涂料組合物的制作方法

專利名稱：涂料組合物的制作方法
技術領域：
本發明在第一方面涉及一種用于涂覆石材基底的方法，所述石材基底在本說明書應被理解為天然大理石或包括石灰質材料和/或白云化石灰石(dolomitic limestone)通過粘結劑成團塊的石骨料(stone aggregate),這種方法提供了一種涂層,其能夠提高所述石材基底的硬度，提高耐化學性，耐磨性和耐劃傷性。本發明的涂層提高了表面抵抗化學物質蝕刻的穩定性和減少了沾污。本發明的工藝允許在最佳狀態下提聞使用石材基底例如人造大理石板的壽命的同時，顯著擴大此類產品(考慮到暴露表面所顯示出的對多種因素的抵抗性)的使用范圍，以及減少在處理、運輸和安裝過程中的劃傷塊或缺陷塊的數量。本發明所述的第一方面的方法提供了一種基于自組裝技術的涂層，自組裝技術允許連接納米結構材料。
本發明的第二方面涉及一種由包含根據所建議的方法形成的涂層的石材所制成的板狀元件。本發明的第三方面提供一種組合物，其用于涂覆由石材所制成的板狀元件，該組合物包括通過自組裝方法將第一有機硅烷材料和無機納米粒子和/或微米粒子粘結到基料中。
背景技術：
在用于獲得人造大理石板的現有工藝中，使用具有優異可控粒度的大理石骨料的混合物，其代表超過90%的材料組合物。事先用催化劑和促進劑來達到所要求的情況的熱固性樹脂一般作為填料的粘結劑成分。由于所用礦物質的巖類學性質和聚酯樹脂的固有特性，人造大理石鋪材有著低耐化學性，當發生摩擦和劃傷時會降低基底的使用壽命。耐劃傷性和耐磨性與材料的硬度或抵抗性有關，一種材料被另一個劃傷所呈現出的抵抗性定義為材料的莫氏耐劃傷性和耐磨損性。這種情況是包括天然和人造大理石(aggIomeratemarble)的大理石型石材基底的主要缺點之一。基于硅氧烷或其他聚合物的傳統透明涂層有著良好的對間歇的沖擊或攻擊的抵抗性，但是它們對經受持續的壓力，例如通道地區時，有著低的抵抗性，這歸因于基于硅氧烷和塑料的產品的低的耐磨損和耐劃傷性。有不同的技術來解決上述缺陷。基于硅氧烷的填料(鈣硅石，納米粘土)光滑劑或添加劑一般成批使用。這些技術僅僅對有低耐磨性要求的應用的有效。當需要更高的耐磨性時，含有無機填料和層壓材料的樹脂的涂層技術被使用。但是這種解決方法產生了一種在高端裝飾產品市場不被看好的塑料視覺的表面。使用涂層是最先進的技術之一。涂層一般適用于保護、提高或裝飾不同的產品。然而，在涂層與聚合物材料之間由于后者的低極性而有著低粘結力。提高粘結力的方法一般包括通過不同的方法提高塑料的表面能暴露于高能量源例如火焰，電暈，等離子體和UV輻射處理。一般來說，通過涂層讓具有高表面能的表面變“潮濕”是很容易的，因此也將會更容易提高噴涂基底和相之間的粘結力。然而，當使用這些方法時仍然有些缺點，主要由于環境原因，這一事實它們是慢而且不是很均一的工藝，另外存在這些限制由于這些材料熱穩定性不好的事實。特殊的涂覆工藝例如物理氣相沉積(PVD)，化學蒸汽沉積(CVD)，和濕法沉積涂覆(或溶膠-凝膠)，均是已知的技術用于將無機涂料(SiO2，碳化物，氮化物，金屬氧化物...)沉積在不同的基底(包括塑料)上。然而，在塑料材料上這一類型的技術有一定的限制例如高成本，低沉積速度，高能量消耗和尤其產生毒氣。專利US5751018公開了一種包括通過SAM工藝在無機基底上應用半導體涂層的方法。特別是，它主張通過第一官能團共價鍵連結橋結構到無機基 底的表面，和通過它的其他官能團也是共價鍵連結到半導體納米晶體。這一專利的這一技術不適用于石材基底的涂層，因為均沒有考慮所述基底的性質和涂層的要求。申請W02004094303A2提出通過納米纖維連接兩種物品，其中對于一個實施方案，物品之一是石制的。