无机陶瓷水漆有什么作用？晨光研究出来可以用于哪些领域呢？
无机陶瓷涂料是一种采用凝胶法工艺（原理见图1）生产的纯无机水溶性硅酸盐涂料，原料中采用的是无机溶剂及无机颜料。无机陶瓷涂料的主要特点是具有良好的防火性能、耐腐蚀性和超高的硬度。该涂料采用纯无机材料，即使受到高温，因其内部不含有可燃成份，所以也不会燃烧。采用该涂料涂覆的铝板经过国家防火建筑材料质量监督检验中心的检测，防火等级达到A1级的最高标准，即为不燃。在火灾发生时，该涂料不会产生烟雾，阻燃效果非常显著。此外，无机陶瓷涂料还具有以下一些特点。
1）耐污染性：采用该涂料涂覆的铝板涂膜拥有陶瓷所具有的拒水性和对各种化学溶剂的耐腐蚀性。
2）耐气候性：采用该涂料涂覆的铝板涂膜，因其所具有的Si-O离子键的键能高于紫外线的能量，使得紫外线对陶瓷涂膜几乎无影响；其耐紫外线性能的优越性使得烤瓷铝板在颜色、光泽的维持率上比一般涂料优越。
3）稳定的结构：就象岩石或陶瓷器经过长时间的风化也不会产生变化一样，陶瓷涂料涂层所具有的纯无机树脂及无机颜料形成的三维网状结构拥有很强的结构稳定性，可以在紫外线、酸雨、风、热辐射等外部环境中保持建筑物的寿命。
4）环保性：无机陶瓷涂料以水为分散剂，不会造成像有机涂料在喷涂中挥发到空气中而对空气产生污染的现象。因此，与传统的装饰板相比，采用无机陶瓷涂料喷涂的铝板是一种极具环保性的新型装饰材料。表2是有机物与无机物的特性比较。
树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何高分子化合物都称为树脂。树脂是制造塑料的主要原料，也用来制涂料(是涂料的主要成膜物质,如:醇酸树脂、丙烯酸树脂、合成脂肪酸树脂，该类树脂于长三角及珠三角居多，也是涂料业相对旺盛的地区，如长兴化学、纽佩斯树脂、三盈树脂、帝斯曼先达树脂等)、黏合剂、绝缘材料等，合成树脂在工业生产中，被广泛应用于液体中杂质的分离和纯化，有大孔吸附树脂、离子交换树脂、以及一些专用树脂。
陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。陶瓷的主要产区为彭城镇、景德镇、醴陵、高安、丰城、萍乡、黎川、佛山、潮州、德化、淄博、唐山、北流等地。此外景德镇是我国“瓷都”。
本发明的一个目的是提供一种能显示深色的水性涂料组成物。本发明的另一个目的是提供一种更具光不透明性的水性涂料组成物，以保护粘接剂。本发明的再一个目的是提供一种与所涂覆的玻璃基材热膨胀性相匹配的涂料。
在此，本发明披露了一种特别适用于钠钙玻璃的高固体水性涂料组成物。组成如下：
（1） 15%~30%（质量）的水溶性硅酸钠，
（2） 20%~30%（质量）的水，
（3） 足量的水溶性碱以使组合物的pH值至少为10.5，
（4） 微细金属氧化物粉末，可从下述组成从选择：氧化铜、氧化铁、氧化镍和氧化钴及其混合物，用量为25%~50%（质量），粒径小于7mm，
（5） 可选择地加入可在1300℃以下熔融的玻璃烧结物粉末，用量为15%~40%（质量），平均粒径小于10mm，
（6） 0~25%（质量）熔点至少为1700℃的钠钙玻璃粒子，该玻璃粒子的平均粒径小于20mm，
7） 0~10%（质量）的氧化锌。
另外，组合物中最好含有少量的氢氧化铝。本发明另一方面涉及制备上述水性涂料的一个较好的工艺，是将各成分分成两步混合而成。先将金属氧化物和低熔点成分与水混合在一起，该混合物再与剩余的成分混合在一起形成涂料。根据本发明的另一方面，使涂装在玻璃板上的涂料固化成膜。
