一种水稀释型有机硅耐高温涂料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种水稀释型有机硅耐高温涂料、制备方法及其应用，所述耐高温涂料包括以下重量份的组份：无机硅树脂30～50％、聚酯改性有机硅树脂10～30％、有机膨润土1～3％、丙二醇甲醚醋酸酯10～20％、乙醇5～15％、醚改性有机硅流平剂0.6～1.0％、气相二氧化硅0.4～1.0％、颜料5～20％、珠粉0

【技术实现步骤摘要】
一种水稀释型有机硅耐高温涂料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及树脂涂料
，具体涉及一种水稀释型有机硅耐高温涂料、制备方法及其应用。
技术背景
[0002]众所周知，烤具、灶具、电器设备等高温部位，其外表面的装饰和保护一直是涂料工作者的研究课题，有机硅耐高温涂料便应运而生。传统有机硅耐高温涂料主要采用以下配方组成：油性有机硅树脂、耐高温颜料、苯类或酯类溶剂等，采用大量有机溶剂稀释喷涂，该树脂配制的耐热涂料可满足耐温和装饰保护要求，施工简易，但涂层在200℃高温下树脂的机械性能急剧下降，高温下硬度和耐磨性难以满足日益严苛的要求。于是市场上便出现了无机耐高温涂料，有油性也有水性无机耐高温涂料，总体上这种无机耐高温涂料虽然硬度好，但特别脆，极易开裂脱落，使用寿命短，漆膜颜色外观也很单一，不美观。
[0003]如何兼顾无机耐高温涂料以及有机硅树脂两者的优点并实现硬度可调成为急需解决的问题，同时减少溶剂的大量使用或采用环境友好溶剂，制备出一种既溶于醇也溶于水的树脂涂料，将极大有助于降低VOC排放。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种水稀释型有机硅耐高温涂料，要求使其具有无机耐高温涂料的高硬度、耐高温性能，又具备有机物的韧性和良好粘附力，同时还可以使用去离子水稀释。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供这种水稀释型有机硅耐高温涂料的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供这种水稀释型有机硅耐高温涂料的应用。
[0007]为实现以上专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0008]一种水稀释型有机硅耐高温涂料，包括以下重量百分比的组份：无机硅树脂30～50％、聚酯改性有机硅树脂10～30％、有机膨润土1～3％、丙二醇甲醚醋酸酯10～20％、乙醇5～15％、醚改性有机硅流平剂0.6～1.0％、气相二氧化硅0.4～1.0％、颜料5～20％、珠粉0
‑
8％；优选地，无机硅树脂与聚酯改性有机硅树脂的重量比为(1～5)：1。
[0009]在一个具体的实施方案中，所述无机硅树脂为硅溶胶和硅氧烷采用sol
‑
gel技术(水解
‑
缩聚)反应制得；优选地，所述颜料为耐高温颜料，优选为氧化铁颜料(又叫铁黑颜料)、硅包铝粉或碳黑。
[0010]在一个具体的实施方案中，所述硅氧烷选自一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷中至少任一种。
[0011]在一个具体的实施方案中，所述无机硅树脂的制备方法如下：
[0012]1)将一种或几种硅氧烷混合成有机相，降低到合理温度，再向预先降温至20
‑‑
30℃的硅溶胶水相中缓慢加入有机相进行水解，并充分搅拌0.5小时以上，使之充分水解，分
离出水相，并洗净水解产生的酸；
[0013]2)水解后的有机相在负压状态下加热至90
‑
110℃聚合，树脂的粘度达到120
‑
160秒(涂4号杯/23℃)后降至室温，终止反应，再加入醇溶剂，制得无机硅树脂溶液。
[0014]在一个优选的实施方案中，所述步骤1)中硅氧烷与硅溶胶的摩尔比为2～3：1；水解温度为20
‑
30℃；优选地，所述硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷和甲基苯基二氯硅烷，优选甲基三甲氧基硅烷和甲基苯基二氯硅烷的摩尔比2：1；更优选地，所述步骤2)中聚合温度为90
‑
110℃；聚合压力为0.05
‑
0.08MPa。
[0015]在一个具体的实施方案中，所述醇溶剂为乙醇、异丙醇中的一种；优选地，所述无机硅树脂溶液的粘度为50～60s，固体含量为40％～50％，摆杆法测得的表面硬度>0.7。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述水稀释型有机硅耐高温涂料的粘度为20～40s，固体含量为40％～50％，固化条件15
‑
20min/270℃，硬度为2H～7H。
[0017]本专利技术的另一方面，前述的水稀释型有机硅耐高温涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]a)先将1～3％的有机膨润土、5～10％的丙二醇甲醚醋酸酯预混合，并以1000
‑
2000转/分钟的速度分散5
‑
10分钟后；
[0019]b)在上述预混合料中加入10～30％的聚酯改性有机硅树脂混合均匀；再加入0.6～1.0％的醚改性有机硅流平剂、0.4～1.0％的气相二氧化硅、5～20％的颜料和5～10％的丙二醇甲醚醋酸酯，再以1000