在它的說明書中描述了 SAM工藝與微接觸噴涂工藝相結合以構造用于上述連接的納米纖維。申請EP1802455A2提出了應用磷酸鋁涂層到基底上。在它的說明書中它描述了這樣的涂層，尤其，提供更高的硬度。它也描述了一種附加涂層，“保護涂層”，能夠通過自組裝單層或SAM工藝應用于所述涂層。此附加涂層可以包括有機分子或聚合物，涂料基于硅烷，和提出的硫酸鋁材料本身一樣。它也描述了所提供的涂料可以包括有機或無機添加劑，例如金屬離子如硅，鐵，鋅和鎂或其混合物，和納米晶體鋅，鈦氧化物或它們的混合物。考慮到關于保護石材基底的所提及的現有技術的不足，一種新的涂料已經取得了發展，其在石材基底和透明涂層之間形成有高抵抗性的共價鍵、靜電、范德華力等化學鍵，石材基底是包括石灰質材料和/或白云化石灰石的骨料，以達到與具有石材視覺的石英板相似的抵抗性。

發明內容
本發明提供一種用于涂覆石材基底的方法，該方法通過在其上形成涂層以提高所述基底的硬度，耐磨性和抗劃傷性。所提供的涂層也使得表面更加地耐刻蝕和耐污。所提及的石材基底是基于，在一個優選方案中，包括石灰質材料和/或白云化石灰石石骨料混合物，通過粘結劑成團塊。該方法包括如下步驟在所述基底上施用包括至少一種有機材料和包括無機納米粒子和/或微米粒子的填料的涂層基料(coating matrix)；將所述的基料通過實施自組裝工藝和/或通過共價鍵結合、靜電結合、范德華力結合或氫鍵結合的粘結工藝而化學地粘結到基底上；和采用合適的方法一般來說通過提供熱能來干燥所述基料， 特別地，數量為至少一種有機材料、和/或納米粒子和/或微米粒子具有含Si-OH，SiOR (R =有機化合物)，或Si-Cl，醛或酮或C00H，NH2，磷酸根，膦酸根，磺酸根，硫酸根，或它們的組合中至少一種基團的分子。因此在本質上，本發明的方法包括使能夠形成三維網絡的有機和無機前體通過自組裝工藝形成納米結構的涂層，其通過化學鍵牢固地粘結于基底，包封不同的納米粒子和/或微米粒子，并且獲得的涂層具有高耐磨損性和耐劃傷性。關于有機材料，根據一個實施方案，它選自有機硅烷，有機磷酸酯，聚羧酸化合物，基于三嗪雜環類的化合物，并且所述的納米粒子是所述納米粒子和/或微米粒子成分官能化的金屬或半金屬的氧化物、碳化物，硼化物，氮化物的納米粒子，選自氧化鋁，碳化硼，氮化硼，硅酸鹽，玻璃微球，碳化硅，二氧化硅，石英，氧化銅，微米纖維和納米纖維，核-殼粒子，Ii-Na2SiO3或其組合。涂層基料進一步包括有機或無機粘結劑和有機或 無機溶劑。所述的粘結劑特別是熱固性水基聚合物，和所述的溶劑是水性或醇性介質，和所述的熱固性聚合物是基于三嗪雜環的化合物，例如甲氧基化的三聚氰胺。關于施用涂層基料的方法，優選通過有機材料和納米粒子和/或微米粒子的共沉積進行。為了在干燥所述基料的過程中加快自由官能團的脫水過程和提高其交聯性能的目的，所述方法進一步包括對于涂覆的基底的受控的加熱步驟。本發明的第二方面關于具有由本發明的第一方面所提供的方法形成的涂層的板狀元件，其包括天然石灰質基底或含有石灰質材料和/或白云化石灰石的人造石。根據一個實施方案，本發明的第二方面所提供的由石材材料所制成的板的基底的人造石包括粉末狀的石灰質和/或白云化石灰石和粘結劑樹脂。在另一個實施方案中，所述涂層包含了陷入所述基料中的選自氧化鋁，碳化硼，氮化硼，硅酸鹽，玻璃微球，碳化硅，二氧化硅，石英，氧化銅，微米-和納米纖維，核-殼粒子，Ii-Na2SiO3或它們的組合中至少一種材料的高硬度的無機微米-和/或納米粒子。