CN116925644A - 一种有机无机复合涂料、涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请属于功能涂层技术领域，尤其涉及一种有机无机复合涂料、涂层及其制备方法和应用；本申请提供的涂料中硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉等基质组分能够使得涂料制备的涂层与基体结合力强、致密度高、耐磨和耐腐蚀性能良好，且硅油等功能组分的添加还能提高涂层的疏水不粘性能；同时，还通过酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠和凹土实现了硅油的有效负载和缓释，使得硅油发挥长期有效疏水不粘性能，从而解决现有技术中用于制备硅氧烷基不沾涂层的涂料性能较低的技术问题。
Description
技术领域
本申请属于功能涂层技术领域，尤其涉及一种有机无机复合涂料、涂层及其制备方法和应用。
背景技术
在基体表面施加涂层可以使其具有疏水、防粘、防腐等功效，例如日常生活中使用的不粘锅涂层。
过去采用聚四氟乙烯或可溶性聚四氟乙烯树脂涂层得到的不粘锅，可以发挥防粘的功效，然而含氟的有机涂层锅在长期使用时会对人体健康会造成不良的影响；而硅氧烷修饰的陶瓷无机物不粘锅涂层作为另一种不粘锅，是以硅氧烷的水解、缩合聚合和凝胶作用在无机涂料表面形成网络结构，但目前硅氧烷基锅具涂层的不粘性能较低。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种有机无机复合涂料、涂层及其制备方法和应用，用于解决现有技术中用于制备硅氧烷基不沾涂层的涂料性能较低的技术问题。
本申请第一方面提供了一种有机无机复合涂料，包括基质组分和功能组分；
所述基质组分包括硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉；
所述功能组分包括硅油。
优选的，所述功能组分还包括粉煤灰漂珠和/或凹土，所述粉煤灰漂珠和/或凹土负载所述硅油。
优选的，所述粉煤灰漂珠为酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠。
优选的，以质量份计算，所述有机无机复合涂料包括5～25质量份硅氧烷、3～12质量份硅微粉、3～12质量份铝溶胶、1～6质量份铁黑、5～15质量份钛粉、1～10质量份硅油、1～5质量份粉煤灰漂珠以及0.1～6质量份凹土。
优选的，以质量份计算，所述有机无机复合涂料包括20质量份硅氧烷、10质量份硅微粉、5质量份铝溶胶、5质量份铁黑、10质量份钛粉、8质量份硅油、4质量份粉煤灰漂珠以及4质量份凹土。
优选的，所述硅氧烷选自四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷以及甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。
优选的，所述硅油选自甲基硅油、二甲硅油以及羟基硅油中的至少一种。
本申请第二方面提供了一种利用第一方面所述有机无机复合涂料制备有机无机复合涂层的制备方法，制备方法包括步骤：
步骤S1、将硅油、酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠和/或凹土混合后进行真空负压处理，得到功能组分；
步骤S2、将功能组分和基质组分混合，得到有机无机复合涂料；
步骤S3、将有机无机复合涂料喷涂在粗化的金属基体表面，干燥后得到有机无机复合涂层；
所述基质组分包括：硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉。
优选的，步骤S1中，所述酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠的制备步骤包括：将粉煤灰漂珠和无机酸溶液混合后依次进行热处理、离心、洗涤，得到酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠。
优选的，所述无机酸溶液为浓度为5～15％的硫酸溶液和磷酸溶液，所述热处理的条件为：50℃持续搅拌72h；
所述离心的条件为：5000rpm下离心处理10min；
