CN101220217A - 建筑幕墙涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米陶瓷建筑幕墙涂料，该产品由纳米金属氧化物、着色颜料、有机硅固化剂及助剂等组成，具有超耐候、抗划伤、防火不燃、自清洁等特点。本发明产品可用于铝幕墙和地铁工程铝单板、铝蜂窝板的涂装。

Description

建筑幕墙涂料

技术领域

本发明属于涂料技术领域，尤其涉及基于无机物的涂料组合物。

背景技术

随着经济的快速发展，建筑幕墙饰材不断发生着演变和革新，铝质幕墙由于重量轻、外表华丽等特点已成为建筑外墙装饰的优选对象。伴随着烤漆技术的进步，铝幕墙的更新换代速度也很快。第一代使用透明粘贴涂表面处理的铝材，由于色彩单调暗淡和不耐紫外线等缺陷，很快被氟碳涂料所替代。氟碳涂料被称为第二代铝质装饰材料，它弥补了第一代产品的不足，加上具有色彩的多样性，并可保持20年的耐久力，所以被迅速推广应用。然而，随着产业化的高速推进，汽车排放的废气和灰尘、酸雨、橡胶粉尘等各种污染物质的产生，致命影响到氟碳涂层的耐久力和耐污染性，因而迫切需要更加优秀的新一代产品来取代。本发明开发的建筑幕墙陶瓷涂料，与碰到紫外线、汽车排气物、大气污染、酸雨就会老化、污染的有机涂层不同，陶瓷涂层可以发挥其特有的涂层性能，不仅具备多样的色彩和美丽的外观，还具有卓越的耐污染性和耐久力，让建筑始终保持全新的形象。

发明内容

1、发明目的

本发明旨在进一步提高铝幕墙涂料的耐久力和耐污染性。针对现有技术存在耐候性能欠佳、涂料颜色不够鲜艳、所用原料较贵的缺点，本发明利用陶瓷历经数千年不变的耐久力及自清洁特性，制备新一代建筑幕墙陶瓷涂料。

2、技术内容

其中A组份含有：

颜料    20-70

水      5-30

基料    20-60

溶剂    15-30

助剂1   0.60

助剂2   0.17

B组份含有有机硅固化剂。

A组分∶B组分＝3∶1-1∶1(重量比)

(1)涂料组成物

本发明建筑幕墙陶瓷涂料由A、B两个组分所组成，其中A组分由基料、颜料、助剂和溶剂所组成；B组分为固化剂。

A组分：

a、基料

基料，也称成膜物质，它的主要作用是将颜(填)料等粘结成一个整体，并赋予涂膜以光泽、防腐性能等功能。

本发明陶瓷涂料的基料为纳米级10-100nm金属氧化物。纳米金属氧化物是采用sol-gel溶胶-凝胶法制备而得。即用含高化学活性组份的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶经过干燥、烧结固化后制备出纳米结构的材料。主要有氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化锶等。

b、颜料

本发明所应用的颜料均为无机颜料。由于体系的特殊性，颜料与体系的匹配性非常重要，具体体现在：一是颜料在强酸性介质中要非常稳定，二是颜料中水溶性盐的含量要足够低；三是颜料对体系的PH值影响尽可能小。其次作为建筑幕墙涂料的颜料，为了与体系的超耐久特性相匹配，颜料的耐候性数据也是配方选用的重要依据。

颜料是建筑幕墙陶瓷涂料的一个重要组成部分，颜料使涂膜呈现色彩，使涂膜具有一定的遮盖被涂物件的能力。颜料还能增强涂膜的机械性能和耐久性能。颜料一般为纤细的粉末状的有色物质，将其均匀地分散在涂料中形成色漆，在成膜后均匀地分布在涂膜中。在建筑幕墙陶瓷涂料中，常用的着色颜料有钛白粉、铬铁黑、氧化铁黑、氧化铁红、氧化铁黄、钴蓝等；

