一种常温固化型无机涂料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及涂料，特别涉及一种常温固化型无机涂料及其制造方法，为了解决有机涂料不环保，传统的陶瓷涂料硬性强，现场施工不方便的问题，本发明专利技术提供一种常温固化型无机涂料及其制造方法。所述无机涂料的原料包括下述成份：70-80wt％的无机溶液；5-10wt％的功能助剂，所述功能助剂选自钛酸钾、氧化铝或者二者的组合物；10-20wt％的无机颜料；0.5-2.0wt％的其它功能助剂；所述无机溶液的原料包括下述成份：30-40wt％的烷氧基硅烷，15-20wt％的有机溶剂，25-30wt％的硅溶胶。该常温固化型无机涂料能够在常温固化，且成膜后不会释放有机气体，利于环保。

【技术实现步骤摘要】
一种常温固化型无机涂料及其制造方法
本专利技术涉及涂料，特别涉及一种常温固化型无机涂料及其制造方法，更详细地说，烷氧基硅烷(Alkoxy-Silane)和二氧化硅(SiO2)粒子分散在水中，进行水分解反应后，接着进行缩聚合(PolycondensationpolymeR1ization)反应，之后在此溶液里为了赋予物理化学性能，添加填充剂、无机颜料粉和其他固化促进剂，形成一种常温固化型无机涂料。
技术介绍
现有一般的涂料(或者涂层剂)的作用是保护结构物、建筑物，延长寿命和长期维持美观，因此涂料(或者涂层剂)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，耐候性，耐水性，抗菌等)和有益的物理性能(不燃，难燃，防水，附着，绝缘性等)，且对身体无害或无环境污染，确保安全性。这些因素是涂料或涂层剂要追求的最终目标。传统的防腐蚀或者建筑涂料从原油里提取有机物，再混合多种化学药品而制作，含大量的有机成分，施工后过一段时间，在涂层上形成的龟裂缝里会繁殖微生物，会出现剥离的现象，如长时间暴露在紫外线的环境下会褪色，且防污效果下降。并且，大部分涂料里具有各种对人体有害的污染物质，由此会诱发皮肤病，头疼，呕吐等环境性疾病。并且，石油的储藏量有限，但需求急剧增加，生产涂料时所需原料的供求也越来越紧张。同时，为了解决上述传统涂料出现的问题，提出的各种无机涂料由粘合剂、颜料、溶剂、添加剂等四大因素组成，平时所谓的陶瓷涂料是粘合剂，是使用硅或者环氧，涤纶树脂之类的有机高分子填充陶瓷粉或者使用丙酮、苯、甲苯、二甲苯及乙酸乙酯等有机溶剂，且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硬性强，容易出现严重的龟裂现象，不易涂上去，尤其是近期推出的无机陶瓷涂层剂需在200℃下加热干燥，在现场施工，会有很多问题。
技术实现思路
为了解决有机涂料不环保，传统的陶瓷涂料硬性强，现场施工不方便的问题，本专利技术提供一种常温固化型无机涂料及其制造方法。该常温固化型无机涂料能够在常温固化，且成膜后不会释放有机气体，利于环保。为了解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供一种常温固化型无机涂料，所述无机涂料的原料包括下述成份：70-80wt％的无机溶液；5-10wt％的功能助剂，所述功能助剂选自钛酸钾、氧化铝或者二者的组合物；10-20wt％的无机颜料；0.5-2.0wt％的其它功能助剂；所述无机溶液的原料包括下述成份：30-40wt％的有机烷氧基硅烷(简称为烷氧基硅烷，或简称为有机硅烷)，15-20wt％的有机溶剂，25-30wt％的硅溶胶；上述百分比为各原料占无机涂料总重的重量百分比。进一步的，上述无机涂料中含有去离子水。上述无机涂料可称为无机陶瓷涂料。进一步的，所述的无机涂料中，所述有机烷氧基硅烷以分子式R1mSi(OR2)4-m表示，所述R1选自烷基，所述R2选自烷基，烷基的通式为CnH2n+1；n是正整数，n的范围是1-10；上述R1和OR2的总数量是4，m是非负整数，m的范围是0-3。进一步的，所述无机涂料中，所述有机烷氧基硅烷以分子式R1mSi(OR2)4-m表示，所述R1和所述R2选自甲基、乙基、苯基、CF3CH2CH2、CF3(CF2)5CH2CH2、或CF3(CF2)7CH2CH2中的一种或至少两种的组合，上述R1和OR2的总数量是4，m是非负整数，m的范围是0-3。进一步的，所述无机涂料中，所述硅溶胶包括20-40％的二氧化硅粒子(SiO2)，所述二氧化硅粒子的粒径是纳米至微米级；所述无机涂料还包括去离子水。进一步的，所述无机颜料选自氧化钛、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄中的一种或其中至少两种的组合。进一步的，所述无机涂料中，所述其它功能助剂选自电气石，稀土类原矿石中的一种或两种的组合。进一步的，所述无机涂料中，所述功能助剂中包括3-5wt％的钛酸钾。进一步的，所述钛酸钾为针状的粒度为1-100nm的钛酸钾。进一步的，所述无机涂料中，OR2为加水分解性烷氧基，被水或者空气中的水分或者基材表面的水分分解，形成硅氢氧根(Si-OH)，上述的硅氢氧根在基材的表面(M-OH)上形成Si-O-M的结合，与基材强有力的结合。M表示基材。进一步的，所述无机涂料中，烷氧基硅烷选自甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种或两种的组合物；所述有机溶剂选自甲醇，乙醇或者异丙醇中的一种或至少两种的组合。