高韧性抗冲击陶瓷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种高韧性抗冲击陶瓷涂料及其制备方法。针对现有无机陶瓷涂料韧性不足，附着力较差等问题，本发明专利技术提供了一种高韧性抗冲击陶瓷涂料及其制备方法，通过在涂料中添加增强型石墨烯、晶须硅、钛酸酯偶联剂等原料，同时采用纤维增韧、晶界增韧、相变增韧等各种增韧方式相结合，得到一种高韧性抗冲击陶瓷涂料。该涂料喷涂厚度在30

【技术实现步骤摘要】
高韧性抗冲击陶瓷涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种高韧性抗冲击陶瓷涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]无机陶瓷涂料有着优秀的耐腐蚀、耐候、防火性能，以及超高的硬度。这主要是因为无机陶瓷涂料成膜后以金属氧化物和非金属氧化物为主，熔点极高，且基本不含可燃物或助燃物，隔热、阻燃等防火效果非常优秀。无机陶瓷涂料成膜后表面会形成致密的氧化物膜，类似陶瓷表面的釉层，具有很好的耐磨、耐酸碱盐腐蚀性能、耐有机/无机化学溶剂，耐高温等优点。然而，由于无机陶瓷涂料脆性较大，韧性较差，有些情况下不得不选择韧性好，附着力好的有机
‑
无机混合陶瓷涂料。但有机
‑
无机混合陶瓷涂料的耐热性能差，容易产生有毒烟气，并且硬度低，也限制了其使用。
[0003]因此，本领域亟待开发出一种韧性更好、能满足更多需求的无机陶瓷涂料。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题为：现有无机陶瓷涂料韧性不足，附着力较差等问题。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：提供一种高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法。该方法包括以下步骤：
[0006]a、取大小硅溶胶混合后，调节pH值至2
‑
3，加入去离子水和乙醇，制得混合硅溶胶；
[0007]b、将硅氧烷缓慢加入步骤a得到的混合硅溶胶中，持续搅拌30
‑
90min，直至硅溶胶温度变回室温，制得改性硅溶胶；
[0008]c、将分散剂、消泡剂、硅烷偶联剂加入改性硅溶胶中，搅拌10
‑
30min使其分散，得到有机硅溶胶；
[0009]d、将颜料、填料加入有机硅溶胶中，搅拌10
‑
30min使其分散，然后放入球磨机中，高速球磨2
‑
4h；
[0010]e、加入增强型石墨烯、晶须硅、钛酸酯偶联剂，低速球磨2
‑
6h；
[0011]f、加入螯合剂、铝溶胶和附着力促进剂，继续低速球磨1
‑
2h使其均匀混合，然后超声过滤，得到高韧性抗冲击陶瓷涂料。
[0012]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤a所述大小硅溶胶的粒径和固含量分别为：大硅溶胶45
‑
100nm，固含量30
‑
40％；小硅溶胶12
‑
30nm，固含量30
‑
40％。
[0013]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤a所述大小硅溶胶的混合比例为：重量比1
‑
4:1。
[0014]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤a中每25重量份的硅溶胶加入1重量份的去离子水和2重量份的乙醇。
[0015]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤a所述调节pH值采用醋酸进行调节。
[0016]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤b所述的搅拌速度为200
‑
400转/min。
[0017]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤b所述硅氧烷为四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。
[0018]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤b所述硅氧烷占比20
‑
30wt％，混合硅溶胶占比30
‑
50wt％，二者共计60
‑
75wt％。
[0019]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤c所述消泡剂为104E，所述分散剂为Byk180。
[0020]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤c所述的分散剂占比1
‑
3wt％，消泡剂占比1
‑
2wt％，硅烷偶联剂占比5
‑
6wt％。
[0021]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤d所述颜料为钛白粉、炭黑或氧化铁中的至少一种；所述填料为气相二氧化硅、氧化铝、高岭土、滑石粉、氧化锆或硼酸中的至少一种。
[0022]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤d所述颜料加入量为2
‑
3wt％；填料加入量为8
‑
15wt％。
[0023]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤d所述的高速球磨转速为800
‑
1200r/min。
[0024]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤e所述增强型石墨烯加入量为0.1％
‑
0.5wt％；晶须硅加入量为1
‑
2wt％；钛酸酯偶联剂加入量为0
‑
1wt％。
[0025]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤e、f所述的低速球磨转速为150
‑
300r/min。
[0026]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤f所述螯合剂为Acac。
[0027]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法中，步骤f所述的铝溶胶、螯合剂和附着力促进剂的加入量分别为0
‑
10％、0
‑
0.5％和0.5％wt％。
[0028]本专利技术还提供了一种上述制备方法直接制备得到的高韧性抗冲击陶瓷涂料。
[0029]本专利技术还提供了一种上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的使用方法，包括以下步骤：
[0030]a、前处理：将陶瓷涂料进行老化处理30
‑
60min，将金属基材用百洁布打磨后，用水冲洗表面碎屑，再用酒精擦去表面油脂，待其干燥；
[0031]b、涂料喷涂：将涂料摇匀后喷涂在金属基材上，喷涂距离在15
‑
25cm，喷涂厚度为20
‑
40μm；
[0032]c、固化：将喷涂后的金属基材在40
‑
50℃低温固化10
‑
25min，缓慢升温到80
‑
120℃，在80
‑
120℃下固化10
‑
15min。
[0033]其中，为了提高附着效果，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的使用方法中，步骤a所述干燥后，再在30
‑
50℃下预热15min。
[0034]其中，上述高韧性抗冲击陶瓷涂料的使用方法中，步骤c固化采用常温固化，在常温下静置一天。
[0035]本专利技术的有益效果为：
[0036]本专利技术提供了一种高韧性抗冲击陶瓷涂料及其制备方法，通过在涂料中添加增强型石墨烯、晶须硅、钛酸酯偶联剂等原料，同时采用纤维增韧、晶界增韧、相变增韧等各种增韧方式相结合，得到一种高韧性抗冲击陶瓷涂料。该涂料喷涂厚度在30
‑
40μm时也不会出现
开裂，且防火阻燃，相比现有涂料，极大的提高了无机涂料的韧性和附着力，为无机涂料的开发提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、取大小硅溶胶混合后，调节pH值至2
‑
3，加入去离子水和乙醇，制得混合硅溶胶；b、将硅氧烷缓慢加入步骤a得到的混合硅溶胶中，持续搅拌30
‑
90min，直至硅溶胶温度变回室温，制得改性硅溶胶；c、将分散剂、消泡剂、硅烷偶联剂加入改性硅溶胶中，搅拌10
‑
30min使其分散，得到有机硅溶胶；d、将颜料、填料加入有机硅溶胶中，搅拌10
‑
30min使其分散，然后放入球磨机中，高速球磨2
‑
4h；e、加入增强型石墨烯、晶须硅、钛酸酯偶联剂，低速球磨2
‑
6h；f、加入螯合剂、铝溶胶和附着力促进剂，继续低速球磨1
‑
2h使其均匀混合，然后超声过滤，得到高韧性抗冲击陶瓷涂料。2.根据权利要求1所述的高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：步骤a所述大小硅溶胶的混合比例为：重量比1
‑
4:1。3.根据权利要求1所述的高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：步骤a中每25重量份的硅溶胶加入1重量份的去离子水和2重量份的乙醇。4.根据权利要求1所述的高韧性抗冲击陶瓷涂料的制备方法，其特征在于：步骤b所述硅氧烷为四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘登，陈奕霖，李炜康，
申请(专利权)人：深圳前海石墨烯产业有限公司，
类型：发明
国别省市：