常用的体质颜料有沉淀硫酸钡、瓷土、石英粉等；

常用的效应颜料包含铝粉、珠光粉，彩色玻璃粉，彩色石粉。

c、助剂

助剂的作用是对建筑幕墙陶瓷涂料或涂膜的某一特定方面的性能(如颜料的润湿分散性能、涂料的消泡性能等)起改进作用。当然由于体系的特殊性，助剂与体系的稳定性需要仔细评估。

d、溶剂

溶剂的作用是溶解或分散成膜物质，并能将涂料调节到合适的施工粘度以利于施工的进行。本发明中所使用的溶剂主要是醇类溶剂、酮类溶剂和水。

B组分：

固化剂为有机硅氧烷，优选三甲(乙)氧基取代的硅烷偶联剂。在成膜过程中，固化剂首先发生水解，然后与基料发生共聚反应及自身的缩合反应。纳米级金属氧化物与有机硅化合物之间的共聚及有机硅化合物之间的缩聚反应是陶瓷涂料成膜的基本原理。

(2)陶瓷涂料的生产工艺

陶瓷涂料的生产与通常的溶剂型涂料的生产工艺基本类似。所不同的是在生产过程中要充分关注体系的稳定性。具体的生产工艺包含以下工序：色浆的研磨；配漆；颜色的调整；粘度、固体分与PH值的调整；产品检验和包装和产品入库等。

陶瓷涂料涂料生产常用的设备主要有高速分散机、砂磨机、调漆灌或不锈钢拉缸等。由于体系为强酸性体系，设备和容器材质要考虑采用不锈钢材质或耐酸性好的塑料材质，并注意及时清洗，以免生锈。

(3)施工工艺

a、配漆：在耐酸的不锈钢或塑料材质的配漆罐中，称入计量的A组份(A组份需预搅拌均匀)，稍经搅拌，按固定比计量加入B组份，保持搅拌20-30分钟(搅拌速度控制在800r/m以内)，加盖静止熟化2.5-3小时，在施工前要再次搅拌均匀，并用200目以上的铜网过滤。

也可以采用滚动熟化的方法，即将A、B组分按配比混合均匀，置于密闭塑料容器中，在双辊机上连续滚动熟化4-5h。

b、工件的表面处理：

工件经除油后，进行喷砂处理(80-120目的刚玉砂较好)，除掉表面的锈迹、污渍，喷砂要均匀，喷砂过的工件要在8小时内喷漆。喷砂处理的工件在施涂前要在50-55℃的环境预热5-10min。

c、施工：采用喷涂施工，压力0.4-0.6MPa；喷涂时要将出漆量调节得较小，这样便于控制涂膜厚度和防止流挂，漆膜厚度控制在20-25μm，太薄涂膜对基材的遮盖性不良，涂膜光泽低；太厚，涂膜对基材的结合力下降，易产生开裂。喷涂时粘度(涂-4杯)控制在15秒以下较好；调节粘度和清洗喷枪使用工业乙醇或丙酮；临时不用的漆液要及时加盖，防止结皮和挥发；喷涂车间通风良好，除净灰尘，禁止明火。

d、固化：

本发明建筑幕墙陶瓷涂料，可以在120-200℃/15-60min条件下进行固化，推荐的固化工艺为：180℃/20min。

本发明陶瓷建筑幕墙涂料的特点是：第一，陶瓷涂膜不会像有机涂膜那样易于被紫外线、酸雨、汽车废气和大气污染等老化，能发挥更佳的抗蚀性能，属于半永久性材料；第二，陶瓷涂膜在300℃以下不会变色或涂膜受损；第三，陶瓷涂膜不会粘附大气中的污染物质，始终保持华丽的外观，同时它所释放的远红外线对人体新陈代谢起活性作用；第四，陶瓷涂膜色彩多样，可随意调节光泽，能满足建筑物对色彩和光度的不同要求，给建筑设计师提供更加广阔的空间。

具体实施方式

建筑幕墙陶瓷涂料A组分

实施例1建筑幕墙白色陶瓷涂料A组分

序号	名称	规格	数量wt
				1	氧化铝	Nyacol	44.3
2	纯水	工业	11.1
				3	R-706钛白粉	杜邦	29
4	异丙醇	工业	14.83
				5	非离子表面活性剂	楠本	0.60
6	助剂2	进口	0.17

