具有高硬度的无机涂料组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种高硬度无机涂覆组合物，所述组合物能够形成一种具有高硬度、抗菌活性、防水性、化学耐性和不燃性并在金属或非金属表面上对基质具有优异粘附特性的涂覆膜。本发明专利技术提供了通过将粘合剂和无机填料在水中相混合而制备的高硬度无机涂覆组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种高硬度无机涂覆组合物。更具体而言，本专利技术涉及 这样一种高硬度无机涂覆组合物，所述组合物能够形成一种具有高硬度、 抗菌活性、防水性、化学耐性和不燃性并在金属或非金属表面上对基质 具有优异粘附特性的涂覆膜。
技术介绍
通常，使用无机粘合剂例如硅酸盐作为固化剂的脱氢缩合型双液体 涂覆剂已被用作形成无机涂覆膜的涂覆剂。这类涂覆剂具有极其广泛的应用，范围从各种工业领域(包括铁路、 机动车、船舶、道路设施和电子电器产品)到常规的家用领域例如在家 庭环境(包括厨房、起居室等等)中使用。然而，常规的涂覆剂中使用有机溶剂，例如醇类、溶剂等等，从而 造成环境污染的风险。此外，常规的涂覆材料对于有机物质具有高粘附力，但是对于需要 被涂覆的金属或有色金属的表面却表现出不利的低粘附力。也就是说，常规的涂覆方法有以下缺点当被涂覆的表面被各种有 机物质(例如脂膏或油、漆、碳化物等)沾污时，需要使用有机溶剂除 去所述有机污染物。此外，常规的涂覆材料对于金属和有色金属表面的 粘附力较差。因此，为了在金属或非铁金属表面上涂覆所述涂覆材料， 就需要进行额外的工艺如预处理，例如对金属或非铁金属表面进行砂磨 或酸处理，或者用另一种具有高粘附力的物质涂覆基质表面。因此，常 规的涂覆方法具有例如涂覆工艺复杂和生产成本较高的问题和缺陷。为了解决上述问题，克服上述缺陷，开发了一种含有水溶性硅酸盐 作为主要组分的无机涂覆组合物，所述组合物由水溶性硅酸盐和铝或铝 金属氧化物制备而成。然而这类涂覆组合物的问题是由于用作粘合剂 的水溶性改性硅酸盐是一种强碱性物质，因此在涂覆膜形成之后会由于 痕量的碱性组分释放到涂覆膜表面而使得涂覆表面变白。此外， 一些研究集中于使用碱金属氧化物和碱金属硅酸盐作为固化 剂、并使用金属氧化物或金属磷酸盐和碱金属硅酸盐作为基质的亲水性 无机涂覆组合物。然而，这类组合物仍然具有由于碱性组分释放到涂覆 表面而使涂覆表面变白的问题，还有防水性差的问题。
技术实现思路
技术问题因此，为解决上述问题而作出本专利技术，本专利技术的一个目的是提供一 种高硬度无机涂覆组合物，所述组合物能够在金属或非金属表面上形成 具有高硬度的涂覆膜。技术方案根据本专利技术的一个方面，上述和其它目的可通过提供这样一种高硬 度无机涂覆组合物而实现，所述高硬度无机涂覆组合物包括选自硅酸盐和 改性硅酸盐中至少一种的玻璃料、微颗粒状含二氧化硅材料和无机填料。所述高硬度无机涂覆组合物可包括，基于所述组合物总重量，20 至80重量％的所述玻璃料、10至70重量％的所述无才几填料、以及10至 35重量％的所述颗粒状含二氧化硅材料。优选地，所述玻璃料可为选自二氧化硅、氧化铝、氧化钠、氧化镁、 氧化钾、氧化锂和氧化锌的至少一种。所述玻璃料可为原料的熔融玻璃态产物。所述无机填料可为选自下列物质的至少一种碳化物、硅酸钠、硅 酸钾、胶态硅酸钠和胶态珪酸钾(sodium and potassium colloidal silica )、氢氧化铝、硫酸钡、粘土、碳酸钧、氧化钛、高呤土、膨润土、 沸石、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆和氧化锂。此外，所述碳化物可为选自碳化钛和碳化硅的至少 一种碳化物。所述涂覆组合物还可包括选自碱金属的氯酸盐、氧化物、氢氧化物 和磷酸盐的至少一种物质。在本专利技术中，所述磷酸盐可为选自磷酸铝、磷酸钙和磷酸镁的至少 一种。所述碱金属氯酸盐可为选自高氯酸锂、氯酸钠和氯酸钾的至少一种。 所述氧化物可为选自下列物质的至少一种氧化铝、氧化钙、氧化 钠、氧化钾、氧化锂、氧化锌、氧化钇、氧化锶、氧化镁、氧化钡、氧化锰、氧化钒、氧化锆、二氧化钛氧化物和氧化硅。