一种复合溶胶、涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种复合溶胶及其制备方法和应用。根据本发明专利技术的复合溶胶，制备原料包括锆化合物、硅化合物、pH调节剂和水，作为外加剂用于涂料时，能够通过锆溶胶改性硅溶胶制备的复合溶胶，起到增韧的目的，在维持陶瓷涂料较好硬度、耐磨性的同时，增加陶瓷涂料的韧性。本发明专利技术还提供了制备复合溶胶的方法、含有上述复合溶胶的涂料、制备上述涂料的方法、耐磨疏水涂层以及表面设有上述耐磨疏水涂层的家用电器。层以及表面设有上述耐磨疏水涂层的家用电器。层以及表面设有上述耐磨疏水涂层的家用电器。

【技术实现步骤摘要】
一种复合溶胶、涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种复合溶胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]陶瓷涂料与任何传统的合成树脂有机涂料都不同，是一种全新的水性无机涂料。它是以纳米无机化合物为主要成份，涂装后通过低温加热方式固化，形成性能和陶瓷相似的涂膜。
[0003]陶瓷涂料继承了有机涂料和无机涂料各自的优点，将耐高温、高硬度、超耐侯、不燃无烟、环保无毒、色彩丰富、涂装简便等诸多优势集于一身，适用于多种高要求的场合。其独特的性能解决了许多传统有机涂料解决不了的问题。陶瓷涂料可应用于：商业建筑的幕墙涂装，医疗机械的防静电涂层，户外大型天然气、石油储罐的防老化涂层，炊具厨具耐高温不粘涂层，以及金属加热设备的防高温氧化涂层等诸多领域。
[0004]虽然陶瓷涂料具有突出的性能，但目前仍存在很多技术瓶颈，如韧性差、厚膜易开裂，对金属基材的前处理要求较高，在基材上的附着力不佳等，这些技术瓶颈严重制约了陶瓷涂料行业的进一步发展。
[0005]相关技术中，一般通过向陶瓷涂料中添加有机成分来起到增韧的效果，然而，由于有机成分的添加，会导致涂层的整体硬度下降，耐磨性减弱，使陶瓷涂层的特有性能减弱。
[0006]因此，需要开发一种新的外加剂，能够在维持陶瓷涂料较好硬度、耐磨性的同时，增加陶瓷涂料的韧性。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种复合溶胶，该复合溶胶用于涂料时，能够在维持陶瓷涂料较好硬度、耐磨性的同时，增加陶瓷涂料的韧性。
[0008]本专利技术还提供了一种制备复合溶胶的方法。
[0009]本专利技术还提供了一种含有上述复合溶胶的涂料。
[0010]本专利技术还提供了制备上述涂料的方法。
[0011]本专利技术还提供了一种疏水耐磨涂层。
[0012]本专利技术还提供了上述疏水耐磨涂层的制备方法。
[0013]本专利技术还提供了一种表面设有上述疏水耐磨涂层的家用电器。
[0014]本专利技术的第一方面提供了一种复合溶胶，制备原料包括锆化合物、硅化合物、pH调节剂和水，所述锆化合物和所述硅化合物的质量比为0.1～10:1。
[0015]本专利技术关于复合溶胶的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0016]本专利技术的复合溶胶，制备原料包括锆化合物、硅化合物、pH调节剂和水，分别将锆化合物和硅化合物制备成锆溶胶和硅溶胶，通过锆溶胶改性硅溶胶制备成复合溶胶后，复合溶胶用于涂料时，能够起到对涂料增韧的目的，在维持陶瓷涂料较好硬度、耐磨性的同
时，增加陶瓷涂料的韧性。
[0017]本专利技术的复合溶胶，制备原料中的锆化合物、硅化合物、pH调节剂和水均为常见试剂，原料易得，容易配制，利于生产制备。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述锆化合物包括氧氯化锆、硝酸氧锆、丙酸锆、硅酸锆、乙氧基锆、叔丁醇锆、乙酰丙酮锆、六氟乙酰丙酮锆、环戊二烯基三氯化锆、双环戊二烯二氢化锆、四(二甲基氨基)锆和锆酸四丁酯中的至少一种。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述硅化合物包括正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、γ
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、3
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氯丙基甲基二甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，pH调节剂包括冰乙酸、盐酸、甲酸、硫酸、硝酸、氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
[0021]本专利技术的第二方面提供了制备复合溶胶的方法，包括以下步骤：将所述锆化合物和硅化合物分别溶于水中，加入所述pH调节剂调节pH后进行第一次陈化，得到锆溶胶和硅溶胶，将所述锆溶胶加入所述硅溶胶中，再次加入所述pH调节剂调节pH后进行第二次陈化，制得所述复合溶胶。
[0022]本专利技术关于制备复合溶胶的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0023]本专利技术复合溶胶的制备方法中，先将锆化合物溶于水中，加入所述pH调节剂调节pH后进行第一次陈化制得锆溶胶。将硅化合物溶于水中，加入所述pH调节剂调节pH后进行第一次陈化制得硅溶胶。再将锆溶胶加入硅溶胶中，加入所述pH调节剂调节pH后进行第二次陈化，制得复合溶胶。通过锆溶胶改性硅溶胶制备成复合溶胶后，该复合溶胶用于涂料时，能够起到对涂料增韧的目的，在维持陶瓷涂料较好硬度、耐磨性的同时，增加陶瓷涂料的韧性。
