一種成膜硅溶膠及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于無機納米材料制備和應用領域，設及一種成膜娃溶膠及其制備方法與 應用。
【背景技術】
[0002] 娃溶膠是一種W水為分散介質的納米級無機聚偏娃酸的膠體溶液，在使用過程中 可W作為單獨成膜物質參與成膜，但是其在成膜后會出現一定程度的龜裂等問題，影響了 膜層的連續性。為改善娃溶膠的成膜性，通常在娃溶膠中直接添加成膜助劑W輔助其成膜。
[0003] 但是，直接在娃溶膠中添加成膜助劑會出現一系列的問題，其中比較重要的一個 問題就是成膜助劑與娃溶膠的穩定性。娃溶膠是靠電荷或其它一些穩定劑來輔助分散的熱 力學不穩定體系，在復合過程中因環境條件發生變化可能引起絮凝、結塊或凝膠，所W成膜 助劑要與娃溶膠具有良好的相容性。因此，選擇合適的成膜助劑尤為關鍵。除此之外，在成 膜助劑和娃溶膠的體系中添加其他的輔助劑，將有利于成膜助劑和娃溶膠體系的穩定性， 同時也會有利于成膜娃溶膠干燥后成膜的連續性。鑒于此，開發一種具有良好穩定性的成 膜娃溶膠為其在更廣領域的應用具有重要意義。
【發明內容】
[0004] 鑒于W上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種成膜娃溶膠及其制備 方法與應用，通過一種工藝簡便、可控性強的方法得到成膜娃溶膠，并將其涂覆于基體上， 最終干燥后得到涂層具有較高的硬度、較強的附著力W及可調的透明度。
[0005] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明第一方面提供一種成膜娃溶膠，按質量 百分比計，包括W下組分：
[0006] 娃溶膠 66~91 %;
[0007] 改性劑 0.1~1.8%;
[000引成膜助劑7.2~33.9%。
[0009] 優選地，所述娃溶膠為含二氧化娃顆粒的膠體水溶液。
[0010] 更優選地，所述娃溶膠的固含量(即二氧化娃顆粒含量)為6-40wt%。
[0011] 進一步優選地，所述娃溶膠的固含量(即二氧化娃顆粒含量)為30wt%。
[0012] 優選地，所述娃溶膠（即二氧化娃顆粒）的粒徑為6-15nm。更優選地，所述娃溶膠 (即二氧化娃顆粒)的粒徑為1 Onm。
[0013 ]優選地，所述改性劑選自硅烷偶聯劑、表面活性劑中的一種。
[0014] 更優選地，所述硅烷偶聯劑為含環氧基團的硅氧烷化合物。
[0015] 進一步優選地，所述含環氧基團的硅氧烷化合物為丫 一(2,3-環氧丙氧基)丙基Ξ 甲氧基硅烷或乙締基二乙氧基硅烷。所述丫一（2,3-環氧丙氧基）丙基二甲氧基硅烷的CAS 號為2530-83-8。所述乙締基Ξ乙氧基硅烷的CAS號為78-08-0。
[0016] 更優選地，所述表面活性劑為低分子量聚乙締醇。所述聚乙締醇的CAS號為9002- 89-5。
[0017] 進一步優選地，所述低分子量聚乙締醇的重均分子量為40-1000。
[0018] 優選地，所述成膜助劑選自丙締酸樹脂、聚氨醋、苯丙樹脂、環氧樹脂中的一種。
[0019] 本發明第二方面提供一種成膜娃溶膠的制備方法，包括W下步驟：
[0020] 1)按配比將改性劑滴加到娃溶膠中攬拌混合后，繼續攬拌，得到混合溶液；
[0021 ] 2)再將成膜助劑滴加到混合溶液中攬拌混合后，繼續攬拌，即得成膜娃溶膠。
[0022] 優選地，步驟1)中，所述改性劑的滴加速率為6-8ml/min。更優選地，所述硅烷偶聯 劑的滴加速率為7ml/min。
[0023] 優選地，步驟1)中，所述攬拌混合的時間為0.5-2小時。更優選地，所述攬拌混合的 時間為1小時。
[0024] 優選地，步驟1)中，所述繼續攬拌的時間為1-72小時。更優選地，所述繼續攬拌的 時間為48小時。
[0025] 優選地，步驟2)中，所述成膜助劑的滴加速率為8-12ml/min。更優選地，所述成膜 助劑的滴加速率為lOml/min。
[0026] 優選地，步驟2)中，所述攬拌混合的時間為0.5-2小時。更優選地，所述攬拌混合的 時間為1小時。
[0027] 優選地，步驟2)中，所述繼續攬拌的時間為1-5小時。更優選地，所述繼續攬拌的時 間為2小時。
[00%]優選地，所述步驟1)或2)中，所述制備方法在室溫下進行。所述室溫為20-25°C。
[0029] 優選地，所述步驟1)或2)中，所述攬拌混合為持續攬拌混合。
[0030] 優選地，步驟1)中，所述娃溶膠為含二氧化娃顆粒的膠體水溶液。
[0031] 更優選地，所述娃溶膠的固含量（即二氧化娃顆粒含量)為6-40wt%。進一步優選 地，所述娃溶膠的固含量(即二氧化娃顆粒含量)為30wt %。