本专利技术还提供所述的无机涂料的制备方法，所述方法如下：将所述无机涂料的原料分别组合制备成主剂和硬化剂；所述主剂的制备方法如下：先搅拌硅溶胶，添加有机溶剂后继续进行搅拌，再添加去离子水继续进行搅拌；控制反应温度不超过50℃；上述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或者其中至少两种的组合物；所述硬化剂的制备方法如下：将有机烷氧基硅烷，功能助剂，无机颜料，以及其他功能助剂加入去离子水中搅拌，混合均匀。进一步的，所述方法如下：将所述无机涂料的原料分别组合制备成主剂和硬化剂；所述主剂的制备方法如下：先搅拌硅溶胶，渐渐地添加有机溶剂后继续进行搅拌，再持续添加去离子水；硅胶和去离子水混合的过程中会产生发热现象，需要控制反应器温度不超过50℃；上述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或者其中至少两种的组合物，这些一般会影响涂装后的干燥速度，但可弥补干燥速度的缺陷而且可提高主剂的储藏能力。所述主剂的粘度通常是用福特杯(Fordcup)检测，粘度通常是14-15秒。所述硬化剂的制备方法如下：将有机硅烷，功能助剂，无机颜料，以及其他功能助剂加入去离子水中搅拌，混合均匀。在使用时，将主剂和硬化剂按照1：1的比例混合均匀，经325-1000目的网过滤，过滤后所得即所述的无机涂料。进一步的，上述的无机涂料的制备方法中，由硅胶及去离子水，乙醇构成的混合物的制作方法是先搅拌硅胶，渐渐地添加乙醇后继续进行搅拌，再持续添加去离子水。硅胶和去离子水混合的过程中会产生发热现象，需要控制反应器温度不超过50℃。上述的主剂里还包含有甲醇或者异丙醇，这些一般会影响涂装后的干燥速度，但此专利技术可弥补干燥速度的缺陷而且可提高主剂的储藏能力。本专利技术提供所述的无机涂料的又一种制备方法，所述方法包括下述步骤：(1)制作无机溶液：将30-40wt％的烷氧基硅烷、15-20wt％的有机溶剂、25-30％的硅溶胶混合一起，在40-50℃的温度下，搅拌5-10分钟，制作成溶胶状态的无机溶液；(2)搅拌混合溶液：将上述步骤(1)制得的无机溶液、5-10wt％的功能助剂,10-20wt％的无机颜料，0.5-2.0wt％的其它功能助剂混合在一起搅拌，形成无机陶瓷混合物；(3)均匀：把上述步骤(2)制得的无机陶瓷混合物放进均质器，高速搅拌1-2小时使混合物搅拌均匀；(4)提取涂料：将上述步骤(3)制得的已搅拌均匀的物质在325-1000目的过滤网上过滤，经过滤后的物质即为所述的无机涂料。进一步的，所述功能助剂是钛酸钾、氧化铝中的一种或其组合。进一步的，所述方法包括下述步骤：(1)制作无机溶液：将30-40wt％的烷氧基硅烷、15-20wt％的有机溶剂、25-30％的硅溶胶混合一起，在40-50℃温度下，搅拌5-10分钟，这时烷氧基硅烷(简称有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温固化型无机涂料，其特征在于，所述无机涂料的原料包括下述成份：70‑80wt％的无机溶液；5‑10wt％的功能助剂，所述功能助剂选自钛酸钾、氧化铝或者二者的组合物；10‑20wt％的无机颜料；0.5‑2.0wt％的其它功能助剂；所述无机溶液的原料包括下述成份：30‑40wt％的有机烷氧基硅烷，15‑20wt％的有机溶剂，25‑30wt％的硅溶胶；上述百分比为各原料占无机涂料总重的重量百分比。

【技术特征摘要】
1.一种常温固化型无机涂料，其特征在于，所述无机涂料的原料包括下述成份：70-80wt％的无机溶液；5-10wt％的功能助剂，所述功能助剂选自钛酸钾、氧化铝或者二者的组合物；10-20wt％的无机颜料；0.5-2.0wt％的其它功能助剂；所述无机溶液的原料包括下述成份：30-40wt％的有机烷氧基硅烷，15-20wt％的有机溶剂，25-30wt％的硅溶胶；上述百分比为各原料占无机涂料总重的重量百分比。2.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述有机烷氧基硅烷以分子式R1mSi(OR2)4-m表示，所述R1选自烷基，所述R2选自烷基，烷基的通式为CnH2n+1；n是正整数，n的范围是1-10；上述R1和OR2的总数量是4，m是非负整数，m的范围是0-3。3.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述有机烷氧基硅烷以分子式R1mSi(OR2)4-m表示，所述R1和所述R2选自甲基、乙基、苯基、CF3CH2CH2、CF3(CF2)5CH2CH2、或CF3(CF2)7CH2CH2中的一种或至少两种的组合，上述R1和OR2的总数量是4，m是非负整数，m的范围是0-3。4.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述硅溶胶包括20-40％的二氧化硅粒子，所述二氧化硅粒子的粒径是纳米至微米级；所述无机涂料还包括去离子水。5.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述其它功能助剂选自电气石，稀土类原矿石中的一种或两种的组合。6.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，所述功能助剂中包括3-5wt％的钛酸钾，所述钛酸钾为针状的粒度为1-100nm的钛酸钾。7.根据权利要求2所述的无机涂料，其特征在于，OR2为加水分解性烷氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，
申请(专利权)人：刘晓东，
类型：发明
国别省市：北京;11