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一种易清洁高硬度抗菌型水性陶瓷涂料以及制备工艺的制作方法

2021-02-02 19:02:08|511|起点商标网
本发明涉及纤维水泥板涂装
技术领域:
,具体涉及到一种易清洁高硬度抗菌型水性陶瓷涂料以及制备工艺。
背景技术:
:传统的洁净板、净化板等纤维水泥板制品的表面涂装工艺一般采用溶剂型的uv涂料辊涂,uv涂料的成膜物主要分为:uv不饱和聚酯、uv环氧丙烯酸酯、uv环氧树脂、uv聚氨酯丙烯酸酯等有机树脂;此类产品的优点是采用紫外光固化,生产效率高,但是缺陷较为突出,此类涂料由于需要满足光固化快速成型的要求,成膜物中大多数为光敏树脂,导致此类涂料普遍耐光性、耐水性能差,成膜物中含有丙烯酸类树脂,使得此类涂料防火等级较低,遇明火易燃,不太适用于室内密闭公共场所的大规模装饰,且此类涂料中的成膜物均为脂肪类低聚物,导致此类涂料普遍的硬度较低低且附着力较差。另外,洁净板、净化板一般应用于精密仪器制造、科研等对室内环境要求苛刻的洁净工程领域中,洁净板、净化板的表面需要保持洁净防尘的状态,有时还需要保证无菌状态,采用uv涂料的洁净板、净化板不耐候,且表面光滑度较差,需要人员定期进行清洁、消毒操作,综上,大大限制了纤维水泥板制品的使用环境和使用领域,因此,存在待改进之处。技术实现要素:针对现有技术所存在的不足,本发明目的之一在于提出一种易清洁高硬度抗菌型水性陶瓷涂料,具体方案如下:一种易清洁高硬度抗菌型水性陶瓷涂料,包括第一溶液以及第二溶液,所述第一溶液包括晶须硅、改性有机硅树脂、银分散液、氧化铝水分散液、无机颜料、去离子水、消泡剂以及分散剂,所述第二溶液包括甲基三甲氧基硅烷、流平剂、润湿剂以及甲酸,各组分的重量如下:晶须硅:10-15份改性有机硅树脂:5-7份银分散液:0.4-0.6份氧化铝水分散液:6-10份无机颜料:18-22份去离子水:25-30份消泡剂:1份分散剂:1份甲基三甲氧基硅烷:20-25份流平剂:1-1.5份润湿剂:1-1.5份甲酸:1-1.5份。进一步的,所述银分散液的份数为0.5。进一步的,所述银分散液、氧化铝水分散液均为纳米级分散液。本发明另一目的在于提出一种易清洁高硬度抗菌型水性陶瓷涂料,具体方案如下:一种易清洁高硬度抗菌型水性陶瓷涂料的制备工艺,包括如下步骤:第一溶液的制备:于1l反应器在分散机的搅拌作用下,按比例依次加入去离子水、晶须硅、氧化铝水分散液、无机颜料、消泡剂、分散剂、银分散液以及改性有机硅树脂,分散机转速为800~1000r/min,分散8~12分钟后,将1l反应器移入篮式研磨机进行研磨,转速1000~1200r/min,研磨60~90分钟,研磨之后转移至密闭塑料瓶中;第二溶液的制备:将甲基三甲氧基硅烷装入新的密闭塑料瓶中,按照比例依次加流平剂、润湿剂以及甲酸;将瓶口密闭后放在滚瓶机上,所述滚瓶机以转速为100-120r/min分散15~20分钟;第一溶液以及第二溶液的混合:将制备好的第二溶液倒入装有第一溶液的密闭塑料瓶中,瓶口密闭后放在滚瓶机上,在室温环境中,所述以转速为100-120r/min分散1.8~2.2小时;水性陶瓷涂料的制成:分散1.8~2.2小时的分散液即为水性陶瓷涂料。进一步的,在所述第一溶液的制备中,研磨后的第一溶液经300目过滤布过滤后再转移至密闭塑料瓶中。进一步的,在所述第一溶液的制备中,所述篮式研磨机在研磨过程中采用外接冷却水进行降温。进一步的,所述密封塑料瓶的容量为1l或5l。与现有技术相比,本发明的有益效果如下:(1)在制备时,各组分在分散剂的作用下均匀分散,在酸性环境下,甲基三甲氧基硅烷水解后产生的单体重新聚合形成网状结构,逐渐成膜,涂层成膜结构为-si-o-结构,si-o的键能为452kj/mol,大于uv涂料的c-h键414kj/mol以及c-c键332kj/mol,由于网状结构的形成,提高涂料最终的耐候性以及强度,晶须硅、氧化铝水分散液作为填料进一步提高涂料的硬度以及耐磨性能,无机颜料为涂料提供最终的颜色,改性有机硅树脂以及甲基三甲氧基硅烷作为含有si的有机液体,赋予涂料具有疏水性。