包含玻璃微粒的水基涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种包含硅酸钠、水、水溶性碱、金属氧化物颜料、钠钙硅石玻璃颗粒、以及至少一种低熔点玻璃料或氧化锌的水基涂料组合物。它优选仅包含玻璃料且还优选包含表面活性剂和氢氧化铝。本发明专利技术还涉及一种在至少一部分所述片材上带有涂料的玻璃片材。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
包含玻璃微粒的水基涂料本专利技术涉及一种尤其可用于在随后进行高温回火的钠钙硅石玻璃片材上提供涂料区的硅酸钠水基涂料组合物。本领域熟练技术人员已知用于给汽车和建筑玻璃涂漆的各种涂料组合物。这些涂料例如用于在用作机动车辆风挡玻璃、侧窗(sidelite)和后窗(backlite)的窗用玻璃周边表面附近形成不透明边界。一般来说，这些组合物是由金属氧化物在有机载体中的混合物形成的陶瓷组合物。通过调节金属氧化物的这种混合物，可产生最终所得的烧结陶瓷涂料特定的颜色。例如，烧结到汽车窗用玻璃上的不透明周边涂料带一般为黑色，且可包括象氧化铬、氧化钴和氧化镍之类的氧化物。这种组合物中所包括的有机载体，如松油、矿物油、低分子量石油馏分及诸如此类被用来使该陶瓷涂料通过刷涂、刮涂或丝网印刷而施用到玻璃表面上。该金属氧化物相互之间是非反应性的，而且与该陶瓷涂料通常所含的其它材料如玻璃料也不反应。这些玻璃料是能够将陶瓷涂料最终一起熔合到玻璃片材上，以保证该陶瓷涂料能够在冷却至室温之后保持在该玻璃片材上的附着。如果将这些材料施用到玻璃片材上，是将它们加热至一般高于玻璃软化点的高温下，以固化该涂料并使得该经涂漆的玻璃片材适用于在随后的高温成型工艺中进一步处理。考虑到环境和商业因素，如果能够开发出用于替代这种有机载体涂料的水基涂料，这将是理想的。还需要开发出一种能够在较低温度下、而不是在陶瓷/有机载体涂料固化一般所需的高温下进行固化的水基涂料。在涂料的固化过程中，将具有涂料涂层的玻璃暴露于如此高温，往往会使玻璃片材产生非所需的光学扭曲。为了适用作常用陶瓷涂料的替代物，该水基涂料需要提供一种耐久且与玻璃-->粘附良好的均匀涂层。题为“用于玻璃片材的水基涂料”的美国专利5，518，535就公开了这样一种水基涂料。本专利技术的一个目的是提供一种与玻璃粘附性优异的水基涂料组合物。本专利技术的另一目的是提供一种能够在较低温度下固化并具有优异耐久性的水基涂料。本专利技术的再一目的是提供一种适合在可能会暴露于较宽范围高温(通常为6750C(12500F)或更高)的玻璃上的水基涂料，其中所述高温是在该玻璃的回火过程中产生的。我们以前申请的PCT/GB97/03424已描述并要求了能够实现这些目的的水基涂料组合物，其中包含：(ⅰ)占所述组合物20-45％重量的水溶性硅酸钠；(ⅱ)占所述组合物5-25％重量的水；(ⅲ)其量足以使所述组合物的pH值至少为约10.5的水溶性碱；(ⅳ)细分散的金属氧化物粉末，选自铜、铁、镍、钴的氧化物及其混合物，占所述组合物的20-45％重量，且其粒度小于7微米；(ⅴ)占所述组合物10-55％重量且平均直径为5-20微米的玻璃颗粒，包括熔点至少约925℃(1700°F)的钠钙硅石玻璃；以及至少一种选自以下的材料：(ⅵ)熔点低于705℃(1300°F)且占所述组合物0-10％重量的玻璃料，其平均粒度低于10微米；和(ⅶ)占所述组合物0-10％重量的氧化锌。