專利名稱：：溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法及由該方法得到的絲批的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種在絲批的桿身上施加涂層的方法，更具體地說，本發明涉及一種把溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法及由該方法得到的絲批。
背景技術：
：螺絲起子等絲批類工具是日常生活或工作中常用的機械工具。市面上提供的絲批類工具有不同規格，主要都是由一大致上呈圓柱或橢圓形狀且方便握持的塑料手柄和至少有部分套在手柄上并帶有批頭的桿身組成，其中桿身上的批頭做成適合特定類型的螺絲釘，可以用人手或電動方式轉動。此外，目前市面上也供應一些螺絲起子，其桿身上至少有一部分直接涂覆絕緣、耐熱和耐火的涂層，籍此取代了塑料手柄。這些涂層一般是有機涂料，如搪瓷或聚四氟乙烯(PTFE)，在噴涂過程中容易產生有毒物質，甚至是致癌物質，而且它們的耐磨性能較差。此外，這些現有的有機涂料，在噴涂到螺絲起子的桿身后，烘干固化溫度要求很高，如搪瓷涂料的烘干固化溫度高到85(TC，PTFE也至少需要400°C。溶膠凝膠技術是已知的。溶膠(Sol)是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，分散的粒子大小在l1000nm之間。凝膠(Gel)是具有固體特征的膠體體系，分散的物質形成連續的網狀骨架，骨架空隙中充有液體或氣體，凝膠中分散相的含量很低。簡單地講，溶膠凝膠方法就是用含高化學活性組分的化合物作前驅體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化學反應，在懸液中形成穩定的透明溶膠體系，溶膠經熟化之后膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網絡結構的凝膠，凝膠網絡間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。本發明正是利用溶膠凝膠方法制備無機涂料，取代目前涂覆在絲批類的桿身上的有機涂料或塑料手柄。眾所周知，無機涂料的耐磨能力比有機涂料好，不含PTFE或PFOA，無害無毒。此外，在溶膠-凝膠過程中，也可以按需要添加各種不同的物料或添加劑，如色料、負離子物質等，以便賦予溶膠凝膠涂料更多的附加性能。
發明內容本發明的一個目的是提供一種將溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法，利用該方法可以在所述絲批的桿身上涂覆耐高溫、耐火、耐高壓、絕緣又易于清潔的光滑無機涂層。在本發明的方法中，噴涂過程和烘干固化的處理條件也相對地較低。本發明的另一目的在于，制作出表面堅硬、耐高溫、耐火、耐高壓、絕緣又易于清潔的絲批類工具。為實現上述目的，本發明提供了一種將溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法，包括以下步驟i)提供一種溶膠，所述溶膠由第一懸液與第二懸液混合并攪拌一段時間，然后室溫靜置一段時間熟化而形成，其中第一懸液包含二氧化硅、硫酸鋇、氧化鈦、氧化鋯、硅樹脂和水，第二懸液包含催化劑、二氧化硅、珍珠粉和硅樹脂；ii)將得到的溶膠噴涂在絲批的桿身上；以及iii)干燥固化所述絲批的桿身上的溶膠。根據本發明，第一懸液含有55-65%(重量)的二氧化硅、3-7%(重量)的硫酸鋇、3-7%(重量)的氧化鈦、0.5-1.5%(重量)的氧化鋯、0.2-0.5%(重量)的硅樹脂和25-35%(重量)的水。較佳地，所述第一懸液含有61%(重量)的二氧化硅、5%(重量)的硫酸鋇、6%(重量)的氧化鈦、0.7%(重量)的氧化鋯、0.3%(重量)的硅樹脂和27%(重量)的水。可以在第一懸液中加入各種各樣的色粉或顏料，這樣可以得到所希望的顏色的溶膠凝膠涂料。