本发明的组成物是用于涂装玻璃的水性涂料，如用于挡风玻璃四周边框“遮光”区域。如上所述，玻璃涂料成分由硅酸盐、水、水溶性碱、金属氧化物粉末（如氧化铜）、低熔点玻璃烧结物粉末和可选择地加入的由钠钙玻璃组成的一种或两种高熔点玻璃粒子及氧化锌组成成分。组成物的成分下面将作进一步的讨论。金属氧化物粉末，如氧化铜，使涂料呈黑至灰色。正如上面指出的，要求涂料的深度与汽车玻璃窗上其它涂料的颜色相当，或看起来基本相似。然而与预期的相反，加入更多的金属氧化物粉末无助于加深涂料黑灰色。而通过增加低熔点玻璃烧结物的用量，提高涂料的固含量，无需多加金属氧化物粉末就可加深玻璃颜色。可以认为涂料颜色加深的原因是低熔点玻璃陶瓷熔融时润湿了金属氧化物粉末，使得金属氧化物粉末看起来颜色加深了。对于本发明应用而言，无需证明这个推测是否正确，也不必理解。我们仅对无需多加金属氧化物着色剂即可加深涂料的颜色这一意外结果提出一种解释。
低熔点玻璃烧结物也可改进对玻璃、PVB（用来做挡风玻璃层压片）和氨基甲酸酯（通常用于密封及粘合汽车中的玻璃）的附着力。还可以加入氧化锌以进一步提高涂料对玻璃的附着力。这些成分以及可选择地加入的成分，下面均将详细讨论。
水溶性硅酸钠的含量为本发明组合物的15%~30%（质量），较好的量为15%~25%，在此“组合物的质量份”是指占组合物总质量的百分比。它们可以是单一的硅酸钠或硅酸盐的混合物。在本发明中有用的水溶性硅酸钠可用通式SiO2:Na2O来表示，两种氧化物的摩尔比为2:1~4:1。除了水溶性硅酸钠以外，本发明中也可含有与通式有类似结构的水溶性硅酸钾。当用这些成分时，其用量一般较少，较好的是小于5质量%，一般为组成物的5%~10%（质量）。
组成物需要的另一个成分是水，其用量为总组成物质量的20%~30%，较好的量为20%~25%。组成物中还包括水溶性碱，用于调整涂料组合物的pH值至少为10.5，较好的在12.5以上，更好的是约为13.5。为赋予涂料要求的贮存期，提供具有上述pH值的组成物是必须的。例如，pH值大于13的本发明涂料的活化期至少为3个月。可使用的水溶性碱如氢氧化钠和氢氧化钾等，优选氢氧化钠。碱的用量取决于所用碱的种类及浓度。例如，采用2N的氢氧化钠，一般的用量为组成物的2%~10%（质量），较好的为3%~8%，最好为3%~6%。使用碱最佳的用量和品种已有成熟的技术在此可作参考。
组成物中还含有微细金属氧化物颜料，可以选择氧化铜、氧化铁、氧化镍、氧化钴和它们的混合物，其中最好含有氧化铜。颜料使涂料呈黑色，用量为组成物质量的25%~50%，较好的量为35%~50%。微细粉末颜料的平均粒径小于7mm，较好的为3~7mm，最好为5mm。根据混合物和金属氧化物的比例，这些组合物的颜色从黑到灰。氧化铜是较好的，它使组成物呈黑色。涂料组合物中不希望使用氧化铬，因为它影响涂料对玻璃的附着力，因此本发明涂料是不含铬的。
涂料中还含有玻璃烧结物粉末，它是低熔点材料，熔点低于1300℃。在水性涂料组成物中的用量为15%~40%（质量），较好的量为15%~35%，最好为15%~30%（基于本发明黑色涂料组合物）。低熔点玻璃烧结物的用量最好为总组成物质量的25%。低熔点玻璃烧结物是以粉末的形式使用的，平均粒径小于10mm，较好的为3~7mm，最好为7mm。用于本发明组成物中较好的玻璃烧结物材料（一般是指陶瓷烧结物）是金属硅酸盐，如硅酸锌、硅酸硼、硅酸铋、硅酸钛、硅酸锆、硅酸铝及其混合物，因此，这些玻璃烧结物如硅酸钛玻璃、硅酸锌硼玻璃和硅酸铋硼玻璃。许多这些玻璃烧结物可从General Colors公司和O.Hommell公司购得。其它一些工艺成熟的玻璃烧结物也可用于本发明。
