專利名稱：一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能涂料領(lǐng)域，涉及一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
各種輸運(yùn)及加熱管道或大型加熱裝置在應(yīng)用中經(jīng)常因結(jié)垢降低其工作效率。例如，加熱管道結(jié)水垢后，會(huì)嚴(yán)重腐蝕管壁及降低加熱效率。一方面，輸水管道由于硬水中含有部分礦物質(zhì)，輸運(yùn)時(shí)在管道內(nèi)壁上形成水垢；另一方面，輸運(yùn)富含生物的污水的管道，在應(yīng)用中經(jīng)常受到固著生物的侵害和污染，這樣，極大地降低了輸運(yùn)的效率，并且，增加了更換輸運(yùn)裝置或疏通管道的費(fèi)用。特別地，工業(yè)上普遍使用的大型鍋爐在應(yīng)用中的結(jié)垢問(wèn)題， 一直是一個(gè)長(zhǎng)期研究的課題。針對(duì)這種情況，對(duì)熱水器的防水垢，采用物理方法(磁化水)和化學(xué)方法(硬水的軟化)報(bào)道較多，而采用涂層抗結(jié)水垢的報(bào)道尚處在萌芽階段。例如，中國(guó)專利(授權(quán)公告號(hào)CN201301M6Y)提供了一種“防水垢滋生器”，通過(guò)設(shè)置鐵氧體高強(qiáng)磁鋼使管道自來(lái)水中的鈣鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使水軟化。此外，傳統(tǒng)的防污涂料是利用其中所含毒劑以一定速度滲出而使固著生物致死，這樣致使大量的毒劑進(jìn)入環(huán)境中，危機(jī)食物鏈和人類自身的安全。例如，中國(guó)專利(授權(quán)公告號(hào)CN1205^1C)，提供了一種“氟硅抗結(jié)水垢乳膠涂料及其生產(chǎn)方法”，由按重量百分比計(jì)的硅樹(shù)脂乳液、聚四氟乙烯乳液、色漿、消泡劑組成，其中硅樹(shù)脂乳液中的硅樹(shù)脂由按重量份計(jì)的硅烷單體組成。從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，開(kāi)發(fā)無(wú)毒長(zhǎng)效防污或防結(jié)垢涂料已成為我國(guó)甚至國(guó)際上急需解決的重要課題，鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料， 本涂料以水性納米氧化物溶膠為成膜物質(zhì)，通過(guò)改變硅烷單體的種類和比例來(lái)調(diào)節(jié)涂料的疏水特性，實(shí)現(xiàn)與輸運(yùn)裝置粘結(jié)性好，又能有效地防止水垢或生物固著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料及其制備方法，用以實(shí)現(xiàn)一種能有效地防止結(jié)垢或生物固著的涂料技術(shù)。一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，該涂料按照如下配方組成組成重量
鋁溶膠15 65%
硅溶膠15 65%
硅烷單體4 ‘ 20%
顏料3 ‘ 27%
填料3 ‘ 27%
防沉劑等5 ‘ 25%其中，前述的比例是按比重展開(kāi)的，總量為100%。進(jìn)一步，所述的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，還具有如下技術(shù)特征
所述的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度為10 40nm。所述的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為10 40nm。所述的硅烷單體為甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、 丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、正辛基氯硅烷、十六烷基氯硅烷、十三氟四氫辛基氯硅烷、 Y-氯丙基三氯硅烷和氟硅單體中的一種或一種以上的混合物。所述的顏料主要是功能型顏料，為銅鉻黑、鐵錳黑、鈦錳棕、鐵鉻棕、鈷藍(lán)、鈦鎳黃、 鈦綠、鈦白粉、硅灰粉，以及燭光金粉或各種色彩顏料調(diào)配的色漿中的一種或一種以上的混合物。所述的填料，包括納米級(jí)微晶粉二氧化硅、鈦酸鉀晶須、氧化鋁中的一種或一種以上的混合物。所述的防沉劑，包括無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、鋰基膨潤(rùn)土、氫基膨潤(rùn)土(活性白土)的一種或一種以上的混合物。一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料的制備方法，該方法包括有如下的步驟步驟1，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、硅烷單體、顏料、填料及防沉劑，進(jìn)行初期混合之后進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15 μ m以下，將其做為a組分；步驟2，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的瓷膜涂料。進(jìn)一步，所述的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料的制備方法，還具有如下技術(shù)特征所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤(pán)以轉(zhuǎn)速900 lOOOr/min來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2 池。所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6 他。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)、本發(fā)明以納米級(jí)鋁溶膠、納米級(jí)硅溶膠為成膜物質(zhì)，成膜后的化學(xué)鍵以“Si =0”和“Al = 0”為主，完全是無(wú)機(jī)分子結(jié)構(gòu)，由于其粒度介于納米級(jí)，在后續(xù)的涂裝和成型過(guò)程中，可以利用該膠體自身的粘性與附著力，來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的有機(jī)溶劑及粘接劑填料等，具有天然的安全無(wú)毒性，是一種環(huán)保型耐高溫涂料。