CN113248946A - 用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料技术领域。包括甲组分和乙组分；所述甲组分包括以下按质量百分比计算的组分：氢氧化铝0.5‑10％、磷酸15‑60％以及余量的水，上述组分之和为100％；所述乙组分包括以下按质量百分比计算的组分：高铝水泥3‑30％、石英粉50‑80％、粉煤灰2‑10％、硬石膏0.5‑3％、高岭土5‑15％，上述组分之和为100％。本发明涂料组合物以磷酸‑磷酸氢铝混合物作为主要成膜物质，通过在常温或高温烘烤，可在多种基材表面形成无机陶瓷涂层，涂层具有良好的抗刮耐磨性、耐化学品性、阻燃性、耐候性和易清洁性，可在高温、高湿、高腐蚀环境下保护基材。

Description

用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物及其制备方法和应用。
背景技术
陶瓷材料具有耐候性好、易清洁、抗刮耐磨等特点，但其材质较脆，加工成型困难，且局部修复困难，修复效果不理想。现通过等离子喷涂技术，可将陶瓷材料喷涂于各种金属或非金属材料表面进行改性，但等离子喷涂成本高，设备投入大，极大的限制了其应用。本发明通过化学反应的方法替代等离子喷涂，可在基材表面形成与之复合的陶瓷涂层，降低了陶瓷材料的应用成本，易施工和修复，应用范围广，可喷涂于手机外壳、大面积的一体板等基材表面。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物，该涂料组合物以磷酸-磷酸氢铝混合物作为主要成膜物质，通过在常温或高温烘烤，可在多种基材表面形成无机陶瓷涂层，涂层具有良好的抗刮耐磨性、耐化学品性、阻燃性、耐候性和易清洁性，可在高温、高湿、高腐蚀环境下保护基材。
本发明的技术方案如下：
一种用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物，包括甲组分和乙组分；所述甲组分包括以下按质量百分比计算的组分：氢氧化铝0.5-10％、磷酸15-60％以及余量的水，上述组分之和为100％；
所述乙组分包括以下按质量百分比计算的组分：高铝水泥3-30％、石英粉50-80％、粉煤灰2-10％、硬石膏0.5-3％、高岭土5-15％，上述组分之和为100％。
进一步的，所述石英粉粒度为300-1000目。
进一步的，所述甲组分还包括悬浮剂0.01-1％、分散剂0.01-0.5％中的至少一种。悬浮剂可使体系有适合的流动性和防沉性，利于产品混合，可施工过程中使涂料保持稳定状态。
进一步的，所述悬浮剂包括粘度为1000-2000cps的黄原胶。
进一步的，所述乙组分还包括氧化镁0.01-5％、碳酸锂0.01-5％、玻璃纤维0.01-5％、钛白粉0.01-10％、偶联剂0.01-1％、消泡剂0.01-1％、润湿剂0.01-1％中的至少一种。
进一步的，所述钛白粉为金红石型钛白粉，所述消泡剂包括磷酸三丁酯，所述润湿包括多聚磷酸润湿剂。
进一步的，所述偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种。
一种所述的涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1.制备甲组分：将氢氧化铝与水混合均匀，搅拌加入磷酸，将混合物加热至90-100℃，搅拌至透明，保温5-6h，冷却至室温后加入剩余材料，搅拌均匀即得甲组分；
S2.制备乙组分：将除玻璃纤维外的物料加入球磨机中，混合1-2h，球磨后料投入锥形搅拌机中，加入玻璃纤维，搅拌混合15-20min，即得乙组分。
一种所述的涂料组合物的应用，将所述甲组分和乙组分混合均匀后涂布于基材上，常温固化或加热烘烤固化即得类陶瓷涂层。
进一步的，所述基材材料包括金属、陶瓷、塑料、水泥，所述烘烤温度为200-300℃。
甲组分中的氢氧化铝与磷酸反应生成磷酸二氢铝，磷酸-磷酸二氢铝混合物在组合物中作为主要成膜，磷酸二氢铝与乙组分中的高铝水泥反应，在常温下固化后可形成类陶瓷涂层，如加热到200-300℃烘烤，磷酸铝进一步聚合，可进一步提高涂层强度。磷酸对基层材料有轻微的腐蚀作用，作用后的基材与偶联剂形成化学键，形成牢固粘接，磷酸对金属表面还有磷化和除锈作用，对附着力有促进作用，涂料组合物对多种基材均具有良好的附着力。粉煤灰中无定型氧化硅和氧化铝在水中可形成活性物质，与其他碱金属氧化物可形成硅酸盐或铝酸盐络合物，可提高涂层的强度。
乙组分中钛白粉、石英粉等在体系中起填充、抗干燥开裂的作用。玻璃纤维的添加可增强涂层的抗拉强度，防止涂料厚涂时出现应力开裂。高铝水泥、氧化镁和碳酸锂可作为催化剂调节涂层常温干燥时间。润湿剂和消泡剂了提高涂层的致密性和强度。石膏份在可体系干燥过程中转化为二水石膏补偿涂层收缩。
本发明具有如下有益效果：
1.施工性好，施工成本低；
2.环保，无VOC，能耗低；
3.应用范围广，可适用于多种基材。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
下表是本发明用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物的实施例1-3和对比例1-2的配方表(单位：％)：
Figure BDA0003065700250000031
Figure BDA0003065700250000041
上述涂料组合物实施例的制备方法，包括以下步骤：
S1.制备甲组分：将氢氧化铝与水混合均匀，搅拌加入磷酸，将混合物加热至90℃，搅拌至透明，保温6h，冷却至室温后加入剩余材料，搅拌均匀即得甲组分；
S2.制备乙组分：将除玻璃纤维外的物料加入球磨机中，混合2h，球磨后料投入锥形搅拌机中，加入玻璃纤维，搅拌混合15min，即得乙组分。
上述涂料组合物实施例的应用，将所述甲组分和乙组分按质量比40：100搅拌混合15min，均匀涂布于基材上，常温固化即得类陶瓷涂层：
实施例1和对比例1用于金属表面装饰和防腐；
实施例2和对比例2用于PVC塑料表面装饰；
实施例3用于陶瓷表面修补和翻新；
实施例4用于埃特板表面作为一体板装饰材料。
测试各基材上涂料组合物实施例1-4所得涂层的各项性能，测试结果见下表：
Figure BDA0003065700250000042
Figure BDA0003065700250000051
可见，本发明涂料组合物对多种基材均有较好的附着力，抗刮耐磨，耐化学品性能和耐老化性能好。
本发明涂料组合物以磷酸-磷酸氢铝混合物作为主要成膜物质，通过在常温或高温烘烤，可在多种基材表面形成无机陶瓷涂层，涂层具有良好的抗刮耐磨性、耐化学品性、阻燃性、耐候性和易清洁性，可在高温、高湿、高腐蚀环境下保护基材。

