CN112777991A - 一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层及其制备方法，包含以下组分：黏结剂、陶瓷骨料；所述陶瓷骨料包括氧化铝、硅酸锆和氧化锆，所述氧化铝包括微米级氧化铝和纳米级氧化铝；固化剂，所述固化剂由氧化锌和石灰组成；消泡剂、3‑氨丙基三乙氧基硅烷、石墨烯、N，N‑二甲基甲酰胺、抗菌剂；将纳米抗菌材料添加到陶瓷最表面，使其具有良好抗菌效果，在抗菌层引入纳米碳酸钙作为纳米抗菌剂多孔状载体，可显著提高纳米抗菌剂的附着力，使得抗菌性能更加持久且高效；通过杂化的纳米氧化铝和黏结剂反应，从而提高氧化石墨烯和涂层基质的结合强度，减少了氧化石墨烯和涂层基质的裂缝，从而有效地提高了涂层耐腐蚀性。

Description

一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐腐蚀陶瓷涂层材料技术领域，尤其涉及一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层及其制备方法。
背景技术
物质生活的提高，人们越来越重视生活卫生健康水平，对抗菌、 杀菌产品的需求不断提升。抗菌系列产品十分广泛，就建筑领域而言， 陶瓷砖是应用于建筑物、家庭居室以及公共场所的产品，它与每个人 的生活健康息息相关，特别是在卫生间、厨房、浴室等使用频繁，易 滋长、传播各类病菌的地方，而目前已有具有抗菌功能的抗菌陶瓷制 品进入市场，人们对抗菌陶瓷的质量及使用效果的要求越来越高，抗 菌陶瓷制品的应用领域和市场前景也日益扩大。目前抗菌陶瓷制品通 常为在釉料中添加抗菌剂，抗菌陶瓷由于抗菌材料是直接加入陶瓷坯 体或者釉料中烧成，其抗菌有效成分被包覆在坯体或釉料中，其抗菌效果和持久性会大打折扣；传统的陶瓷涂层在固化过程中，会产生孔 洞及裂纹等缺陷，严重影响了其大范围的应用。
在涂层材料中掺杂纳米粒子是降低涂层孔隙率及增强其耐磨损及耐腐蚀性能的有效方法。氧化石墨烯是一种新型的二维碳材料，具有较大的比表面积，对腐蚀介质具有较强的阻隔作用，可以有效地提高涂层材料的致密性，进而提高涂层的耐腐蚀性能，然而氧化石墨烯在涂层中分散性较低，容易发生团簇现象，从而无法得到预期的效果。金属基陶瓷涂层是指涂覆在金属表面上的耐热、耐磨和耐腐蚀的无机保护层或表面膜的总称。因大多陶瓷材料具有离子键和共价键结构，键能高，原子间结合力强，比金属的耐磨损、耐腐蚀、耐高温性能要高很多。通过在金属表面涂覆一层陶瓷保护涂层改变金属外表面的形貌，结构及化学组成，使金属基材既能保持金属材料的韧性，又兼具陶瓷耐热、耐磨、耐腐蚀的性能，而不改变金属整体的材料，工艺简单，成本低廉。
现有技术中制备得到的金属基陶瓷涂层虽然具有一定的耐热、耐磨和耐腐蚀性能，但是在高温条件下的耐磨损性能仍然不能满足恶劣环境下的现场施工要求，大大限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，本发明提供的耐腐蚀陶瓷涂料涂覆在金属基体表面，固化得到金属基陶瓷涂层，得到的金属基陶瓷涂层在高温条件下依然具有较高的耐磨损和耐腐蚀性能。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，包含以下组分：黏结剂、陶瓷骨料；所述陶瓷骨料包括氧化铝、硅酸锆和氧化锆，所述氧化铝包括微米级氧化铝和纳米级氧化铝；固化剂，所述固化剂由氧化锌和石灰组成；消泡剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺、抗菌剂。
优选的，所述微米级氧化铝和纳米级氧化铝的质量比为(20～30)∶1；所述氧化锌和石灰的质量比为(0.5～2)∶(2～5)。
优选的，所述抗菌剂包括纳米氧化锌，纳米氧化镁、纳米碳酸钙；所述抗菌剂包括纳米氧化锌∶纳米氧化镁∶纳米碳酸钙＝(0.5～ 2)∶(0.5～5)∶(5～10)；所述纳米氧化锌粒径为30～40nm，所述纳米氧化镁粒径为30～40nm，纳米碳酸钙粒径为70～90nm。
一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层的制备方法：
(1)将纳米氧化铝加入到3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液中，然后在无水乙醇溶液中进行油浴加热，使其充分反应制得硅烷化纳米氧化铝；
(2)将硅烷化纳米氧化铝和氧化石墨烯加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，油浴加热充分反应，过滤，离心并进行干燥，得到纳米氧化铝/氧化石墨烯杂化物；
(3)将步骤(2)制备好的纳米氧化铝/氧化石墨烯杂化物与陶瓷骨料、抗菌剂和固化剂球磨混合，然后将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀；加入消泡剂；
(4)将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀加入消泡剂得到的耐腐蚀陶瓷涂料采用刮涂的方式涂覆在基体上，将涂层进行梯度化固化处理，从而得到所需的无机陶瓷涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，是将纳米抗菌材料添加到陶瓷最表面，使其具有良好抗菌效果，在抗菌层引入纳米碳酸钙作为纳米抗菌剂多孔状载体，可显著提高纳米抗菌剂的附着力，使得抗菌性能更加持久且高效。
(2)本发明的节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀加入消泡剂得到的耐腐蚀陶瓷涂料采用刮涂的方式涂覆在基体上，将涂层进行梯度化固化处理，从而得到所需的无机陶瓷涂层；固化温度较低，大大节约了加工成本，而且操作流程简单，易于在实际生产中的推广和应用，具有十分广阔的市场前景。
(3)本发明的节能耐腐蚀陶瓷识别涂层通过杂化的纳米氧化铝和黏结剂反应，从而提高氧化石墨烯和涂层基质的结合强度，减少了氧化石墨烯和涂层基质的裂缝，从而有效地提高了涂层耐腐蚀性。
附图说明
图1为一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层的制备方法的流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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
一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，包含以下组分：黏结剂、陶瓷骨料；所述陶瓷骨料包括氧化铝、硅酸锆和氧化锆，所述氧化铝包括微米级氧化铝和纳米级氧化铝；固化剂，所述固化剂由氧化锌和石灰组成；消泡剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺、抗菌剂。
微米级氧化铝和纳米级氧化铝的质量比为20∶1；氧化锌和石灰的质量比为1∶4；氧化锌和石灰的质量比为1∶4；抗菌剂包括纳米氧化锌∶纳米氧化镁∶纳米碳酸钙为1∶1∶5；纳米氧化锌粒径为 30～40nm，所述纳米氧化镁粒径为30～40nm，纳米碳酸钙粒径为 70～90nm。
实施例2
一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，包含以下组分：黏结剂、陶瓷骨料；所述陶瓷骨料包括氧化铝、硅酸锆和氧化锆，所述氧化铝包括微米级氧化铝和纳米级氧化铝；固化剂，所述固化剂由氧化锌和石灰组成；消泡剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺、抗菌剂。
微米级氧化铝和纳米级氧化铝的质量比为30∶1；氧化锌和石灰的质量比为0.5∶2～5；氧化锌和石灰的质量比为2∶5；抗菌剂包括纳米氧化锌∶纳米氧化镁∶纳米碳酸钙为2∶5∶10；纳米氧化锌粒径为30～40nm，所述纳米氧化镁粒径为30～40nm，纳米碳酸钙粒径为70～90nm。
实施例3
一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，包含以下组分：黏结剂、陶瓷骨料；所述陶瓷骨料包括氧化铝、硅酸锆和氧化锆，所述氧化铝包括微米级氧化铝和纳米级氧化铝；固化剂，所述固化剂由氧化锌和石灰组成；消泡剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺、抗菌剂。
微米级氧化铝和纳米级氧化铝的质量比为20∶1；氧化锌和石灰的质量比为1∶10；氧化锌和石灰的质量比为1∶10；抗菌剂包括纳米氧化锌∶纳米氧化镁∶纳米碳酸钙为1∶1∶20；纳米氧化锌粒径为30～40nm，所述纳米氧化镁粒径为30～40nm，纳米碳酸钙粒径为70～90nm。
实施例4
图1为一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层的制备方法的流程图；一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层的制备方法：
(1)将纳米氧化铝加入到3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液中，然后在无水乙醇溶液中进行油浴加热，使其充分反应制得硅烷化纳米氧化铝；
(2)将硅烷化纳米氧化铝和氧化石墨烯加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，油浴加热充分反应，过滤，离心并进行干燥，得到纳米氧化铝/氧化石墨烯杂化物；
(3)将步骤(2)制备好的纳米氧化铝/氧化石墨烯杂化物与陶瓷骨料、抗菌剂和固化剂球磨混合，然后将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀；加入消泡剂；
(4)将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀加入消泡剂得到的耐腐蚀陶瓷涂料采用刮涂的方式涂覆在基体上，将涂层进行梯度化固化处理，从而得到所需的无机陶瓷涂层。
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 (7)

