CN113527916A - 一种常温固化型低VOCs无机涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种常温固化型低VOCs无机涂料，原料包括有机烷氧基硅烷25.1‑29.9份、有机溶剂20.1‑24.9份、硅溶胶20.1‑24.9份、功能助剂5.1‑7.9份、无机颜料10.1‑14.9份、其它功能助剂2.1‑4.9份，所述功能助剂包括钛酸钾、氧化铝、氧化铝溶胶中至少两者的组合物。本发明中无机涂料可在常温下进行固化成型，施工要求低，成膜过程中挥发的VOCs低，且成膜后不会再释放有机气体，有利于环保，解决了有机涂料不环保、普通常温固化型无机涂料含有较高VOCs、传统的陶瓷涂料现场施工不方便等问题，且涂料表层抗氧化性能好，表面光洁度高，不易拉丝和发生龟裂。

Description

一种常温固化型低VOCs无机涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是涉及一种常温固化型低VOCs无机涂料及 其制备方法。

背景技术

现有一般的涂料(或者涂层剂)的作用是保护物体、建筑物和基材表面，延 长使用寿命和保持美观，因此涂料光泽度要好，便于施工且无味，涂层要长期 维持，具有高耐化学性(耐溶剂性、耐药物性、耐酸碱性、耐水性、抗菌等)和 优异的物理性能(不燃、防水、绝缘、耐磨性等)，且环境友好，确保安全性。 这些因素是衡量涂料性能的重要指标。传统的防腐蚀或者建筑涂料从原油里提 取有机物，再经过多种化学药品处理而制作，含大量的有机成分，涂层容易龟 裂，会出现剥离的现象，如果长时间暴露在紫外线的环境下会褪色，且防护效 果大大下降。并且，大部分涂料里具有各种对环境有害的污染物质，由此会诱 发环境污染和皮肤病等环境性疾病。并且，石油作为不可再生资源，随着需求 急剧增加，生产涂料时所需原料的供求也越来越紧张。

目前，为解决上述传统涂料出现的问题，提出的各种无机涂料大部分的添 加剂也都是有机物。另外，传统的陶瓷涂料或涂层剂大部分容易出现比较严重 的龟裂现象，有些无机陶瓷涂层剂需在高温下加热干燥，施工要求高，导致成 本很高。现有的部分以有机烷氧基硅烷、有机溶剂、硅溶胶、功能助剂、无机 颜料等制备的常温固化型低VOCs无机涂料多为溶剂型涂料，均存在VOCs比较 高的问题，不能满足要求，存在一定缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种常温固化型低VOCs无机涂料及其制备方法， 提供一种低VOCs的无机涂料，涂料可在常温下进行固化，且避免出现龟裂现象

为解决上述技术问题，本发明提供一种常温固化型低VOCs无机涂料，包括 以下重量份原料：有机烷氧基硅烷25.1-29.9份、有机溶剂20.1-24.9份、硅 溶胶20.1-24.9份、功能助剂5.1-7.9份、无机颜料10.1-14.9份、其它功能 助剂2.1-4.9份，所述功能助剂包括钛酸钾、氧化铝、氧化铝溶胶中至少两者 的组合物。

进一步的，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙基 三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲 基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-[(2，3)-环氧丙氧]丙基甲基 二甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基 甲基二乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅 烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、 3-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基) 硅烷中的一种或任意几种。

进一步的，所述有机烷氧基硅烷的烷基的通式为C_nH_2n+1，且其中n是1-10 范围内的正整数，所述烷基包括甲基、乙基、苯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、 环氧基中的一种或任意几种。

