學式3的硅酸鹽水合物,從而得到提高與母材料的粘著力或附 著力的同時提高涂膜的防污性、耐水性的無機涂料組合物。
[0103] 以所述無機涂料組合物100重量份為基準,本發(fā)明的無機涂料組合物含有25-95 重量份的堿金屬娃酸鹽。如果堿金屬娃酸鹽的含量不足25重量份時,含有該堿金屬娃酸鹽 的無機涂料組合物的污染物去除能力和硬度、耐蝕性等無法得到理想效果;如果超過95重 量份時,與母材料的粘著性及附著力可能出現(xiàn)問題。
[0104] 含有所有3種上述化學式1至化學式3的堿金屬硅酸鹽的情況下,以所述無機涂 料組合物100重量份為基準,所述化學式1所示的硅酸鈉鹽水合物以12-40重量份、所述 化學式2所示的硅酸鉀鹽水合物以1-30重量份及所述化學式3所示的硅酸鋰鹽水合物以 12-40重量份存在。
[0105] 形成所述堿金屬硅酸鹽的化學式1至化學式3的化合物組成比滿足上述范圍時, 能夠得到本發(fā)明預期的效果,即能夠得到與母材料的強結合力及耐蝕性、防污性、高硬度、 耐熱性等方面大大改善的效果。但是水的添加量未達到上述理想含量時,母材料表面的涂 膜可能會發(fā)生開裂。
[0106] 上述化學式1至化學式3所示的堿金屬硅酸鹽水合物的制備方法在本發(fā)明中不受 特別的限定,只要是滿足上述化學式的堿金屬硅酸鹽均可用于本發(fā)明。
[0107] 本發(fā)明的無機涂料組合物還含有磷酸(h3po4)。
[0108] 含有所述磷酸,無機涂料組合物在母材料表面涂覆而形成涂膜時,提高水分和涂 膜的接觸角,從而具有提高親水性的效果。如上所述的磷酸優(yōu)選在無機涂料組合物(以1〇〇 重量份為基準)中含有0.1-1重量份。超過所述范圍含有時,難以達到添加磷酸所預期得 到的效果。
[0109] 此外,本發(fā)明的無機涂料組合物還含有選自KOH、NaOH及LiOH中的任意一種以上 的強堿。所述強堿以無機涂料組合物的總量為基準(即,以無機涂料組合物1〇〇重量份為 基準)優(yōu)選含有〇. 5-5重量份,更優(yōu)選含有1-3重量份。強堿根據(jù)上述優(yōu)選含量含有在無 機涂料組合物中時,能夠得到組合物的高反應效率,能夠使得最終生產(chǎn)的無機涂料組合物 的涂覆性良好,防止組合物制備時的發(fā)硬現(xiàn)象等。
[0110] 此外,優(yōu)選所述無機涂料組合物制備成PH8-14,從而獲得理想的反應效率,并且使 得組合物的溶液狀態(tài)維持為最佳狀態(tài)。
[0111] 本發(fā)明的無機涂料組合物使用親水性溶劑(例如,水)作為將上述成分混合的溶 劑。所述親水性溶劑中代表性的為水,以無機涂料組合物的總重量為基準(即,以無機涂料 組合物100重量份為基準)可以含有4-84重量份的水。作為溶劑的水還可以提高堿金屬 硅酸鹽的分散性及反應效率等。
[0112] 本發(fā)明的無機涂料組合物中還可以含有給涂膜賦予色彩的顏料及進一步改善涂 膜的柔韌性、附著性、耐沖擊性、平滑性等的添加劑。
[0113] 這種添加劑可以使用選自乙二醇、二乙二醇、硬脂酸鋁、二氧化硅、硅酸鋯、硅酸 鈣、烷基硅酸金屬鹽(望智會sailoi巨吾豐s)、聚硅氧烷改性物、聚氧乙烯山梨醇酐 單硬脂酸醋(P〇ly_〇xyethyleneSorbitanMonostearate)、硅烷中的1種以上,所述添加 劑相對于所述無機涂料組合物的總重量(即,以無機涂料組合物100重量份為基準)含有 0.1-2重量份,得到所需效果。
[0114] 本發(fā)明所述無機涂料組合物形成的涂膜根據(jù)ASTM D3363標準測量的鉛筆硬度為 9H,根據(jù)ASTM D3359標準測量的附著力為5B,在涂膜上滴一滴水后,涂膜和水之間的接觸 角為30. 7°以下。
[0115] 此外,形成所述無機涂料組合物的涂膜的母材料的表面使用10%的鹽酸溶液處理 12小時以上(優(yōu)選48小時以上)之后也不會發(fā)生腐蝕。
[0116] 此外,涂覆有所述無機涂料組合物的玻璃(例如,太陽能電池用玻璃)的反射率相 比沒有涂覆的減少1-3%,其透過率相比沒有涂覆的增加1-3%。
[0117] 下面說明本發(fā)明的利用無機涂料組合物形成無機涂膜的方法,該方法包括:a)將 至少一種以上的選自下列化學式1至化學式3所示的堿金屬硅酸鹽;磷酸(H 3P04);選自 KOH、NaOH及LiOH中的任意一種以上的強堿;及水(H20)進行混合攪拌制備無機涂料組合 物的步驟;b)將母材料進行預熱處理的步驟;c)將所述無機涂料組合物涂覆到母材料的表 面的步驟;d)將干燥的母材料進行塑性的步驟;