本发明者发现在使用相同量的金属氧化物着色剂的条件下，使用相对多用量的低熔点烧结物粉末可使涂料具有更高固含量，并使涂料看起来更黑。另外，在涂料中使用了这种低熔点烧结物明显改进了对玻璃（被涂基材）及对PVB或氨基甲酸酯密封剂（可能与涂料接触）的附着力。PVB是用于层压挡风玻璃中，氨基甲酸酯密封剂是用于玻璃和汽车车身之间。
除了上述所需的成分外，涂料组成物中还可选择地加入钠钙玻璃（高熔点玻璃烧结物）粒子。该成分可改进涂料的温度稳定性和对玻璃的附着力。此粒子可以任何钠钙玻璃制成，这种类型的玻璃在玻璃工业是熟知的。用于汽车工业和建筑工业中的钠钙玻璃通常采用漂浮玻璃加工法制得的。它通常用下列基本组成物来表征，成分含量（基于总的玻璃组合物的质量百分比）：二氧化硅68~75；氧化铝0~5；氧化钙5~15；氧化镁0~10；氧化钠10~18；氧化钾0~5。此外，氧化钙+氧化镁为6%~15%，氧化钠+氧化钾为10%~20%。这些玻璃可包括着色剂如氧化铁、氧化钴或氧化铜。通常加入紫外线吸收剂如二氧化钛或氧化铈改进光学性能。带有着色剂或不含着色剂或其它助剂的钠钙玻璃都可用于本发明涂料组合物。希望用于涂料组成物的这些玻璃粒子与涂料施工的玻璃底材相似或相同，但这不是必须的。本发明对特定的钠钙玻璃的使用无严格规定。玻璃粒子为粉末状或球状。一般粒子的平均粒径小于20mm，较好为3~15mm。粒径最好的范围在5~7mm之间。
在涂料组成物中可选择地加入的钠钙玻璃粒子的量为涂料组成物总量的25%以下。这种高熔点玻璃粒子在水性涂料中较好的用量为20质量%以下，最好在10%以下。将玻璃粉碎到要求的粒径或通过购买均可得到这些粒子。当用丝漏涂装法施工涂料时，粒子最好呈球状，这样对丝网的磨损较小。球状玻璃粒子可从Cataphote公司购得，商品名为Glas-Shot?，在球状粒子情况下，粒径为5~20mm或更小，因为这样最适用，但较小粒径的粒子不易购得。
无铬涂料还可地一步含有附着力促进剂：氧化锌。这种附着力促进剂象低熔点玻璃烧结物一样，可促进涂料对玻璃的附着力。此外，当涂料与作为层压挡风玻璃的乙烯接触时，这些附着力促进剂也可提高乙烯对玻璃的附着力。
氧化锌在组成物中的用量一般为10质量%以下，较好的量为2%~10%，更好为3%~6%，最好为4%~6%。用于涂料组合物中的氧化锌的平均粒径为2~3mm，但无严格限制。它同样可改进对乙烯和氨基甲酸酯密封胶的附着力。
本发明黑色涂料组成物中还含有表面活性剂。表面活性剂是熟知的材料，通常加到涂料中改进施工时液体涂料对基材的润湿性。表面活性剂如3M公司的“FC-171”等。在涂料组成物中的用量为0.1%~1.0%（质量），最好为0.25%~0.5%。另一种可选择地加入但是需要的成分是氢氧化铝，其用量为组成物质量的5%以下。一般加到涂料中的是氢氧化铝水合物，它可增加涂料的贮存期，并增加涂料对玻璃板的附着力。
该涂料组成物特别适用于汽车中的钠钙玻璃和建筑玻璃，但它的应用不限于此。它也可应用于其它玻璃如拱肩或装饰玻璃板，或玻璃以外的其他材料。
