一种有机硅氧烷‑异丙醇铝复合涂料及其制备方法与应用，属于复合涂料制备技术领域。具体制备过程如下：将异丙醇铝、γ‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水在密闭容器中80℃搅拌13h得到混合物A；向制得的混合物A中加入正硅酸乙酯水解产物，室温下搅拌均匀，即得所述有机硅氧烷‑异丙醇铝复合涂料。本发明专利技术所述制备方法采用的原料价格低廉(将市场售价为130元/kg的勃姆石改为市场售价为18元/kg的异丙醇铝)，并减少了有机溶剂的使用，大大降低了生产成本；制备的涂料涂布于无机玻璃上，在110℃固化2h即可得到铅笔硬度为4H，附着力为2的透明涂膜，性能优异。
A organosiloxane isopropanol aluminum composite coating and its preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料及其制备方法与应用
本专利技术属于复合涂料制备
，具体涉及一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料及其制备方法与应用。
技术介绍
基于光学方面的应用要求，在各种塑料及玻璃底材(如窗户、镜头等)上涂敷硬且透明的薄膜受到了广泛的注意。虽然已有采用有机材料来制造透明硬涂膜的报道，但他们的硬度(即抗划伤性)相对较差；而采用气相或者真空沉积作用得到的无机涂膜，虽然耐磨性很好，但黏度较差，容易开裂，且成本较高。因此，采用有机-无机杂化(纳米)复合材料来制作涂料被提了出来。与由树脂、微米级填料和助剂组成的传统涂料相比，有机-无机复合涂料不仅可以更有效结合无机相和有机相的优点(有机相的柔韧性和无机相的抗磨损性、耐热性)，且由于协同效应还可以赋予涂料新的功能，目前已成为新型涂料开发的热点之一。公布号为CN102015934A中国专利文献公开了一种纳米颗粒溶胶-凝胶复合杂化透明涂层材料，具体描述一种具有优异抗渗性的复合杂化涂层，其具有厚的高度透明硬涂层。所述杂化涂层是纳米颗粒在具有至少一种可水解硅烷和至少一种可水解金属氧化物前体的溶胶中的凝胶分散体，在一个实施方案中，复合杂化涂层通过分散体固化形成，所述分散体通过将勃姆石纳米片晶的悬浮液加入由四乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和四丁氧基钛在乙醇中水解制得的溶胶中而形成，可以用分散体涂覆塑料基材，且通过加热到低于150℃，分散体发生凝胶形成至少5μm的厚度。虽然制得的涂层性能优异，但是制备工艺中添加了有机溶剂，节能环保方面存有欠缺；原料成本较高(勃姆石价格目前市场售价130元/kg)；涂料热固化的温度及时间有待于进一步降低。
技术实现思路
解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料及其制备方法与应用，制备的涂料具有透明度高、硬度大、附着力强、热固化温度低及时间短等优点。技术方案：一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤一.将异丙醇铝(简称AIP，目前市场售价18元/kg)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水在密闭容器中80℃搅拌13h得到混合物A；步骤二.向制得的混合物A中加入正硅酸乙酯水解产物，室温下搅拌均匀，即得所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料。作为优选，所述步骤一中γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物的制备过程如下：向带搅拌装置的容器中投入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和去离子水，室温搅拌至溶液无分层且澄清，即得γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物。作为优选，所述γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为100:28。作为优选，所述步骤二中正硅酸乙酯水解产物制备过程如下：将正硅酸乙酯、水、乙醇和5wt.％硝酸溶液混合后室温条件下搅拌或静置至澄清即可。作为优选，所述正硅酸乙酯、水、乙醇和5wt.％硝酸溶液的质量比为75∶100∶100/40∶6。作为优选，所述步骤一中异丙醇铝、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水的质量比为12.5:100:75。作为优选，所述步骤二中正硅酸乙酯水解产物与步骤一中γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物的质量比为1:1。上述的方法制备的有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料。上述涂料在制备玻璃和塑料涂膜中的应用。作为优选，具体应用过程如下：将所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料涂布于无机玻璃上，在110℃固化2h即得所述涂膜。有益效果：1.本专利技术所述制备方法采用的原料价格低廉(将市场售价为130元/kg的勃姆石改为市场售价为18元/kg的异丙醇铝)，并减少了有机溶剂的使用，大大降低了生产成本；2.本专利技术所述方法制备的涂料涂布于无机玻璃上，在110℃固化2h即可得到铅笔硬度为4H，附着力为2的透明涂膜，性能优异。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1本实施例中γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)的规格为工业级，购买自广州市宝鑫化工材料公司。硝酸的规格为分析纯，购买自广州市东红化工厂。正硅酸乙酯(TEOS)的规格为分析纯，购买自天津市永大化学试剂开发中心。乙醇的规格为分析纯，购买自广东化学试剂二厂。带搅拌装置的容器选用上海浦东屋里光学仪器厂制备的JJ-1精密增力电动搅拌器。γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物的制备过程如下：向带搅拌装置的容器中投入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和去离子水，室温搅拌至溶液无分层且澄清，即得γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物，所述γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为100:28，该水解产物随着放置时间的延长会发生缩聚反应，必须尽快使用。正硅酸乙酯水解产物制备过程如下：将正硅酸乙酯、水、乙醇和5wt.％硝酸溶液混合后室温条件下搅拌或静置至澄清即可，所述正硅酸乙酯、水、乙醇和5wt.％硝酸溶液的质量比为75∶100∶100/40∶6，需在三天内使用。一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤一.将异丙醇铝、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水在密闭容器中80℃搅拌13h得到混合物A，其中异丙醇铝、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水的质量比为12.5:100:75。步骤二.向制得的混合物A中加入正硅酸乙酯水解产物，室温下搅拌均匀，即得所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料，其中正硅酸乙酯水解产物与步骤一中γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物的质量比为1:1。上述的方法制备的有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料。上述涂料在制备玻璃和塑料涂膜中的应用，具体应用过程如下：将所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料涂布于无机玻璃上，在110℃固化2h得到铅笔硬度为4H，附着力为2的透明涂膜。对比例1同实施例1，区别在于不添加正硅酸乙酯水解产物。具体制备过程如下：将异丙醇铝、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水在密闭容器中80℃搅拌13h得到混合物A，其中异丙醇铝、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水的质量比为12.5:100:75，即得所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料。将所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料涂布于无机玻璃上，125℃保温固化2.5h，得到铅笔硬度为F，附着力为3的涂膜。对比例2γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物(即GPTMS)制备方法同实施例1。在搅拌条件下将100质量份上述GPTMS水解产物、46质量份勃姆石、50质量份去离子水和2.8质量份5wt.％硝酸溶液在密闭容器中80℃反应2h，得到GPTMS-勃姆石复合涂料。将GPTMS-勃姆石复合涂料涂布于无机玻璃表面，125℃热固化2.5h，可得到铅笔硬度达4H、附着力为2的透明涂膜。与对比例1相比，实施例1制备的涂膜硬度及附着力明显高于对比例1制备的涂膜，并且实施例1制备的涂膜的热固化条件显著降低，由对比例中的125℃热固化2.5h降低为110℃热固化2h。与对比例2相比，实施例1采用更为廉价的异丙醇铝，制得的涂膜与采用勃姆石的对比例2制得的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机硅氧烷‑异丙醇铝复合涂料及其制备方法与应用，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤一.将异丙醇铝、γ‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水在密闭容器中80℃搅拌13h得到混合物A；步骤二.向制得的混合物A中加入正硅酸乙酯水解产物，室温下搅拌均匀，即得所述有机硅氧烷‑异丙醇铝复合涂料。
【技术特征摘要】
1.一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料及其制备方法与应用，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤一.将异丙醇铝、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物和去离子水在密闭容器中80℃搅拌13h得到混合物A；步骤二.向制得的混合物A中加入正硅酸乙酯水解产物，室温下搅拌均匀，即得所述有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料。2.根据权利要求1所述的一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物的制备过程如下：向带搅拌装置的容器中投入γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和去离子水，室温搅拌至溶液无分层且澄清，即得γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷水解产物。3.根据权利要求2所述的一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料的制备方法，其特征在于，所述γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和去离子水的质量比为100:28。4.根据权利要求1所述的一种有机硅氧烷-异丙醇铝复合涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中正硅酸乙酯水解产物制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：王韬，朱伯承，唐桂明，
申请(专利权)人：佛山市国化新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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