所述洗涤的条件为：去离子水洗涤至少三次。
优选的，步骤S2中，功能组分和基质组分混合之后，得到有机无机复合涂料之前，还包括：经80目的筛网进行过筛处理。
优选的，步骤S3中，所述粗化的金属基体表面的制备步骤包括：对金属基体进行超音速喷丸处理，得到粗化的金属基体表面。
优选的，步骤S3中，所述干燥的条件为：180℃下干燥180min；
优选的，所述基底选自铝基体、铝合金基体、钢铁基体、铜、铜合金基体、钛基体或钛合金基体中的至少一种。
本申请第三方面提供了一种有机无机复合涂层，由第二方面所述有机无机复合涂层的制备方法制备得到。
本申请第四方面提供了第二方面所述有机无机复合涂层的制备方法在制备炊具中的应用。
综上所述，本申请提供了一种有机无机复合涂料、涂层及其制备方法和应用，本申请提供的有机无机复合涂料中的硅氧烷、硅微粉作为SiO2前驱体，经溶胶凝胶可形成具有无机和有机网络基团的涂层；而铝溶胶中成分Al2O3.nH2O能与硅烷低聚体(Si-O-Si)反应形成Al2SiO5、Al2(SiO4)O、Al2(SiO4)(OH)2，加强涂层中有机成分和无机成分的偶联作用力并提高涂层的致密度；而铁黑不仅能参与聚硅氧烷的水解和缩聚反应，加强涂层中有机成分和无机成分的偶联作用力并提高涂层的致密度；还能与基体形成一定的键合连接，提高涂层与基体的结合力；而钛粉能够中和涂料组分和基体之间的摩尔体积差异，降低涂层的压应力；而涂料中功能组分硅油与聚硅氧烷结构相似，能形成均匀的共混体系，且硅油可以液体状态长期保留在涂层的无机和有机网络中，降低涂层的表面自由能，有效增大涂层的水接触角，改善涂层的疏水不沾性能，从而解决现有技术中用于制备硅氧烷基不沾涂层的涂料性能较低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例2中提供的超音速喷丸处理后得到的粗化的铝合金表面的示意图；
图2为本申请实施例2中提供的涂料中酸蚀扩孔处理前的粉煤灰漂珠的示意图；
图3为本申请实施例2中提供的有机无机复合涂料中酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠的示意图；
图4为本申请实施例2中提供的有机无机复合涂料中凹土的SEM和EDS的示意图；
图5为本申请实施例2中提供的有机无机复合涂料中硅微粉的SEM和EDS示意图；
图6为本申请实施例2中提供的有机无机复合涂料中铁黑的SEM和EDS示意图；
图7为本申请实施例2中提供的有机无机复合涂料中钛粉的SEM和EDS示意图；
图8为本申请实施例6中提供的涂料制备的涂层的显微形貌和元素成分分析示意图；
图9为本申请实施例6中提供的涂料制备的涂层中涂层表面的X射线衍射谱示意图；
图10为本申请实施例6中提供的涂料制备的涂层中基体表面的X射线衍射谱示意图；
图11为本申请实施例6中提供的涂料制备的涂层亲水角示意图；
图12为本申请实施例6中提供的涂料制备的涂层阳极极化曲线示意图；
图13为本申请实施例10中提供的涂料制备的涂层表面的示意图；
图14为本申请实施例11中提供的涂料制备的涂层表面的示意图；
图15为本申请实施例12中提供的涂料制备的涂层表面的示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种有机无机复合涂料、涂层及其制备方法和应用，用于解决现有技术中用于制备硅氧烷基不沾涂层的涂料性能较低的技术问题。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例1
鉴于目前用于制备涂层的涂料性能较低的缺陷，本申请实施例1提供了一种有机无机复合涂料；有机无机复合涂料的组成包括硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉等基质组分和硅油等功能组分；有机无机复合涂料中的硅氧烷、硅微粉作为SiO2前驱体，经溶胶凝胶可形成具有无机和有机网络基团的组合体涂层，使涂层具有一定的耐磨性、柔韧性和疏水性；而有机无机复合涂料中铝溶胶的主要成分为Al2O3，硅氧烷水解时形成硅烷醇(Si-OH)时活性大，铝溶胶中的Al2O3.nH2O与(Si-OH)发生键合，在硅氧烷缩聚合反应时，与硅烷低聚体(Si-O-Si)共同作用形成Al2SiO5、Al2(SiO4)O、Al2(SiO4)(OH)2，因此涂料中增加铝溶胶能提高涂料中有机成分和无机成分的偶联作用力，从而提高涂层的致密度；而涂料中铁黑的粒径范围为300～2000nm，主要成分为Fe3O4，Fe3O4中的FeO和Fe2O3具有一定的氧化性，与基体Al发生反应形成Al2O3和Fe，加强与Al基体形成一定的键合连接，从而提高涂层与基体的结合力，并且铁黑中含有少量的MnO成分，在溶胶凝胶和加热过程中MnO参与了聚硅氧烷的水解和缩聚反应，生成了(MnO)OH物质，也加强了涂料中有机成分和无机成分的偶联作用力；涂料中含有硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑等成分后，由于Fe3O4的摩尔体积为11.7，Al2O3摩尔体积为15.13，SiO2摩尔体积为27.31，而Al基体的摩尔体积仅为10，为了匹配Al基体的摩尔体积，避免涂料在加热过程中产生过大的压应力，加入摩尔体积为10.63的Ti粉，可以有效解决涂层的缩孔问题；同时涂料中的硅油扩散在涂层的无机和有机网络中，能降低涂层的表面自由能，有效增大涂层的水接触角，改善涂层的疏水不沾性能；因此，本申请提供的有机无机复合涂料中硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉等基质组分能够使得涂料制备的涂层与基体结合力强、致密度高、耐磨和耐腐蚀性能良好；且硅油等功能组分的添加还能提高涂层的疏水不粘性能。
作为优选，本申请提供的有机无机复合涂料还包括粉煤灰漂珠和/或凹土，硅油负载在粉煤灰漂珠的中空内腔和/或凹土的沸石型孔道结构中，硅油的负载方法为在真空负压状态下将硅油负载；其中，负载的硅油通过粉煤灰漂珠和/或凹土外表面多个缺口处释放，从而实现了硅油的有效负载和缓释，使得硅油发挥长期有效疏水不粘性能；并且粉煤灰漂珠管和凹土混合使用还可以调控硅油的存储量和释放速度，从而调控疏水不粘性能。
作为优选，本申请提供的粉煤灰漂珠为酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠，以进一步改善硅油的负载，酸蚀扩孔处理前的粉煤灰漂珠表面和内部附着较多的Al2O3、Fe2O3、CaO以及CaCO3，为了消除漂珠外部的杂质和扩大漂珠内部容量，采用硫酸或磷酸对进行腐蚀，使内表面的Al2O3、Fe2O3、CaO以及CaCO3和硫酸或磷酸发生反应后，采用大量去离子水进行清洗，直至其pH值为6～7，经酸洗后的漂珠外形更圆滑洁净，从成分上看，Al、Fe、Ca元素含量减少，主要原因是在硫酸或磷酸作用下，粉煤灰漂珠的表面部分的Al2O3、Fe2O3、CaO以及CaCO3，漂珠内部含残留的H+可使其亲油性得到提高，从而酸蚀扩孔处理后提高了硅油的负载量。
作为优选，对于涂料的具体组成比例，本申请提供的有机无机复合涂料包括5～25质量份硅氧烷、3～12质量份硅微粉、3～12质量份铝溶胶、1～6质量份铁黑、5～15质量份钛粉、1～10质量份硅油、1～5质量份粉煤灰漂珠以及0.1～6质量份凹土；且本申请还通过实验确定了涂层性能较好的组成比例为20质量份硅氧烷、10质量份硅微粉、5质量份铝溶胶、5质量份铁黑、10质量份钛粉、8质量份硅油、4质量份粉煤灰漂珠以及4质量份凹土；对于1质量份的具体用量，根据所需涂料的总量来确定，例如希望制备约1kg有机无机复合涂料，以20质量份硅氧烷、10质量份硅微粉、5质量份铝溶胶、5质量份铁黑、10质量份钛粉、8质量份硅油、4质量份粉煤灰漂珠以及4质量份凹土为例，需加入0.2kg硅氧烷、0.1kg质量份硅微粉、0.05kg质量份铝溶胶、0.05kg质量份铁黑、0.1kg质量份钛粉、0.08kg质量份硅油、0.04kg质量份粉煤灰漂珠以及0.04kg质量份凹土。
对于硅氧烷的种类，本申请选自四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷以及甲基三乙氧基硅烷中的至少一种；而硅油的种类，本申请选自甲基硅油、二甲硅油以及羟基硅油中的至少一种。
实施例2
本申请实施例2提供了一种有机无机复合涂层的制备方法，制备方法包括基体预处理的步骤、负载硅油的步骤、涂料制备的步骤以及涂层制备的步骤。
