CN112409829A - 一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，包括以下步骤：原料的选取：纳米硅溶胶30‑50份，聚硅氧烷偶联剂5‑15份、催化剂1‑2份，功能性助剂2‑4份、颜料色浆1‑5份，助溶剂20‑30份。本发明基于纳米凝胶‑溶胶技术，以纳米硅溶胶做为主体树脂，配合聚硅氧烷偶联剂，同时复配一定的催化剂，加入功能性助剂和各种颜料色浆、助溶剂最后生产出一款综合性非常高、即节能又环保的纳米陶瓷涂料。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷涂料技术领域，具体涉及一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺。
背景技术
陶瓷是陶器和瓷器的总称。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了使用于食器、装饰上外，陶瓷在科学、技术的发展中亦扮演着重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。由于节能环保的要求越越严格，对于很多企业都是一个挑战，特别是对于高能耗的陶瓷、瓷砖的厂家来说更加严峻。
现有的陶瓷涂层硬度不是很高，耐磨性、光泽性以及不具备多彩效果，限制了陶瓷涂料的技术发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，可以完全替代现有的陶瓷釉，具有高硬度，可达9H，高耐磨和高光泽，并且有现在陶瓷无法达到的多彩效果，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，纳米硅溶胶的制备：将有机硅按照重量比1:5加入丙酮溶剂中，然后加入2-5份氨水和1-4份硅烷偶联剂，先以100-200r/min的转速恒速搅拌10-20min，然后再加入5-10份活化环氧树脂，于35-45℃下反应20-30min，反应转速为50-100r/min，反应结束，得到纳米硅溶胶；
步骤二，原料的选取：纳米硅溶胶30-50份，聚硅氧烷偶联剂5-15份、催化剂1-2份，功能性助剂2-4份、颜料色浆1-5份，助溶剂20-30份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以800-1200r/min的转速高速搅拌10-20min，然后再以200-300r/min的低转速搅拌35-45min；
步骤四，均散处理：然后再超声振荡处理，超声振荡的功率为50-100W，超声振荡时间为10-20min，得到本发明的水性纳米陶瓷涂料。
优选地，所述活化环氧树脂采用等离子体辐照10-20min，辐照功率为200-250W。
优选地，所述催化剂为三乙烯二胺、二乙胺、辛酸亚锡和二月硅酸二丁基锡中的一种或几种。
优选地，所述功能性助剂由马来酸酐、耐磨剂和乙二胺按照重量比5:2:1组成。
优选地，所述耐磨剂的制备方法为：将硅藻土研磨至40-100目，然后热活化处理，随后加入到柠檬酸钠中超声分散10-20min，超声功率为100-200W，超声结束，水洗、再干燥，得到耐磨剂。
优选地，所述热活化处理采用50-100℃的温度进行预热10-20min，然后以1-5℃/min的速率将温度升至210℃，继续保温15-25min。
优选地，所述颜料色浆为水性铬绿单色浆、水性苝黑单色浆、水性钛白单色浆和水性永固黄单色浆中的一种或多种的组合物。
优选地，所述助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比(2-4):1混合而成。
优选地，所述助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比3:1混合而成。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明基于纳米凝胶-溶胶技术，以纳米硅溶胶做为主体树脂，配合聚硅氧烷偶联剂，同时复配一定的催化剂，加入功能性助剂和各种颜料色浆、助溶剂最后生产出一款综合性非常高、即节能又环保的纳米陶瓷涂料；通过喷涂或者浸涂的方式到达陶瓷或者金属表面，只需要180度的烘烘温度就可以成膜，形成一层硬度高、光泽好有陶瓷釉质感的涂层，完全可以代替陶瓷釉的工艺，即环保又节能，而且可以做成多彩的颜色，具有很好的装饰作用，又耐磨同时易清洁，具有非常好的市场情景。可以用于卫浴用的洁具，也可以用于装饰用的陶瓷砖，即美观多彩又耐用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，纳米硅溶胶的制备：将有机硅按照重量比1:5加入丙酮溶剂中，然后加入2份氨水和1份硅烷偶联剂，先以100r/min的转速恒速搅拌10min，然后再加入5份活化环氧树脂，于35℃下反应20-30min，反应转速为50r/min，反应结束，得到纳米硅溶胶；
步骤二，原料的选取：纳米硅溶胶30份，聚硅氧烷偶联剂5份、催化剂1份，功能性助剂2份、颜料色浆1份，助溶剂20份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以800r/min的转速高速搅拌10min，然后再以200-300r/min的低转速搅拌35min；
步骤四，均散处理：然后再超声振荡处理，超声振荡的功率为50-100W，超声振荡时间为10min，得到本发明的水性纳米陶瓷涂料。
本实施例的活化环氧树脂采用等离子体辐照10min，辐照功率为200W。
本实施例的催化剂为三乙烯二胺。
本实施例的功能性助剂由马来酸酐、耐磨剂和乙二胺按照重量比5:2:1组成。
本实施例的耐磨剂的制备方法为：将硅藻土研磨至40目，然后热活化处理，随后加入到柠檬酸钠中超声分散10min，超声功率为100W，超声结束，水洗、再干燥，得到耐磨剂。
本实施例的热活化处理采用50℃的温度进行预热10min，然后以1℃/min的速率将温度升至210℃，继续保温15min。
本实施例的颜料色浆为水性铬绿单色浆。
本实施例的助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比2:1混合而成。
实施例2：
本实施例的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，纳米硅溶胶的制备：将有机硅按照重量比1:5加入丙酮溶剂中，然后加入5份氨水和4份硅烷偶联剂，先以200r/min的转速恒速搅拌20min，然后再加入10份活化环氧树脂，于45℃下反应20-30min，反应转速为100r/min，反应结束，得到纳米硅溶胶；