按照本专利技术，一种特别适用作回火钠钙硅石玻璃上涂层的水基涂料组合物包含：(ⅰ)占所述组合物20-45％重量的水溶性硅酸钠；(ⅱ)占所述组合物5-25％重量的水；(ⅲ)其量足以使所述组合物的pH值至少为约10.5的水溶性碱；(ⅳ)细分散的金属氧化物粉末，选自铜、铁、镍、钴的氧化物及其混合物，占所述组合物的20-45％重量，且其粒度小于7微米；(ⅴ)占所述组合物3-55％重量且平均直径为5-20微米的玻璃颗粒，包括熔点至少约925℃(1700°F)的钠钙硅石玻璃；以及至少一种选自以下的材料：(ⅵ)熔点低于705℃(1300°F)且占所述组合物0-20％重量的玻璃料粉末，其平均粒径低于10微米；和(ⅶ)占所述组合物0-20％重量的氧化锌。-->根据在先申请PCT/GB97/03424，前述的组合物范围要满足至少一项以下条件：(a)钠钙硅石玻璃颗粒的含量低于所述组合物的10％重量，(b)所述低熔点玻璃料粉末的量超过所述组合物的10％重量，和(c)氧化锌的量超过所述组合物的10％重量。此外，该组合物优选包含少量氢氧化铝。本专利技术还包括一种在至少一部分的玻璃片材上提供涂料固化涂层的方法。本专利技术组合物是一种无铬的水基涂料，可用作玻璃的涂层，例如用于风挡玻璃外围附近的“遮蔽(black out)”区。如上所述，该组合物包含水溶性硅酸钠、水、水溶性碱、能够赋予该涂料以黑色至灰色颜色的细分散的金属氧化物粉末、以及钠钙硅石玻璃的颗粒。我们未曾预料地发现，通过包含这些玻璃颗粒，无论是粉末还是球体，该涂料在较宽的高玻烧结温度范围内显著地提高了稳定性。这对于将带有涂料区的玻璃片材进行回火是重要的。回火温度能够超过675℃(1250°F)。此外，该涂料优选包括一种低熔点玻璃料以提高与玻璃、可能用于风挡玻璃层压品的PVB、以及在汽车中常用于密封并粘连玻璃的氨基甲酸乙酯的粘附性。它还可以或作为选择地包括氧化锌以提高该涂料与玻璃的粘附性。以下详细讨论包括可选组分在内的所有这些组分。水溶性硅酸钠占本专利技术组合物的约20-45％重量，更优选占所述组合物的约30-38％重量，即，本文所用的“所述组合物的重量百分数”是指所述组合物总重量的分数。它们可包含单个硅酸钠或硅酸盐混合物。可用于本专利技术组合物的水溶性硅酸钠可由结构式SiO2∶Na2O表示，其中两种氧化物的摩尔比为约2∶1-4∶1。除了水溶性硅酸钠，该组合物还可包括类似结构式的水溶性硅酸钾。如果包括，它们的量一般较少，优选低于所述组合物的10％重量，一般为约5-10％重量。-->该组合物的另一所需组分为水，其含量为组合物总重量的约5-25％重量，优选为约10-25％重量。该组合物还包括一种水溶性碱，用于将该涂料组合物的pH值调节至至少约10.5，优选约12.5以上，更优选约13.5。pH值要求在碱性侧，这可由所需pH值表示。该聚合物具有这种pH值是必需的，这样可赋予该涂料以理想的储存期。已经发现，pH值例如超过约13的本专利技术涂料的实施方案能够储存稳定至少3个月。可以使用的水溶性碱的例子包括(但不限于)氢氧化钠和氢氧化钾，其中优选氢氧化钠。碱的用量取决于例如特定的碱及其使用浓度。例如，2N氢氧化钠碱一般占所述组合物的约2-10％重量，更优选约3-8％重量，最佳为约3-6％重量。本领域熟练技术人员根据本公开内容显然可以看出碱的最佳用量和种类。该组合物还包含选自氧化铜、氧化铁、氧化镍、氧化钴及其混合物的细分散的金属氧化物颜料，其中优选包含氧化铜。