一种有机无机杂化三防涂料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种有机无机杂化三防涂料及其制备方法 (Organic-inorganic hybrid three-proofing coating and preparation method thereof ) 是由 刘杰 江李贝 申乾宏 樊先平 杨辉 于 2021-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种有机无机杂化三防涂料,按质量百分比其包括：硅溶胶5-50%,树脂15-70%,色浆20-35%,其他助剂5-15%。本发明有机无机杂化涂料采用聚合物硅溶胶,在其硅氧烷脱水缩合形成致密无机涂层的过程中掺杂有机树脂,通过有机树脂的惨杂既保证涂层的致密性,也改善了由于无机物刚性太强而造成涂层内应力较大的缺陷,该有机无机杂化涂料兼具有机聚合物和无机聚合物的优势,互相弥补各自缺陷,可有效保证涂层三防性能的发挥。(The invention discloses an organic-inorganic hybrid three-proofing coating, which comprises the following components in percentage by mass: 5-50% of silica sol, 15-70% of resin, 20-35% of color paste and 5-15% of other additives. The organic-inorganic hybrid coating adopts polymer silica sol, organic resin is doped in the process of forming a compact inorganic coating by siloxane dehydration condensation, the compactness of the coating is ensured through the tragic reaction of the organic resin, the defect of larger internal stress of the coating caused by too strong inorganic rigidity is also overcome, the organic-inorganic hybrid coating has the advantages of the organic polymer and the inorganic polymer, the respective defects are mutually compensated, and the exertion of the three-proofing performance of the coating can be effectively ensured.)
技术领域
本发明涉及三防涂料
技术领域
，特别涉及一种具有防霉、防潮、耐盐雾、耐腐蚀性气体侵蚀的三防涂料。背景技术
在较为恶劣的环境下，很多材料会出现腐蚀、软化、变形和霉变等问题，导致设备出现故障，不但影响产品质量，降低设备使用寿命，有时因基材的腐蚀还存在安全隐患，严重时甚至会威胁人们的生命安全。三防涂料是指具有防潮、防霉、防盐雾性能的涂料，在基材上涂覆三防涂料可避免其受到环境中灰尘、潮湿、霉菌、盐雾、腐蚀性气体等的侵蚀，对基材具有很好的防护作用，可有效延长基材的使用寿命，降低安全隐患，因此三防涂料在很多领域都得到了非常广泛的应用。
常见的三防涂料包括有机涂料和无机涂料两种，两种涂料都各有缺点。有机涂料如环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂等，具有容易涂装，成膜性好、柔韧性好、装饰性佳、对基材适用性强等优点，但是存在硬度低，耐磨性差，耐候性差等缺点，影响后期防腐性能。而以硅溶胶和硅氧烷为原料制成的无机涂料，固化后涂层致密、耐高温、硬度高、耐磨、耐候、安全毒性小，但是这种涂层刚性强、易产生裂纹，涂装性相对有机涂料差，表面易产生缺陷，对基材要求高，影响其三防性能。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的在于开发一种兼具有机涂料和无机涂料优势、弥补各自缺陷的有机无机杂化三防涂料。
一种有机无机杂化三防涂料，按质量百分比其包括：硅溶胶5-50％，树脂15-70％，色浆20-35％，其他助剂5-15％，其中所述硅溶胶为一种可自发成膜的聚合物型硅溶胶，所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂的一种或多种，所述其他助剂包括增稠剂，成膜助剂，流平剂，杀菌剂，消泡剂，成膜助剂。
优选的，所述硅溶胶的质量百分比为20-45％。
优选的，所述树脂的质量百分比为45-70％。
优选的，所述色浆的质量百分比为30-35％。
优选的，所述其他助剂的质量百分比为6-8％。
本专利还公开了一种上述有机无机杂化三防涂料的制备方法，其包括如下步骤：按质量百分比将5-50％的硅溶胶、15-70％的树脂、20-35％的色浆、5-15％的其他助剂进行混合搅拌得到有机无机杂化三防涂料；其中所述硅溶胶为一种可自发成膜的聚合物型硅溶胶，所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂的一种或多种，所述其他助剂包括增稠剂，成膜助剂，流平剂，杀菌剂，消泡剂，成膜助剂。
优选的，所述聚合物型硅溶胶的制备方法如下：(1)将颗粒型硅溶胶、硅烷单体和催化剂液体加入到混合料桶中进行混合，混合液中颗粒型硅溶胶、硅烷单体和催化剂的质量比例为1:1:0.1；(2)将上述混合液放到滚轴混匀机上滚动混合7-12小时，得到聚合物型硅溶胶。