涂料在板材表面成膜后,表面布满甲基,使得板材表面张力较小,能达到21-23dyn/cm,赋予板材很强的易清洁性能,当板材进行水洗后,灰尘等其他杂质随着水流流走,板材表面很难残留水珠,减小清洁难度,另外,本涂料中引入纳米银,纳米银颗粒能直接进入室内环境中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等菌类体内,作用在细胞膜蛋白质上,迅速与细菌中氧代谢酶的巯基(-sh)结合,使一些含巯基基团的酶失去活性,阻断呼吸代谢使细菌窒息而死亡,赋予板材抗菌、抗病毒性能;(2)本发明为适用于洁净板、净化板等纤维水泥板的水性陶瓷涂料,区别于传统的uv涂料,在常温条件下,作为涂层固化在板材上后,提高板材的各项性能,硬度高,表面张力低,具有很强的自洁性以及超耐候性,防火等级高,从而扩大纤维水泥板的适用范围。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不仅限于此。实施例1:10份的晶须硅、5份的改性有机硅树脂、0.4份的纳米银分散液、6份的纳米氧化铝水分散液、18份的无机颜料、25份的去离子水、1份的消泡剂、1份的分散剂、20份的甲基三甲氧基硅烷、1份的流平剂、1份的润湿剂以及1份的甲酸。实施例2:12.5份的晶须硅、6份的改性有机硅树脂、0.5份的纳米银分散液、8份的纳米氧化铝水分散液、20份的无机颜料、27.5份的去离子水、1份的消泡剂、1份的分散剂、22.5份的甲基三甲氧基硅烷、1.2份的流平剂、1.2份的润湿剂以及1.2份的甲酸。实施例3:15份的晶须硅、7份的改性有机硅树脂、0.6份的纳米银分散液、10份的纳米氧化铝水分散液、22份的无机颜料、30份的去离子水、1份的消泡剂、1份的分散剂、25份的甲基三甲氧基硅烷、1.5份的流平剂、1.5份的润湿剂以及1.5份的甲酸。对比例1:传统的uv涂料(如sc7000-m)具体的,实施例1-3中,晶须硅为粉末状,可采用5000as6,改性有机硅树脂可采用cfs6528w,纳米银分散液、纳米氧化铝水分散液可采用市面上的通用型号,无机颜料包括钛白粉、铬黄、铁蓝、镉红等,消泡剂可采用有机硅消泡剂,分散剂可采用阴离子型或非离子型的分散剂,流平剂可采用聚氨酯类流平剂。上述多个实施例中的水性陶瓷涂料的制备工艺包括如下步骤:第一溶液的制备:于1l反应器在分散机的搅拌作用下,按比例依次加入去离子水、晶须硅、纳米氧化铝水分散液、无机颜料、消泡剂、分散剂、纳米银分散液以及改性有机硅树脂,分散机转速为900r/min,分散10分钟后,将1l反应器移入篮式研磨机进行研磨,转速1100r/min,研磨60分钟,且篮式研磨机在研磨过程中采用外接冷却水进行降温,研磨后的第一溶液经300目过滤布过滤后再转移至1l的密闭塑料瓶中;第二溶液的制备:将甲基三甲氧基硅烷装入新的1l密闭塑料瓶中,按照比例依次加流平剂、润湿剂以及甲酸;将瓶口密闭后放在滚瓶机上,滚瓶机以转速为110r/min分散20分钟;第一溶液以及第二溶液的混合:将制备好的第二溶液倒入装有第一溶液的密闭塑料瓶中,瓶口密闭后放在滚瓶机上,在室温环境中,以转速为100-120r/min分散2小时,分散2小时后的分散液即为制得的水性陶瓷涂料。具体的,篮式研磨机可采用型号为lsm-2.2d的篮式研磨机,分散机可采用型号为fs-800的分散机,密闭塑料瓶可采用1l/5l两种容量,便于根据涂料的容量进行选择。性能测试1、附着力测试测试方法:将实施例1-3的水性陶瓷涂料以及对比例1的uv涂料分别涂覆并固化于同一种板材上,按照gb/t23443-2009或者gb/t9780-2013中关于附着力百格测试进行测试。测试等级:iso等级:5=astm等级:0b,代表剥落面积大于65%。iso等级:4=astm等级:1b,一些方格部分或者全部剥落,剥落面积大于35%-65%。iso等级:3=astm等级:2b,代表沿切口边缘有部分剥落或大面积油漆剥落,甚至有的格子部分被整片剥落,面积超过15%-35%。iso等级:2=astm等级:3b,代表切口和相交处边缘被剥落面积大于5%-15%。iso等级:1=astm等级:4b,代表在切口的相交处有小片的油漆剥落,划格区内实际破损小于或等于5%。iso等级:0=astm等级:5b,这代表了格子边缘没有任何剥落,切口边缘完全光滑。