建筑幕墙白色陶瓷涂料B组分

工艺：

1、在容器中加入物料1，搅拌下加入物料2、物料5和物料6，搅拌均匀。

2、加入物料3，搅拌均匀。

3、研磨至细度合格。

4、在搅拌下缓慢加入物料4，机械搅拌均匀，检测细度。

涂装：

将铝型材进行脱脂处理后，用120目刚玉砂进行喷砂处理。将上述涂料按A∶B＝2∶1(重量比)混合，搅拌至放热，然后继续搅拌10min。静置熟化3h后进行喷涂。涂膜厚度控制在20-30um。

对比例为某知名品牌进口氟碳涂料产品，底漆涂膜厚度为8-10um，面漆涂膜厚度为20-30um，固化工艺为：230℃/20min。

对涂膜性能进行检测，数据如下：

注：基材为喷砂铝板，下同。

实施例2建筑幕墙蓝色陶瓷涂料A组分

序号	名称	规格	数量
				1	氧化锆	Nyacol	20-70
2	纯水	工业	5-30
				3	R-930钛白粉	日本石原	50-10
4	HD555钴蓝	凯佰	10-20
				5	异丙醇	工业	15-30
6	助剂1	进口	0.60

建筑幕墙蓝色陶瓷涂料B组分

序号	名称	规格	数量
				1	有机硅化合物1	进口	60-90

2

有机硅化合物2

进口

10-40

A组分∶B组分＝3∶1-1∶1(重量比)

对涂膜性能进行检测，数据如下：

实施例3建筑幕墙红色陶瓷涂料A组分

序号	名称	规格	数量
				1	氧化硅	Nyacol	20-70
2	纯水	工业	5-30
				3	Tico655	凯佰	10-60
4	异丙醇	工业	15-30
				5	助剂1	进口	0.60
6	助剂2	进口	0.17

建筑幕墙红色陶瓷涂料B组分

A组分∶B组分＝3∶1-1∶1(重量比)

对涂膜性能进行检测，数据如下：

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种建筑幕墙涂料，其特征在于，涂料由A、B两个组份按3∶1-1∶1质量份比例所组成，

其中A组份各组分的重量份为：

颜料    20-70

纯水    5-30

基料    20-60

溶剂    15-30

助剂    10.60

助剂    20.17

B组份含有有机硅固化剂。

2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于所述的基料包括纳米金属氧化物和填料，其中纳米金属氧化物包括通过sol-gel溶胶-凝胶法制备得到的氧化锌、氧化钛、氧化钙、氧化锑、氧化铝、氧化锆、氧化硼、氧化硅；选用的填料包括硫酸钡、高岭土、石英粉、氧化铝。

3.如权利要求1所述的涂料，其特征在于选用的颜料为耐候、耐酸、水溶性盐含量小的中性颜料；颜料包括无机颜料或有机-无机复合颜料。

4.如权利要求1所述的涂料，其特征在于所用溶剂为醇类、酮类、水，优选异丙醇、乙醇、丁醇、丙酮、水。

5.如权利要求1所述的涂料，其特征在于所用助剂包括分散剂、流平剂、润湿剂、消泡剂、流变助剂；优选分散剂、润湿剂及流变助剂。

6.如权利要求1所述的涂料，其特征在于固化剂为有机硅氧烷，包括硅烷偶联剂；优选三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷的取代衍生物。

7.一种权利要求1-6所述的涂料的制备方法，其施工步骤如下：

a、配漆：

在耐酸的不锈钢或塑料材质的配漆罐中，称入计量的经预搅拌均匀的A组份，稍经搅拌，按固定比计量加入B组份，以小于800r/m的速度搅拌20-30分钟，加盖静止熟化2.5-3小时，在施工前再次搅拌均匀，并用200目以上的滤网过滤；

b、工件的表面处理：

工件经除油后，进行喷砂处理，除掉表面的锈迹、污渍；8小时内进行喷漆处理，喷砂处理的工件在施涂前要在50-55℃的环境预热5-10min；

c、施工：

喷涂施工的压力在0.4-0.6MPa之间；漆膜厚度控制在20-25μm，喷涂时粘度涂-4杯控制在15秒以下；调节粘度和清洗喷枪使用工业乙醇或丙酮；

d、固化：

本发明建筑幕墙陶瓷涂料，在120-200℃/15-60min条件下进行固化，优选的固化工艺为：180℃/20min。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于步骤a采用滚动熟化的方法，将A、B组分按配比混合均匀，置于密闭塑料容器中，在双辊机上连续滚动熟化4-5h。