CN111019517B - 一种水性陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents

一种水性陶瓷涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种水性陶瓷涂料及其制备方法。本发明的水性陶瓷涂料包括以氧化硅溶胶、钛白粉、氧化铝溶胶、羧甲基醋酸丁酸纤维素、聚乙烯醇、异丙醇、颜料、去离子水为原料的A组分、以氧基硅烷、钛酯偶联剂、乙二醇丁醚、异丙醇、乙醇为原料的B组分、包括甲酸的C组分、以水性有机硅聚合树脂、异丙醇、聚乙烯醇为原料的D组分。本发明水性陶瓷涂料能够有效改善其表面的承印问题，具有良好的附着力、加工性能。本发明的制备方法简单有效、原料成本低廉、生产条件要求低且绿色环保、适合大规模生产。

Description

一种水性陶瓷涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别涉及一种水性陶瓷涂料及其制备方法。
背景技术
陶瓷涂料是一种新型的材料，具有良好的耐候性、加工性能，广泛应用于各行业中。
目前，炊具行业所用的可承印外涂主要为油性有机硅涂料和油性复合陶瓷涂料，此类油性涂料由于大量使用溶剂，对使用者的身体健康影响较大。此外，后续的排放物对环境污染严重，随着涂料工业的发展，这些涂料已经不能满足未来社会对绿色环保、多功能化和优良性能的要求。因此，需要开发出一种环保健康的、采用水性陶瓷涂料为基体的陶瓷涂料，并且解决在原有水性陶瓷涂料上难承印以及附着力差的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性陶瓷涂料及其制备方法。本发明水性陶瓷涂料能够有效改善其表面的承印问题，具有良好的附着力、加工性能。本发明的制备方法简单有效、原料成本低廉、生产条件要求低且绿色环保、适合大规模生产。
本发明采用以下技术方案。
一种水性陶瓷涂料，包括A组分：B组分：C组分：D组分，
其中，所述A组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000011
所述B组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000012
Figure BDA0002337997370000021
所述C组分包括甲酸；
所述D组分包括以下按重量份计的原料：
水性有机硅聚合树脂 60-70份；
异丙醇 25-30份；
聚乙烯醇 1-3份。
优选地，所述钛白粉为金红石型。
优选地，所述颜料为锰铁黑。
优选地，所述氧基硅烷为甲基三乙氧基硅烷和异丁基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
优选地，所述A组分：B组分：C组分：D组分的重量比为(60-80)：(20-35)：(0.2-0.5)：(20-30)。
上述的水性陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
将异丙醇、钛白粉、羧甲基醋酸丁酸纤维素、聚乙烯醇、颜料、去离子水混合均匀，得到混合物A；将混合物A研磨至粒径≤10μm，加入氧化硅溶胶、氧化铝溶胶，混合均匀，得到A组分；
将氧基硅烷、钛酯偶联剂、乙二醇丁醚、异丙醇、乙醇混合均匀，得到B组分；
将水性有机硅聚合树脂、异丙醇、聚乙烯醇混合均匀，得到D组分；
将所述B组分、C组分混合均匀，在25-30℃反应2-3小时，然后加入A组分，在60-80℃反应1-2小时，得到混合物B；D组分加入混合物B中，混合均匀，即得到水性陶瓷涂料。
本发明中，B组分、C组分在25-30℃下发生熟化反应，B组分中的氧基硅烷发生水解；加入A组分后，B组分中的水解物质与A组分中的物质进行缩聚反应；加入D组分后，即得到具有优越性能的水性陶瓷涂料。
具体地，上述的水性陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
异丙醇、钛白粉、羧甲基醋酸丁酸纤维素、聚乙烯醇、颜料、去离子水以1200-1400rpm的转速搅拌2-3小时混合均匀，得到混合物A；通过砂磨机，将混合物A研磨至粒径≤10μm，加入氧化硅溶胶、氧化铝溶胶，以1200-1400rpm的转速搅拌0.5-1小时混合均匀，得到A组分；
将氧基硅烷、钛酯偶联剂、乙二醇丁醚、异丙醇、乙醇以800-1000rpm的转速搅拌1-2小时混合均匀，得到B组分；
将水性有机硅聚合树脂、异丙醇、聚乙烯醇以1200-1400rpm的转速搅拌0.5-1小时混合均匀，得到D组分；
将所述B组分、C组分混合均匀，在25-30℃、以1200-1400rpm的转速搅拌反应2-3小时，然后加入A组分，在60-80℃反应1-2小时，得到混合物B；D组分加入混合物B中，混合均匀，即得到水性陶瓷涂料。
本发明的有益效果
(1)本发明在水性陶瓷涂料中引入水性有机硅聚合树脂，得到水性陶瓷涂料能有效改善表面的承印问题，并且提高涂层在铁质基材上的附着力；
(2)本发明以非氧原子架桥的硅聚合物和主链骨架为聚硅氧烷的聚合物为原料，形成稳定的结构链型，使涂料的稳定性、耐久性和耐腐蚀性都得到一定提高；
(3)本发明的制备方法简单有效、原料成本低廉、生产条件要求低且绿色环保、适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式详细说明本发明。
实施例1
一种水性陶瓷涂料，包括A组分：B组分：C组分：D组分，
其中，所述A组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000031
所述B组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000032
Figure BDA0002337997370000041
所述C组分包括甲酸；
所述D组分包括以下按重量份计的原料：
水性有机硅聚合树脂 67份；
异丙醇 28份；
聚乙烯醇 2份；
所述A组分：B组分：C组分：D组分的重量比为70：30：0.3：25。
上述的水性陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)异丙醇、金红石型钛白粉、羧甲基醋酸丁酸纤维素、聚乙烯醇、锰铁黑、去离子水以1200rpm的转速搅拌2小时混合均匀，得到混合物A；通过砂磨机，将混合物A研磨至粒径≤10μm，加入氧化硅溶胶、氧化铝溶胶，以1200-rpm的转速搅拌0.5小时混合均匀，得到A组分；
(2)将甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、钛酯偶联剂、乙二醇丁醚、异丙醇、乙醇以800rpm的转速搅拌1小时混合均匀，得到B组分；
(3)将水性有机硅聚合树脂、异丙醇、聚乙烯醇以1200rpm的转速搅拌0.5小时混合均匀，得到D组分；
(4)将所述B组分、C组分混合均匀，在25℃、以1200rpm的转速搅拌反应2小时，然后加入A组分，在60℃反应2小时，得到混合物B；D组分加入混合物B中，混合均匀，即得到水性陶瓷涂料。
实施例2
一种水性陶瓷涂料，包括A组分：B组分：C组分：D组分，
其中，所述A组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000042
Figure BDA0002337997370000051
所述B组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000052
所述C组分包括甲酸；
所述D组分包括以下按重量份计的原料：
水性有机硅聚合树脂 60份；
异丙醇 25份；
聚乙烯醇 1份；
所述A组分：B组分：C组分：D组分的重量比为60：20：0.2：20。
上述的水性陶瓷涂料的制备方法如实施例1。
实施例3
一种水性陶瓷涂料，包括A组分：B组分：C组分：D组分，
其中，所述A组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000053
所述B组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000054
Figure BDA0002337997370000061
所述C组分包括甲酸；
所述D组分包括以下按重量份计的原料：
水性有机硅聚合树脂 70份；
异丙醇 30份；
聚乙烯醇 3份；
所述A组分：B组分：C组分：D组分的重量比为80：35：0.5：30。
上述的水性陶瓷涂料的制备方法如实施例1。
对比例1(D组分不包括水性有机硅聚合树脂)
一种水性陶瓷涂料，包括A组分：B组分：C组分：D组分，
其中，所述A组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000062
所述B组分包括以下按重量份计的原料：
Figure BDA0002337997370000063
Figure BDA0002337997370000071
所述C组分包括甲酸；
所述D组分包括以下按重量份计的原料：
异丙醇 28份；
聚乙烯醇 2份；
所述A组分：B组分：C组分：D组分的重量比为70：30：0.3：25。
上述水性陶瓷涂料的D组分除了不加入水性有机硅聚合树脂，其他的制备步骤同实施例1。
实验例
对本发明实施例1-3中的水性陶瓷涂料的性能进行测试，结果如表1所示。
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
附着力 良好 良好 良好 中等
稳定性 良好 良好 良好 中等
耐久性 良好 良好 良好 中等
耐腐蚀性 良好 良好 良好 良好
由表1可知，与不包括水性有机硅聚合树脂的水性陶瓷涂料相比，本发明的水性陶瓷涂料具有良好的附着力、稳定性、耐久性、耐腐蚀性，能够有效改善其表面的承印问题，具有良好的加工性能。