测试结果:上述测试结果可得,实施例1-3中的水性陶瓷涂料的测试等级均优于传统的uv涂料的测试等级,且在实施例1-3中,实施例1、2、3的测试等级逐渐变高,即甲基三甲氧基硅烷含量相对较多时,水性陶瓷涂料的附着力越好,耐刮擦性能越好。2、硬度测试测试方法:将实施例1-3的水性陶瓷涂料以及对比例1的uv涂料分别涂覆并固化于同一种板材上,按照gb/t23443-2009或者gb/t9780-2013中使用便携式铅笔划痕试验仪进行的涂膜划痕法进行测试。测试等级:4h-9h,铅笔的硬度为4h-9h(铅笔的硬度即代表所测涂膜的硬度)。测试结果:实施例1实施例2实施例3对比例1等级4h5h6h2h上述测试结果可得,实施例1-3中的水性陶瓷涂料的测试等级均高于传统的uv涂料的测试等级,且在实施例1-3中,实施例1、2、3的测试等级逐渐变高,因此,本发明中的水性陶瓷涂料硬度相对传统的uv涂料提高。3、防火测试测试方法:将实施例1-3的水性陶瓷涂料以及对比例1的uv涂料分别涂覆并固化于同一种板材上,按照德标din4102建筑材料防火性能要求和测试分类等级进行测试。测试等级:a1级、a2级、b1级、b2级、b3级。在满足a2级测试之后,对于a1级测试,将本发明固化在板材后作为样品,样品垂直放置在750℃的电炉中,施加20mm的火焰,实验时间为15-30min,如果样品满足一下条件则认为达到a1级的要求:无明燃,炉内温度小于50℃,已经满足a2级要求。测试结果:上述测试结果可得,实施例1-3中的水性陶瓷涂料的测试等级均高于传统的uv涂料的测试等级,且在实施例1-3的测试等级均为a1级,等级较高,因此,本发明中的水性陶瓷涂料的防火性能相对传统的uv涂料大大提高。4、耐水测试测试方法:将实施例1-3的水性陶瓷涂料以及对比例1的uv涂料分别涂覆并固化于同一种板材上,按照gb5237-2000《耐耐沸水法》进行测试,性能要求为浸泡24小时后有无水斑。实施例1实施例2实施例3对比例1等级无无无有上述测试结果可得,实施例1-3中的水性陶瓷涂料的试验结果均好于传统的uv涂料的试验结果,具体的,在实施例1-3中,样品在沸水中浸泡24小时无变化,而对比例1中的样品颜色出现变化,因此,本发明中的水性陶瓷涂料的耐水性能相对传统的uv涂料大大提高。5、耐人工老化测试测试方法:将实施例1-3的水性陶瓷涂料以及对比例1的uv涂料分别涂覆并固化于同一种板材上,按照gb/t1865-1997漆膜人工老化试验通过quv人工加速老化仪进行测试,4000小时后,再通过爱色丽sp60色差仪进行色差测试。测试等级:0级:无变色,色差值△e小于等于1.5。1级:很轻微变色,色差值△e处于1.6-3.0。2级:轻微变色,色差值△e处于3.1-6.0。测试结果:实施例1实施例2实施例3对比例1等级0级0级0级2级上述测试结果可得,实施例1-3中的水性陶瓷涂料的试验结果均好于传统的uv涂料的试验结果,具体的,在实施例1-3中,样品经过4000小时后的人工老化操作后,而对比例1中的样品颜色出现变化,因此,本发明中的水性陶瓷涂料的耐人工老化性能相对传统的uv涂料大大提高。6、抗菌测试测试方法:选用金黄色葡萄球菌进行测试,也可采用大肠杆菌,将实施例1-3的水性陶瓷涂料以及对比例1的uv涂料涂于带有金黄色葡萄球菌的表面皿上,经24小时后测试抑菌圈的直径。测试结果:实施例1实施例2实施例3对比例1直径长度20-21mm25-26mm25-27mm8-10mm上述测试结果可得,实施例1-3中的水性陶瓷涂料的抑菌圈范围均远大于传统的uv涂料,具体的,在实施例1-3中,随着纳米银分散液的含量增多,抑菌圈的直径长度逐渐增大,但纳米银分散液重量份数在0.5份时抑菌圈直径长度基本处于最大,之后随着纳米银分散液含量的增大,抑菌圈直径长度增大的幅度较小,因此,本发明中的水性陶瓷涂料的抗菌性能相对传统的uv涂料大大提高。以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本
技术领域:
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 

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