进一步的，所述有机烷氧基硅烷中的烷氧基水解，形成硅氢氧根Si-OH，所 述硅氢氧根Si-OH在基材的表面M-OH上形成Si-O-M的结合。

进一步的，所述铝溶胶为α型酸性铝溶胶，所述硅溶胶包括二氧化硅粒子 与氧化铝粒子，所述二氧化硅粒子的浓度为20-45％。

进一步的，所述无机颜料包括金红石型钛白粉、镉红、镉黄、铜铬黑、铬 蓝、氧化铁红中的一种或任意几种。

进一步的，所述其它功能助剂包括硅油、云母粉、流平剂、电气石、稀土 类原矿石中的一种或任意几种。

进一步的，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇或者异丙醇中的一种或任意几种。

进一步的，所述无机涂料还包括去离子水。

进一步的，本发明还提供了一种常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法， 包括如下具体步骤：

S100、原料混合：将有机烷氧基硅烷25.1-29.9份、有机溶剂20.1-24.9 份、硅溶胶20.1-24.9份，混合在高速分散机中，在15-45℃温度下，以 150-300rpm的速度密闭搅拌20-30分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；

S200、添加剂混合：在无机溶液中加入功能助剂5.1-7.9份、无机颜料 10.1-14.9份、其它功能助剂2.1-4.9份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌， 液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60分钟形成初步混合物；

S300、分散回收：将初步混合物放入带冷凝装置的不锈钢真空分散机，连 接剪切研磨机，液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪切研磨3-5小时使混合 物搅拌均匀；然后将液面温度上升到60-70摄氏度，抽-0.05兆帕的负压，打开 冷凝器回收有机溶剂2-3小时；

S400、过滤：将已回收有机溶剂的已搅拌均匀的物质在200-400目的钢丝 网过滤，过滤后的物质即为所述的常温固化型低VOCs无机涂料。

附图说明

图1为本发明常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的常温固化型低VOCs无机涂料及其制备方法进 行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员 可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述 应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和 权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简 化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例 的目的。

本发明实施例提出了一种常温固化型低VOCs无机涂料，包括以下重量份原 料：有机烷氧基硅烷25.1-29.9份、有机溶剂20.1-24.9份、硅溶胶20.1-24.9 份、功能助剂5.1-7.9份、无机颜料10.1-14.9份、其它功能助剂2.1-4.9份， 所述功能助剂包括钛酸钾、氧化铝、氧化铝溶胶中至少两者的组合物。

所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅 烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基 硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-[(2，3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅 烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧 基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙 烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙 烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷中的 一种或任意几种。在本实施方式中，甲基三甲氧基硅烷化学式为CH₃Si(CH₃O)₃， 四乙氧基硅烷化学式为C₈H₂₀O₄Si，乙基三甲氧基硅烷化学式为C₅H₁₄O₃Si，3-氨丙基三乙氧基硅烷化学式为C₉H₂₃NO₃Si，3-氨丙基三甲氧基硅烷化学式为C₆H₁₇NO₃Si， 3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷化学式为C₈H₂₁NO₂Si，3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷化 学式为C₆H₁₇NO₂Si，3-[(2，3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷化学式为 C₉H₂₀O₄Si，3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷化学式为C₉H₂₀O₅Si，3-缩水甘油 醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷化学式为C₁₁H₂₄O₄Si，N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基 硅烷化学式为C₁₂H₂₁NO₃Si，3-巯基丙基三乙氧基硅烷化学式为C₉H₂₂O₃SSi，甲基丙 烯酰氧丙基三乙氧基硅烷化学式为CH₂＝CCH₃COO(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃，甲基丙烯酰氧 基丙基甲基二乙氧基硅烷化学式为C₁₂H₂₄O₄Si，3-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲 氧基硅烷化学式为C₁₀H₂₀O₄Si，甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷化学式 为C₁₆H₃₈O₅Si₄。

所述有机烷氧基硅烷的烷基的通式为C_nH_2n+1，且其中n是1-10范围内的正 整数，所述烷基包括甲基、乙基、苯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基中 的一种或任意几种。在本实施方式中，甲基化学式为-CH₃，乙基化学式为-C₂H₅， 苯基化学式为C₆H₅-，丙烯酰基化学式为CH₂＝CHCO-，甲基丙烯酰基化学式为 CH₃-CH₂＝CHCO-，环氧基为具有-CH(O)CH-结构的官能基。

所述有机烷氧基硅烷中的烷氧基水解，形成硅氢氧根Si-OH，所述硅氢氧根 Si-OH在基材的表面M-OH上形成Si-O-M的结合。在本实施方式中，M为金属元 素，基材热态强度高，表面抗氧化性能好。

