本發(fā)明涉及一種化工材料，尤其涉及一種在玻璃、陶瓷等低表面能基材上的高附著力涂料。

背景技術(shù)：

在玻璃、陶瓷上面使用涂料，可以調(diào)配出各種顏色和效果，起到很好的裝飾作用；在用于陶瓷工件的修補(bǔ)或玻璃陶瓷與其他基材的拼接時(shí)，使用涂料進(jìn)行覆蓋，可以達(dá)到美化和實(shí)用的效果。但玻璃、陶瓷等低表面能的基材上，使用常規(guī)的涂料產(chǎn)品，漆膜的附著力往往很差，對(duì)其實(shí)用性有很大的限制。在起到裝飾效果的同時(shí)，提高漆膜的附著力，已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有常規(guī)溶劑型涂料，在玻璃、陶瓷等低表面能基材上難以附著的問題，本發(fā)明提供了一種在玻璃、陶瓷等低表面能基材上高附著力的涂料。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種在低表面能基材上的高附著力涂料，包括主劑和稀釋劑，在主劑中加入重量百分含量為1-10％的硅烷偶聯(lián)劑；所述的主劑是雙組份聚氨酯主劑、雙組份環(huán)氧主劑和單組份丙烯酸主劑中的任一種。所述硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式如下：

其中R₁為1-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；R₂為具有兩個(gè)仲羥基的5-12個(gè)碳原子的直鏈烷基；R₃為1-3個(gè)碳原子的直鏈烷基；R₄為1-12個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。

進(jìn)一步：下面分別列舉硅烷偶聯(lián)劑作為一種成分，直接添加到涂料中。

1、雙組份聚氨酯體系包括雙組份雙組份聚氨酯主劑和稀釋劑，雙組份聚氨酯主劑又包括A組份和B組份，其分別列舉如下：

(1)基本配方：

①所述甲組份中不揮發(fā)份含量為65-70％，其中：

羥基丙烯酸樹脂，其粘度為3600-6000mPa·s，羥值為140-160，固含量為70±2％，用量為55-65％。

鈦白粉，為氯化法生產(chǎn)，經(jīng)氧化鋯/氧化鋁處理而成的金紅石型二氧化鈦顏料，用量為20-30％。

潤(rùn)濕分散劑，為含顏料親和基團(tuán)的共聚物溶液，用量為0.5-5％。

消泡劑，為改性聚硅氧烷溶液，用量為0.1-0.5％。

流平劑，為聚醚改性聚硅氧烷溶液，用量為0.05-0.5％。

醚酯類溶劑，為丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)，用量為1-8％。

酯類溶劑，為醋酸正丁酯(BAC)，用量為1-8％。

硅烷偶聯(lián)劑，為含巰基-氨基三烷氧基硅烷，用量為1-5％。

以上甲組份中所含各種原材料之和為100％。

②所述乙組份中不揮發(fā)份含量為43-48％，其中：

脂肪族聚氨酯固化劑，其黏度為430-500mPa·s，固含為90％，異氰酸根含量為19.5％，用量為45-55％。

酯類溶劑，為醋酸正丁酯(BAC)，用量為45-55％。

脫水劑，為單官能團(tuán)的異氰酸酯，用量為0.1-1％。

以上乙組份中所含各種原材料之和為100％。

③所述稀釋劑中：

醚酯類溶劑，為丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)，用量為15-40％。

酯類溶劑Ⅰ，為醋酸正丁酯(BAC)，用量為30-50％。

酯類溶劑Ⅱ，為醋酸乙酯，用量為0-30％。

以上稀釋劑中所含各種原材料之和為100％。

(2)制備方法

①甲組份制備方法

步驟A：按順序在500-800r/min轉(zhuǎn)速下加入第1-4項(xiàng)，分散均勻后，提高轉(zhuǎn)速至2500-3500r/min分散至細(xì)度≤15μm；