根據第三方面，本發明也涉及用于涂覆例如剛剛所描述的石材制的板狀元件的組合物，包括第一有機硅烷材料和無機納米粒子和/或微米粒子，其具有選自Si-OH，SiOR(R=有機化合物)，或Si-Cl，醛或酮CO或C00H，磷酸根，膦酸根，磺酸根，硫酸根基團中至少一種的分子，其中所述的納米粒子和有機硅烷材料通過實行自組裝工藝和/或其他化學結合或靜電或化學相互作用方法而被粘結在基料中。在一個實施方案中，根據第三方面所提出的組合物也包括水基的有機粘結劑，水性、醇性、水醇性溶劑和反應促進劑。在一個優選方案中，所述的第一有機娃燒材料為有機官能化的娃燒，其選自如下的材料TE0S(原硅酸四乙酯)，Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，BTSE (I，2-二三乙氧基娃燒)，十TK燒基二甲氧基娃燒，(3-縮水甘油基氧基丙基二甲氧基娃燒)，_■氣_■苯基硅烷，二氯二甲基硅烷，有機膦酸酯類，聚羧酸化合物，基于三嗪雜環的化合物、或具有選自I，3，5-三嗪的三嗪基團或具有選自二氨基-PEG的自由氨基基團的有機材料。另外，所述的納米粒子和微米粒子選自氧化鋁，碳化硼，氮化硼，硅酸鹽，玻璃微球，碳化硅，硅石，石英，氧化銅，微米-和納米纖維，核-殼粒子，Ii-Na2SiO3或它們的組合中的材料。根據一個優選方案，本發明第三方面所提出的組合物設想，形成它的納米-和微米粒子，共同或選擇性地，被膦酸根、氨基、醛、磺酸根、硫酸根鹽、羧酸基團或有機硅烷官能化。關于有機粘結劑，帶有反應性官能團的熱固性聚合物被使用。
前述的優點和其他的優點和特點將通過下面的幾個實施例的詳細描述和附圖來更好地理解，這必須看作是非限制性描述。


在附圖中圖I圖示基底上的自組裝過程，這層是由水醇性有機硅烷溶液形成的。由于SiOH. . . HOSi單元的脫水反應和生成Si-O-Si鍵而導致的交聯發生在低溫熱處理后；圖2顯示了納米粒子，其結構由2個單元、一種組成的核、不同組成的外面部分形成；洋蔥型的納米粒子；圖3顯示了基底表面上的薄的自組裝層，其中展示了八核Si4O4單元；圖4顯示了表面功能化的其它實施例，基于使用氨基和醛官能團的自組裝； 圖5顯示了其中使用含有醛官能團的分子和三嗪用于自組裝過程的實例。包含的三嗪允許產生三維網絡；圖6圖示了在基底上的自組裝過程，其根據本發明的原理表面的輕度氧化，納米復合材料的自組裝和沉積。這個過程可以發生在3步內，2步內，甚至在一步內發生。圖7顯示了因自發的自組裝而導致的基料中的硅烷醇的結合。在這個過程中發生了脫水和鍵的形成；圖8在其頂部顯示了根據本發明的僅僅有微米粒子的涂層結構，而在底部描述了微米粒子和納米粒子的組合的結構。
具體實施例方式本發明提供了一種高硬度涂層，其基于納米填料和/或微米填料和TE0S，硅烷粘
結基料等。本發明提供的硬涂層配方允許石材基底的表面硬度增加超過2或3個點的莫氏硬度，該硬涂層是基于所述的納米填料和/或微米填料在醇性或水醇性水性溶劑中的分散體。該進展由多官能分子的基料組成，其中官能團之一是能夠自組裝或共價鍵結合，因此分子至少包括下述基團的一種Si-0(R =有機化合物)或Si-Cl，醛或酮，CO或C00H，磷酸根，硫酸根，或者這些官能團的組合例如硫醇膦酸根，其由于自發的自組裝將產生三維網絡。一些所用的分子是硫醇類，烷氧基硅烷類，羧酸類，烷氧基金屬鹽類(alkoxymetalIates)和勝酸類。第二官能團是在受控的方式下能夠引發單體聚合的基團。一些所使用的官能分子是原硅酸四乙酯，二-1，2 (三乙氧基甲硅烷基)乙烷，
