CN114907769B - 一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法和应用。该高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述组分：水性无机溶胶凝胶树脂20～60重量份、异辛基硅烷化合物10～30重量份、钛白粉10～30重量份、玻璃粉5～20重量份、石英粉1～15重量份和分散剂0.1～1重量份。本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料通过选用特定比例的水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、钛白粉、石英粉、玻璃粉和分散剂等，使得制备得到的涂料固化后的涂层具有优异的硬度，可以有效防止因磕碰导致的漆膜破损等问题。

Description

一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法和应用。
背景技术
仿瓷涂料又称瓷釉涂料，是一种装饰效果酷似瓷釉饰面的建筑涂料。仿瓷涂料应用面广泛。可在水泥面、金属面、塑料面、木料等固体表面进行刷漆与喷涂。可用于公共建筑内墙、住宅的内墙、厨房、卫生间、浴室衔接处等。
随着政府公建类项目比例的提升，对内墙涂装提出更高的要求，例如医院、学校、隧道等涂装，要求涂层具有较高的硬度，避免磕碰带来的损伤。要求涂层具有优异的耐污性，经久耐用。要求涂层提升耐候等级，降低装饰涂层的火灾风险。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法和应用，以解决现有技术中涂料的硬度小或耐沾污差等中的至少一项问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，所述高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述组分：水性无机溶胶凝胶树脂20～60重量份、异辛基硅烷化合物10～30重量份、钛白粉10～30重量份、玻璃粉5～20重量份、石英粉1～15重量份和分散剂0.1～1重量份。
优选地，所述水性无机溶胶凝胶树脂的用量为20～40重量份，所述异辛基硅烷化合物的用量为10～30重量份，所述水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物的总用量为50重量份。
优选地，所述异辛基硅烷化合物为异辛基三乙氧基硅烷。
优选地，所述钛白粉为金红石钛白粉，所述玻璃粉的莫氏硬度≥6，所述石英粉的莫氏硬度≥5。
优选地，所述钛白粉、玻璃粉和石英粉的细度各自独立地选自80～100μm。
优选地，所述高硬度无机耐火仿陶瓷涂料还包括湿润剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、防冻剂、流变改性剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂或水中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述湿润剂的用量为0.1～0.5重量份，所述防腐剂的用量为0.1～0.5重量份，所述pH调节剂的用量为0.1～0.3重量份，所述防冻剂的用量为0.5～3重量份，所述消泡剂的用量为0.02～0.8重量份，流变改性剂的用量为0.1～1.0重量份，所述防沉剂的用量为0.1～0.5重量份，所述基材湿润剂的用量为0.1～0.5重量份，所述抗划伤助剂的用量为1～5重量份。
优选地，所述抗划伤助剂为聚乙烯蜡分散体；所述防沉剂为改性脲溶液；所述防腐剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮和/或2-甲基-4异噻唑啉-3-酮；所述流变改性剂为非离子型聚氨酯分散体。
本发明还提出了一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：(1)将所述分散剂与水混合均匀，得到混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的所述混合料与所述钛白粉、玻璃粉和石英粉混合，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与所述水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物混合，即得所述高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
优选地，步骤(1)中还包括加入消泡剂、湿润剂和pH调节剂中的至少一种的步骤。
优选地，步骤(3)中还包括加入防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂中的至少一种的步骤。
优选地，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中所述混合的步骤均在搅拌下进行；步骤(1)中，搅拌的转速为800～1000rpm，搅拌时间为20～30min；步骤(2)中，搅拌的转速为500～600rpm，搅拌时间为20～30min；步骤(3)中，搅拌的转速为400～500rpm。
本发明还提出了一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的应用，其采用下述技术方案：如上所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料在工程内墙涂装中的应用。
有益效果：
本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料通过选用特定比例的水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、钛白粉、石英粉、玻璃粉和分散剂等，使得制备得到的涂料固化后的涂层具有优异的硬度，可以有效防止因磕碰导致的漆膜破损等问题。
本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料可达到A1级耐火等级，提高室内涂装的耐火等级；本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料固化后，具备优异的自洁功能和耐候性、色彩丰富、制备方法简单，适合大批量工业化生成和应用。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明针对目前涂料中存在的硬度低、耐沾污性差等问题，提供一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，该高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述组分：水性无机溶胶凝胶树脂20～60重量份(例如，20重量份、30重量份、40重量份、50重量份或60重量份)、异辛基硅烷化合物10～30重量份(例如，10重量份、15重量份、20重量份、25重量份或30重量份)、钛白粉10～30重量份(例如，10重量份、15重量份、20重量份、25重量份或30重量份)、玻璃粉5～20重量份(例如，5重量份、10重量份、15重量份或20重量份)、石英粉1～15重量份(例如，1重量份、3重量份、9重量份或15重量份)和分散剂0.1～1重量份(例如，0.1重量份、0.3重量份、0.6重量份或1重量份)。