为了制备该涂料组成物，可将各成分加到一起，然后球磨，直至得到的成分的混合物完全均匀。如果它们（如玻璃粒子及可选择地加入的成分如玻璃烧结物）起始的粒径大于最终涂料所需的要求，研磨可使这些成分的粒径达到所需要求。制备涂料组成物更好的方法是两步法。第一步，金属氧化物和低熔点玻璃烧结物混合在一起，加入水形成混合物，一般采用常用于工业生产中的三辊磨混合这些材料。混合此混合材料并打碎聚集体降低聚集体的粒径。我认为用这种方法与水混合可润湿粉末粒子表面。第二步，继续用球磨机将混合物与涂料组成物中的其它成分混合。因为在第一步中金属氧化物/低熔点玻璃烧结物粒子已用水润湿，所以这些粒子易与最终成分混合。用这种方法制备的涂料可方便地用传统的施工工艺如丝漏施工法涂装在玻璃表面上。一般在室温下进行混合。碱可在第一步中加入，也可在第二步中加入，在第二步中加入较好。涂料具有良好的贮存期。但最好在涂料使用前再将金属氧化物和低熔点烧结物混合物加到其它成分中。
涂料制备完毕后，可采用任何工艺将其施工到基材上，尤其是用在汽车中的遮光玻璃板。玻璃板可用任何类型的按熟知的玻璃加工工艺制备玻璃。用于本发明的玻璃板希望是按熟知的漂浮玻璃加工法制备的钠钙汽车玻璃和建筑玻璃。
在上述应用中，通过任何涂料施工法按预定的式样施涂到玻璃板表面形成均匀的涂层，施工可采用如丝漏法，即用橡胶扫帚将涂料压过丝网穿过模板到玻璃板上。用丝漏涂装法将涂料施涂到汽车玻璃窗表面的工艺是熟知的。在这种情况下，丝漏施涂时特别希望周围的环境是潮湿的。用本发明涂料组合物施工时最佳的湿度环境是保持80±5%。通过保持涂料在施工所需粘度下的水含量，来保持潮湿的环境，以延长丝漏施工体系涂料的应用。最佳环境参见美国专利5509964中所述。称为“应用到玻璃上的涂料的设备和方法”。
涂料在预定模型中施涂到玻璃板上如在汽车玻璃窗的四周边框表面的不透明隐形带。汽车玻璃窗的隐形带是用于防止阳光照射而引起用于在车辆开口处安装玻璃窗的粘接剂降解，同时隐蔽位于玻璃边角下方的装置和结构成分。隐形带通常延伸到玻璃窗边角，并有足够的宽度以隐蔽下面的粘接剂和结构成分，但应尽量窄以使车辆的使用者有最大的视线。显然，在玻璃表面应用不同的涂料可使用其他预定的模型，这取决于固化涂料最终的用途。
当涂料用作汽车玻璃遮光时，较理想的膜厚为12~16mm。涂料可以施工成任何膜厚，但最佳膜厚应由特定的应用要求而定。
将本发明可固化涂料组成物应用到基材上后，易于在升温下烘烤足够的时间脱去水，固化成膜。固化可在任何温度下进行，但应低于玻璃软化点。由于水蒸发及固化在适中的温度下即可进行，如400℃以下，甚至在100~200℃之间，被涂玻璃不会软化，因此在适中的温度下固化不会引起玻璃变形。
而传统的有机溶剂型涂料需加热到玻璃软化点以上的温度进行固化。施涂到玻璃板上的涂料组成物一般先固化，以使被涂玻璃可进行进一步加工，即将玻璃板弯曲成所需的最终形状。将玻璃温度加热到其软化点以上以固化有机溶剂型涂料，可能会加快其形变。再次烘烤弯曲被涂玻璃，在高温下又使玻璃产品有可能第二次变形。由于本发明的涂料可在低于玻璃软化点的相对较低的温度下固化，因此，使玻璃产品变形的可能性最小。
此水溶性黑色涂料组成物可按任何方式干燥和固化。两种最好的方法是使施涂在玻璃上的涂料经受红外（IR）辐射或在微波炉中经受微波辐射。后一种方法尤其好，因为它可提供相对较小尺寸的简洁装置，需消耗和保持的能量较小。
在本发明一具体实施中，涂料组成物施涂到12￠￠×12￠￠的挡风玻璃样品表面上作为遮光带，在IR烘箱中涂料在150℃1min可固化，或在微波炉（4KW）不到1min即可固化。通过上述所用涂料组成物特例和被涂区域提出了本发明涂料固化用的最佳参数。
显然，本发明的涂料组成物可在适中温度固化是非常有益的，与需要明显以更高温度固化的涂料组成物相比节约了大量能源。此外，如上所述，当基材是玻璃时，固化传统有机溶剂型涂料需较高温度，这会引起玻璃板的视觉扭曲。本发明组合物克服了先前涂料在固化时需较高温度这个缺点。本发明的涂料尤其适用于玻璃，但也可用于涂装其他基材，如金属或塑料。