3-縮水甘油氧基丙基二甲氧基娃燒，Y -氨基丙基娃燒，二氯二甲基娃燒，二 _ 二氯甲基苯基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷。為了促進基底與填料的粘結，水性/水醇性介質可以通過添加乙酸，鹽酸，酒石酸，乙二胺四乙酸等進行酸化，此類的酸通過產生硅烷醇，羧基或膦酸根基團促進自組裝。最終選擇的微米粒子和納米粒子在水性介質和/或膠體溶液中是穩定的，并且可以在形成分子的低聚反應過程中添加，從而納米填料在添加劑中有很好控制的百分比。
所用填料的選擇基于組合物，結構，尺寸和成本等。一些所考慮的填料是氧化鋁(Al2O3)碳化硼(B4C)氮化硼(BN)硅酸鹽玻璃微球碳化硅(SiC)二氧化硅(SiO2)石英氧化銅(CuO)微米和納米纖維為了提升石材基底表面和多官能納米結構涂層之間的分子交聯性，采用自組裝(self-assembly, SAM)技術，其能產生強鍵而不需要考慮待粘結表面的極性，而且可維持原始片的外觀。自組裝技術是基于這樣的事實，某些材料的表面能夠通過表面活化進行改性，表面活化可以包括所述的輕度氧化，和/或采用具有自組裝能力的分子的化學官能化方法。這項新技術提供了在材料表面和包括微米和納米粒子的涂層之間有效的結合，這歸因于在保持原始片的外觀的同時在表面上形成分子交聯的可能性。分子錨結方法包括3步活化，自組裝和微米和納米粒子的共沉積。當負責活化和負責在基底的表面上形成三維網絡的分子和微米和納米填料是在同一組合物中時，如圖6所描述的活化、自組裝和微米和納米粒子的共沉積這3步可以在一步內完成。第一步涉及為了使待處理基底的表面功能化的目的在適宜條件下的活化，在上述表面上產生用于有機分子的自組裝的最佳官能化基團，從而提高所述表面發生自組裝反應的可能性。在活化過程(第一步)中形成的羧基和羥基提供了活化點，因此分子與合適的官能團進行自組裝(第二步)。在所述的第二步中基于共價鍵和其他弱的相互作用例如靜電或在活化基底表面的官能團和雙或多官能團有機分子之間的范德華力的形成的自組裝技術被應用。因此，穩定的分子化學地粘結于部件表面必須是自發產生的。在第三步，高硬度的無機微米和納米粒子(SiC，BN, SiO2, TiO2, ZrO2,石英，氧化鋁，B4C等)的共沉積發生在基底表面以獲得高質量的涂層。微米和/或納米粒子陷入由所述的分子能夠形成的網絡中，最大化基料-粒子的相互作用。自組裝的分子通過化學吸附方法(被吸附物質通過其能量水平與那些化學鍵相近的力結合到固體表面，)粘結到表面，提供了在基底和分子間的有效結合。這三步可以減少為一步，為了那個結果必須將三個步驟中的硬的微米粒子和納米粒子在同一配方中使用，其將會與能夠使基底表面活化并通過自組裝產生三維網絡的分子共沉積在涂層里。通過化學的或靜電的相互作用或鍵的粘結獲得硬的透明的涂層，其具有高耐磨損性，同時維持機械性能。使用這一技術，使與微米和/或納米粒子不同的且有能力形成三維網絡的有機和、無機前體被封裝。圖7中顯示了由于自發的自組裝在基料中多官能分子的結合產生了三維網絡(例如硅烷醇基團的情況)，多官能分子具有選自至少以下一種基團Si-0或Si-Cl，CO或C00H,胺，羰基，游離醛基團，羧酸，磷酸根，硫酸根，或者這些官能團的組合例如硫醇膦酸根。關于附圖中的圖形，需要強調的是，當主要由結晶結構的金屬碳酸鹽(主要是碳酸鈣)構成的大理石表面用化合物例如有機硅烷、膦酸酯、硫醇、具有氨基、醛或羧酸基團的化合物處理時，薄涂層的沉積出現了 XCO3單元，生成了 -O-X-O-Si類型鍵，例如有機硅燒。對于這一類型的材料，硅化合物形成Si-O-Si-O類型鍵，從而形成與大理石基底具有優異粘結力的三維結構。、如果有機硅烷的基于水醇性的溶液在低溫下熱處理，它引起硅烷醇單元的脫水，其將從Si-OH變成Si-O-Si類型鍵(有或沒有有機鏈)，使得在層間交聯(圖I)。