[发明专利]一种涂覆于基材表面的无机纳米涂料及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机涂料技术领域，尤其涉及一种涂覆于基材表面的无机纳米涂料及其制备和使用方法。

背景技术

卫浴金属产品普遍采用电镀法获得装饰性表面，制造过程成本高污染大，成品含有害重金属离子，环保型差；高品质电镀产品成本高昂；装饰效果为单一金属光泽，单一乏味。

现有专利CN104611688A—一种铝钝化剂及其制备方法，涉及到一种使用以水性硅溶胶聚合物作为成膜材料的技术，为达到较好成膜性能，添加了大量腐蚀性酸、碱性和毒害性无机添加剂，专利CN104591674A—水性无机防水胶、防水涂层及防水胶的制备方法，采用碱性氧化物K₂O为成膜改性剂，具有基本类似的成膜原理和方式，对比专利CN104611688A有较大改进，较少采用了高污染性改性剂，但成膜剂属于钾水玻璃，先天性存在耐水性和化学稳定性问题。专利CN104557136A—一种岗石晶面剂及其制备方法，描述了一种使用水溶胶为原料的现配型SiO2涂层制备方法，属于碱性硅溶胶(硅溶胶)催化固化的类水玻璃薄膜，另外其施工完成后还需进行抛光处理才能达到美观效果，不适宜卫浴产品应用；

专利CN104513575A—一种丙烯酸系防腐涂料的制备方法，有机树脂(一种常见成膜物质)和硅溶胶制备防腐涂层的方法，该技术是代表目前涉及硅溶胶涂料机涂层技术的技术方案，其中主成膜剂为以丙烯酸树脂为主的有机树脂，硅溶胶作为增强剂使用，其性质更接近于有机涂层，同时带有常见有机涂料的基本缺陷：老化、硬度小易磨损，应用过程有有害挥发物(VOC)等。

发明内容

本发明的目的在于提出一种涂覆于基材表面且可形成耐磨涂层的无机纳米涂料，不含有金属离子，涂料烘干后为全饱和结构的涂层，不受亲电剂或氧化剂侵蚀，在基材表面形成一层具有抗酸碱抗蚀性能极强的无机涂层。

本发明的另一个目的在于提出一种上述无机纳米涂料的制备方法，操作简单，使涂层结构更稳定，延长涂层的寿命。

本发明的目的在于提出一种上述无机纳米涂料的使用方法，涂覆于基材表面，具有提高基材的表面硬度、耐磨度和耐老化的特点，延长基材的使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种涂覆于基材表面且可形成耐磨涂层的无机纳米涂料，所述无机纳米涂料包括以无机纳米SiO₂溶胶为主成分的成膜剂；

所述成膜剂中有机高分子化合物的含量小于0.5％，金属离子含量小于80PPM。

更进一步说明，所述基材为金属、天然或人造石材、陶瓷、玻璃、有机高分子材料中任意一种或多种复合。

更进一步说明，所述无机纳米涂料的原料包括以下组分：30-95％成膜剂、0-65％填料和0.05-8％调整剂。

更进一步说明，所述调整剂包括分散稳定剂、流平剂和蒸发速度调节剂。

更进一步说明，所述蒸发速度调节剂为醇类、酚类、胺类、酰胺类或含氟化合物的至少一种。

更进一步说明，所述成膜剂由纳米SiO2、胶体化学稳定剂和醇性溶剂组成。

更进一步说明，所述胶体化学稳定剂为具有加热时挥发属性的鎓碱或只含小分子量有机酸根的鎓盐；所述鎓碱或鎓盐的中心原子为氮、磷、氧、硫、钛或溴。

上述涂覆于基材表面且延长其使用寿命的无机纳米涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机填料以适当配比与和成膜剂相容的溶剂，即碳原子数不超过5的一元醇以及分散剂、防沉降剂混合后超细球磨0.5～48h，得到无机填料浆；

(2)将经步骤(1)得到的无机填料浆、成膜剂、蒸发速度调整剂及流平剂按配比混合后放于高速剪切混合机或球磨机或具有超声震荡功能的叶片式搅拌设备中混合10min～72h；

(3)将经步骤(2)得到的浆料通过大于等于200目标准筛过滤，滤液即为无机纳米涂料。

上述一种涂覆于基材表面且可形成耐磨涂层的无机纳米涂料的使用方法，包括以下步骤：

A、涂料制备：按配比将成膜剂、填料和调整剂进行混合球磨制备获得无机纳米涂料；

B、涂覆：将无机纳米涂料涂覆于基材表面；

C、烘干：将步骤B涂敷有无机纳米涂料的洁具烘干，获得具有无机涂层的产品。

更进一步说明，步骤C中烘干的加热曲线为：40～50℃保温10～20min；升温至70～85℃，保温10～15min；升温至115～130℃，保温15～30min；升温至180～250℃，保温10～60min，随炉冷却至接近室温后取出。