CN114634759A - 一种水性无机陶瓷涂料及其喷涂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性无机陶瓷涂料，包括A、B、C三个组分，按质量百分比其中组分A为40‑60％，组分B为3‑20％，组分C为30‑40％，其中组分B为无机耐高温颜料；步骤(1)、预分散；将组分A放置在滚筒上滚动2‑3h，直至组分A底部无沉淀无结块；步骤(2)、混合；将组分C倒入组分B中再立即加入滚好的组分A中，摇晃10‑12秒，混合后密封瓶盖；步骤(3)、熟化；密封好的混合液置于滚筒上滚动熟化，控制转速为140‑160r/min，常温下滚动时间为4‑8h。本发明以纳米无机溶胶为粘合剂，增加无机耐高温颜料和功能性无机填料，经低温烘烤从而形成无机均质的涂膜，制备喷涂的工艺对环境友好，涂膜使用安全无毒害，高温下不燃无烟无异味、可与食品直接接触。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种水性无机陶瓷涂料及其喷涂方法。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆，是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。涂料在人们的生产和生活中应用很多；
现有技术的水性无机陶瓷涂料；
(1)采用有机硅齐聚物作为添加剂物理掺混到环氧树脂体系中，由于掺混中硅烷和环氧树脂的不相容性，在复合体系中容易出现相分离现象；
(2)采用化学方法将有机硅引入环氧树脂分子链中，这种方法虽然可以降低甚至避免硅烷的富集现象，解决硅烷和环氧树脂的相分离问题，但是只用在溶剂型环氧涂料或者粉末涂料领域；
现有的水性环氧乳液虽然具有防腐蚀的重要特性，但是不耐高温、抗刮性差，硬度低，特别是耐候性差，只能用于防腐底漆，不能用于面漆，特别是户外的面漆，导致现有的水性无机陶瓷涂料适用范围较小，不能满足多种领域的使用需求，鉴于此提供一种水性无机陶瓷涂料及其喷涂方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性无机陶瓷涂料及其喷涂方法，达到对环境友好，涂膜使用安全无毒害，高温下不燃无烟无异味、可与食品直接接触，表面硬度高，涂膜强度高，具备抗划伤、不粘、抗菌无机树脂的高硬度特性；以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水性无机陶瓷涂料，包括A、B、C三个组分，按质量百分比其中组分A为40-60％，组分B为3-20％，组分C为30-40％，其中组分B为无机耐高温颜料，并按照以下工艺熟化；
步骤(1)、预分散；
将组分A放置在滚筒上滚动2-3h，直至组分A底部无沉淀无结块；
步骤(2)、混合；
将组分C倒入组分B中再立即加入滚好的组分A中，摇晃10-12秒，混合后密封瓶盖；
步骤(3)、熟化；
密封好的混合液置于滚筒上滚动熟化，控制转速为140-160r/min，常温下滚动时间为4-8h。
优选的，所述组分A为底漆，包括以下重量份数的组分，有机硅树脂38-45份、纳米无机溶胶20-40份、消泡剂5-10份和增稠剂3-8份。
优选的，所述组分C为功能性无机填料，包括以下重量份数的组分：水性无机纳米陶瓷改性乳液40-50份、填料30-38份、有机硅改性剂3-8份、有机硅改性环氧固化剂3-8份。
优选的，所述水性无机纳米陶瓷改性乳液包括硅丙乳液、烷氧基硅烷、硅溶胶、水性环氧固化剂、交联剂和水。
优选的，所述填料包括云母、滑石粉、高岭土、硅微粉、硅藻土、硬脂酸铝和锆。
一种水性无机陶瓷涂料的喷涂方法，包括以下步骤；
S1、工件前处理；
工件必须进行喷砂处理，除掉表面的锈迹、污渍，喷砂要均匀，粗糙度控制在3-7微米，然后进行脱脂、水洗、钝化、烘干处理；
S2、施工；
采用喷涂施工，喷涂时要注意控制好涂膜厚度，涂膜太厚易产生开裂，喷涂时粘度在11-20秒；
S3、流平；
工件完成涂装后，需流平15-20min，方可进入烘道进行烘烤固化；
S4、固化；
固化工艺:80-120℃/20min，烘道升温及降温采用梯度方式进行，避免急剧升降温。
优选的，S1中，喷砂采用115-125目的刚玉，处理好的工件在48小时内喷漆，喷涂工件的适宜温度为20-35℃，寒冷的冬季及潮湿阴雨时需对工件预热。
优选的，S2中，采用空气喷涂或静电喷涂，喷枪口径1.2-1.5，压力0.4-0.6MPa。
优选的，S2中，浅色漆35-40um，其它深色漆25-35um。
本发明提出的一种水性无机陶瓷涂料及其喷涂方法，有益效果在于：
1、本发明以纳米无机溶胶为粘合剂，以溶胶凝胶法为基础，增加无机耐高温颜料和功能性无机填料，经低温烘烤从而形成无机均质的涂膜，制备喷涂的工艺对环境友好，涂膜使用安全无毒害，高温下不燃无烟无异味、可与食品直接接触；