所述铝溶胶为α型酸性铝溶胶，所述硅溶胶包括二氧化硅粒子与氧化铝粒 子，所述二氧化硅粒子的浓度为20-45％。在本实施方式中，铝溶胶的化学分子 式为a(Al₂O₃·nH₂O)·bHx·cH₂O，其中Al₂O₃·nH₂O为水合氧化铝，Hx为胶溶剂， a、b、c、n均为系数，且系数b小于其他系数，铝溶胶中氧化铝粒子的粒径为 10-40nm。

所述无机颜料包括金红石型钛白粉、镉红、镉黄、铜铬黑、铬蓝、氧化铁 中的一种或任意几种。在本实施方式中，钛白粉作为白色颜料添加，镉红作为 红色颜料添加，镉黄作为黄色颜料添加，铜铬黑作为黑色颜料添加，铬蓝作为 蓝色颜料添加，氧化铁作为红色或深红色颜料添加。

所述其它功能助剂包括硅油、云母粉、流平剂、电气石、稀土类原矿石中 的一种或任意几种。在本实施方式中，硅油通常指的是在室温下保持液体状态 的线型聚硅氧烷产品，其中甲基硅油具有良好的化学稳定性、绝缘性，疏水性 能好；云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2，含量一般 在49％左右，Al2O3含量在30％左右，云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性、 耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂；流平剂是 一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、 均匀的涂膜，能有效降低涂饰液表面张力，提高其流平性和均匀性的一类物质； 电气石具有压电性、热释电性、导电性、远红外辐射和释放负离子性等独特性 能，通过物理或化学方法与其他材料复合，可制得多种功能材料；稀土类原矿 石中含有的环烷酸铈成分可用作涂料催干剂。

所述有机溶剂包括甲醇、乙醇或者异丙醇中的一种或任意几种。在本实施 方式中，有机溶剂能溶解一些不溶于水的(如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等) 的有机化合物，其特点是在常温常压下呈液态，具有较大的挥发性，在溶解过 程中，溶质与溶剂的性质均无改变。

所述无机涂料还包括去离子水。在本实施方式中，去离子水是指除去了呈 离子形式杂质后的纯水，纯度较蒸馏水要高，去离子化定义为：去离子水完全 或不完全地去除离子物质。

如图1所示，本发明还示出了一种常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法， 其特征在于，包括如下具体步骤：

S100、原料混合：将有机烷氧基硅烷25.1-29.9份、有机溶剂20.1-24.9 份、硅溶胶20.1-24.9份，混合在高速分散机中，在15-45℃温度下，以 150-300rpm的速度密闭搅拌20-30分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；

S200、添加剂混合：在无机溶液中加入功能助剂5.1-7.9份、无机颜料 10.1-14.9份、其它功能助剂2.1-4.9份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌， 液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60分钟形成初步混合物；

S300、分散回收：将初步混合物放入带冷凝装置的不锈钢真空分散机，连 接剪切研磨机，液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪切研磨3-5小时使混合 物搅拌均匀；然后将液面温度上升到60-70摄氏度，抽-0.05兆帕的负压，打开 冷凝器回收有机溶剂2-3小时；

S400、过滤：将已回收有机溶剂的已搅拌均匀的物质在200目的钢丝网过 滤，过滤后的物质即为所述的常温固化型低VOCs无机涂料。

将原料进行混合制成混合物，再通过冷凝器对有机溶剂进行回收，确保涂 料中有机物成分较低。

以下列举所述常温固化型低VOCs无机涂料及其制备方法的较优实施例，以 清楚的说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施 例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范 围之内。

实施例1，常温固化型低VOCs无机涂料包括以下重量份原料：有机烷氧基 硅烷29.9份、有机溶剂21.1份、硅溶胶22.5份、功能助剂7.9份、无机颜料 14.1份、其它功能助剂3份。