本发明通过将水性无机溶胶凝胶树脂与异辛基硅烷化合物按照特定比例搭配使用，并且添加钛白粉、石英粉、玻璃粉和分散剂，使得制备得到的涂料固化后的涂层具备优异的硬度，可以有效防止因磕碰导致的漆膜破损等问题，涂层的耐火等级可达到B1级以上，耐沾污性可达4％以上，提高室内涂装的耐火等级。
本发明优选实施例中，水性无机溶胶凝胶树脂的用量为20～40重量份(例如，20重量份、30重量份、40重量份)、异辛基硅烷化合物的用量为10～30重量份(水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物的用量份数之和为50重量份，其余原料的用量比例不变，以便于制备得到的涂料固化后的涂层的硬度可达3H以上)。水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物的用量比例的选择，可起到防止涂料开裂、有助于提高涂料固化后涂层的硬度的作用。
优选地，水性无机溶胶凝胶树脂的用量为25～30重量份、异辛基硅烷化合物的用量为20～25重量份(水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物的用量份数之和为50重量份，其余原料的用量比例不变，以便于制备得到的涂料固化后的涂层的硬度可达5H以上)。
最优选地，水性无机溶胶凝胶树脂的用量为30重量份，异辛基硅烷化合物的用量为20重量份(以便于制备得到的涂料固化后的涂层的硬度可达6H)。
本发明优选实施例中，水性无机溶胶凝胶树脂为赢创特种化学(上海)有限公司
Figure BDA0003672864480000042
SIVO 140树脂。现有技术中，赢创特种化学(上海)有限公司
Figure BDA0003672864480000041
SIVO 140树脂用于防腐涂料，发明人创造性地将其用于室内仿陶瓷涂料的制备，发现其与特定比例的异辛基硅烷化合物搭配使用，制备得到的仿陶瓷涂料的硬度高、耐沾污性好，且具有优异的耐火性能。
本发明优选实施例中，异辛基硅烷化合物为异辛基三乙氧基硅烷，异辛基三乙氧基硅烷在本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料中，可深入基层内部3～5mm，提有效升涂层硬度，能极大地降低混凝土吸水率，但同时又不堵塞建筑材料结构中的微孔及毛细孔结构，从而确保建材结构原有的水气透过性，延续了建材结构的呼吸透气性，降低混凝土碳化速率，防止冻融危害，大幅延长使用寿命。
本发明优选实施例中，钛白粉为金红石钛白粉，玻璃粉为超细高硬度玻璃粉，莫氏硬度表≥6，石英粉为高硬度石英粉，莫氏硬度表≥5。玻璃粉和石英粉不仅有助于提高本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的硬度，还有助于保障其耐火性能。
优选地，玻璃粉的用量为7重量份，石英粉的用量为4重量份，以有助于使本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料具有更好的耐火性能(以便于制备得到的涂料固化后的涂层的耐火等级可达A1级)。
本发明优选实施例中，钛白粉、玻璃粉和石英粉的细度各自独立地选自80～100μm(例如，80μm、90μm或100μm)，可以起到提升涂层致密度，从而提升涂层各项物理性能的作用。
本发明优选实施例中，高硬度无机耐火仿陶瓷涂料还包括湿润剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、防冻剂、流变改性剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂或水中的任意一种或至少两种的组合。
本发明优选实施例中，湿润剂的用量为0.1～0.5重量份(例如，0.1重量份、0.3重量份或0.5重量份)，保证填料能均匀分散，防腐剂的用量为0.1～0.5重量份(例如，0.1重量份、0.3重量份或0.5重量份)，pH调节剂的用量为0.1～0.3重量份(例如，0.1重量份、0.2重量份或0.5重量份)，防冻剂的用量为0.5～3重量份(例如，0.5重量份、1重量份、2重量份或3重量份)，消泡剂的用量为0.02～0.8重量份(例如，0.02重量份、0.1重量份、0.5重量份或0.8重量份)，流变改性剂的用量为0.1～1.0重量份(例如，0.1重量份、0.5重量份或1.0重量份)，防沉剂的用量为0.1～0.5重量份(例如，0.1重量份、0.3重量份或0.5重量份)，基材湿润剂的用量为0.1～0.5重量份(例如，0.1重量份、0.3重量份或0.5重量份)，保证涂膜能在各类基材完全铺展，抗划伤助剂的用量为1～5重量份(例如，1重量份、3重量份或5重量份)。
本发明优选实施例中，抗划伤助剂为聚乙烯蜡分散体，提升涂层抗划伤性(优选地，聚乙烯蜡分散体为具有较高分子量的聚乙烯蜡分散体)；防沉剂为改性脲溶液，保证涂料的储存稳定性；防腐剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮和/或2-甲基-4异噻唑啉-3-酮，保持涂料保质期12个月；流变改性剂为非离子型聚氨酯分散体，保证涂料具有优异的流平性。
本发明还提出了一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法，本发明实施例的的制备方法包括以下步骤：(1)将分散剂与水混合均匀，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物混合，即得高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
本发明优选实施例中，步骤(1)中还包括加入消泡剂、湿润剂和pH调节剂中的至少一种的步骤。
本发明优选实施例中，步骤(3)中还包括加入防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂中的至少一种的步骤。
本发明优选实施例中，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中混合的步骤均在搅拌下进行；步骤(1)中，搅拌的转速为800～1000rpm(例如，800rpm、900rpm或1000rpm)，搅拌时间为20～30min(例如，20min、25min或30min)；步骤(2)中，搅拌的转速为500～600rpm(例如，500rpm、550rpm或600rpm)，搅拌时间为20～30min(例如，20min、25min或30min)；步骤(3)中，搅拌的转速为400～500rpm(例如，400rpm、450rpm或500rpm)。
本发明还提出了一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的应用，本发明的应用为：如上所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料在工程内墙涂装中的应用。
下面通过具体实施例对本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料及其制备方法进行详细说明。