Claims (10)

1.一种用于制作类陶瓷涂层的涂料组合物，其特征在于，包括甲组分和乙组分；
所述甲组分包括以下按质量百分比计算的组分：氢氧化铝0.5-10％、磷酸15-60％以及余量的水，上述组分之和为100％；
所述乙组分包括以下按质量百分比计算的组分：高铝水泥3-30％、石英粉50-80％、粉煤灰2-10％、硬石膏0.5-3％、高岭土5-15％，上述组分之和为100％。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述石英粉粒度为300-1000目。
3.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述甲组分还包括悬浮剂0.01-1％、分散剂0.01-0.5％中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述悬浮剂包括粘度为1000-2000cps的黄原胶。
5.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述乙组分还包括氧化镁0.01-5％、碳酸锂0.01-5％、玻璃纤维0.01-5％、钛白粉0.01-10％、偶联剂0.01-1％、消泡剂0.01-1％、润湿剂0.01-1％中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉，所述消泡剂包括磷酸三丁酯，所述润湿包括多聚磷酸润湿剂。
7.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于，所述偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种。
8.一种权利要求1-6任一项所述的涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备甲组分：将氢氧化铝与水混合均匀，搅拌加入磷酸，将混合物加热至90-100℃，搅拌至透明，保温5-6h，冷却至室温后加入剩余材料，搅拌均匀即得甲组分；
S2.制备乙组分：将除玻璃纤维外的物料加入球磨机中，混合1-2h，球磨后料投入锥形搅拌机中，加入玻璃纤维，搅拌混合15-20min，即得乙组分。
9.一种权利要求1-6任一项所述的涂料组合物的应用，其特征在于，将所述甲组分和乙组分混合均匀后涂布于基材上，常温固化或加热烘烤固化即得类陶瓷涂层。
10.根据权利要求8所述的涂料组合物的应用，其特征在于，所述基材材料包括金属、陶瓷、塑料、水泥，所述烘烤温度为200-300℃。
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