2、表面硬度高，涂膜强度高，具备抗划伤、不粘、抗菌无机树脂的高硬度特性，媲美传统涂料的施工方便性，涂膜的极高的硬度和耐候性，耐磨性，
3、本发明制备的水性无机陶瓷涂料可喷涂在多种产品上，适用范围较大，能满足多种领域的使用需求。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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，本发明提供一种技术方案：一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：包括A、B、C三个组分，按质量百分比其中组分A为40％，组分B为20％，组分C为40％；
组分A为底漆，包括以下重量份数的组分，有机硅树脂38份、纳米无机溶胶20份、消泡剂5份和增稠剂3份；
组分B为无机耐高温颜料；
组分C为功能性无机填料，包括以下重量份数的组分：水性无机纳米陶瓷改性乳液40份、填料30份、有机硅改性剂3份、有机硅改性环氧固化剂3份；
水性无机纳米陶瓷改性乳液包括硅丙乳液、烷氧基硅烷、硅溶胶、水性环氧固化剂、交联剂和水；
填料包括云母、滑石粉、高岭土、硅微粉、硅藻土、硬脂酸铝和锆；
并按照以下工艺熟化；
步骤(1)、预分散；
将组分A放置在滚筒上滚动2h，直至组分A底部无沉淀无结块，具体滚动时间视具体情况而定，一般涂料储存时间越长，则需要滚动的时间就越长；
步骤(2)、混合；
将组分C倒入组分B中再立即加入滚好的组分A中，摇晃10秒，混合后密封瓶盖；
步骤(3)、熟化；
密封好的混合液置于滚筒上滚动熟化，控制转速为140r/min，以桶旋转速度为准，常温下滚动时间为4-8h。
实施例2，本发明提供另一种技术方案：一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：包括A、B、C三个组分，按质量百分比其中组分A为60％，组分B为10％，组分C为30％；
组分A为底漆，包括以下重量份数的组分，有机硅树脂45份、纳米无机溶胶40份、消泡剂10份和增稠剂8份；
组分B为无机耐高温颜料；
组分C为功能性无机填料，包括以下重量份数的组分：水性无机纳米陶瓷改性乳液50份、填料38份、有机硅改性剂8份、有机硅改性环氧固化剂8份；
水性无机纳米陶瓷改性乳液包括硅丙乳液、烷氧基硅烷、硅溶胶、水性环氧固化剂、交联剂和水；
填料包括云母、滑石粉、高岭土、硅微粉、硅藻土、硬脂酸铝和锆；
并按照以下工艺熟化；
步骤(1)、预分散；
将组分A放置在滚筒上滚动3h，直至组分A底部无沉淀无结块，具体滚动时间视具体情况而定，一般涂料储存时间越长，则需要滚动的时间就越长；
步骤(2)、混合；
将组分C倒入组分B中再立即加入滚好的组分A中，摇晃12秒，混合后密封瓶盖；
步骤(3)、熟化；
密封好的混合液置于滚筒上滚动熟化，控制转速为160r/min，以桶旋转速度为准，常温下滚动时间为8h。
在本实施例1-2中：
具体熟化时间随环境温度及滚动速度而定，如下表所示：
熟化后的涂料可使用时间，如下表所示：
| 熟化后的涂料存放现场环境温度 | 熟化后的涂料可使用时间(活化期) |
| 冬季(-15-5℃) | 48小时 |
| 春秋季节(20-25C℃) | 24小时 |
| 夏季1(25-30℃) | 12小时 |
| 夏季2(30-40℃) | 8小时 |
夏季需要熟化时，通过空调控制室温在20℃±2为最佳熟化条件；
冬季需要熟化时，通过空调控制室温在25℃±2为最佳熟化条件。
一种水性无机陶瓷涂料的喷涂方法，包括以下步骤；
S1、工件前处理；
工件必须进行喷砂处理，除掉表面的锈迹、污渍，喷砂要均匀，粗糙度控制在3-7微米，然后进行脱脂、水洗、钝化、烘干处理；
喷砂采用115-125目的刚玉，处理好的工件在48小时内喷漆，喷涂工件的适宜温度为20-35℃，寒冷的冬季及潮湿阴雨时需对工件预热；
S2、施工；
采用喷涂施工，喷涂时要注意控制好涂膜厚度，涂膜太厚易产生开裂，喷涂时粘度在11-20秒；
采用空气喷涂或静电喷涂，喷枪口径1.2-1.5，压力0.4-0.6MPa；
浅色漆35-40um，其它深色漆25-35um；
S3、流平；
工件完成涂装后，需流平15-20min，方可进入烘道进行烘烤固化；
S4、固化；
固化工艺:80-120℃/20min，烘道升温及降温采用梯度方式进行，避免急剧升降温。
施工参数如下表所示：
性能参数如下表所示：
综合所述本技术方案可喷涂在多种产品上，适用范围较大，能满足多种领域的使用需求，如下所示：
1、适合用于涂装各类炊具类产品的内/外表面(如炒锅、煎锅、汤锅、烤盘、电饭锅/电压力锅内胆的内/外表面)，在提供装饰性和保护性的同时赋予产品易清洁、不粘连、抗真菌等特殊功能。