下面实施例中所用试剂或材料均可购于常规生产厂商，具体生产厂商及型号如下表1所示：
表1
Figure BDA0003672864480000061
Figure BDA0003672864480000071
实施例1
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂40重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)10重量份、钛白粉18重量份、玻璃粉5重量份、石英粉5重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.75重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
实施例2
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂35重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)15重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉6重量份、石英粉5重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.45重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
实施例3
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂30重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)20重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉7重量份、石英粉4重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
实施例4
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂25重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)25重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉7重量份、石英粉4重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
实施例5
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂20重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)30重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉7重量份、石英粉4重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
实施例6
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂60重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)30重量份、钛白粉30重量份、玻璃粉20重量份、石英粉15重量份、分散剂1重量份、湿润剂0.5重量份、防腐剂0.1重量份、pH调节剂0.3重量份、消泡剂0.1重量份、防冻剂3重量份、流变改性剂0.5重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.5重量份、抗划伤助剂5重量份和水30重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
实施例7
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂40重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)10重量份、钛白粉10重量份、玻璃粉5重量份、石英粉1重量份、分散剂0.1重量份、湿润剂0.1重量份、防腐剂0.5重量份、pH调节剂0.1重量份、消泡剂0.02重量份、防冻剂0.5重量份、流变改性剂0.1重量份、防沉剂0.1重量份、基材湿润剂0.1重量份、抗划伤助剂2重量份和水20重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
对比例1
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂0重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)50重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉7重量份、石英粉4重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
对比例2
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂50重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)0重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉7重量份、石英粉4重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
对比例3
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂30重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)20重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉0重量份、石英粉11重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂1.0重量份和水16.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
对比例4
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述重量份的组分：水性无机溶胶凝胶树脂30重量份、异辛基硅烷化合物(异辛基三乙氧基硅烷)20重量份、钛白粉17重量份、玻璃粉7重量份、石英粉4重量份、分散剂0.6重量份、湿润剂0.2重量份、防腐剂0.2重量份、pH调节剂0.15重量份、消泡剂0.5重量份、防冻剂1.5重量份、流变改性剂0.8重量份、防沉剂0.5重量份、基材湿润剂0.3重量份、抗划伤助剂0重量份和水17.25重量份。