1.一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，其特征在于：包含以下组分：黏结剂、陶瓷骨料；所述陶瓷骨料包括氧化铝、硅酸锆和氧化锆，所述氧化铝包括微米级氧化铝和纳米级氧化铝；固化剂，所述固化剂由氧化锌和石灰组成；消泡剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷、石墨烯、N，N-二甲基甲酰胺、抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，其特征在于：所述微米级氧化铝和纳米级氧化铝的质量比为(20～30)∶1。
3.根据权利要求1所述的一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，其特征在于：所述氧化锌和石灰的质量比为(0.5～2)∶(2～5)。
4.根据权利要求1所述的一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，其特征在于：所述抗菌剂包括纳米氧化锌，纳米氧化镁、纳米碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，其特征在于：所述抗菌剂包括纳米氧化锌∶纳米氧化镁∶纳米碳酸钙＝(0.5～2)∶(0.5～5)∶(5～10)。
6.根据权利要求5所述的一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层，其特征在于：所述纳米氧化锌粒径为30～40nm，所述纳米氧化镁粒径为30～40nm，纳米碳酸钙粒径为70～90nm。
7.一种节能耐腐蚀陶瓷识别涂层的制备方法，其特征在于：
(1)将纳米氧化铝加入到3-氨丙基三乙氧基硅烷水解液中，然后在无水乙醇溶液中进行油浴加热，使其充分反应制得硅烷化纳米氧化铝；
(2)将硅烷化纳米氧化铝和氧化石墨烯加入到N，N-二甲基甲酰胺溶液中，油浴加热充分反应，过滤，离心并进行干燥，得到纳米氧化铝/氧化石墨烯杂化物；
(3)将步骤(2)制备好的纳米氧化铝/氧化石墨烯杂化物与陶瓷骨料、抗菌剂和固化剂球磨混合，然后将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀；加入消泡剂；
(4)将粉体和胶黏剂混合搅拌均匀加入消泡剂得到的耐腐蚀陶瓷涂料采用刮涂的方式涂覆在基体上，将涂层进行梯度化固化处理，从而得到所需的无机陶瓷涂层。
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