[发明专利]一种改性硅溶胶无机涂料及制备方法、使用方法

说明书

本发明属于涂层制备领域，具体提供了一种改性硅溶胶无机涂料，以及该涂料的制备方法、使用方法，本技术方案针对无机涂层的韧性低，易开裂的缺点，通过溶胶‑凝胶法，在无机陶瓷粉体表面制备一层非晶的二氧化硅，非晶的二氧化硅在陶瓷粉体颗粒间可以有效的抑制陶瓷涂层裂纹的扩展，吸收陶瓷涂层应力，提高无机涂层韧性。且该方法在溶胶过程中添加陶瓷粉体，陶瓷粉体通过物理方法均匀分散在溶胶中，在凝胶过程中非晶相通过化学键包裹住陶瓷粉体，凝胶层与陶瓷粉体结合强度大。在溶胶中添加溶胶改性剂，抑制凝胶过程，使溶胶保持活性，提高涂料的存储性能，且在无机涂层的制备过程中，活性的溶胶可以其到粘结剂的作用。

技术领域

本发明属于涂层制备领域，具体提供了一种改性硅溶胶无机涂料，以及该涂料的制备方法及使用方法。

背景技术

随着经济的高速发展和和社会的需求，材料科学的技术发展取得了突飞猛进的进步，也对材料科学提出了许多新的挑战。材料向着高应力，高温度，高腐蚀的恶劣应用环境发展。材料在高应力，高温度，高腐蚀的条件下，常常在未达到使用极限时就已失效，造成巨大的经济损失和大量的人身伤害。为提高材料的环境适应性，可以从制备新材料和材料表面处理两方面入手。新材料的研发是最根本的解决材料适应性的方法，但是其需要投入大量精力和财力，且研制周期长，见效慢。材料表面处理，即改变材料表面物质形态或成分是一种较经济和便捷的方法，其中在材料表面涂敷涂层技术是其中应用最广泛技术方法，在航空航天、机械制造、汽车制造等领域，涂层技术可以提高基体的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性、抗疲劳、抗辐射性，并可以赋予基材声、光、电、磁等新的功能属性，是一种前景广阔的科学技术手段。

常见的涂层可以分为有机涂层和无机涂层两大类。有机涂层是将有机涂料涂敷在基体表面，经固化层膜后改变材料的表面状态，具有成膜性能好，与基材结合性好，可以选材料种类多，满足各种高强度，高韧性，高硬度，耐腐蚀，耐摩擦等不同的需求，且施工方便。但由于有机材料不耐高温的缺点，使有机涂层在高温环境中的应用受到了很大的限制。无机涂层制备方法常见的有喷涂法，化学气相沉积法，物理气相沉积法，复合镀法，高温熔烧法和溶胶-凝胶法。其中溶胶-凝胶法是一种应用较为广泛且成熟的无机涂层制备方法。溶胶-凝胶法就是将易于水解的化合物在溶液中发生水解，缩合化学反应变成溶胶，经过陈化形成凝胶，凝胶经过干燥固化和热处理制成无机涂层。无机涂层固有的无机材料组分的高熔点，高温环境中稳定属性，使无机涂层在高温环境中应用十分广泛。但是无机材料韧性低，使无机涂层在使用过程经常出现开裂、破损，甚至剥落，使涂层的基本功能失效，限制了无机涂层在某些领域的应用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种改性硅溶胶无机涂料，按照质量比包括如下原料，

溶液A，包括四乙氧基硅烷(TEOS)1-10份，乙醇1-10份；

溶液B，包括水1-5份，乙醇1-5份，醋酸0.01-0.05份；

改性剂，包括有机硅烷1-4份、乙醇1-4份；

陶瓷粉，10-20份；

助剂，0.1-1份。

进一步的：所述有机硅烷为甲基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基硅烷中的一种或几种。

进一步的：所述陶瓷粉为氧化铝、氧化锆、氧化硅、硅酸锆中的一种或几种。

进一步的：所述助剂为聚乙二醇，吐温80、磷酸三丁脂中的一种或几种。

本发明还提供了一种改性硅溶胶无机涂料及涂层的制备方法，包括如下步骤，

步骤1：按上述比例称取四乙氧基硅烷(TEOS)及乙醇，并混合均匀，保持温度30-60℃，并持续搅拌，得到溶液A，备用；

步骤2：按上述比例称取水、乙醇及醋酸，混合均匀，得到溶液B，备用；