根據所用硅烷分子(BTSE ；TE0S, GLYMO，等. )，通過八核單元(SiO) 4(圖3)，洋蔥型(圖2)，等...形成納米粒子結構。這些在原處產生的氧化硅(SiO)納米粒子沉積在基底的表面，并且通過自組裝方法化學地粘結于表面。表面的官能化和自組裝的另一個例子是在二官能或多官能醛和胺基化學改性的表面之間的反應。在這種情況下，自組裝反應將在胺基官能團和醛基團之間發生(圖4)。當帶有醛官能團的分子用于引起自組裝反應時，可以使用不同類型的試劑，其能夠通過與自由醛基或羥基的反應產生三維網絡。這些分子必須有至少3個自由氨基基團例如三聚氰胺，三胺或四胺，等。(圖5)。具有高硬度的微米粒子和/或納米粒子將會被添加到配方中以更多地提高涂層的硬度和耐磨性。一些納米結構的涂層的抵抗性比普通使用的涂層的抵抗性大近似三倍和持續多于40 %。采用這種方法，納米粒子可以直接應用于涂層表面，最終成本可以顯著減少。而且，獲得從納米層到微米層的可定制厚度的可能性有助于成本的減少。形成的產品包括厚度為100nm-500iim的新涂層，其借助具有高硬度的微米粒子和納米粒子的自組裝通過共沉積而形成，為了此目的，使用具有在基底的表面和配方組分之間引起自組裝反應的能力的有機或有機金屬基料，允許形成三維網絡。檢測不同類型的官能分子、溶劑、以及填料在化學組成中的變化，組合物的結構和粒徑，直到獲得涂料的最佳配方。應用的參數(涂層厚度，干燥溫度...)，處理方式(浸涂，輥涂...)，等...也影響涂層的質量結果和最終性能。所有這些因素影響涂層的疏水性、產生的表面張力、分子間的正確交聯、或多或少的透明外觀、氣泡的產生、粘結性的損失例如其后粘性的表面、開裂等...因此，正確粘結劑、適宜溶劑介質的活化、最佳的填料的組合，也包括應用方法和某些具體的應用參數，最終導致獲得有效和化學上穩定的涂層。下面通過非限制性詳細說明本發明的幾個實施例的實現。實施例IIml鹽酸在磁力攪拌下加入到乙醇/水(80ml乙醇；20ml水)水醇溶液中，加入55ml的TEOS (原硅酸四乙酯)和23ml的GLYMO (3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷)。溶液持續攪拌10分鐘，加入粒徑為80nm的a -碳化硅5. 4g。混合物被持續攪拌5分鐘，之后施用于人造大理石板的表面。在120°C的烘箱中干燥25分鐘。實施例2Iml鹽酸在磁力攪拌下加入到乙醇/水(80ml乙醇；20ml水)水醇溶液中，加入40ml的TEOS (原硅酸四乙酯)和40ml GLYMO (3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷)。溶液持續攪拌10分鐘，加入粒徑為I U m的a -碳化硅5. 4g。混合物被持續攪拌5分鐘，之后施用于人造大理石板的表面。在85 °C的烘箱中干燥45分鐘。
實施例3人造大理石板(基底)在25°C下3. 5體積％的HCl水溶液中處理40秒。基底經過3次水洗，之后被干燥。Iml鹽酸在磁力攪拌下加入到乙醇/水(80ml乙醇；20ml水)水醇溶液中，加入25ml的TEOS (原硅酸四乙酯)和55ml GLYMO (3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷)。溶液持續攪拌10分鐘,加入粒徑為I U m的a -碳化娃4. 4g和粒徑為80nm的a -碳化娃lg。混合物被持續攪拌5分鐘，并施用于基底。在85 °C的烘箱中干燥45分鐘。實施例4人造大理石板(基底)在25°C下3. 5體積％的HCl水溶液中處理40秒。基底經過3次水洗，之后經過干燥。Iml鹽酸在磁力攪拌下加入到乙醇/水(80ml乙醇；20ml水)水醇溶液中，加入55ml的TEOS (原硅酸四乙酯)和25ml GLYMO (3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷)。溶液持續攪拌10分鐘，加入粒徑為6 u m的二氧化硅25g。混合物被持續攪拌5分鐘，之后施
