CN101302363A - 一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料及制备方法。传统的建筑涂层材料，大都依靠有机高分子树脂胶联而成膜，这种以高分子为主要成膜物质的涂层材料目前还存在耐水性和耐候性不好，有机挥发性成分较多，容易老化等不足。本发明用偏高岭土作为成膜物，通过掺加其它无机粉体进行改性和增强，获得了成膜性好、强度高、无毒环保的全无机建筑涂层材料；本发明涂层材料反应硬化体的密度只有1.6－1.9g/cm3，特别是与水泥砂浆层具有很强的结合力，可以直接涂于水泥砂浆层上作为腻子层或面层材料；具有更灵活的使用空间，和耐水、耐候的优势。本发明涂层材料制备工艺简单，成本低，无毒无污染。
Description
技术领域
本发明涉及的是建筑装饰材料领域，具体涉及的是一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料，特别是以偏高岭土为主要成膜基础，可用于建筑用内外墙腻子层，表面装饰层或者地面装饰层等领域的无机涂层材料。本发明还涉及该涂层材料的制备方法。
背景技术
传统的建筑涂层材料，包括腻子层和面层涂料，大都依靠有机高分子树脂胶联而成膜，并通过添加惰性无机粉体材料填充及改性而获得性能可靠的涂层。这种以高分子为主要成膜物质的涂层材料目前还存在诸多不足，譬如说耐水性和耐候性不好，有机挥发性成分较多，容易老化等；最突出的问题是作为腻子层，其与墙体砂浆层结合存在问题，当腻子层周围环境较潮湿时，其容易吸水而造成溶胀，当周围环境干燥时，其容易脱水而造成干缩，这样周而复始就容易造成腻子层与墙体剥离并脱落。目前出现的一种以氢氧化钙为成膜物的涂料(专利申请号：2004100285869)虽然解决了耐水、无毒环保等缺点，但存在易脆，不耐污，保存期短等缺陷，而且氢氧化钙跟CO2反应较慢，强度较低，流平性较差，同时有机物掺量还是相当高。
碱激发偏高岭土胶凝材料(也称作地聚合物材料)是以偏高岭土为主要原料，采用适当的工艺处理，通过化学反应得到的具有与陶瓷性能相似的一种新材料。20世纪70年代末，法国的J.Davidovits在深入研究古代建筑材料的基础上研制发明了这种地聚合物材料，该材料具有比高分子材料高得多的强度、硬度、热稳定性和抗氧化能力，但韧性不及有机聚合物；与陶瓷材料相比，地聚合物材料的结构是以环状链构成的连续三维网络构架，有“类晶态”和玻璃态两种结构，不存在完全的晶体和晶界，材料的各项性能来自于[-Si-O-Al-O-]n骨架，地聚合物材料的性能与陶瓷相近或更高。与水泥材料相比，地聚合物材料的聚合程度较高，反应后具有氧化物三维网络结构，在高温下亦能保持网络结构完整，因而地聚合物材料具有比水泥更高的强度、硬度、韧性、耐水性、高温稳定性和抗冻性。正是因为该材料具有高强、高稳定性和耐久性及常温下反应固化的特点，可以将其用作为涂层材料的成膜物质，但现有技术还没有解决涂层的硬化反应时间及硬化后产生的裂纹问题。这个关键问题正是本发明致力于要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料，通过惰性粉体的掺入降低本发明的反应速度，获得理想的硬化时间，同时掺入添加剂提高涂层的抗裂性能，消除反应固化后产生的裂纹，从而克服了现在偏高岭土作为成膜物质所制备的涂层材料所存在的不足。
本发明的另一目的是提供了该涂层材料的制备方法。
本发明的实现基于这样的原理：碱可以激发偏高岭土胶凝材料，因此本发明以偏高岭土为主要原料，通过碱性水玻璃将其激发，通过搀杂重质碳酸钙粉使其获得较高的致密度和硬度，增加了涂层韧性和遮盖力；添加高岭土提高了涂层材料的流动性；同时这两种惰性粉体的掺入降低了偏高岭土和水玻璃的反应速度，调节了涂层的硬化时间，使之能有充足的时间满足施工要求；掺入的添加剂主要用于提高涂层的抗裂性能，消除反应固化后产生的裂纹。
本发明的目的，由以下技术方案实现：一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料，由固体组份和液体组份组成，固体组份与液体组份的重量配比比例为1∶1-1.3，固体组份包括下述重量份的原料：
偏高岭土： 60～100份 高岭土：0～15份
重质碳酸钙粉：0～20份 灰钙粉：0～5份
抗裂添加剂： 2～10份
液体组份包括下述重量份的原料：
钠水玻璃或钾水玻璃：50～80份 水：30～60份
上述固体组份的优选配比为：
偏高岭土： 60～100份 高岭土：1～10份
重质碳酸钙粉：1～15份 灰钙粉：1～5份
抗裂添加剂： 2～10份；