其中，基体预处理的步骤包括：对铝合金基体进行超音速喷丸处理，使铝合金表面粗化；其中，超音速喷丸处理后铝合金表面的扫描电镜图如图1所示，表明经过超音速喷丸处理后得到的粗化的铝合金表面呈现出微小凸起和微凹坑，可以增加涂层和铝基体的接触表面积，从而能改善铝合金基体和涂层的咬合力，防止涂层出现裂纹剥离等现象。
负载硅油的步骤包括：先将5质量份粉煤灰漂珠分散在浓度为5～15％H2SO4或H3PO4中，在持续搅拌条件下，在50℃下热处理72小时。在5000rpm下离心处理10min，用去离子水洗涤多次，直到pH达到6～7的范围，烘干，进行酸蚀扩孔处理；然后在真空负压作用下，将10质量份硅油和5质量份酸蚀扩孔后的粉煤灰漂珠和6质量份凹土相混合，并充分搅拌后得到功能组分，功能组分中硅油负载在粉煤灰漂珠和/或凹土中；其中，酸蚀扩孔处理前、后的粉煤灰漂珠如图2-3所示，从图2可看出酸蚀扩孔处理前的粉煤灰漂珠呈圆球中空形状，直径30-100μm，表面分布有大小不一的缺口和小孔；而酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠如图3所示，经酸洗后的漂珠外形更圆滑；同时从元素能谱分析图可以看出，经过酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠中Al、Fe、Ca元素含量减少，主要原因为在硫酸或磷酸作用下，粉煤灰漂珠的表面部分的Al2O3、Fe2O3、CaO、CaCO3被溶解了，同时，漂珠内部含有一定量的H+可使其亲油性得到提高，从而加大硅油的装载量；而从图4所示凹土的SEM和EDS可以看出，凹土表面粗糙且有许多微纳尺度的小孔，可以用于硅油的装载。凹土的主要成分为SiO2和Al2O3，还有微量的K、Na、Mg元素。
涂料制备的步骤包括：将铝溶胶12质量份，硅氧烷25质量份，硅微粉12质量份，铁黑6质量份，钛粉15质量份相互混合形成基质组分，然后加入硅油负载在粉煤灰漂珠和/或凹土中的功能组分混合，并经过80目的筛网进行过筛，充分搅拌20min，得到有机无机复合涂料；其中，硅微粉、铁黑以及钛粉的SEM和EDS分析结果如图5-7所示，从图5可以看出，硅微粉的粒径为0.1～5μm，主要成分为SiO2。添加无机成分的硅微粉可以提高有机无机复合涂层的硬度和耐磨性；从图6可以看出，铁黑的粒径约为0.5～2μm，主要由Fe3O4、MnO和微量的氧化铬组成。铁黑中的Fe3O4具有一定的氧化性，在加热条件下，可与Al基体发生反应，从而提高涂层和基体的结合力，MnO还可参与聚硅氧烷的水解和缩聚反应，从而提高涂层的致密度；从图7可以看出，钛粉的粒径为0.5～10μm，加入纯钛粉可以降低涂料的其它无机成分的摩尔体积比，从而减少涂层压应力，以减少涂层的缩孔问题。
涂层制备的步骤包括：先采用喷漆枪将有机无机复合涂料喷涂在超音速喷丸处理后的金属基体表面，再将喷涂有涂料的金属放入烘干箱，设置烘干温度为150℃，保温时间20min，得到涂覆在铝合金表面的有机无机复合涂层。
实施例3
本申请实施例3提供了一种有机无机复合涂层的制备方法，制备方法包括基体预处理的步骤、负载硅油的步骤、涂料制备的步骤以及涂层制备的步骤。
其中，基体预处理的步骤包括：对铝合金基体进行超音速喷丸处理，使铝合金表面粗化；粗化的铝合金表面能改善铝合金基体和涂层的咬合力，防止涂层出现裂纹剥离等现象。
负载硅油的步骤包括：先将6质量份粉煤灰漂珠分散在浓度为5～15％H2SO4或H3PO4中，在持续搅拌条件下，在50℃下热处理72小时。在5000rpm下离心处理10min，用去离子水洗涤多次，直到pH达到6～7的范围，烘干；然后在真空负压作用下，将10质量份硅油和6质量份酸蚀扩孔后的粉煤灰漂珠和3质量份凹土相混合，并充分搅拌后得到功能组分，功能组分中硅油负载在粉煤灰漂珠和/或凹土中。
涂料制备的步骤包括：将铝溶胶10质量份，硅氧烷18质量份，硅微粉8质量份，铁黑3质量份，钛粉10质量份相互混合形成基质组分，然后加入硅油负载在粉煤灰漂珠和/或凹土中的功能组分混合，并经过80目的筛网进行过筛，充分搅拌30min，得到有机无机复合涂料。
涂层制备的步骤包括：先采用喷漆枪将有机无机复合涂料喷涂在超音速喷丸处理后的金属基体表面，再将喷涂有涂料的金属放入烘干箱，设置烘干温度为180℃，保温时间15min，得到涂覆在铝合金表面的有机无机复合涂层。