步驟B：調(diào)整轉(zhuǎn)速至800-1200r/min下，按順序加入第5-8項(xiàng)，分散15min至均勻；

步驟C：送檢，合格后過濾包裝。

②乙組份制備方法

將脫水劑加入到BAC中，500-800r/min轉(zhuǎn)速下分散均勻，停止攪拌，放置24h脫水后，加入固化劑，充分?jǐn)嚢杈鶆?；送檢，合格后包裝。

③稀釋劑制備方法

將三種溶劑在低速攪拌下混合均勻即可。

(3)施工說(shuō)明

本發(fā)明在施工時(shí)，將甲組份與乙組份以100:50的重量分?jǐn)?shù)比混合，加入適量的稀釋劑攪拌均勻并調(diào)整至施工黏度，即可施工，室溫下干燥后即可獲得附著力和裝飾性能優(yōu)異的涂層。

2、雙組份環(huán)氧體系包括雙組份環(huán)氧主劑和稀釋劑，雙組份雙組份環(huán)氧又包括C組份和D組份，其分別列舉如下：

(1)基本配方

①所述甲組份中不揮發(fā)份含量為65-70％，其中：

環(huán)氧樹脂，粘度為8000-15000mPa·s，環(huán)氧當(dāng)量為450-500g/eg，固體含量為75±2％，用量為50-60％。

醇類溶劑，為正丁醇，用量為1-5％。

醚類溶劑，為乙二醇單丁醚，用量為3-9％。

分散劑，為含顏料親和基團(tuán)的共聚物溶液，用量為1-3％。

增稠劑，為膨潤(rùn)土，用量為0.1-0.5％。

鈦白粉，為硫酸法生產(chǎn)，經(jīng)氧化鋯/氧化鋁處理而成的金紅石型二氧化鈦顏料，用量為20-30％。

消泡劑，為改性聚硅氧烷溶液，用量為0.1-0.8％。

流平劑，為聚醚改性聚硅氧烷溶液，用量為0.1-1.5％。

以上甲組份中所含各種原材料之和為100％。

②所述乙組份中不揮發(fā)份含量為30-40％，其中：

改性脂環(huán)氧固化劑，活潑氫當(dāng)量為90g/eg，粘度為800-1200mPa·s，固含量為68±2％，用量為45-55％。

醇類溶劑，為異丙醇，用量為40-60％。

硅烷偶聯(lián)劑，為含巰基-氨基三烷氧基硅烷，用量為1-10％。

以上乙組份中所含各種原材料之和為100％。

③所述稀釋劑中：

苯類溶劑，為甲苯，用量為60-80％。

醇類溶劑，為正丁醇，用量為20-40％。

以上稀釋劑中所含各種原材料之和為100％。

(2)制備方法

①甲組份制備方法

步驟A：按順序在500-800r/min轉(zhuǎn)速下加入第1-4項(xiàng)，分散均勻后，加入第5項(xiàng)，提高轉(zhuǎn)速至2000-2500r/min分散至細(xì)度≤15μm；

步驟B：調(diào)整轉(zhuǎn)速至800-1200r/min下，加入第6項(xiàng)，提高轉(zhuǎn)速至2500-3000r/min分散至細(xì)度≤15μm；

步驟C：調(diào)整轉(zhuǎn)速至800-1200r/min下，加入第7和8項(xiàng)，分散15min至均勻；

步驟D：送檢，合格后過濾包裝。

②乙組份制備方法

在500-800r/min轉(zhuǎn)速下將第2和3項(xiàng)加入到第1項(xiàng)中，充分?jǐn)嚢杈鶆?；送檢，合格后過濾包裝。

③稀釋劑制備方法

將兩種溶劑在低速攪拌下混合均勻即可。

(3)施工說(shuō)明

本發(fā)明在施工時(shí)，將甲組份與乙組份以100:25的重量分?jǐn)?shù)比混合，加入適量的稀釋劑攪拌均勻并調(diào)整至施工黏度，即可施工，在120℃下干燥30min后，冷卻，即可獲得附著力和裝飾性能優(yōu)異的涂層。

3、單組份丙烯酸體系包括單組份丙烯酸主劑和稀釋劑，其分別列舉如下：

(1)基本配方

①所述主劑中不揮發(fā)份含量為50-60％，其中：

熱塑性丙烯酸樹脂，為環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，粘度為5-30s，酸值≤12mgKOH/g，固體含量為50±2％，用量為45-55％。