Claims (5)

1.一种水性陶瓷涂料，其特征在于，包括A组分：B组分：C组分：D组分，
其中，所述A组分由以下按重量份计的原料组成：
Figure FDA0003157523570000011
所述B组分由以下按重量份计的原料组成：
Figure FDA0003157523570000012
所述C组分为甲酸；
所述D组分由以下按重量份计的原料组成：
水性有机硅聚合树脂 60-70份；
异丙醇 25-30份；
聚乙烯醇 1-3份；
所述A组分：B组分：C组分：D组分的重量比为(60-80)：(20-35)：(0.2-0.5)：(20-30)。
2.根据权利要求1所述水性陶瓷涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石型。
3.根据权利要求1所述水性陶瓷涂料，其特征在于，所述颜料为锰铁黑。
4.根据权利要求1所述水性陶瓷涂料，其特征在于，所述氧基硅烷为甲基三乙氧基硅烷和异丁基三甲氧基硅烷中的一种或两种。
5.权利要求1-4中任一项所述的水性陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将异丙醇、钛白粉、羧甲基醋酸丁酸纤维素、聚乙烯醇、颜料、去离子水混合均匀，得到混合物A；将混合物A研磨至粒径≤10μm，加入氧化硅溶胶、氧化铝溶胶，混合均匀，得到A组分；
将氧基硅烷、钛酯偶联剂、乙二醇丁醚、异丙醇、乙醇混合均匀，得到B组分；
将水性有机硅聚合树脂、异丙醇、聚乙烯醇混合均匀，得到D组分；
将所述B组分、C组分混合均匀，在25-30℃反应2-3小时，然后加入A组分，在60-80℃反应1-2小时，得到混合物B；D组分加入混合物B中，混合均匀，即得到水性陶瓷涂料。
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