本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法包括下述步骤：(1)将分散剂、消泡剂、湿润剂、pH调节剂与水混合(800～1000rpm转速下，搅拌20～30min)，得的混合料；(2)将经步骤(1)处理得到的混合料与钛白粉、玻璃粉和石英粉混合(500～600rpm转速下，搅拌20～30min)，得到中间物料；(3)将经步骤(2)处理得到的所述中间物料与水性无机溶胶凝胶树脂、异辛基硅烷化合物、防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂混合(搅拌，搅拌转速为400～500rpm)，即得本实施例的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
对比例5
本对比例与实施例3的区别仅在于：采用等量的异丁基三乙氧基硅烷替代实施例3中的异辛基三乙氧基硅烷，其余均与实施例3保持一致，此处不再赘述。
对比例6
本对比例与实施例3的区别仅在于：水性无机溶胶凝胶树脂与异辛基三乙氧基硅烷的质量比为1:0.2；其余均与实施例3保持一致，此处不再赘述。
实验例
分别对上述实施例1～6的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料和对比例1～3的涂料的铅笔硬度(按照GB/T6739-2006的方法进行检测)、耐火等级(按照GB 8624-2012的方法进行检测)和耐沾污性(按照GB/T9780-2013的方法进行检测)进行检测，测试结果如下表2所示：
表2
样品 铅笔硬度 耐火等级 耐沾污性
实施例1 3H A2 10％
实施例2 4H A2 7％
实施例3 6H A1 5％
实施例4 5H A1 4％
实施例5 4H A1 4％
实施例6 1H B1 8％
实施例7 2H A2 12％
对比例1 2H A1 3％
对比例2 2H A2 12％
对比例3 4H A1 6％
对比例4 5H A1 5％
对比例5 2H A1 8％
对比例6 2H A2 12％
综上所述：本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的铅笔硬度最高可达6H，耐火等级最高可达A1级，耐沾污性可达4％以上；
结合实施例3～5可知，本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的水性无机溶胶凝胶树脂与异辛基三乙氧基硅烷的质量比为3:2时，制备得到的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的铅笔硬度最高，可达6H；
结合实施例3和对比例3可知，玻璃粉和石英粉的配合使用，有助于提高涂料的铅笔硬度；
结合实施例3和对比例4可知，本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料中的抗划伤助剂，与其他原料配伍使用，可起到协同增效的作用，具体地，本发明中的抗划伤助剂还起到可改善涂料的铅笔硬度的作用；
结合实施例3和对比例5可知，本发明的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料中的水性无机溶胶凝胶树脂与异辛基三乙氧基硅烷的选择可以起到显著的协同增效的作用，相对于异丁基三乙氧基硅烷和水性无机溶胶凝胶树脂的体系，取得了显著更优的铅笔硬度的预料不到的技术效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，其特征在于，所述高硬度无机耐火仿陶瓷涂料包括下述组分：水性无机溶胶凝胶树脂20~40重量份、异辛基硅烷化合物10~30重量份、钛白粉10~30重量份、玻璃粉5~20重量份、石英粉1~15重量份和分散剂0.1~1重量份；
所述水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物的总用量为50重量份；
所述水性无机溶胶凝胶树脂为Dynasylan®SIVO 140；
所述异辛基硅烷化合物为异辛基三乙氧基硅烷；
所述水性无机溶胶凝胶树脂与异辛基三乙氧基硅烷的质量比为3:2。
2.根据权利要求1所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石钛白粉，所述玻璃粉的莫氏硬度≥6，所述石英粉的莫氏硬度≥5。
3.根据权利要求2所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，其特征在于，所述钛白粉、玻璃粉和石英粉的细度各自独立地选自80~100μm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，其特征在于，所述高硬度无机耐火仿陶瓷涂料还包括湿润剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、防冻剂、流变改性剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂或水中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求4所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，其特征在于，所述湿润剂的用量为0.1~0.5重量份，所述防腐剂的用量为0.1~0.5重量份，所述pH调节剂的用量为0.1~0.3重量份，所述防冻剂的用量为0.5~3重量份，所述消泡剂的用量为0.02~0.8重量份，流变改性剂的用量为0.1~1.0重量份，所述防沉剂的用量为0.1~0.5重量份，所述基材湿润剂的用量为0.1~0.5重量份，所述抗划伤助剂的用量为1~5重量份。
6.根据权利要求4所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料，其特征在于，所述抗划伤助剂为聚乙烯蜡分散体；
所述防沉剂为改性脲溶液；
所述防腐剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮和/或2-甲基-4异噻唑啉-3-酮；
所述流变改性剂为非离子型聚氨酯分散体。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
（1）将所述分散剂与水混合均匀，得到混合料；
（2）将经步骤（1）处理得到的所述混合料与所述钛白粉、玻璃粉和石英粉混合，得到中间物料；
（3）将经步骤（2）处理得到的所述中间物料与所述水性无机溶胶凝胶树脂和异辛基硅烷化合物混合，即得所述高硬度无机耐火仿陶瓷涂料。
8.根据权利要求7所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中还包括加入消泡剂、湿润剂和pH调节剂中的至少一种的步骤；
步骤（3）中还包括加入防冻剂、防腐剂、防沉剂、基材湿润剂、抗划伤助剂和流变改性剂中的至少一种的步骤。
9.根据权利要求7所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中所述混合的步骤均在搅拌下进行；
步骤（1）中，搅拌的转速为800~1000rpm，搅拌时间为20~30min；
步骤（2）中，搅拌的转速为500~600rpm，搅拌时间为20~30min；
步骤（3）中，搅拌的转速为400~500rpm。
10.一种如权利要求1-6任一项所述的高硬度无机耐火仿陶瓷涂料在工程内墙涂装中的应用。
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