在第一懸液中還可以加入負離子物料，例如電氣石粉，從而使溶膠凝膠涂料能夠發出遠紅外線。根據本發明，第二懸液包含0.5-2%(重量)的催化劑、85-95%(重量)的二氧化硅、4-14%(重量)的珍珠粉和0.5-1.5%(重量)的硅樹脂。較佳地，所述第二懸液包含1%(重量)的催化劑、89%(重量)的二氧化硅、9%(重量)的珍珠粉和1%(重量)的硅樹脂。其中，催化劑可以是無機酸，例如鹽酸或硝酸。根據本發明一優選實施例，所述第一懸液和所述第二懸液以3:1或者7:3(重量)的比例混合。根據本發明另一優選實施例，所述第一懸液和所述第二懸液混合后攪拌5小時。攪拌后靜置熟化的時間為IO小時。為了增大絲批的桿身與溶膠凝膠涂層的附著力，通常在噴涂之前對所述絲批的桿身作除油、除塵和噴砂等預處理。根據本發明的又一優選實施例，把絲批的桿身加熱至35至45'C的溫度，在噴涂步驟所采用的壓力是3-4kgf/cr^下，單層涂層厚度約25至35nm，雙層涂層厚度約40至50ium;在干燥固化步驟中采用的溫度范圍是180-230°C，時間約15至25分鐘，較佳地，在溫度22(TC下干燥固化20分鐘。本發明還涉及一種絲批，所述絲批包括桿身以及在所述的桿身上至少部分用本發明的方法噴涂的涂層。本發明將溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法，由于涂料是采用溶膠凝膠方法制成的無機涂料，屬于陶瓷涂料的一種，因此具有耐磨、耐熱、耐高溫、耐高壓、絕緣、易于清潔和光滑等特點。這種陶瓷涂料不含PTFE或PFOA，無毒無害，不容易產生靜電，在處理加工過程中不會影響人的健康，也不會對環境造成影響。此外，本發明的方法可以在較低溫度下進行固化干燥。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。圖1是本發明的方法中噴涂前處理的流程圖。圖2是本發明的方法中噴涂和干燥固化的流程圖。圖3是本發明中制成的帶有溶膠凝膠涂層的螺絲起子的截面圖。具體實施例方式溶膠的制備溶膠在技術上是已知的，可通過公知的方法如分散或濃縮的方法制備。例如通過金屬醇鹽前體Si(OR)4以及以下各物質配制成含有61%(重量)二氧化硅、65%(重量)硫酸鋇、6%(重量)氧化鈦、0.7%(重量)氧化鋯、0.3%(重量)硅樹脂和27%(重量)水的第一懸液。在第一懸液中可適當地加入所需要的色粉和/或負離子物料，以便得到所希望的顏色的涂料或者可以使得到的涂料可以發射遠紅外線。按常規方法稱取各物質配制成含1。/。(重量)鹽酸、89%(重量)二氧化硅、9%(重量)珍珠粉和1%(重量)硅樹脂的第二懸液。第一懸液和第二懸液在配制好之后，需要儲存在冷凍如8'C土3'C的溫度和黑暗環境中備用。在第一懸液和第二懸液混合之前，要將第一懸液搖勻，通常要搖動約30分鐘，這是因為色粉、負離子物料等其他添加劑都溶解在第一懸液中。搖勻懸液可以使色粉等添加劑的分布更加均勻，制成的溶膠凝膠涂料顏色等效果更加好。搖勻之后，室溫下按一定比例將第一懸液和第二懸液混合。在本發明中，第一懸液與第二懸液的配比是3:1或者7:3。兩種懸液混合后立即用帶漿葉的攪拌器攪拌得到的混合物。攪拌時間通常為5小時左右。在攪拌完成后，讓混合物室溫下靜置約IO小時。第一懸液和第二懸液混合之后進行攪拌，是為了讓第一懸液與第二懸液的各組分充分接觸并進行水解縮合反應，生成具有陶瓷性質的大分子物質。放置10小時是一個熟化過程，主要作用在于1)第一懸液和第二懸液混合后，需要給予一定時間(本發明是IO小時)，讓各組分之間的反應被充分引發；2)在放置一段時間后，攪拌后的混合物的黏度逐漸并最終趨于穩定，得到的涂料的性也有所改善。需要注意的是，第一懸液和第二懸液在混合后48小時(冬天的時候可以延長至72小時)內，必須要用于噴涂，否則這兩種懸液的混合物會逐漸向固體相的凝膠體系轉換，不容易實施噴涂工藝。噴涂前的處理如圖1所示，本實施例以螺絲起子為例。