用于基底。在85°C的烘箱中干燥45分鐘。通過基于微米-和/或納米填料和所述的硅烷(或膦酸鹽)粘結基料的新的硬涂層和使用基底的該粘結技術的組合-在基底上獲得了穩定的涂層。-基底硬度的提高得以實現。-改善基底的耐劃傷性得以實現。-由于在涂層和聚酯樹脂間產生了化學鍵，因此提高了涂層與基底間的粘結性。-測試樣品的耐化學性和耐清潔劑性得到了提高。-在低溫下施工得以實現。-因為所用的溶劑是水性的或水醇性介質，所以實現了在低毒性介質中施工，因此防止了有害揮發性氣體的排放和對于處理溶液的人沒有刺激性或其他健康危險。實施例5 :蝕刻測試一些大理石塊被拋光緊接著在其上完成蝕刻和沾污測試，并與未被拋光的塊進行比較。結果是拋光的塊已經沒有了涂層和很容易被鹽酸腐蝕。
觀察到仍有涂層的這些區域保持沒有改變。這樣的話，與未被處理的為3相比，所獲得的硬度達到了莫氏硬度6。發現一定的分離但是沒有觀察到劃傷也沒有材料損耗的發生。當鹽酸和堿液被傾注時，沒有氣泡并且直到幾個小時已經過去也沒有反應發生。相反，未被處理的塊直接被蝕刻和大理石立即被損耗了。本發明的方法能夠達到接下來的具體目標-在沒有改變基底原始外觀的情況下提高了耐磨損性能。-它沒有影響最終產品的其他性能(彎曲，耐沖擊性，加工性能，物理特性，機械性能等。)-采用這個新處理方法，形成了持久的穩定涂層，主要歸因于通過在涂層與基底之 間形成靜電、共價鍵類型等堅固的相互作用而獲得與基底的高粘結性。-它作用于寬范圍的基于通過有機粘結劑成團塊的石骨料的混合物的石材基底。粘結劑作為石材的粘結組分可以為熱固性和熱塑的。礦物質的性質根據所選用的天然石頭(大理石，石灰石，石英，花崗巖等 )的巖類學起源而變化。-它防止了當成批使用時的結塊問題。-它減少了在產品加工之后廢品的產生減少了劃傷塊的廢棄物。-最終產品的額外成本是最小的。-因為它們是基于無揮發溶劑的處理方法，所以沒有環境風險或健康風險。-在低溫下操作可以有沒有明顯的退化的塊，不像當更苛刻的沉積體系例如等離子或電暈這些所發生的。
權利要求
1.用于涂覆石型基底的方法，其包括在所述基底上形成涂層以提高其硬度、耐化學性、耐磨性和耐劃傷性，所述方法的特征在于其包括 在所述基底上施用涂層基料，其包含至少一種有機材料作為粘結助劑和包括無機納米粒子、或納米粒子和微米粒子的填料； 將所述基料化學地粘結到所述基底上；和 干燥所述基料， 其中所述的涂層基料進一步包括有機粘結劑和/或無機粘結劑和有機溶劑和/或無機溶劑； 其中所述的石型基底是基于石灰質材料和/或白云化石灰石的石骨料混合物，通過選自標準聚酯樹脂、環氧樹脂和丙烯酸樹脂的粘結劑成團塊；和 其中所述的有機材料是有機硅烷，其包括Si-OH、SiOR(R =有機化合物)、或Si-Cl、醛或酮或C00H、NH2、磷酸根、膦酸根、磺酸根、硫酸根、或其組合中至少一種的官能團。
2.根據權利要求I的方法，其中所述的納米粒子是用權利要求I中的官能團進行官能化的金屬或半金屬的氧化物、碳化物、硼化物、氮化物的納米粒子，選自氧化鋁、碳化硼、氮化硼、硅酸鹽、玻璃微球、碳化硅、二氧化硅、石英、氧化銅、微米纖維和納米纖維、核-殼粒子、n-Na2Si03或其組合。