所述高岭土为300目以上的高岭土原矿粉体或经过水洗优选后的高岭土粉体；
所述偏高岭土为高岭土粉体经过600～900℃，空气中煅烧2小时所得300-1000目细粉；
所述重质碳酸钙粉和灰钙粉为100目以上粉体；
所述抗裂添加剂为80-120目左右的粗颗粒石粉、石英粉或者是短纤维；
所述水玻璃的模数为1.0～2.0，固含量为40～45％(重量/重量)。
本发明的制备方法包括以下步骤：
(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉、灰钙粉和添加剂按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均匀30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.0-2.0的纳水玻璃或钾水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固体组份和液体组份以1∶1.0～1.3重量比混合，经搅拌均匀后即可使用。
采取上述措施的本发明解决了传统建筑涂料所具有的一些固有的缺陷，如有机成膜涂层硬度不高，不耐水及容易老化等不足。本发明中的偏高岭土作为无机材料成膜物，通过掺加其它无机粉体进行改性和增强，获得了成膜性好、强度高、无毒环保的全无机建筑涂层材料；本发明涂层材料反应硬化体的密度只有1.6-1.9g/cm3，特别是与水泥砂浆层具有很强的结合力，可以直接涂于水泥砂浆层上作为腻子层或者直接作为面层材料；如果作为面层材料可直接与砂浆层结合，免除中间的腻子层，因而具有更灵活的使用空间，如果作为外墙涂层，更具有耐水、耐候的优势。本发明所用各种无机材料粉体在世界各地分布广泛，低廉易得，根据不同用途可以选用不同白度、粒度和组成的粉体材料。本发明涂层材料制备工艺简单，成本也低，无毒无污染。
实施方式
根据不同用途，本发明有不同的实施方式。
实施例1
本配比材料可用作建筑腻子层。
原料配比：
固体组份及配比：
偏高岭土：60公斤 高岭土：12公斤 重质碳酸钙粉：20公斤
石粉： 8公斤
液体组份及配比：
钠水玻璃(模数为1.2)：60公斤 水：40公斤
具体的制备方法：
(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉和石粉添加剂按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.2的水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固体组份和液体组份以1∶1.0重量比混合，经搅拌均匀后即可施工。
实施例2
本配比材料可用作建筑装饰面层。
原料配比：
固体组份及配比：
偏高岭土(白度大于90％、1000目以上)： 70公斤
高岭土(白度大于90％、1000目以上)： 5公斤
重质碳酸钙粉(白度大于90％、300目以上)：15公斤
灰钙粉：5公斤 石英粉： 5公斤
液体组分及配比：
钠水玻璃(模数为1.5)：65份 水：35份
具体的制备工艺如下：
(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉、灰钙粉和石英粉按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均化30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.5的水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固体组份和液体组份以1∶1.2重量比混合，经搅拌均匀后即可施工。
实施例3
本配比材料可用作建筑腻子层或者面层；
原料配比：
固体组份及配比：
偏高岭土(白度大于90％、1000目以上)： 65公斤
高岭土(白度大于90％、1000目以上)： 10公斤
重质碳酸钙粉(白度大于90％、300目以上)：15公斤
灰钙粉：5公斤 石粉：5公斤
液体组份及配比：
钠水玻璃(模数为1.6)：65公斤 水：35公斤
具体的制备工艺如下：
(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉、灰钙粉和石粉按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均匀30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.6的水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固体组份和液体组份以1∶1.2重量比混合，经搅拌均匀后即可施工。