‑
2000转/分钟的速度分散10～20分钟后；用砂机研磨，砂机研磨速度750～850转/分钟；研磨至混合物细度喷在光滑马口铁片上无明显颗粒为止；优选地，分散及研磨过程中温度不超过40℃；
[0020]c)然后加入30～50％的无机硅树脂、8
‑
10％的硅包铝粉，最后用丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单丁醚或乙醇中的至少任一种调整粘度至30～40s(涂4号杯/23℃)后为成品。
[0021]本专利技术的再一方面，前述的水稀释型有机硅耐高温涂料在抗高温氧化保护层中的应用，优选在烤具、灶具、电器设备的高温部位的抗高温氧化保护层中的应用。
[0022]其中，具体使用时，加入涂料质量10％～40％的去离子水进行稀释后即可直接喷涂。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的水稀释型有机硅耐高温涂料至少存在以下有益效果：
[0024]本专利技术由于采用两种特殊耐高温无机硅树脂和有机硅树脂及耐热颜料配方而成，性能随无机硅树脂与聚酯改性有机硅树脂比例而变化，可根据具体要求作出调整。在满足涂料良好外观和附着力情况下，随无机硅树脂比例提高，硬度从2H～7H；耐高温从250～500℃。
[0025]本专利技术的方法解决了硅溶胶(SiO2的水溶液)具有极高硬度，但特别脆，无法成膜，也无法与有机硅树脂混溶的问题，本专利技术通过将硅溶胶与硅氧烷水解聚合进行改性，得到的无机硅树脂具有很高的SiO2含量，保留了SiO2高硬度的无机物特性，成膜特性大为改善；同时能与有机硅树脂相溶。在对硅溶胶改性的基础上，再加入一定比例的聚酯改性有机硅树脂、溶剂和其他组分后得到水稀释型有机硅耐高温涂料，可不同程度地提高涂料的柔韧性，其兼顾了无机硅树脂和有机硅树脂的优点。
[0026]本专利技术的涂料所采用的溶剂均为环境友好溶剂，通过特定溶剂的配合，使得本专利技术的耐高温涂料既溶于醇也溶于水，因此用水稀释即可喷涂，降低了VOC排放。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术要解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]以下实施例和对比例的主要原料来源如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稀释型有机硅耐高温涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的组份：无机硅树脂30～50％、聚酯改性有机硅树脂 10～30％、有机膨润土 1～3％、丙二醇甲醚醋酸酯10～20％、乙醇5～15％、醚改性有机硅流平剂0.6～1.0％、气相二氧化硅0.4～1.0％、颜料5～20％、珠粉0
‑
8％；优选地，无机硅树脂与聚酯改性有机硅树脂的重量比为（1～5）：1。2.根据权利要求1所述的水稀释型有机硅耐高温涂料，其特征在于，所述无机硅树脂为硅溶胶和硅氧烷采用sol
‑
gel技术（水解
‑
缩聚）反应制得；优选地，所述颜料为耐高温颜料，优选为氧化铁颜料、硅包铝粉或碳黑。3.根据权利要求3所述的水稀释型有机硅耐高温涂料，其特征在于，所述硅氧烷选自一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、一苯基三氯硅烷、正硅酸乙酯、 甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷中至少任一种。4.根据权利要求2或3所述的水稀释型有机硅耐高温涂料，其特征在于，所述无机硅树脂的制备方法如下：1）将上述一种或几种硅氧烷混合成有机相，降低到合理温度，再向预先降温至20
‑‑
30℃的硅溶胶中缓慢加入有机相进行水解，并充分搅拌0.5小时以上，使充分水解分离出水相，并洗净水解产生的酸；2）水解后的有机相在负压状态下加热聚合，树脂的粘度达到120
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160秒（涂 4号杯／23℃）后降至室温，终止反应，再加入醇溶剂，制得无机硅树脂溶液。5.权利要求4所述的水稀释型有机硅耐高温涂料，其特征在于，所述步骤1）中硅氧烷与硅溶胶的摩尔比为2~3：1；水解温度为20
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30℃；优选地，所述硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷和甲基苯基二氯硅烷，优选甲基三甲氧基硅烷和甲基苯基二氯硅烷的摩尔比2：1；更优选地，所述步骤2）中聚合温度为90
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110℃；聚合压力为0.05...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，陈林生，
申请(专利权)人：深圳大桥化工有限公司，
类型：发明
国别省市：