3.根據權利要求I的方法，其中所述的粘結劑是熱固性水基聚合物，所述的溶劑是水性或醇性介質。
4.根據權利要求5的方法，其特征在于所述的熱固性聚合物為三嗪雜環類。
5.根據權利要求1-4中之一的方法，其特征在于在所述基底上施用所述的涂層基料是通過有機材料和納米粒子和/或微米粒子的共沉積來完成的。
6.根據權利要求I的方法，其特征在于所述基料的干燥包括施加熱到涂覆的基底上，以加速自由官能團的脫水過程和提高其交聯性。
7.由石材制成的板，包括天然石灰質基底或含石灰質材料和/或白云化石灰石的人造石，并具有根據權利要求1-6中之一的方法形成的涂層。
8.根據權利要求7的板，其特征在于所述的人造石包括粉末狀的石灰質和/或白云石材料和粘結劑樹脂。
9.根據權利要求7或8的板，其特征在于所述的涂層包括具有高硬度的選自氧化鋁、碳化硼、氮化硼、硅酸鹽、玻璃微球、碳化硅、二氧化硅、石英、氧化銅、微米纖維和納米纖維、核-殼粒子、n-Na2Si03或其組合中至少一種材料的無機納米粒子、或納米粒子和微米粒子。
10.用于涂覆由石材制成的板狀元件的組合物，其特征在于其包括用具有Si-OH、SiOR(R =有機化合物)、或Si-Cl、醛或酮或C00H、NH2、磷酸根、膦酸根、磺酸根中至少一種官能團的分子來官能化的無機納米粒子、或納米粒子和微米粒子的混合物，其通過自組裝方法和/或其他化學結合或靜電或化學相互作用方法被粘結于基料中。
11.根據權利要求10的組合物，其特征在于其還包含水基有機粘結劑、水性、醇性、水醇性溶劑和反應促進劑。
12.根據權利要求10或11的組合物，其特征在于所述的第一有機硅烷材料是有機官能化的硅烷，其選自以下材料TE0S(原硅酸四乙酯)、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、BTSE (1，2-雙(三乙氧基硅烷))、十六烷基三甲氧基硅烷、(3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷)、二氯(二苯基)硅烷、二氯二甲基硅烷、有機膦酸酯、聚羧酸化合物、基于三嗪雜環類的化合物或具有選自1，3，5-三嗪的三嗪基團或具有選自二氨基-PEG的自由氨基基團的有機材料，且其中所述的納米粒子和微米粒子選自以下材料氧化鋁、碳化硼、氮化硼、硅酸鹽、玻璃微球、碳化硅、二氧化硅、石英、氧化銅、微米纖維和納米纖維、核-殼粒子、Ii-Na2SiO3、或其組合。
13.根據權利要求12的組合物，其特征在于所述的納米粒子和微米粒子用膦酸根、氨基、醛、磺酸根、硫酸根、羧酸基或有機硅烷官能化。
14.根據權利要求11、12或13的組合物，其特征在于有機粘結劑是帶有反應性官能團的熱固性聚合物。
全文摘要
本發明的方法包括在石材基底上形成涂層以提高它的硬度、耐化學性、耐磨性和耐劃傷性，包括在基底上施用包括有機材料和包括無機納米粒子和/或微米粒子的填料的涂層基料；通過自組裝方法和/或共價鍵結合、靜電結合、范德華力結合或氫鍵結合等粘合方法，化學地粘合所述的基料到基底上；最后干燥所述基料。所述的有機材料選自有機硅烷、有機磷酸鹽、聚羧酸化合物、基于三嗪雜環類的化合物，并且所述納米粒子是金屬或半金屬的氧化物、碳化物、硼化物、氮化物的納米粒子。
文檔編號C09D5/00GK102725359SQ201080059071
公開日2012年10月10日 申請日期2010年12月15日 優先權日2009年12月23日
發明者A·奧爾特加穆爾吉亞德利, D·科爾德羅埃切巴瑞, E·舍內菲爾德, F·桑奇斯布里內斯, J·戈麥斯科爾東, M·D·洛倫茲阿卡 申請人:斯拉加納公司