其中有机烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷，有机溶剂为异丙醇与乙醇的混 合物；

其中功能助剂为钛酸钾、氧化铝的组合物；

其中无机颜料为粒径200-500nm的金红石型钛白粉；

所述硅溶胶包括20-45％浓度的二氧化硅粒子，其中二氧化硅粒子的粒径是 纳米级；

所述无机涂料还包括去离子水。

常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，包括如下具体步骤：

①将有机烷氧基硅烷29.9份、有机溶剂21.1份、硅溶胶22.5份，混合在 高速分散机中，在15-45℃温度下，以150-300rpm的速度密闭搅拌20-30分钟， 制作成溶胶状态的无机溶液；

②在无机溶液中加入功能助剂7.9份、无机颜料14.1份、其它功能助剂3 份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌，液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60 分钟形成初步混合物；

③将初步混合物放入带冷凝装置的不锈钢真空分散机，连接剪切研磨机， 液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪切研磨4小时使混合物搅拌均匀；然后 将液面温度上升到60-70摄氏度，抽-0.05兆帕的负压，打开冷凝器回收有机溶 剂2小时。

④将已回收有机溶剂的已搅拌均匀的物质在280目的钢丝网过滤，过滤后 的物质即为所述的低VOCs无机涂料。

实施例2，常温固化型低VOCs无机涂料包括以下重量份原料：有机烷氧基 硅烷25.1份、有机溶剂24.9份、硅溶胶24.9份、功能助剂5.1份、无机颜料 12份、其它功能助剂4.9份、去离子水4份。

其中有机烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷，有机溶剂为甲醇与水的混合物；

其中功能助剂为钛酸钾、氧化铝、氧化铝溶胶的组合物；

其中无机颜料为粒径200-500nm的金红石型钛白粉；

其中硅溶胶包括20-45％浓度的二氧化硅粒子，二氧化硅粒子的粒径是纳米 级，所述铝溶胶为α型酸性铝溶胶，其中包括纳米级氧化铝粒子，氧化铝粒子 的粒径为10-40纳米。

常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，包括如下具体步骤：

①将有机烷氧基硅烷25.1份、有机溶剂24.9份、硅溶胶24.9份、去离子 水4份，混合在高速分散机中，在15-45℃温度下，以150-300rpm的速度密闭 搅拌20-30分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；

②在无机溶液中加入功能助剂5.1份、无机颜料12份、其它功能助剂4.9 份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌，液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60 分钟形成初步混合物；

③将初步混合物放入带冷凝装置的不锈钢真空分散机，连接剪切研磨机， 液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪切研磨4小时使混合物搅拌均匀；然后 将液面温度上升到60-70摄氏度，抽-0.05兆帕的负压，打开冷凝器回收有机溶 剂3小时。

④将已回收有机溶剂的已搅拌均匀的物质在400目的钢丝网过滤，过滤后 的物质即为所述的低VOCs无机涂料。

实施例3，常温固化型低VOCs无机涂料包括以下重量份原料：有机烷氧基 硅烷29.9份，有机溶剂21.1份，硅溶胶22.5份，功能助剂7.9份、无机颜料14.1份、其它功能助剂3份。

其中机烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷15份和四乙氧基硅烷14.9份，有 机溶剂为异丙醇与乙醇的混合物；

其中功能助剂为钛酸钾、氧化铝的组合物；

其中无机颜料为粒径200-500nm的金红石型钛白粉；

所述硅溶胶包括20-45％浓度的二氧化硅粒子，其中二氧化硅粒子的粒径是 纳米级；

所述无机涂料还包括去离子水。

常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，包括如下具体步骤：

①将有机烷氧基硅烷29.9份、有机溶剂21.1份、硅溶胶22.5份，混合在 高速分散机中，在15-45℃温度下，以150-300rpm的速度密闭搅拌20-30分钟， 制作成溶胶状态的无机溶液；

②在无机溶液中加入功能助剂7.9份、无机颜料14.1份、其它功能助剂3 份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌，液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60 分钟形成初步混合物；

③将初步混合物放入带冷凝装置的不锈钢真空分散机，连接剪切研磨机， 液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪切研磨5小时使混合物搅拌均匀；然后 将液面温度上升到60-70摄氏度，抽-0.05兆帕的负压，打开冷凝器回收有机溶 剂3小时。