[0024]复合溶胶的制备方法中，调节pH的目的是为了催化锆化合物和硅化合物的水解，从而缩合形成溶胶。
[0025]陈化的目的是为了使制备的胶体分子链发生重排、扩链、分子量增长，用于涂料中时能够调控涂层的性能。
[0026]将锆化合物溶于水中，加入pH调节剂调节pH至4～10，陈化(第一次陈化)12h～72h。
[0027]将硅化合物溶于水中，加入pH调节剂调节pH至4～10，陈化(第一次陈化)12h～72h。
[0028]将锆溶胶加入硅溶胶时，可以逐滴加入，目的是为了促进锆溶胶在硅溶胶中的溶解，提升硅锆溶胶稳定性。
[0029]将锆溶胶加入硅溶胶后，加入pH调节剂调节pH至4～10，陈化(第二次陈化)24h～72h。此处调节pH的作用是为了促进硅锆溶胶的二次反应，形成稳定的硅锆溶胶。
[0030]本专利技术的第三方面提供了一种涂料，制备原料包括复合溶胶、硅烷低聚物和水。
[0031]本专利技术关于涂料的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
[0032]本专利技术涂料的制备原料中，复合溶胶作为涂料的外加剂，利用锆溶胶改性硅溶胶
制备的复合溶胶来起到增韧目的，而硅烷低聚物作为成膜物质，为涂料提供不粘性。由此，在复合溶胶、硅烷低聚物和水的共同作用下，形成了一种陶瓷涂料，该涂料在维持了陶瓷涂料较好硬度、耐磨性的同时，还具有更好的韧性。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，涂料的制备原料包括重量份计的以下组分：
[0034]复合溶胶：10份～40份，
[0035]硅烷低聚物：10份～45份，
[0036]水：10份～80份。
[0037]根据本专利技术的一些实施方式，所述硅烷低聚物包括正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、γ
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、3
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氯丙基甲基二甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0038]根据本专利技术的一些实施方式，所述制备原料还包括重量份计的助剂0.01份～5份。
[0039]根据本专利技术的一些实施方式，助剂所述助剂包括涂料pH调节剂、流平剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合溶胶，其特征在于，制备原料包括锆化合物、硅化合物、pH调节剂和水，所述锆化合物和所述硅化合物的质量比为0.1～10:1。2.根据权利要求1所述的复合溶胶，其特征在于，所述锆化合物包括氧氯化锆、硝酸氧锆、丙酸锆、硅酸锆、乙氧基锆、叔丁醇锆、乙酰丙酮锆、六氟乙酰丙酮锆、环戊二烯基三氯化锆、双环戊二烯二氢化锆、四(二甲基氨基)锆和锆酸四丁酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的复合溶胶，其特征在于，所述硅化合物包括正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、γ
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(2,3
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环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、3
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氯丙基甲基二甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。4.根据权利要求1至3任一项所述的复合溶胶，其特征在于，所述pH调节剂包括冰乙酸、盐酸、甲酸、硫酸、硝酸、氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。5.一种制备如权利要求1至4任一项所述的复合溶胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述锆化合物和硅化合物分别溶于水中，加入所述pH调节剂调节pH后进行第一次陈化，得到锆溶胶和硅溶胶，将所述锆溶胶加入所述硅溶胶中，再次加入所述pH调节剂调节pH后进行第二次陈化，制得所述复合溶胶。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一次陈化的时间为12h～72h。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二次陈化的时间为24h～72h。8.一种涂料，其特征在于，制备原料包括权利要求1至4任一项所述的复合溶胶、硅烷低聚物和水。9.根据权利要求8所述的涂料，其特征在于，所述制备原料包括重量份计的以下组分：权利要求1至4任一项所述的复合溶胶：10份～40份，硅烷低聚物：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立莹，汪英，苏云健，姚俊红，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：