这种颜料可赋予涂料以黑色，且占所述组合物的20-45％重量，优选占所述组合物的约30-40％重量。该细分散粉末颜料的平均粒度(直径)低于约7微米，优选约3-7微米，最优选约5微米。这些组合物的颜色可以由黑色变化至灰色，这取决于该混合物以及金属氧化物的百分数。优选的氧化铜可得到一种黑色涂料组合物。已经发现，在涂料组合物中使用氧化铬并不理想，因为它会影响涂料对玻璃的粘附性，因此本专利技术的涂料是无铬的。通过在涂料组合物中加入钠钙硅石玻璃的颗粒，可以显著提高该涂料组合物在玻璃回火过程所经历的甚高温度下保持其优异物理性能的能力。即使该玻璃颗粒没有在涂料烧结温度下熔化，这种改进的温度稳定性也会实现。夹杂玻璃颗粒据信往往可减缓玻璃基材与涂料之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与玻璃具有优异粘附性的水基涂料组合物，包含：（ｉ）占所述组合物２０－４５％重量的水溶性硅酸钠；（ｉｉ）占所述组合物５－２５％重量的水；（ｉｉｉ）其量足以使所述组合物ｐＨ值至少为１０．５的水溶性碱；（ｉｖ）细分散的金属氧化 物粉末，选自铜、铁、镍、钴的氧化物及其混合物，占所述组合物的２０－４５％重量，且其平均粒度小于７微米；（ｖ）占所述组合物３－５５％重量、平均直径小于２０微米且熔点至少约９２５℃（１７００°Ｆ）的钠钙硅石玻璃颗粒；以及至少一种选自以下的材 料：（ｖｉ）熔点低于７０５℃（１３００°Ｆ）且占所述组合物高达２０％重量的玻璃料，其平均粒度低于１０微米；和（ｖｉｉ）占所述组合物高达２０％重量的氧化锌，其前提是满足以下条件中的至少一项：（ａ）钠钙硅石玻璃颗粒的含量低于所述 组合物的１０％重量，（ｂ）所述低熔点玻璃料粉末的量超过所述组合物的１０％重量，和（ｃ）氧化锌的量超过所述组合物的１０％重量。

【技术特征摘要】
US 1997-11-18 08/972,8321．一种与玻璃具有优异粘附性的水基涂料组合物，包含：(ⅰ)占所述组合物20-45％重量的水溶性硅酸钠；(ⅱ)占所述组合物5-25％重量的水；(ⅲ)其量足以使所述组合物pH值至少为10.5的水溶性碱；(ⅳ)细分散的金属氧化物粉末，选自铜、铁、镍、钴的氧化物及其混合物，占所述组合物的20-45％重量，且其平均粒度小于7微米；(ⅴ)占所述组合物3-55％重量、平均直径小于20微米且熔点至少约925℃(1700°F)的钠钙硅石玻璃颗粒；以及至少一种选自以下的材料：(ⅵ)熔点低于705℃(1300°F)且占所述组合物高达20％重量的玻璃料，其平均粒度低于10微米；和(ⅶ)占所述组合物高达20％重量的氧化锌，其前提是满足以下条件中的至少一项：(a)钠钙硅石玻璃颗粒的含量低于所述组合物的10％重量，(b)所述低熔点玻璃料粉末的量超过所述组合物的10％重量，和(c)氧化锌的量超过所述组合物的10％重量。2．根据权利要求1的水基涂料组合物，其中所述钠钙硅石颗粒的重量百分数组成为：二氧化硅68-75；氧化铝0-5；氧化钙5-15；氧化镁0-10；氧化钠10-18；和氧化钾0-5，其中氧化钙+氧化镁为6-15％，且氧化钠+氧化钾为10-20％重量。3．根据权利要求1或权利要求2的水基涂料组合物，其中所述组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：普雷马卡然塔克博阿兹，
申请(专利权)人：威斯通全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]