氨基樹脂，黏度為200-400s，酸值＜1mgKOH/g，固體含量為75±2％，用量為0.5-3％。

分散劑，離子羧酸類分散劑，含顏料親和基團(tuán)，用量為0.5-3％。

增稠劑，為膨潤(rùn)土，用量為0.1-2％。

鈦白粉，為硫酸法生產(chǎn)，經(jīng)氧化鋯/氧化鋁處理而成的金紅石型二氧化鈦顏料，用量為25-35％。

消泡劑，為聚醚改性聚硅氧烷溶液，用量為0.1-0.8％。

流平劑，為改性丙烯酸，用量為0.1-0.8％。

酯類溶劑，為醋酸正丁酯，用量為3-15％。

醚類溶劑，為丙二醇甲醚，用量為1-8％。

硅烷偶聯(lián)劑，為含巰基-氨基三烷氧基硅烷，用量為0.1-5％。

以上甲組份中所含各種原材料之和為100％。

②所述稀釋劑中：

苯類溶劑，為甲苯，用量為10-50％。

醇類溶劑，為異丙醇，用量為10-40％。

醚類溶劑，為乙二醇單丁醚，用量為30-50％。

酯類溶劑，為醋酸正丁酯，用量為5-20％。

以上稀釋劑中所含各種原材料之和為100％。

(2)制備方法

①主劑制備方法

步驟A：按順序在500-800r/min轉(zhuǎn)速下加入第1-3項(xiàng)，分散均勻后，加入第4項(xiàng)，提高轉(zhuǎn)速至2500-3500r/min分散至細(xì)度≤15μm；

步驟B：調(diào)整轉(zhuǎn)速至800-1200r/min下，加入第5項(xiàng)，提高轉(zhuǎn)速至2500-3000r/min分散至細(xì)度≤15μm；

步驟C：調(diào)整轉(zhuǎn)速至800-1200r/min下，加入第6-10項(xiàng)，分散15min至均勻；

步驟D：送檢，合格后過濾包裝。

②稀釋劑制備方法

將四種溶劑在低速攪拌下混合均勻即可。

(3)施工說(shuō)明

本發(fā)明在施工時(shí)，在主劑中加入適量的稀釋劑攪拌均勻并調(diào)整至施工黏度，即可施工，室溫下干燥，即可獲得附著力和裝飾性能優(yōu)異的涂層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比；

其一、引用一種新型的硅烷偶聯(lián)劑，分子式為：

其中R₁為1-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；R₂為具有兩個(gè)仲羥基的5-12個(gè)碳原子的直鏈烷基；R₃為1-3個(gè)碳原子的直鏈烷基；R₄為1-12個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基。

其二，將這種新型硅烷偶聯(lián)劑用于雙組份聚氨酯主劑、雙組份環(huán)氧主劑和單組份丙烯酸主劑對(duì)應(yīng)的涂料中，很好的解決了常規(guī)涂料產(chǎn)品在玻璃、陶瓷等低表面能基材上難以附著的問題，使涂料在用于玻璃、陶瓷等低表面能基材上實(shí)用性與觀賞性兼得。該硅烷偶聯(lián)劑的特別之處在于：同時(shí)含有巰基、氨基、仲羥基和三個(gè)可水解官能團(tuán)。

其三，特殊的結(jié)構(gòu)帶來(lái)特殊的性能：一個(gè)分子中同時(shí)具有多個(gè)活性基點(diǎn)，在雙組份體系中與樹脂的交聯(lián)度高，提高體系的交聯(lián)度，促進(jìn)附著力；分子中含有仲羥基，可以與單組份體系中樹脂形成分子間氫鍵，增加締合；-Si(OR₄)₃結(jié)構(gòu)，三水解基團(tuán)使得其與無(wú)機(jī)基材的偶聯(lián)和自身縮合，保證了有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)基材之間的鏈接，增強(qiáng)附著力。

具體實(shí)施例

本發(fā)明的主旨是把一種新型硅烷偶聯(lián)劑加入到涂料主體或某一組份中，用以提高涂料在玻璃、陶瓷等低表面能基材上的附著力。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明：