④将已回收有机溶剂的已搅拌均匀的物质在400目的钢丝网过滤，过滤后 的物质即为所述的低VOCs无机涂料。

对比例1，一种常温固化型无机涂料，包括下述重量份的成份：有机烷氧基 硅烷29.9份、有机溶剂21.1份、硅溶胶22.5份、功能助剂7.9份、无机颜料 14.1份、其它功能助剂3份。

其中机烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷，有机溶剂为异丙醇与乙醇的混合 物；

其中功能助剂为钛酸钾、氧化铝的组合物；

其中无机颜料为粒径200-500nm的金红石型钛白粉；

所述硅溶胶包括20-45％浓度的二氧化硅粒子，其中二氧化硅粒子的粒径是 纳米级；

所述无机涂料还包括去离子水。

常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，包括如下具体步骤：

①将有机烷氧基硅烷29.9份、有机溶剂21.1份、硅溶胶22.5份，混合在 高速分散机中，在15-45℃温度下，以150-300rpm的速度密闭搅拌20-30分钟， 制作成溶胶状态的无机溶液；

②在无机溶液中加入功能助剂7.9份、无机颜料14.1份、其它功能助剂3 份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌，液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60 分钟形成初步混合物；

③将初步混合物连接剪切研磨机，液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪 切研磨5小时使混合物搅拌均匀；

④将制得的已搅拌均匀的物质在400目的钢丝网过滤，过滤后的物质即为 所述的低VOCs无机涂料。

对比例2，常温固化型低VOCs无机涂料包括以下重量份原料：无机溶液75 份、功能助剂12份、无机颜料5份、电气石3份。

其中无机溶液的原料包括下述重量份的成份：甲基三甲氧基硅烷45份、甲 醇25份、硅溶胶25份以及铝溶胶5份；

其中功能助剂为钛酸钾、钛白粉的组合物，其中钛酸钾为针状的粒度为 1-100nm的钛酸钾，钛白粉为粒径200-500nm的金红石型钛白粉；

所述硅溶胶包括40-50％的二氧化硅粒子，其中二氧化硅粒子的粒径是纳米 至微米级，所述铝溶胶包括50-70％浓度的氧化铝粒子，其中氧化铝粒子的粒径 是纳米级。

常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，包括如下具体步骤：

①将45份的甲基三甲氧基硅烷、25份的甲醇、25份的硅溶胶和5份铝溶 胶混合一起，在45℃温度下，搅拌8分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；

②将无机溶液与功能助剂、无机颜料、电气石按重量比75：12：5：3的比 例混合在一起搅拌，搅拌35分钟形成初步混合物；

③把初步混合物在球磨机球磨2小时后，在剪切研磨机高速剪切研磨4小 时使混合物搅拌均匀；

④将制得的已搅拌均匀的物质在200目的钢丝网过滤，过滤后的物质即为 所述的无机涂料。

对比例3，常温固化型无机涂料，包括下述重量份的成份：无机溶液75份、 功能助剂14份、无机颜料4份、高岭土2份；

其中无机溶液的原料包括下述重量份的成份：四乙氧基硅烷45份、乙醇10 份、异丙醇20份、硅溶胶20份以及铝溶胶5份；

其中功能助剂为钛酸钾、钛白粉、氮化硅的组合物，钛酸钾为针状的粒度 为1-100nm的钛酸钾，钛白粉为粒径200-500nm的金红石型钛白粉。

所述硅溶胶包括40-50％浓度的二氧化硅粒子，其中二氧化硅粒子的粒径是 纳米至微米级，所述铝溶胶包括50-70％浓度的氧化铝粒子，其中氧化铝粒子的 粒径是纳米级；

所述无机涂料还包括去离子水。

常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

①将45份的四乙氧基硅烷、乙醇10份、异丙醇20份、25份的硅溶胶和铝 溶胶混合一起，在45℃温度下，搅拌6分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；