实施例4
本配比材料可用作建筑腻子层或者地面层；
原料配比：
固体组分及配比：
偏高岭土：70公斤 高岭土：8公斤
重质碳酸钙粉：15公斤 石英粉：5公斤
短纤维： 2公斤
液体组分及配比：
钠水玻璃(模数为1.3)：60公斤 水：40公斤
具体的制备工艺如下：
(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉、石英粉和短纤维按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均匀30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.3的水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固相组份和液相组份以1∶1.1比例混合，经搅拌均匀后即可施工。
实施例5
本配比材料可用作建筑地面层；
原料配比：
固体组分及配比：
偏高岭土：80公斤 重质碳酸钙粉：13公斤
灰钙粉：2公斤 短纤维： 5公斤
液体组分及配比：
钠水玻璃(模数为1.4)：70公斤 水：30公斤
具体的制备工艺如下：
(1)将偏高岭土、重质碳酸钙粉、灰钙粉和短纤维按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均匀30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.4的水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固相组份和液相组份以1∶1.2比例混合，经搅拌均匀后即可施工。
实施例6
原料配比：
固体组分及配比：
偏高岭土：80公斤 短纤维：15公斤
液体组分及配比：
钠水玻璃(模数为1.4)：70公斤 水：30公斤
具体的制备工艺如下：
(1)将偏高岭土和短纤维按比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均匀30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.4的水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固相组份和液相组份以1∶1.2比例混合，经搅拌均匀后即可施工。
Claims (4)
1.一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料，其特征在于所述的涂层材料由固体组份和液体组份组成，固体组份与液体组份的重量配比比例为1∶1-1.3，固体组份包括下述重量份的原料：
偏高岭土：60～100份 高岭土：0～15份
重质碳酸钙粉：0～20份 灰钙粉：0～5份；
抗裂添加剂：2～10份；
液体组份包括下述重量份的原料：
钠水玻璃或钾水玻璃：50～80份 水：30～60份。
2、根据权利要求上所述的一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料，其特征在于所述固体组份的优选配比为：
偏高岭土：60～100份 高岭土：1～10份
重质碳酸钙粉：1～15份 灰钙粉：1～5份
抗裂添加剂：2～10份；
3、根据权利要求1或2所述的涂层材料，其特征在于所述高岭土为300目以上的高岭土原矿粉体或经过水洗优选后的高岭土粉体；
所述偏高岭土为高岭土粉体经过600～900℃，空气中煅烧2小时所得300-1000目细粉；
所述重质碳酸钙粉和灰钙粉为100目以上粉体；
所述抗裂添加剂为80-120目左右的粗颗粒石粉、石英粉或者是短纤维；
所述水玻璃的模数为1.0～2.0，固含量为40～45％(重量/重量)。
4、根据权利要求1所述的一种以偏高岭土为成膜物质的涂层材料的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤：
(1)将偏高岭土、高岭土、重质碳酸钙粉、灰钙粉和添加剂按合适比例混合，在干粉搅拌机中搅拌均匀30分钟后，包装待用；
(2)将模数为1.0-2.0的纳水玻璃或钾水玻璃和水按比例混合均匀后包装待用；
(3)使用前将固体组份和液体组份以1∶1.0～1.3重量比混合，经搅拌均匀后即可使用。
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