準備好要噴涂的螺絲起子，先用除油劑如三氯乙烯除去螺絲起子桿身上的油和灰塵等。然后干燥，再對螺絲起子進行噴砂處理。噴砂處理可以采用以下參數Al203砂粉、氣壓6-7kgf/cm2、痕跡深度4jam。進行除油、除塵和噴砂等預處理的目的是為了加強溶膠凝膠涂層附著于螺絲起子桿身。因為涂層與螺絲起子桿身之間的結合主要依靠物理附著力，二者之間的接觸面積越大，它們的附著力越強。噴砂除了可以增大螺絲起子桿身的表面積之外，而且因為打砂而出現的坑坑洼洼可以更牢固地勾住涂料，這也可以增大附著力。噴砂之后，再用氣槍吹塵。為了磨去噴砂后產生的一些尖峰，最好用砂紙輕輕打磨，再用氣槍吹塵，這樣噴涂出來的涂層表面更加光滑平整。完成噴涂前的處理工序后，可以預備進行噴涂工序了。噴涂和干燥固化如圖2所示，把預處理后的螺絲起子預熱至35-45°C，再對螺絲起子桿身進行空氣吹掃處理。此處進行空氣吹是為了把螺絲起子桿身表面殘留的塵埃等雜質吹走，以確保涂層與桿身有較好的附著力。然后，把靜置后的溶膠再搖動約30分鐘，經400目過濾網篩過濾后，通過噴槍噴射在經過上述處理的螺絲起子桿身上。噴涂壓力可以是例如3-4kgf/cm2。涂層的厚度通常是單層25-35|am，較佳是27-33^m;雙層40-50pm。涂層的厚度太薄，其耐磨性不太好，太厚，會造成涂料浪費，而且如果超過65pm，則涂層容易發生裂開。噴涂工序完成后，即可進行干燥固化處理。本發明的干燥固化是在溫度180-230。C下進行15至25分鐘，較佳地在220'C下進行20分鐘。由此可見，本發明的方法與現有技術相比，大大降低了干燥固化的溫度。待干燥固化步驟完成后，按常規操作對螺絲起子進行檢驗，檢驗合格后包裝和廠。干燥固化處理后，溶膠凝膠涂層能夠牢固地附著于螺絲起子的桿身上。圖3所示為根據本發明的方法制成的螺絲起子的截面圖。圖中示出了一螺絲起子，它包括一體形成的金屬桿身2和金屬批頭1，其中涂層3基本上涂覆在全部長度的桿身2上。對本發明的溶膠凝膠涂層進行測試，結果列于下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由以上測試結果可知，用本發明的方法在絲批類桿身上涂覆溶膠凝膠涂層，不但在生產過程中對環境和人體沒有影響，而且得到的涂層具有以下優點-可以耐60(TC的高溫；-表面堅硬，硬度達到8H以上；-不可燃、耐火，在污煙中保持清潔；-耐熱水；-能做成各種光潔度；-不粘烹調食品，易于清潔；-可以有各種各樣的顏色；-能發出遠紅外線；-可以耐高達1500V的電壓；-減少靜電；以及-絕緣。以上描述的是把溶膠凝膠涂料施加在螺絲起子上的方法。顯然，除了螺絲起子為基底之外，可以采用本發明的方法從基底的選擇上來說是多樣的，包括手工具類，例如螺絲批類、鉗類等等，只要所述的手工具類具有桿身或類似的部件來應用本發明的方法即可。因此，本發明的方法可以適用于任何這樣的手工具類。綜合以上所述，本說明書中所述的只是本發明的較佳具體實施例。凡本
技術領域：
中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的權利要求保護范圍內。權利要求1.一種將溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟i)提供一種溶膠，所述溶膠由第一懸液與第二懸液混合并攪拌一段時間，然后室溫靜置一段時間熟化而形成，其中第一懸液包含二氧化硅、硫酸鋇、氧化鈦、氧化鋯、硅樹脂和水，第二懸液包含催化劑、二氧化硅、珍珠粉和硅樹脂；ii)將得到的溶膠噴涂在絲批的桿身上；以及iii)干燥固化所述絲批的桿身上的溶膠。2.如權利要求l所述的方法，其特征在于所述第一懸液含有55-65%(重量)的二氧化硅、3-7%(重量)的硫酸鋇、3-7%(重量)的氧化鈦、0.5-1.5%(重量)的氧化鋯、0.2-0.5%(重量)的硅樹脂和25-35%(重量)的水。