②将无机溶液与功能助剂、无机颜料、高岭土按重量比75：14：4：2混合 在一起搅拌，搅拌35分钟形成初步混合物；

③把初步混合物在球磨机球磨3小时后，在剪切研磨机中高速剪切研磨4 小时，使混合物搅拌均匀；

④将制得的已搅拌均匀的物质在400目的钢丝网过滤，过滤后的物质即为 所述的无机涂料。

将以上的样品，按照GB24408-2009进行测试，测试结果如下：

由测试结果可以得出：实施例1、实施例2以及实施例3生产的涂料中，VOCs 含量均低于国家标准，且实施例3中生成的涂料VOCs含量最低，而对比例1、 对比例2以及对比例3生产的涂料中，VOCs含量均高于国家标准。由此，本发 明的实施例3为较优实施例，且通过本发明生产的涂料中VOCs含量均符合国家 标准。

综上所述，本发明具有如下优点：

(1)本发明将烷氧基硅烷和二氧化硅粒子与氧化铝粒子分散在水中，之后 在此溶液里添加填充剂、无机颜料和其他功能助剂使其具有一些特定的物理化 学性能，再利用醇类溶剂的低沸点进行馏分回收挥发性有机溶剂，最终形成一 种常温固化型低VOCs无机涂料，成膜过程中挥发的VOCs低，且成膜后不会再 释放有机气体，有利于环保，解决了有机涂料不环保、普通常温固化型无机涂 料含有较高VOCs、传统的陶瓷涂料现场施工不方便等问题；

(2)本发明的涂料可在常温下进行固化成型，施工要求低，且涂料表层抗 氧化性能好，表面光洁度高，不易拉丝和发生龟裂。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，包括以下重量份原料：有机烷氧基硅烷25.1-29.9份、有机溶剂20.1-24.9份、硅溶胶20.1-24.9份、功能助剂5.1-7.9份、无机颜料10.1-14.9份、其它功能助剂2.1-4.9份，所述功能助剂包括钛酸钾、氧化铝、氧化铝溶胶中至少两者的组合物。

2.如权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-[(2，3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或任意几种。

3.如权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述有机烷氧基硅烷的烷基的通式为C_nH_2n+1，且其中n是1-10范围内的正整数，所述烷基包括甲基、乙基、苯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基中的一种或任意几种。

4.如权利要求4所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述有机烷氧基硅烷中的烷氧基水解，形成硅氢氧根Si-OH，所述硅氢氧根Si-OH在基材的表面M-OH上形成Si-O-M的结合。

5.如权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述铝溶胶为α型酸性铝溶胶，所述硅溶胶包括二氧化硅粒子与氧化铝粒子，所述二氧化硅粒子的浓度为20-45％。

6.根据权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述无机颜料包括金红石型钛白粉、镉红、镉黄、铜铬黑、铬蓝、氧化铁红中的一种或任意几种。

7.如权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述其它功能助剂包括硅油、云母粉、流平剂、电气石、稀土类原矿石中的一种或任意几种。

8.如权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇或者异丙醇中的一种或任意几种。

9.如权利要求1所述的常温固化型低VOCs无机涂料，其特征在于，所述无机涂料还包括去离子水。

10.一种常温固化型低VOCs无机涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S100、原料混合：将有机烷氧基硅烷25.1-29.9份、有机溶剂20.1-24.9份、硅溶胶20.1-24.9份，混合在高速分散机中，在15-45℃温度下，以150-300rpm的速度密闭搅拌20-30分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；

S200、添加剂混合：在无机溶液中加入功能助剂5.1-7.9份、无机颜料10.1-14.9份、其它功能助剂2.1-4.9份；以4000-6000rpm的速度密闭搅拌，液面温度控制在15-45摄氏度，搅拌45-60分钟形成初步混合物；

S300、分散回收：将初步混合物放入带冷凝装置的不锈钢真空分散机，连接剪切研磨机，液面温度控制在40-50摄氏度，高速剪切研磨3-5小时使混合物搅拌均匀；然后将液面温度上升到60-70摄氏度，抽-0.05兆帕的负压，打开冷凝器回收有机溶剂2-3小时；

S400、过滤：将已回收有机溶剂的已搅拌均匀的物质在200-400目的钢丝网过滤，过滤后的物质即为所述的常温固化型低VOCs无机涂料。

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