[发明专利]常温固化高硬度有机-无机杂化涂料及其制备和使用方法

权利要求书

1.一种常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：包括质量比为0.1:1～10:1的A组分和B组分，其中，A组分为氨基改性有机-无机杂化溶胶，B组分为环氧改性有机-无机杂化溶胶。

2.根据权利要求1所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：所述A组分由以下方法制备得到：把氨基硅烷、杂化前驱体、有机溶剂和水在室温搅拌均匀，再加入酸性催化剂，加热回流反应，室温陈化，得到氨基改性有机-无机杂化溶胶；

所述B组分由以下方法制备得到：把环氧硅烷、杂化前驱体、有机溶剂和水在室温搅拌均匀，再加入酸性催化剂，加热回流反应，室温陈化，得到环氧改性有机-无机杂化溶胶。

3.根据权利要求2所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：A组分制备反应体系中，以质量百分比计，所述氨基硅烷含量为10～70％，所述杂化前驱体含量为0～50％，所述有机溶剂含量为30～80％，所述水含量为0.1～20％，所述酸性催化剂含量为0～2％；所述加热回流反应指在40～60℃下冷凝回流1～3h；所述陈化的时间为8～48h。

4.根据权利要求2所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：B组分制备反应体系中，以质量百分比计，所述环氧硅烷含量为10～70％，所述杂化前驱体含量为5～50％，所述有机溶剂含量为30～80％，所述水含量为1～40％，所述酸性催化剂含量为0.001～2％；所述加热回流反应指在40～60℃下冷凝回流1～8h；所述陈化的时间为20～72h。

5.根据权利要求2所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：所述的氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和苯胺基甲基三乙氧基硅烷中的至少一种；

所述的环氧硅烷为2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种；

所述的杂化前驱体为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、1,2-双三甲氧基硅基乙烷、1,2-双三乙氧基硅基乙烷、丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、脲丙基三甲氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：所述的酸性催化剂为有机酸、无机酸或路易斯酸；所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、醋酸甲酯和醋酸乙酯中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料，其特征在于：所述的有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、乙二酸、丁二酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、水杨酸、乙酰水杨酸、对-氨基水杨酸、水杨酸甲酯、丙酮酸、乙酰乙酸和α-酮丁二酸中的至少一种；

所述的无机酸为硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、硼酸和磷酸中的至少一种；

所述的路易斯酸为氯化铝、氯化铁和三氟化硼中的至少一种。

8.根据权利要求1～7任一项所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：把质量比为0.1:1～10:1的A组分和B组分混合，搅拌均匀，即得到常温固化高硬度有机-无机杂化涂料。

9.根据权利要求1～7任一项所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料的使用方法，其特征在于：把常温固化高硬度有机-无机杂化涂料涂膜在基材上，常温固化1～24h，即得到网状的有机-无机杂化涂层。

10.根据权利要求9所述的常温固化高硬度有机-无机杂化涂料的使用方法，其特征在于：所述网状的有机-无机杂化涂层的厚度为1～50μm。