通常，被涂汽车玻璃接着将进行成型，如果玻璃要进行回火，将经受1150℃或更高，甚至1250℃的温度。这使涂料可进一步固化，虽然这对于基材上提供耐久和良好附着的涂层而言并不需要。
下面将举例更好地说明本发明。
实例
下面三个实例是按本发明制备的涂料组成物。所有成分的量均为总涂料组成物的质量百分比。
该黑色涂料组合物用丝漏涂装法施涂到玻璃（钠钙玻璃）板上，膜厚为16mm，在120℃IR烘箱中固化3min。
该黑色固化涂料具有均匀的涂膜及对玻璃优异的附着力，这可由下述方法证明：将被涂玻璃在60℃的热水槽中浸5d，而涂料没有脱层。
颜色比较测试
涂装玻璃表面并加热此玻璃至550℃以上使涂层完全固化。
其他四种涂料组合物制备如下：
将按本发明制备的两个涂料组成物（4、5）和不是按本发明制备的两个对比涂料（6、7）与常用油性涂料的颜色进行目测比较。
涂料（4、5）的黑度与油性涂料相当，而涂料（6、7）的黑色比不上同样的油性涂料，呈灰黑色。含有较多氧化铜着色剂的涂料（6、7）的颜色不如油性涂料深
2、水性不粘涂料的不粘性非常好，但是缺点就是硬度不高，硬度达到2H就很不错了（德国铅笔），而且耐磨性能有限。国内生产的不粘锅基本上都是出口欧美的铝或不锈钢煎锅，用在国内最多的就是电饭煲内涂。高档产品一般都采用三层系统，耐磨性较两层系统更好。但是由于前几年出现媒体报道PTFE可能致癌，所以陶瓷涂料应运而生，最大的卖点就是不含PTFE，而且硬度很高，可以达到5H以上，耐温好，可以耐400度高温。不过，缺点就是长效不粘性不佳，而且施工不方便。目前陶瓷涂料做的最好的是韩国公司。
3、炒锅不建议大家选用不粘锅，水性氟碳涂料根本经不起折腾，及时你用木铲也用不了几个月。陶瓷涂料要好些，不过时间长了它的不粘性就大打折扣。但是不粘煎锅就非常好了，优良的不粘性一定让你满意，欧美家庭都用这些煎牛排、鸡蛋什么的。电饭煲最好最好选用不粘锅，一锅饭做出来好的水性不粘内涂绝对不会有一粒米粘附。陶瓷涂料的尽量不要选用，因为长效不粘性较差，几个月以后就粘锅了。
4、区别水性氟碳涂料锅和陶瓷涂料的，看漆膜非常光滑而且光泽很高的是陶瓷涂料。偏软而且光泽不高、基本上都是黑色的是水性氟碳的。
5、市场上的不粘锅涂层品牌多为化学涂层,因为杜邦最早把特氟龙商标用在不粘涂层上，所以现在它成了传统不粘涂层的通称。
6、特氟龙的安全性至今尚无定论，除了产品本身的不确定性外，由于大量中国不粘锅企业使用国产低质不粘涂料，喷涂技术标准执行不严，使得使用此涂层的不粘锅产品广受质疑。目前中国市场上销售的基本都是涂层级别最低的不粘锅。
电饭煲的内胆涂层基本上分两类：一类是水性不粘氟碳涂料，主要是由PTFE提供不粘性。另一类是近几年才兴起的陶瓷涂料。区分水性氟碳涂料锅和陶瓷涂料，可以通过看漆膜的颜色来辨别，非常光滑而且光泽度很高的是陶瓷涂料偏软且光泽度不高，基本上都是黑色的是水性氟碳的。
目前我国的电饭锅内涂层多是用特氟隆为原料，也就是一种含氟的高分子。这种材料与不粘锅的材料一样，在250度以上的高温会分解出对人身体有害的物质。不过鉴于电饭锅的温度一般不会超过100度，所以烹饪的过程中还是相对安全的。
不过，这种材质容易受到大米、肉等酸性物质的腐蚀，一旦受到腐蚀后会导致涂层脱落。这种涂层如果吃进体内是不能被分解的，而且也不易排泄，长期滞留体内甚至会致癌。一旦发现家中的电饭锅出现涂层脱落的现象，就应该停止使用。