[0118]化學式 1 :xNa20 ? ySi02 ? nH20
[0119]化學式 2 :xK20 ? ySi02 ? nH20
[0120] 化學式 3 :xLi20 ? ySi02 ? nH20
[0121] 上述化學式1至3中,x和y分別是0? 01-500(優(yōu)選,x :y為1:1. 9-500),n為1-20 的自然數(shù)。
[0122] 詳細說明為,a)將至少一種以上的選自下列化學式1至化學式3所示的堿金屬硅 酸鹽;磷酸(H 3P04);選自KOH、NaOH及LiOH中的任意一種以上的強堿;及水(H20);和(根 據(jù)需要)其他添加劑在上述組合物范圍內放入攪拌器混合攪拌制備本發(fā)明的無機涂料組 合物。
[0123] 此外,攪拌速度優(yōu)選150-400RPM,小于150RPM時,存在組合物無法充分混合的問 題;超過400RPM時,攪拌性能上不會有太大差異。
[0124] 此外,本發(fā)明的無機涂料組合物可以將上述無機涂料組合物的組成物質一次性地 投入攪拌而制備,但是也可以分別制備2組以上的組合物后再將它們進行攪拌,最終制備 無機涂料組合物。
[0125] 即本發(fā)明可以先分別制備含有磷酸(H3P04);至少一種以上的選自下列化學式1至 化學式3所示的堿金屬硅酸鹽;強堿;水(H 20)的第一組合物,以及含有至少一種以上的選 自下列化學式1至化學式3所示的堿金屬硅酸鹽;強堿;水(H20)的第二組合物之后,將所 述第一組合物和第二組合物以1:1的比例混合攪拌而制備。通過上述方法制備時最終能夠 進一步提尚涂I旲的清潔性。
[0126] 此時,以全部無機涂料組合物100重量份為基準,所述第一組合物中可以含有 0. 1-1重量份磷酸;0. 001-49重量份的一種以上的選自所述化學式1至化學式3所示的堿 金屬娃酸鹽;〇. 5-5重量份的強堿;及1-85重量份的水(H20)。
[0127] 以全部無機涂料組合物100重量份為基準,所述第二組合物中可以含有12-69重 量份的一種以上的選自所述化學式1至化學式3所示的堿金屬硅酸鹽;0. 5-5重量份的強 喊;及1_85重量份的水(H20)。
[0128] 所述第一組合物和第二組合物的制備方法及將它們混合而制備最終無機涂料組 合物的方法可以是和如上所述的方法相同的方法混合攪拌。
[0129] 如上所述,本發(fā)明的無機涂料組合物制備時維持pH8-14的狀態(tài)時能夠得到理想 的反應效率,使得組合物維持最佳的溶液狀態(tài)。
[0130] 通過步驟b)制備無機涂料組合物之后,將涂覆涂料的母材料在一定溫度下進行 預熱處理的步驟。
[0131] 這是將母材料預熱為一定溫度的步驟,可以以50±10°C的溫度預熱,從而使得無 機涂料組合物有效地涂覆到母材料表面。
[0132] 本發(fā)明中使用的母材料可以是金屬及非金屬材料,其他塑料、瓷器、石材、瓷磚等 多種材料,其他需要涂覆涂料的多種母材料均可使用。
[0133] 另外,本發(fā)明的無機涂膜形成方法,在所述步驟b)之前,為了將母材料進行親水 化,還包括選自等離子體(plasma)處理、陽極化處理(anodizing)、打磨(sanding)、蝕刻 (etching)、母材料表面進行脫脂洗滌去除雜質的方法中的任意一種方法的前處理步驟。從 而保護母材料,并使無機涂膜的形成更加有效。
[0134] 所述洗滌母材料表面的步驟可以使用超聲波洗滌步驟,通過將母材料浸在盛放有 水溶性洗劑的超聲波箱中,產(chǎn)生超聲波,從而洗滌母材料表面的微細部分。
[0135] 超聲波優(yōu)選為28_49kHZ。所述超聲波洗滌步驟中使用含有無機鹽的水溶性洗劑。 使用含有無機鹽的洗劑時,能夠提高母材料表面形成的涂膜無機涂膜的密著力,形成高硬 度的涂膜。
[0136] 此外,在本發(fā)明中的所述超聲波洗滌步驟之前,還包括去除油分及雜質的浸漬及 蒸汽洗滌步驟。母材料表面潔凈的情況下無需單獨進行,但是有雜質時優(yōu)選使用。
[0137] 所述浸漬及蒸汽洗滌步驟是為了去除母材料表面附著的礦物性合成油等各種油 分而進行的,通過將母材料放入箱中浸漬于溶劑中洗滌,或將溶劑進行蒸發(fā)凝縮成蒸汽,并 使其在母材料表面流動,通過流動的凝縮水將油分和雜質清洗干凈。通過蒸汽凝縮的洗滌 從箱中取出后立即干燥從而不經(jīng)過額外的干燥步驟可以進入到下一步驟,從而可以縮短生 產(chǎn)時間。
[0138]