所述氢氧化物可为选自下列物质的至少一种氢氧化4美、氢氧化铝、 氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钙。在本专利技术中，所述氧化物的含量可为所述高硬度无机涂覆组合物总 重量的5至40重量％。所述涂覆组合物还可包括选自下列化合物的至少一种化合物氧化 铝、氧化钠、氧化铁、氧化钾、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅、磷酸铝 和氧化锂。上述物质可单独使用或以其任意组合使用。上述化合物的含量可为所述高硬度无机涂覆组合物总重量的5至15 重量％。所述涂覆组合物还可包括非离子型表面活性剂。所述非离子型表面活性剂的含量可为所述高硬度无机涂覆组合物总 重量的0.1至3重量％。所述非离子型表面活性剂可为选自胺氧化物、烷基酯和聚山梨醇酯 的至少一种。所述涂覆组合物还可包括分散剂。所述分散剂的含量可为所述高硬度无机涂覆组合物总重量的0.1至 6重量%。所述涂覆组合物还可包括选自下列物质的至少一种添加剂乙二醇、 二甘醇、硬脂酸铝、二氧化硅、硅酸锆、硅酸钙、金属烷基磺酸盐、改 性聚硅氧烷和硅烷。上述添加剂的含量可为所述高硬度无机涂覆组合物总重量的0.1至 2重量％。有益效果使用本专利技术的高硬度无机涂覆组合物所形成的无机涂覆膜，具有与 有机物质粘附力较低但与金属或非金属表面粘附力较高的表面。因此， 有机物质很难粘附在本专利技术的涂覆膜上，并且即使当所述膜被所述有机 物质沾污时也可很容易将其除去。此外，由于本专利技术的涂覆膜与被涂覆 的金属或非金属具有极好的粘附力，因此可生产高品质的涂覆产品。在使用本专利技术的高硬度无机涂覆组合物所形成的高硬度无机涂覆膜 中，金属原子被包封在二氧化硅的规则四面体结构中，从而不暴露在外。由此可防止由碱释放引起的涂覆膜变白现象，并且使得所述涂覆膜对于 环境的变化具有高耐性。也就是说，本专利技术的涂覆膜具有多种所需的特 征，例如高耐候性、耐久度、化学耐性、抗磨性、表面硬度、远红外辐 射、不燃性、化学耐性和耐沾污性。有利地，所述膜的寿命是半永久性 的。此外，本专利技术不会出现由于碱性组分释放至涂覆膜表面中而导致的 变白现象，并且具有优越的防水性。此外，本专利技术的高硬度无机涂覆组合物可与水混合使用，由于它在 涂覆过程中不会产生污染物，因此是一种环境友好的涂覆材料。具体实施例方式本专利技术提供了这样一种高硬度无机涂覆组合物，所述组合物包括硅 酸盐或改性硅酸盐玻璃料、微颗粒状含二氧化硅材料和无机填料。所述硅酸盐或改性珪酸盐玻璃料可为选自下列物质的至少 一种二 氧化硅、氧化铝、氧化钠、氧化镁、氧化钾、氧化锂和氧化锌，这样使 得可容易地使用水溶性物质。品。使用熔融玻璃状类型的玻璃料，与使用磨碎的玻璃料相比，可以改进 所述涂覆组合物的吸附性能，并提供较好的表面硬度。所述玻璃料的含量可为所述高硬度无机涂覆组合物总重量的20至 80重量》/。。如果所述玻璃料的含量低于20重量％，则由于粘度低而无法形 成高硬度无机涂覆组合物。另一方面，如果所述玻璃料的含量高于80重 量％，则由于由粘度过分增长而产生的颗粒的高粘附力，使得颗粒的分散 性降低。因此，这可导致使用不方便、由于变得耐高温而阻碍熔融、以 及使所述涂覆膜在干燥过程中发生破裂和膨胀。可用于本专利技术的改性硅酸盐玻璃料可为这样一种物质，其中由式 M20 . xAl203 nSi02 xH20表示的硅酸盐被铝改性，或者被一种选自元素 周期表IIA族元素中金属或过渡金属的金属的氧化物或氢氧化物改性； 或者可为这样一种物质，其中胶态硅酸盐被碱性催化剂改性，从而将其 它金属引入硅酸盐水溶液并通过交联发生胶态硅酸盐的聚合。用于制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硬度无机涂覆组合物，包括：选自硅酸盐和改性硅酸盐中至少一种物质的玻璃料；微颗粒状含二氧化硅材料；和无机填料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李禹宰，李柾勳，宋禹昌，
申请(专利权)人：威尔彻精密技术株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]