实施例4
本申请实施例4提供了一种有机无机复合涂层的制备方法，制备方法包括基体预处理的步骤、负载硅油的步骤、涂料制备的步骤以及涂层制备的步骤。
其中，基体预处理的步骤包括：对铝合金基体进行超音速喷丸处理，使铝合金表面粗化；粗化的铝合金表面能改善铝合金基体和涂层的咬合力，防止涂层出现裂纹剥离等现象。
负载硅油的步骤包括：先将1份粉煤灰漂珠分散在浓度为5～15％H2SO4或H3PO4中，在持续搅拌条件下，在50℃下热处理72小时。在5000rpm下离心处理10min，用去离子水洗涤多次，直到pH达到6～7的范围，烘干；然后在真空负压作用下，将1份硅油和1酸蚀扩孔后的粉煤灰漂珠和0.1份凹土相混合，并充分搅拌后得到功能组分，功能组分中硅油负载在粉煤灰漂珠和/或凹土中。
涂料制备的步骤包括：将铝溶胶3质量份，硅氧烷8质量份，硅微粉3质量份，铁黑1质量份，钛粉5质量份相互混合形成基质组分，然后加入硅油负载在粉煤灰漂珠和/或凹土中的功能组分混合，并经过80目的筛网进行过筛，充分搅拌40min，得到有机无机复合涂料。
涂层制备的步骤包括：先采用喷漆枪将有机无机复合涂料喷涂在超音速喷丸处理后的金属基体表面，再将喷涂有涂料的金属放入烘干箱，设置烘干温度为220℃，保温时间30min，得到涂覆在铝合金表面的有机无机复合涂层。
实施例5-9
本申请实施例5-9提供了有机无机复合涂层的制备方法，制备方法与实施例2的区别在于，有机无机复合涂层的各组分的添加量和工艺参数不同，硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑、钛粉、硅油、粉煤灰漂珠以及凹土在涂料中的添加量和工艺参数如表1-3所示。
表1
表2
表3
实施例10
本申请实施例10提供了一种涂层的制备方法，制备方法与实施例2的区别在于，有机无机复合涂层的各组分的添加量不同，组分包括：硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、钛粉、硅油、粉煤灰漂珠以及凹土，不包括铁黑。
实施例11
本申请实施例11提供了一种涂层的制备方法，制备方法与实施例2的区别在于，有机无机复合涂层的各组分的添加量不同，组分包括：硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑、硅油、粉煤灰漂珠以及凹土，不包括钛粉。
实施例12
本申请实施例11提供了一种涂层的制备方法，制备方法与实施例2的区别在于，有机无机复合涂层的各组分的添加量不同，组分包括：硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉，不包括硅油、粉煤灰漂珠以及凹土。
实验例1
本申请实验例1对实施例制备得到的涂层进行性能测试；其中实施例2-9所述涂层的性能如表4所示，实施例6和实施例10-12所述涂层的性能如表5所示；其中，采用WS-2005自动划痕技术对涂层与基材的结合力进行测试，采用TEP-1000A接触角测量仪测试各涂层的水接触角，将涂层分别置于浓度为5％的柠檬酸溶液中，并采用IM6电化学工作站三电极法分别测定涂层在柠檬酸中的阳极击穿电位，以表征涂层的耐酸性腐蚀性能，采用NanoIndenter G200型纳米压痕实验系统测试涂层弹性模量，压头为Berkovich形，加载速率为10nm/s，泊松比为0.35，采用维氏硬度计对涂层的硬度进行测试，采用3kg压力，每500次换百洁布进行湿磨。
表4
表5
从表4可以看出，本申请实施例2-9提供的涂料制备的涂层与铝合金基体的结合力在17.25～29.81N范围内，这表明本申请提供的涂层与金属基体具有很强的结合力；而接触角为109～124°，表明本发明制备的涂层为疏水涂层，这是因为利用有机硅氧烷为前驱体，生成有机网络的O-Si-O结构，以及利用硅油进一步改善涂层的疏水特性；涂料制备的涂层击穿电位为0.380～0.500V，表明本申请提供的涂层具有很好的耐腐蚀性能；维氏度为27.9～30.2，百洁布可耐10000次以上的摩擦，说明本申请提供的涂层具有优异的硬度和耐摩擦性能；由于食物与涂层之间的结合力与涂层的弹性模量及表面自由能乘积的1/2次方成正比，而本申请提供的涂料中的硅油含量愈高，其涂层的弹性模量愈低，不粘性能更佳；综上，本申请提供的涂料制备的涂层与基体结合力强、致密度高、耐磨和耐腐蚀性能良好，且硅油等功能组分的添加还能提高涂层的疏水不粘性能。