O)、本發(fā)明可以根據(jù)涂料的實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)改變硅烷單體的種類和比例來(lái)調(diào)節(jié)涂料的疏水特性，實(shí)現(xiàn)與輸運(yùn)裝置或管道粘結(jié)性好，又能有效地防止水垢或生物固著的作用。(3)、本發(fā)明主要選用天然礦石無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)試劑作為防沉劑，減少了涂料配方中的環(huán)境污染因素，并且此類礦石在高溫下無(wú)有害氣體釋放，安全可靠，具有積極的環(huán)保效果。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例1 本發(fā)明所述的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，可按照如下配方構(gòu)成組成重量鋁溶膠430kg
硅溶膠硅烷單體
300kg IOOkg 80kg 40kg 50kg顏料填料 防沉劑等這些組分合起來(lái)共為1000kg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為15nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為20nm。其中的硅烷單體為90kg甲基氯硅烷和IOkg苯基氯硅烷。其中的顏料，可選為銅鉻黑，具有極好的耐化學(xué)腐蝕性，戶外耐候性，熱穩(wěn)定性，耐光性，并具有無(wú)滲透性，無(wú)遷移性。其中的填料，可選為納米級(jí)微晶粉二氧化硅，該晶須粒度小、分散性強(qiáng)，有助于在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻混合的目的。其中的防沉劑，可選用無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈉基膨潤(rùn)土，該成分對(duì)整體涂料的成型、光潔度的提升可發(fā)揮作用。具體實(shí)施例2 本發(fā)明所述的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，可按照如下配方構(gòu)成組成重量鋁溶膠300kg硅溶膠400kg硅烷單體120kg顏料50kg填料70kg防沉劑等60kg這些組分合起來(lái)共為1000kg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為25nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為15nm。其中的硅烷單體為108Kg甲基氯硅烷和IOKg苯基氯硅烷、2Kg正辛基氯硅烷。其中的顏料，可選為鈦白粉，其遮蓋力強(qiáng)，粒子均勻細(xì)小，易于分散且性能穩(wěn)定。其中的填料，可選為氧化鋁，該氧化鋁為納米級(jí)粉體，分散性極強(qiáng)，易于在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻混合，同時(shí)，因?yàn)槠渥陨淼募{米效應(yīng)，有利于優(yōu)化涂料的性能。其中的防沉劑等，可選用無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鋰基膨潤(rùn)土，具有極高的物理化學(xué)性和分散性，對(duì)涂料的成型等發(fā)揮重要的作用。具體實(shí)施例3 本發(fā)明所述的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，可按照如下配方構(gòu)成組成重量鋁溶膠450kg硅溶膠300kg硅烷單體50kg
顏料填料防沉劑等
90kg 60kg 50kg這些組分合起來(lái)共為1000kg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為35nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為25nm。其中的硅烷單體為45Kg甲基氯硅烷和3. 5Kg苯基氯硅烷、1. 5Kg十三氟四氫辛基
氣娃焼。其中的顏料，可選為鈷藍(lán)，具有極好的遮蓋力，色彩透明性和高著色力，熱穩(wěn)定性， 耐光性，很高的光反射性。其中的填料，可選為鈦酸鉀晶須，該晶須分散性強(qiáng)，有助于在涂料中實(shí)現(xiàn)均與混合的目的，同時(shí)，因?yàn)榫ы氉陨淼膹?qiáng)度，有利于加強(qiáng)涂料的內(nèi)聚力。其中的防沉劑等，可選用無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈣基膨潤(rùn)土，能增強(qiáng)涂層的耐水性，提高涂層的強(qiáng)度和附著力和分散性，增強(qiáng)涂料的穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的具有防垢、防污功能的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，它可以通過(guò)如下的步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)步驟1，按照實(shí)施例所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、硅烷單體、顏料、填料及防沉劑等，進(jìn)行初期混合之后，開(kāi)始進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到 15 μ m以下，將這部分原料做為a組分；步驟2，按照實(shí)施例所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的瓷膜涂料。所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤(pán)以轉(zhuǎn)速900 lOOOr/min來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2 池。