步骤二，原料的选取：纳米硅溶胶50份，聚硅氧烷偶联剂15份、催化剂2份，功能性助剂4份、颜料色浆5份，助溶剂30份
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以1200r/min的转速高速搅拌20min，然后再以300r/min的低转速搅拌45min；
步骤四，均散处理：然后再超声振荡处理，超声振荡的功率为100W，超声振荡时间为20min，得到本发明的水性纳米陶瓷涂料。
本实施例的活化环氧树脂采用等离子体辐照20min，辐照功率为250W。
本实施例的催化剂为二乙胺。
本实施例的功能性助剂由马来酸酐、耐磨剂和乙二胺按照重量比5:2:1组成。
本实施例的耐磨剂的制备方法为：将硅藻土研磨至100目，然后热活化处理，随后加入到柠檬酸钠中超声分散20min，超声功率为200W，超声结束，水洗、再干燥，得到耐磨剂。
本实施例的热活化处理采用100℃的温度进行预热20min，然后以5℃/min的速率将温度升至210℃，继续保温25min。
本实施例的颜料色浆为水性苝黑单色浆。
本实施例的助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比4:1混合而成。
实施例3：
本实施例的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一，纳米硅溶胶的制备：将有机硅按照重量比1:5加入丙酮溶剂中，然后加入3.5份氨水和2.5份硅烷偶联剂，先以150r/min的转速恒速搅拌15min，然后再加入7.5份活化环氧树脂，于40℃下反应25min，反应转速为75r/min，反应结束，得到纳米硅溶胶；
步骤二，原料的选取：纳米硅溶胶40份，聚硅氧烷偶联剂10份、催化剂1.5份，功能性助剂3份、颜料色浆3份，助溶剂25份
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以1000r/min的转速高速搅拌15min，然后再以250r/min的低转速搅拌40min；
步骤四，均散处理：然后再超声振荡处理，超声振荡的功率为75W，超声振荡时间为15min，得到本发明的水性纳米陶瓷涂料。
本实施例的活化环氧树脂采用等离子体辐照15min，辐照功率为225W。
本实施例的催化剂为辛酸亚锡。
本实施例的功能性助剂由马来酸酐、耐磨剂和乙二胺按照重量比5:2:1组成。
本实施例的耐磨剂的制备方法为：将硅藻土研磨至70目，然后热活化处理，随后加入到柠檬酸钠中超声分散15min，超声功率为100-200W，超声结束，水洗、再干燥，得到耐磨剂。
本实施例的热活化处理采用75℃的温度进行预热15min，然后以3℃/min的速率将温度升至210℃，继续保温20min。
本实施例的颜料色浆为水性钛白单色浆。
本实施例的助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比3:1混合而成。
对比例1：
与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未加入功能性助剂。
| 组别 | 相对耐磨性(相对于未喷涂涂层的陶瓷) |
| 实施例1 | 5.3 |
| 实施例2 | 5.5 |
| 实施例3 | 5.9 |
| 对比例1 | 2.1 |
实施例1-3及对比例1中可得出，本发明陶瓷经过喷涂涂层后相对耐磨性均高于5.3，具有显著改善效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，纳米硅溶胶的制备：将有机硅按照重量比1:5加入丙酮溶剂中，然后加入2-5份氨水和1-4份硅烷偶联剂，先以100-200r/min的转速恒速搅拌10-20min，然后再加入5-10份活化环氧树脂，于35-45℃下反应20-30min，反应转速为50-100r/min，反应结束，得到纳米硅溶胶；
步骤二，原料的选取：纳米硅溶胶30-50份，聚硅氧烷偶联剂5-15份、催化剂1-2份，功能性助剂2-4份、颜料色浆1-5份，助溶剂20-30份；
步骤三，原料的混合；将步骤二中的原料依次加入到搅拌器中进行混合处理，先以800-1200r/min的转速高速搅拌10-20min，然后再以200-300r/min的低转速搅拌35-45min；
步骤四，均散处理：然后再超声振荡处理，超声振荡的功率为50-100W，超声振荡时间为10-20min，得到本发明的水性纳米陶瓷涂料。
2.根据权利要求1所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述活化环氧树脂采用等离子体辐照10-20min，辐照功率为200-250W。
3.根据权利要求2所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述催化剂为三乙烯二胺、二乙胺、辛酸亚锡和二月硅酸二丁基锡中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述功能性助剂由马来酸酐、耐磨剂和乙二胺按照重量比5:2:1组成。
5.根据权利要求4所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述耐磨剂的制备方法为：将硅藻土研磨至40-100目，然后热活化处理，随后加入到柠檬酸钠中超声分散10-20min，超声功率为100-200W，超声结束，水洗、再干燥，得到耐磨剂。
6.根据权利要求5所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述热活化处理采用50-100℃的温度进行预热10-20min，然后以1-5℃/min的速率将温度升至210℃，继续保温15-25min。
7.根据权利要求1所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述颜料色浆为水性铬绿单色浆、水性苝黑单色浆、水性钛白单色浆和水性永固黄单色浆中的一种或多种的组合物。
8.根据权利要求1所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比(2-4):1混合而成。
9.根据权利要求8所述的一种水性纳米陶瓷涂料的生产工艺，其特征在于，所述助溶剂为十二烷基硫酸钠、氯化钠按照重量比3:1混合而成。
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