从表5中实施例5和实施例10可以看出，实施例10提供的不加入铁黑的涂料制备的涂层和铝基体结合力为2.15N，击穿电位为-0.106V，硬度仅为10.4HV，耐百洁布磨损次数仅为2000次，低于加入铁黑的实施例5，结合图13所示附图可以看出，由于涂料中缺少铁黑成分降低涂层的致密度，从而产生大量裂纹，导致涂层的耐腐蚀性能也急剧下降，由于涂层表面分布大量裂纹，硅油在很短时间内被挥发，导致其亲水角低至67°，硬度和耐磨损性能变差，且弹性模量较高，影响其不粘性能。
从表5中实施例5和实施例11可以看出，实施例11提供的不加入钛粉的涂料制备的涂层和铝基体结合力为18.04N，击穿电位为0.138V，硬度仅为17.9HV，耐百洁布磨损次数仅为5000次，低于加入钛粉的实施例5，结合图14可以看出，涂层较多的缩孔，这是由于涂料中缺少钛粉导致涂料组分的摩尔体积过大，从而使得涂层的压应力过大而出现缩孔和微裂纹出现。
从表5中实施例5和实施例12可以看出，实施例12提供的不加入负载硅油的粉煤灰漂珠和凹土的涂料制备的涂层和铝基体结合力为19.20N，击穿电位为0.221V，硬度仅为22.2HV，耐百洁布磨损次数仅为5000次，且弹性模量高达0.015MPa，接触角为70°，低于加入钛粉的实施例5，结合图15出现微小的微孔可以看出，不加入硅油的作用会导致涂层疏水性能不佳。
以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种有机无机复合涂料，其特征在于，包括基质组分和功能组分；
所述基质组分包括硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉；
所述功能组分包括硅油。
2.根据权利要求1所述的一种有机无机复合涂料，其特征在于，所述功能组分还包括粉煤灰漂珠和/或凹土，所述粉煤灰漂珠和/或凹土负载所述硅油。
3.根据权利要求2所述的一种有机无机复合涂料，其特征在于，所述粉煤灰漂珠为酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠。
4.根据权利要求1所述的一种有机无机复合涂料，其特征在于，以质量份计算，所述有机无机复合涂料包括20质量份硅氧烷、10质量份硅微粉、5质量份铝溶胶、5质量份铁黑、10质量份钛粉、8质量份硅油、4质量份粉煤灰漂珠以及4质量份凹土。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述有机无机复合涂料制备有机无机复合涂层的制备方法，其特征在于，制备方法包括步骤：
步骤S1、将硅油、酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠和/或凹土混合后进行真空负压处理，得到功能组分；
步骤S2、将功能组分和基质组分混合，得到有机无机复合涂料；
步骤S3、将有机无机复合涂料喷涂在粗化的金属基体表面，干燥后得到有机无机复合涂层；
所述基质组分包括：硅氧烷、硅微粉、铝溶胶、铁黑以及钛粉。
6.根据权利要求5所述的有机无机复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠的制备步骤包括：将粉煤灰漂珠和无机酸溶液混合后依次进行热处理、离心、洗涤，得到酸蚀扩孔处理后的粉煤灰漂珠。
7.根据权利要求5所述的有机无机复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述粗化的金属基体表面的制备步骤包括：对金属基体进行超音速喷丸处理，得到粗化的金属基体表面。
8.一种有机无机复合涂层，其特征在于，由权利要求5-7任一项所述的有机无机复合涂层的制备方法制备得到。
9.权利要求6-8任一项所述的有机无机复合涂层的制备方法在制备炊具中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述炊具为铝基炊具、铝合金基炊具、钢铁基炊具、铜炊具、铜合金炊具、钛基炊具或钛合金炊具。
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