一种金属表面易清洁透明涂料及其制备方法与流程

本技术涉及涂料，主要涉及一种金属表面易清洁透明涂料及其制备方法。

背景技术：

1、家居金属制品包括铝合金门窗和厨具等，经常接触雨水和油污，容易导致灰尘和油污沉积，需要频繁地清洁。此外，这些金属制品的表面在使用或清洁时容易被涂鸦或者刮伤，难以修复，严重影响其美观。针对金属表面的易清洁防护，一般需要在其表面构筑一层疏水且防油的涂层，此原有涂层在经历长时间使用后，以及，在受紫外线以及清洗剂的作用下，难以保持原有性能。为了使家居金属能快速恢复易清洁防护，需要开发一种适合家庭使用的易清洁涂料。这类易清洁涂料须具备操作简便，性质稳定，无色透明且安全无害等特征。

2、当前已报道的相关技术，大多采用改性聚硅氧烷树脂、丙烯酸酯树脂为主要原料，在金属基材表面形成一层低表面能的有机涂层，为进一步增强疏水性，或结合微纳结构技术，通过添加纳米粒子和微米粒子构建微纳结构。但该类涂层大多存在附着力低的问题，而且在经常受到阳光照射、雨水冲刷以及油烟附着的地方，该类涂层使用寿命大幅减少。此外，微纳结构在长时间的清洗摩擦下，非常容易脱落。

3、专利申请cn108676442a和cn108129971a中提到的一种具有防油耐刮功能的金属表面涂层，需要在100℃高温下固化，这不适用于家庭场景或使用中的金属制品。专利申请cn113953166a和cn11442508a为了增加有机涂层与金属的结合力，需要在金属表面先建立一层二氧化硅层或生物多酚层，同样增加了易清洁涂层制备的复杂性。专利申请cn108276812a提到使用硅烷偶联剂与硅溶胶复配，得到透明的喷涂液，虽具有良好的疏水性，但是在防涂鸦以及抗划伤等性能方面有待提高。专利申请cn121228152a，尝试使用含氟改性的聚硅氧烷树脂以及环氧改性的有机硅树脂，增强涂层的疏油性和附着力，却没有考察其耐磨性和抗划伤性。以上专利申请方案中均只关注到金属表面易清洁涂料的部分功能，不能完全满足用于家庭场景的易清洁涂料所需要具备多方面的性能。

4、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种金属表面易清洁透明涂料及其制备方法，旨在解决现有的易清洁涂料不能满足家庭场景使用所需具备的性能的问题。

2、本技术的技术方案如下：

3、一种金属表面易清洁透明涂料，其中，按照重量份数计，包括以下原料：

4、改性丙烯酸酯树脂：5-15重量份；

5、铝溶胶：5-15重量份；

6、硅溶胶：10-20重量份；

7、硅烷偶联剂：5-10重量份；

8、溶剂：34-73.5重量份；

9、所述改性丙烯酸酯树脂由单体原料在所述溶剂中聚合得到，所述单体原料包括氟取代丙烯酸酯类单体、长碳链丙烯酸酯类单体、乙烯基硅氧烷类单体。

10、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述金属表面易清洁透明涂料，按照重量份数计，所述单体原料用量如下：

11、所述氟取代丙烯酸酯类单体：1-5重量份；

12、所述长碳链丙烯酸酯类单体：1-5重量份；

13、所述乙烯基硅氧烷类单体：1-10重量份；

14、所述改性丙烯酸酯树脂的原料还包括引发剂；

15、所述引发剂的加入量为单体总质量的1wt%。

16、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述长碳链丙烯酸酯类单体的碳原子数在12-18范围内；

17、所述氟取代丙烯酸酯类单体的氟碳链碳数为3-6。

18、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述氟取代丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸三氟乙酯中的一种或两种以上的混合物；

19、所述长碳链丙烯酸酯类单体为丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯中的一种或两种以上的混合物；

20、所述乙烯基硅氧烷类单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的一种或两种以上的混合物。

21、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述氟取代丙烯酸酯类单体、所述长碳链丙烯酸酯类单体、所述乙烯基硅氧烷类单体的质量比为1:1:1。

22、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述硅烷偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三甲基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上的混合物；

23、所述硅烷偶联剂用于对所述硅溶胶和所述铝溶胶进行改性处理；

24、所述硅溶胶和所述铝溶胶采用相同或不同的所述硅烷偶联剂进行改性处理；

25、用于处理所述硅溶胶的所述硅烷偶联剂的质量与所述硅溶胶的质量之比为1:3~1:1；

26、用于处理所述铝溶胶的所述硅烷偶联剂的质量与所述铝溶胶的质量之比为1:5~1:1。

27、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述溶剂为乙醇。

28、所述的金属表面易清洁透明涂料，其中，所述金属表面易清洁透明涂料，按照重量份数计，还包括以下原料：

29、抗划痕助剂：1-5重量份；

30、抗老化剂：0.5-1重量份；

31、所述抗划痕助剂为聚二甲基硅氧烷（硅油）及其改性物中的一种或两种以上的混合物；

32、所述抗老化剂为irganox® 1010、hostavin®n30p、tinuvin®nor®600、adkstab ao-60和hs-770 的一种或两种以上的混合物。

33、一种如上所述的金属表面易清洁透明涂料的制备方法，其中，包括以下步骤：

34、在溶剂中加入引发剂，对体系通入氮气鼓泡，然后，将体系进行加热至回流状态，通过滴加的方式分别同时加入氟取代丙烯酸酯类单体、长碳链丙烯酸酯类单体、乙烯基硅氧烷类单体，在回流状态下反应1-2h，得到改性丙烯酸酯树脂溶液；

35、在硅溶胶中加入硅烷偶联剂，在室温下搅拌反应1h，得到改性硅溶胶；

36、在铝溶胶中加入硅烷偶联剂，在室温下搅拌反应1h，得到改性铝溶胶；

37、将所述改性硅溶胶与所述改性铝溶胶混合，再加入所述改性丙烯酸酯树脂溶液，调节ph=3-5，在室温下搅拌1-2h，得到所述金属表面易清洁透明涂料。

38、所述的金属表面易清洁透明涂料的制备方法，其中，在所述在室温下搅拌1-2h的步骤后，还包括以下步骤：

39、加入抗划伤助剂和抗老化剂；

40、当所述金属表面易清洁透明涂料的原料总质量不足100份时，在所述加入抗划伤助剂和抗老化剂的步骤后，还包括以下步骤：

41、补充所述溶剂，使所述金属表面易清洁透明涂料的原料总质量达到100重量份。

42、有益效果：本技术的金属表面易清洁透明涂料，是一种透明的溶液，通过喷涂在金属表面，可以在常温快速固化形成易清洁涂层，形成的易清洁涂层具有优异的疏水疏油性能、优异的附着力性能、优异的耐磨性能、优异的抗划伤性能等优点。