优选的，所述颗粒型硅溶胶为粒径3-10nm和粒径40-60nm的混合物，混合物中两种颗粒型硅溶胶的比例为1:2；所述的硅烷单体为甲基三烷氧基硅烷、正硅酸甲/乙酯、苯基三烷氧基硅烷、二甲基二烷氧基硅烷、甲基苯基二烷氧基硅烷、KH-560和KH-550中的一种或几种；所述的催化剂为含甲酸、乙酸或盐酸的水溶液。
优选的，所述的色浆制备方法如下：1)将质量百分比将35-60％的颜料、35-60％溶剂和1-2％润湿分散剂一次性加入到预分散桶中，搅拌20-30分钟，得到预分散液；所述的颜料为钛白、炭黑、锰铁黑、中铬黄、柠檬黄、铁红、铁蓝、酞青蓝等常用颜料，所述的溶剂为乙醇和异丙醇的混合物，所述的润湿分散剂为有机硅或改性有机硅类润湿分散剂；2)将上述预分散液加入到卧式砂磨机内砂磨30-60min，得到色浆。
优选的，所述溶剂中乙醇和异丙醇的比例为1:1。
上述技术方案具有如下有益效果：本发明有机无机杂化涂料采用聚合物硅溶胶，在其硅氧烷脱水缩合形成致密无机涂层的过程中掺杂有机树脂，通过有机树脂的惨杂既保证涂层的致密性，也改善了由于无机物刚性太强而造成涂层内应力较大的缺陷，该有机无机杂化涂料兼具有机聚合物和无机聚合物的优势，互相弥补各自缺陷，可有效保证涂层三防性能的发挥。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
实施例1
本例为一种有机无机杂化三防涂料及其制备方法，该制备方法包括如步骤：首先制备聚合物型硅溶胶，该聚合物型硅溶胶可自发成膜。聚合物型硅溶胶通过以下方法制得：分别称量200g粒径为8nm和400g粒径为50nm的颗粒型硅溶胶混合均匀，为A组分；分别称量300g苯基三甲氧基硅烷和300g甲基三甲氧基硅烷混合均匀，为B组分；分别称量5g甲酸，5g乙酸和90g去离子水混合均匀，为C组分；将600gA组分，600gB组分和60gC组分倒入圆形的塑料桶，用滚轴混匀机混合8小时，即制得聚合物型硅溶胶。
然后制备色浆，色浆通过以下方法制得：称量3000g颜料、1500g无水乙醇、1500g异丙醇和120g润湿分散剂加入到预分散桶中，颜料为钛白、炭黑、锰铁黑、中铬黄、柠檬黄、铁红、铁蓝、酞青蓝等常用颜料，颜料的比例和种类视标准颜色不同而有差别；将预分散桶中的颜料搅拌20-30分钟，得到预分散液；将预分散液加入到卧式砂磨机原料缸，同时开启机器的循环进料和主机，砂磨40min，得到白色色浆；
最后向搅拌桶里面分别称量1000g聚合物型硅溶胶，2091g树脂；1454g色浆，136g增稠剂，90g成膜助剂，23g流平剂，23g杀菌剂，23g消泡剂，500r/min搅拌30min，得到白色有机无机杂化三防涂料。
实施例2
首先制备聚合物型硅溶胶，聚合物型硅溶胶通过以下方法制得：聚合物型硅溶胶通过以下方法制得：分别称量200g粒径为8nm和400g粒径为50nm的颗粒型硅溶胶混合均匀，为A组分；分别称量250g苯基三甲氧基硅烷、250g甲基三甲氧基硅烷和100gKH560混合均匀，为B组分；分别称量5g甲酸，5g乙酸和90g去离子水混合均匀，为C组分；将600gA组分，600gB组分和60gC组分倒入圆形的塑料桶，用滚轴混匀机混合10小时，即制得聚合物型硅溶胶。
然后制备色浆，色浆通过以下方法制得：称量2200g深铬黄颜料、360g柠檬黄颜料、440g钛白颜料、1500g无水乙醇、1500g异丙醇和120g润湿分散剂加入到预分散桶中，搅拌20-30分钟，得到预分散液；将预分散液加入到卧式砂磨机原料缸，同时开启机器的循环进料和主机，砂磨40min，得到中黄色色浆。
最后向搅拌桶里面分别称量1500g聚合物型硅溶胶，1500g树脂；1500g色浆，136g增稠剂，90g成膜助剂，23g流平剂，23g杀菌剂，23g消泡剂，500r/min搅拌30min，得到中黄色有机无机杂化三防涂料。
实施例3
首先制备聚合物型硅溶胶，聚合物型硅溶胶通过以下方法制得：分别称量200g粒径为10nm和400g粒径为55nm的颗粒型硅溶胶混合均匀，为A组分；称量600g甲基三甲氧基硅烷，为B组分；分别称量2g甲酸，8g乙酸和90g去离子水混合均匀，为C组分；将600gA组分，600gB组分和60gC组分倒入圆形的塑料桶，用滚轴混匀机混合10小时，即制得聚合物型硅溶胶。
然后制备色浆，色浆通过以下方法制得：称量2085.6g钛白颜料、231.36g柠檬黄颜料、47.36g炭黑颜料、16.4g铁红颜料、55.2g铁蓝颜料、1500g无水乙醇、1500g异丙醇和120g润湿分散剂加入到预分散桶中，搅拌20-30分钟，得到预分散液；将预分散液加入到卧式砂磨机原料缸，同时开启机器的循环进料和主机，砂磨40min，得到中灰色浆；
最后向搅拌桶里面分别称量600g聚合物型硅溶胶，1500g树脂；900g色浆，136g增稠剂，90g成膜助剂，23g流平剂，23g杀菌剂，23g消泡剂，500r/min搅拌30min，得到中灰色有机无机杂化三防涂料。
本发明有机无机杂化涂料采用聚合物硅溶胶，在其硅氧烷脱水缩合形成致密无机涂层的过程中掺杂有机树脂，通过有机树脂的惨杂既保证涂层的致密性，也改善了由于无机物刚性太强而造成涂层内应力较大的缺陷。
选取上述3个实施例的涂料与普通有机三防涂料、无机三防涂料进行性能测试，具
体数据如下表所示：
通过上述试验检测数据，可明显看出，采用本专利技术方案的实施例1、2、3制备的涂料，各项指标均优于有机涂料或无机涂料，该有机无机杂化涂料兼具有机聚合物和无机聚合物的优势，互相弥补各自缺陷，可有效保证涂层三防性能的发挥。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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