2、建筑装饰幕墙:烤瓷铝单板、防火镀锌板；性能如石头和玻璃，硬度最高可达9H，耐磨性能优异，不同于传统有机涂层，高温下硬度无变化。
人工加速老化10000h表面张力为(22～24)x10"N/m，具有良好的疏水性，防涂写功能，良好的抗菌功能，可以在原氟碳涂料的生产线上，进行喷涂施工，充分保护和利用现有的设备投资，各种公共建筑装饰金属板。
3、玻璃钢底材装饰板，陶瓷涂料明火的状态下不燃无烟，明显降低了火灾的危害，表面低的表面张力，可以防涂鸦，水性笔涂鸦，可以轻松擦除；油性笔涂鸦，短时间(8小时内)也可轻松擦除，超过8小时，可借助专用清洗剂轻松清洗干净，硬度高，硬币钥匙等很难划伤表面；主要成分是氧化硅等，耐候性能优异。
4、供暖设备的加热器件的外表远红外散热：发热板、散热片、取暖器、远红外理疗仪。
5、需要散热降温的物体，如:CPU、LED灯具、电器、机柜、电线电缆、暖气片、风机风扇、热力管道、纺织、罐体、工业设备、建筑、水箱、交通工具等上。
6、需要加强热交换的地方，真空炉、真空暖气片、真空管道、真空干燥器、热交换器、传导面积少、对流空间不大的物体设备等上加快热量交换。
7、传导系数较小的物体，加快散热降温，可以在塑料、橡胶、PVC、陶瓷、水泥、布匹、皮革、纸张、玻璃、等木材上加快物体散热。
8、涂料也可以施工到需要散热又需要防水绝缘的物体上，像金属、纤维等上散热、降温、散热降温的同时需要防水绝缘。
9、在红外医疗产品上，远红外辐射涂料，有着保健特殊功能。
10、在家居房间内墙壁上，施工远红外辐射涂料，对人体保健，有着特殊功效。
11、陶瓷地坪墙面防火、耐水涂层。
12、钢结构、混凝土基面的防腐、耐候。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：包括A、B、C三个组分，按质量百分比其中组分A为40-60％，组分B为3-20％，组分C为30-40％，其中组分B为无机耐高温颜料，并按照以下工艺熟化；
步骤(1)、预分散；
将组分A放置在滚筒上滚动2-3h，直至组分A底部无沉淀无结块；
步骤(2)、混合；
将组分C倒入组分B中再立即加入滚好的组分A中，摇晃10-12秒，混合后密封瓶盖；
步骤(3)、熟化；
密封好的混合液置于滚筒上滚动熟化，控制转速为140-160r/min，常温下滚动时间为4-8h。
2.根据权利要求1所述的一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：所述组分A为底漆，包括以下重量份数的组分，有机硅树脂38-45份、纳米无机溶胶20-40份、消泡剂5-10份和增稠剂3-8份。
3.根据权利要求1所述的一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：所述组分C为功能性无机填料，包括以下重量份数的组分：水性无机纳米陶瓷改性乳液40-50份、填料30-38份、有机硅改性剂3-8份、有机硅改性环氧固化剂3-8份。
4.根据权利要求1所述的一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：所述水性无机纳米陶瓷改性乳液包括硅丙乳液、烷氧基硅烷、硅溶胶、水性环氧固化剂、交联剂和水。
5.根据权利要求1所述的一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于：所述填料包括云母、滑石粉、高岭土、硅微粉、硅藻土、硬脂酸铝和锆。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种水性无机陶瓷涂料的喷涂方法，其特征在于：包括以下步骤；
S1、工件前处理；
工件必须进行喷砂处理，除掉表面的锈迹、污渍，喷砂要均匀，粗糙度控制在3-7微米，然后进行脱脂、水洗、钝化、烘干处理；
S2、施工；
采用喷涂施工，喷涂时要注意控制好涂膜厚度，涂膜太厚易产生开裂，喷涂时粘度在11-20秒；
S3、流平；
工件完成涂装后，需流平15-20min，方可进入烘道进行烘烤固化；
S4、固化；
固化工艺:80-120℃/20min，烘道升温及降温采用梯度方式进行，避免急剧升降温。
7.根据权利要求6所述的一种水性无机陶瓷涂料的喷涂方法，其特征在于：S1中，喷砂采用115-125目的刚玉，处理好的工件在48小时内喷漆，喷涂工件的适宜温度为20-35℃，寒冷的冬季及潮湿阴雨时需对工件预热。
8.根据权利要求6所述的一种水性无机陶瓷涂料的喷涂方法，其特征在于：S2中，采用空气喷涂或静电喷涂，喷枪口径1.2-1.5，压力0.4-0.6MPa。
9.根据权利要求6所述的一种水性无机陶瓷涂料的喷涂方法，其特征在于：S2中，浅色漆35-40um，其它深色漆25-35um。
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