實(shí)施例1組：雙組份聚氨酯體系，雙組份聚氨酯體系包括雙組份雙組份聚氨酯主劑和稀釋劑，雙組份聚氨酯主劑又包括A組份和B組份，

按照上面的配方，和上文所述制作工藝，制備A組份、B組份和稀釋劑。分別將1-5A組份與B組份以100:50的重量分?jǐn)?shù)比混合，加入適量的稀釋劑攪拌均勻并調(diào)整至施工黏度，即可施工，室溫下干燥后進(jìn)行性能檢測(cè)。A組份1與B組份配合為實(shí)施例1，A組份2與B組份配合為實(shí)施例2，并以此類推。

性能檢測(cè)：

結(jié)果分析：在雙組份聚氨酯體系中，隨著硅烷偶聯(lián)劑的加入，巰基和氨基與固化劑中的異氰酸根反應(yīng)，增加體系的交聯(lián)度同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑在有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)底材之間起到連接作用，漆膜的附著力顯著提高，硬度略有提升；加入量為3％時(shí)，達(dá)到最佳值。并且有優(yōu)異的可施工性和表面效果。

實(shí)施例2組：雙組份環(huán)氧體系，雙組份環(huán)氧體系包括雙組份環(huán)氧主劑和稀釋劑，雙組份雙組份環(huán)氧又包括C組份和D組份，

按照上面的配方，和上文所述制作工藝，制備C組份、D組份和稀釋劑。分別將甲組份與1-5D組份以100:25的重量分?jǐn)?shù)比混合，加入適量的稀釋劑攪拌均勻并調(diào)整至施工黏度，即可施工，120℃烘烤30min，干燥后進(jìn)行性能檢測(cè)。C組份與D組份1配合為實(shí)施例1，C組份與D組份2配合為實(shí)施例2，并以此類推。

性能檢測(cè)

結(jié)果分析：在雙組份環(huán)氧體系中，隨著硅烷偶聯(lián)劑的加入，氨基和巰基與環(huán)氧鍵反應(yīng)，增加體系的交聯(lián)度同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑在有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)底材之間起到連接作用，漆膜的附著力和硬度顯著提高；加入量為6％時(shí)，達(dá)到最佳值。并且有優(yōu)異的可施工性和表面效果。

實(shí)施例3組：?jiǎn)谓M份丙烯酸體系

按照上面的配方，和上文所述制作工藝，制備主劑和稀釋劑。向主劑中加入適量的稀釋劑攪拌均勻并調(diào)整至施工黏度，即可施工，室溫下干燥后進(jìn)行性能檢測(cè)。主1與稀釋劑組份配合為實(shí)施例1，主2與稀釋劑份配合為實(shí)施例2，并以此類推。

性能檢測(cè)：

結(jié)果分析：在單組份丙烯酸體系中，隨著硅烷偶聯(lián)劑的加入，在干燥的過程中，在一定程度上增加體系的交聯(lián)度同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑在有機(jī)涂層和無(wú)機(jī)底材之間起到連接作用，漆膜的附著力和硬度提高；加入量為2％時(shí)，達(dá)到最佳值。并且有優(yōu)異的可施工性和表面效果。

以上結(jié)果表明，該新型硅烷偶聯(lián)劑在加入涂料中，能明顯改善涂層在玻璃、陶瓷等低表面能基材上的附著力。

上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)過程中的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：

1、ASTM D3359-2009膠帶法測(cè)試涂層附著力的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)準(zhǔn)則；

2、GB/T 9754-2007不含金屬顏料的色漆漆膜的20°、60°和85°鏡面光澤檢測(cè)；

3、GB/T 1725-2007色漆、清漆和塑料不揮發(fā)物含量的測(cè)定；

4、GB/T 6753.1-2007色漆、清漆和印刷油墨研磨細(xì)度的測(cè)定；

5、GB/T 1726-1989涂料遮蓋力測(cè)定法；

6、GB/T 1728-1989漆膜、膩?zhàn)幽じ稍飼r(shí)間測(cè)定；

7、GB/T 6739-2006色漆和清漆鉛筆法測(cè)定漆膜硬度；

8、GB/T 6753.3-1986涂料貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)方法；

9、GB/T 13452.2-2008色漆和清漆漆膜厚度的測(cè)定。