。
所述的防腐膜采用苯甲酸酯。
所述的有机酸催化剂采用乙酸。
所述的小粒径硅溶胶的粒径为15nm，所述的大粒径硅溶胶的粒径为45nm。
本发明还公开了上述适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，在600RPM 转速下分散至细度为11微米；
（3）、在450RPM 转速下加入短纤纤维、增韧剂、防腐膜、改性硫酸铜、有机酸催化剂，分散4min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在450RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
所述的改性硫酸铜的制备方法为：将稀土偶联剂加入丙醇中，搅拌均匀后得到质量浓度为2％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至85℃，保温12min，用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中在90℃条件下干燥3h，研磨后过40目筛，即可。
对比例1
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液67%、硅烷偶联剂20%、颜料10%、流平剂1%、有机酸催化剂2%。
所述的颜料采用氧化铁黄，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
所述的有机酸催化剂采用甲酸。
作为优选，本发明还公开了上述适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将颜料加入硅溶胶分散液内，在500RPM 转速下分散至细度小于 15 微米；
（3）、在500RPM 转速下加入有机酸催化剂，分散5min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在500RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
对比例2
本发明公开了一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液55%、水性醇酸树脂15%、硅烷偶联剂25%、增韧剂3%、有机酸催化剂2%。
所述的颜料采用锌钡白，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
所述的增韧剂采用磷酸三丁酯。
所述的有机酸催化剂采用乙酸。
本发明还公开了上述适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，在600RPM 转速下分散至细度小于15 微米；
（3）、在600RPM 转速下加入增韧剂、有机酸催化剂，分散5min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在600RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
对实施例1-3以及对比例1-2制备得到的适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的防火性、耐水性、耐酸性以及耐碱性进行测试，测试结果如表1所示。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 耐水性（h） | ＞1100 | ＞1000 | ＞950 | ＜75 | ＜70 |
| 耐酸性（h） | ＞1150 | ＞1000 | ＞1000 | ＜80 | ＜90 |
| 耐碱性（h） | ＞1000 | ＞980 | ＞950 | ＜50 | ＜150 |
| 耐火极限（h） | 7.5 | 7.0 | 6 | 0.5 | 0.6 |
由表1可知，本发明制备得到的适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的防火性能、耐水性、耐酸性、耐碱性相对于对比例性能优异，阻燃防腐效果较好，而且实施例1是最优的选择，适宜于广泛推广应用。
对实施例1-3以及对比例1-2制备得到的适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的光泽度进行测试，测试结果如表2所示。
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 光泽度 | 80° | 75° | 78° | 30° | 25° |
由表2可知，本发明制备得到的适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的相对于对比例1-2，光泽度不受任何影响，光泽度较高，而且实施例1是最优的选择。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：按照质量百分比，由以下组分制备而成：硅溶胶分散液40-50%、水性醇酸树脂5-15%、硅烷偶联剂15-25%、短纤纤维5-15%、颜料4-12%、流平剂0.1-1%、增韧剂1-3%、防腐膜1-3%、改性硫酸铜0.5-1.5%、有机酸催化剂1-2%。
2.根据权利要求1所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的硅溶胶分散液为大粒径硅溶胶和小粒径硅溶胶按照质量比2-4:1混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的短纤纤维采用碳纤维短纤纤维或玻璃纤维短纤纤维。
4.根据权利要求1所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的颜料采用四氧化三铁、氧化铁黄、锌钡白中的一种，所述的流平剂采用亲水性聚醚改性硅氧烷流平剂。
5.根据权利要求1所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的增韧剂采用邻苯二甲酸二乙酯或磷酸三丁酯。
6.根据权利要求1所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的防腐膜采用琥珀酸酯或苯甲酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的有机酸催化剂采用甲酸或乙酸。
8.根据权利要求2所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料，其特征在于：所述的小粒径硅溶胶的粒径为10-15nm，所述的大粒径硅溶胶的粒径为45-48nm。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）、按照上述质量百分比，称取原料备用；
（2）、将水性醇酸树脂、颜料加入硅溶胶分散液内，在300-900RPM 转速下分散至细度小于 15 微米；
（3）、在300-900RPM 转速下加入短纤纤维、增韧剂、防腐膜、改性硫酸铜、有机酸催化剂，分散4-6min ；
（4）、加入硅烷偶联剂、流平剂，在300-900RPM转速下分散均匀，即制备得到产品。
10.据权利要求9所述的一种适用于纤维制品表面的环保瓷膜涂料的制备方法，其特征在于：所述的改性硫酸铜的制备方法为：将稀土偶联剂加入丙醇中，搅拌均匀后得到质量浓度为2％的偶联剂溶液，将硫酸铜加入偶联剂溶液中，加热至85℃，保温10-15min，用真空泵抽滤，将得到的滤饼用蒸馏水反复洗涤，置于烘箱中在90℃条件下干燥3-4h，研磨后过40-50目筛，即可。
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