[0032] 優選地，所述娃溶膠（即二氧化娃顆粒）的粒徑為6-15nm。更優選地，所述娃溶膠 (即二氧化娃顆粒)的粒徑為1 Onm。
[0033 ]優選地，步驟1)中，所述改性劑選自硅烷偶聯劑、表面活性劑中的一種。
[0034] 更優選地，所述硅烷偶聯劑為含環氧基團的硅氧烷化合物。
[0035] 進一步優選地，所述含環氧基團的硅氧烷化合物為丫 一 (2，3-環氧丙氧基)丙基Ξ 甲氧基硅烷或乙締基Ξ乙氧基硅烷。
[0036] 更優選地，所述表面活性劑為低分子量聚乙締醇。進一步優選地，所述低分子量聚 乙締醇的重均分子量為40-1000。
[0037] 優選地，步驟2)中，所述成膜助劑選自丙締酸樹脂、聚氨醋、苯丙樹脂、環氧樹脂中 的一種。
[0038] 優選地，所述娃溶膠、改性劑、成膜助劑按總質量為100%計，加入的質量百分比分 別為 66 ~91%、0.1~1.8%、7.2~33.9%。
[0039] 本發明第Ξ方面提供一種成膜娃溶膠作為涂料的用途。
[0040] 優選地，所述用途為所述成膜娃溶膠作為涂料在基體表面涂覆為成膜涂層的用 途。
[0041] 更優選地，所述基體選自金屬、木材、陶瓷中的一種或多種組合。
[0042] 本發明第四方面提供一種成膜娃溶膠的使用方法，將制備得到的成膜娃溶膠經涂 布器涂覆在基體上，干燥后即得所需基體表面的成膜涂層。
[0043] 優選地，所述涂布器為常規的涂布器。
[0044] 優選地，所述基體選自金屬、木材、陶瓷中的一種或多種組合。
[0045] 優選地，所述成膜涂層的成膜厚度為12~200皿。所述成膜厚度可通過涂布器進行 控制。
[0046] 優選地，所述干燥的溫度為25-100°C。所述干燥的時間為12-4化。
[0047] 如上所述，本發明提供的一種成膜娃溶膠及其制備方法與應用，通過優化條件的 制備方法制備一種成膜娃溶膠。該種成膜娃溶膠具有良好的外觀透明度和穩定性，其應用 于涂料中，涂膜干燥后的成膜涂層具有良好的光澤度、較高的硬度和較強的附著力。本發明 所述成膜性娃溶膠，具有工藝簡便、可控性強等優點，在涂料領域具有較高實用價值。
【附圖說明】
[004引圖1顯示為本發明中涂層1示意圖。
[0049] 圖2顯示為本發明中涂層2示意圖。
[0050] 圖3顯示為本發明中涂層3示意圖。
[0051] 圖4顯示為本發明中涂層4示意圖。
[0052] 圖5顯示為本發明中涂層5示意圖。
【具體實施方式】
[0053] 下面結合具體實施例進一步闡述本發明，應理解，運些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的保護范圍。
[0054] W下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所掲露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可W通過另外不同的具體實 施方式加 W實施或應用，本說明書中的各項細節也可W基于不同觀點與應用，在沒有背離 本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0055] 須知，下列實施例中未具體注明的工藝設備或裝置均采用本領域內的常規設備或 裝置;所有壓力值和范圍都是指相對壓力。
[0056] W下實施例中使用的娃溶膠(MCS-S10、上海新安納電子科技有限公司），丫 一(2， 3-環氧丙氧基)丙基Ξ甲氧基硅烷化H-560、杭州杰西卡化工有限公司），乙締基Ξ乙氧基娃 燒（KH-188、杭州杰西卡化工有限公司），聚乙締醇（1788、上海金山石化），丙締酸樹脂 (SYNTRAN 404、因泰聚合物貿易（上海)有限公司），聚氨醋(PU037、上海燈馳進出口有限公 司），苯丙樹脂(SYNTRAN 1671、因泰聚合物貿易（上海)有限公司），環氧樹脂(CARAP0L WEP 2308、因泰聚合物貿易(上海)有限公司）。
[0057] 此外應理解，本發明中提到的一個或多個方法步驟并不排斥在所述組合步驟前后 還可W存在其他方法步驟或在運些明確提到的步驟之間還可W插入其他方法步驟，除非另 有說明；還應理解，本發明中提到的一個或多個設備/裝置之間的組合連接關系并不排斥在 所述組合設備/裝置前后還可W存在其他設備/裝置或在運些明確提到的兩個設備/裝置之 間還可W插入其他設備/裝置，除非另有說明。而且，除非另有說明，各方法步驟的編號僅為 鑒別各方法步驟的便利工具，而非為限制各方法步驟的排列次序或限定本發明可實施的范 圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，當