所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6 8h，一般直至其細(xì)度達(dá)到 15 μ m以下。通過(guò)該制備工藝所獲得的環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，在外觀上為玻璃水質(zhì)狀；在燃燒方面，為不燃，在加熱狀況下無(wú)煙；在耐熱性方面，能抵抗500 800°C的高溫；在硬度方面，能夠達(dá)到9H ；耐候性方面大于30年；在耐酸、耐堿、耐溶劑那、耐熱水、耐熱油等方面，也都表現(xiàn)良好。施工方法金屬基材的前處理脫脂處理，必要時(shí)噴砂處理。涂裝方式空氣噴涂、浸涂、刷涂等。作為舉例，在金屬表面上施工前，需要對(duì)金屬基材進(jìn)行表面凈化處理，使其表面干凈、無(wú)雜物、無(wú)銹斑，具體可通過(guò)對(duì)金屬表面進(jìn)行噴砂處理，以及脫脂去污處理等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在噴涂之前，可對(duì)瓷膜涂料采用300目的濾網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾。以上是對(duì)本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實(shí)施方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1. 一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于該涂料由如下配方組成組成重量鋁溶膠15 65%硅溶膠15 65%硅烷單體4 ‘ 20%顏料3 ‘ 27%填料3 ‘ 27%防沉劑等5 ‘ 25%其中，前述的比例是按比重展開(kāi)的，總量為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于所述的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度為10 40nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于所述的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為10 40nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于所述的硅烷單體為甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、正辛基氯硅烷、十六烷基氯硅烷、十三氟四氫辛基氯硅烷、Y -氯丙基三氯硅烷和氟硅單體中的一種或一種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于所述的顏料主要是功能型顏料，為銅鉻黑、鐵錳黑、鈦錳棕、鐵鉻棕、鈷藍(lán)、鈦鎳黃、鈦綠、鈦白粉、硅灰粉，以及燭光金粉或各種色彩顏料調(diào)配的色漿中的一種或一種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于所述的填料， 包括納米級(jí)微晶粉二氧化硅、鈦酸鉀晶須、氧化鋁中的一種或一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料，其特征在于所述的防沉劑，包括無(wú)機(jī)膨潤(rùn)土中的鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、鋰基膨潤(rùn)土、氫基膨潤(rùn)土(活性白土)的一種或一種以上的混合物。
8.一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料的制備方法，其特征在于該方法包括有如下的步驟步驟1，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、硅烷單體、 顏料、填料及防沉劑，進(jìn)行初期混合之后進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到 15 μ m以下，將這部分原料做為a組分；步驟2，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的瓷膜涂料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料的制備方法，其特征在于 所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤(pán)以轉(zhuǎn)速900 lOOOr/min來(lái)實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2 3h。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料的制備方法，其特征在于 所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6 他。
全文摘要
本發(fā)明提供一種環(huán)保型防結(jié)垢納米瓷膜涂料及其制備方法，屬于功能涂料領(lǐng)域。該涂料的配方為鋁溶膠15～65％、硅溶膠15～65％、硅烷單體4～20％、顏料3～27％、填料3～27％、防沉劑等5～25％。其制備方法為分別稱取相應(yīng)的鋁溶膠、硅烷單體、顏料、填料及防沉劑等進(jìn)行混合、高速分散、研磨，做為a組分；稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，做為b組分；將a組分和b組分進(jìn)行混合并靜置熟化，即得所述的瓷膜涂料。本發(fā)明在無(wú)機(jī)成膜原料的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變硅烷單體的種類和比例來(lái)調(diào)節(jié)涂料的疏水特性，實(shí)現(xiàn)與輸運(yùn)裝置粘結(jié)性好，又能有效地防止結(jié)垢或生物固著，同時(shí)，具有搪瓷表面的品質(zhì)、裝飾性強(qiáng)、安全無(wú)毒性，是一種環(huán)保型涂料。
文檔編號(hào)C09D5/16GK102181194SQ201010153470
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者李力鋒, 趙子龍 申請(qǐng)人:上海友斯高分子材料科技發(fā)展有限公司