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述第一懸液含有61%(重量)的二氧化硅、5%(重量)的硫酸鋇、6%(重量)的氧化鈦、0.7%(重量)的氧化鋯、0.3%(重量)的硅樹脂和27%(重量)的水。4.如權利要求l所述的方法，其特征在于所述第一懸液還含有色粉。5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述第一懸液還含有負離子物料。6.如權利要求l所述的方法，其特征在于所述第二懸液包含0.5-2%(重量)的催化劑、85-95o/。(重量)的二氧化硅、4-14%(重量)的珍珠粉和0.5-1.5%(重量)的硅樹脂。7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述第二懸液包含1%(重量)的催化劑、89%(重量)的二氧化硅、9%(重量)的珍珠粉和1%(重量)的硅樹脂。8.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述第一懸液和所述第二懸液的混合比例是3:l或者7:3(重量)。9.如權利要求l所述的方法，其特征在于所述的催化劑是無機酸。10.如權利要求9所述的方法，其特征在于所述催化劑是鹽酸或硝酸。11.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于在步驟i)中，使混合后的懸液攪拌5小時。12.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于在步驟i)中，所述熟化的時間為10小時。13.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于在步驟ii)之前對絲批的桿身作除油、除塵和噴砂等預處理。14.如權利要求1至IO中任一項所述的方法，其特征在于在步驟ii)之前先加熱所述絲批的桿身至35至45'C的溫度。15.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于在所述步驟ii)中，噴涂是在壓力3-4kgf/cn^下進行的。16.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于在步驟ii)中，噴涂在絲批的桿身上的單層涂層厚度是25至35pm。17.如權利要求1至IO中任一項所述的方法，其特征在于在步驟ii)中，噴涂在絲批的桿身上的雙層涂層厚度是40至50|am。18.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于所述步驟ii)是在溫度180-230'C下干燥固化15至25分鐘。19.如權利要求18所述的方法，其特征在于所述步驟iii)是在溫度220'C下干燥固化20分鐘。20.—種絲批，其特征在于所述絲批包括桿身以及在所述的桿身上至少部分用上述權利要求1至19中任一項所述的方法噴涂的涂層。全文摘要本發明涉及溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法及由該方法得到的絲批，提供了一種將溶膠凝膠涂料施加在絲批的桿身的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟i)提供一種溶膠，所述溶膠由第一懸液與第二懸液混合并攪拌一段時間，然后室溫靜置一段時間熟化而形成，其中第一懸液包含二氧化硅、硫酸鋇、氧化鈦、氧化鋯、硅樹脂和水，第二懸液包含催化劑、二氧化硅、珍珠粉和硅樹脂；ii)將得到的溶膠噴涂在絲批的桿身上；以及iii)干燥固化所述絲批的桿身上的溶膠。本發明的涂層具有耐磨、耐熱、耐高溫、耐高壓、絕緣、減少靜電、易于清潔和光滑等特點。此外，本發明的方法可以在較低溫度下進行固化干燥。文檔編號B05D7/24GK101683644SQ20081017000公開日2010年3月31日申請日期2008年9月26日優先權日2008年9月26日發明者李榮慶申請人:羅賓漢國際集團