CN101629051A - 一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料，以纯硅树脂乳液与自交联型纯丙乳液混拼为基料，以金红石钛白粉和色浆为颜料，以空心硅铝基陶瓷微珠和无机红外辐射粉为填料，以纳米TiO₂、负离子抗菌剂为添加剂，在多种助剂的配合下，经研磨、搅拌、混合、振荡分散、增稠过滤、包装等制备工艺制成有机和无机复合粘结体系的单组份彩色混凝土瓦涂料。本发明除有优异的物化性能外，还具有涂层光洁亮丽、净化空气、健康环保、保温隔热、抗菌防霉、防污自洁、装饰效果好及成本低廉的优点，广泛应用于建筑物彩色混凝土瓦的涂刷装饰，具有广阔的市场前景。

Description

一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料

所属发明领域

本发明涉及到建筑材料技术领域，具体说是涉及到一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料。

背景技术

当前，随着社会进步及经济快速发展，人们对于作为工作学习和生活居住所必须的各类建筑物的需求也日益增长，带动了建筑行业的日趋繁荣，而作为城市建筑物，除了其实用功能外，各类建筑物的建筑节能及城市美化功能也非常重要。作为各类建筑物的屋顶结构，现在都采用造型各异、多姿多彩的坡屋面，坡屋面可以极大的实现建筑节能及建筑美观。在现代建筑中，坡屋面的结构都是采用彩色混凝土瓦(以下简称彩瓦)材料部件来实现的。彩瓦具有强度高、使用寿命长、可装饰性好、施工快捷方便、无翘曲、不变形、防渗防漏、经济实用等优点，已经在坡屋面建筑中被广泛采用。彩瓦是用混凝土经辊压或模压成形、养护、再经着色而成。再其着色方法有2种：一种是同色瓦，即将颜料与水泥砂浆混合，整体着色；另一种是先生产本色瓦，然后用彩瓦涂料进行表面喷涂。同色瓦着色方法颜料用量大、成本高、颜色不鲜艳、易发花或泛霜、装饰效果差；而表面喷涂着色方法色泽鲜艳、光洁亮丽、成本较低、装饰效果好，目前其应用较多；但是也存在一定缺点，目前表面喷涂着色使用的是溶剂型彩瓦涂料，因溶剂挥发污染环境、危害人身健康，达不到环保要求。由于水性涂料具有环保无毒的特点，现在已经广泛应用在建筑外墙涂料中，如何将水性外墙涂料改进为彩瓦涂料，应用在彩瓦的着色，从而实现建筑的隔热节能、生态环保，是本技术领域当前急需解决的重要任务。

发明内容

本发明的目的是提供一种光洁亮丽、净化空气、健康环保、保温隔热、抗菌防霉、防污自洁、装饰效果好及成本低廉的用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料，同时也提供其制备工艺。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料，其特点在于，以纯硅树脂乳液与自交联型纯丙乳液混拼为基料，以金红石钛白粉和色浆为颜料，以空心硅铝基陶瓷微珠和无机红外辐射粉为填料，以纳米TiO₂、负离子抗菌剂为添加剂，在多种助剂的配合下混合成有机和无机复合粘结体系的单组份彩色混凝土瓦涂料，其配方各组份成分构成如下；

去离子水                     8-16％

分散剂                       0.5-0.8％

润湿剂                       0.1-0.4％

消泡剂                       0.2-0.6％

红外辐射粉                   3-8％

陶瓷空心微珠                 8-16％

25％纳米TiO₂浆               10-18％

40％负离子抗菌浆             1-6％

防腐剂                       0.1-0.5％

PH值调节剂                   0.1-0.5％

成膜助剂                     2-6％

乙二醇                       1-4％

钛白粉或色浆                 15-25％

纯硅树脂乳液BS43N            15-25％

自交联弹性纯丙乳液2848NG     15-25％

硅烷偶联剂KH-550             1-4％

增稠剂TT935                  0.1-0.5％

流平剂RM-2020                0.3-0.8％

以上各组份及成分的比例均按重量百分比计。

上述彩色混凝土瓦涂料的制备工艺步骤如下：

a.将无机红外辐射粉用研磨机研磨至细度达到1250目后备用；

b.将其中三种组份按(纳米TiO₂)∶(硅烷偶联剂KH-550)∶(水)＝25∶2.5∶72.5的比例混合均匀，调PH值等于6.5，用超声波发生器振荡分散2.5小时，制成25％的纳米TiO₂浆料；

c.将硅树脂乳液BS43N与自交联纯丙乳液2848NG按1∶1比例混合，加入乳液量3％的硅烷偶联剂KH-550，搅拌机内低速搅拌30min成复合基料后待用；

d.将去离子水加入高速分散机的分散釜内，搅拌下加入分散剂、润湿剂、PH值调节剂，防腐剂、1/2量消泡剂、成膜助剂、防冻剂，搅拌混合均匀后加入金红石钛白粉、红外辐射粉、高速分散30-40min，经砂磨机研磨，细度达到8-12μm的颜料浆；

e.将颜料浆打入调漆罐内，搅拌下加入纳米TiO₂浆、负离子抗菌添加剂浆料、陶瓷空心微珠，复合基料、余量消泡剂，加色浆调至需要颜色，低速搅拌30min，增稠至粘度达到90-95KU后过滤及包装。

本发明的原理是，彩瓦是处于建筑围护结构的屋顶部位，直接受太阳光的照射和风雨、冰雹、雪霜的侵袭，因此，对彩瓦涂料的质量要求应比外墙涂料更严格；传统的彩瓦涂料，为了追求防水性和耐玷污性，常常以增加涂膜的致密性和硬度来实现，然而却带来了涂膜透气透湿性不良和遇冰雹袭击后开裂等问题。为了减少或避免此类问题的发生，本发明的成膜物选用硅树脂乳液与弹性纯丙乳液在增容剂的参与下进行混拼复合，使涂膜具有一定的透气性和弹性。众所周知，纳米TiO₂是一种优良的光催化剂，在紫外光作用下产生的活性氧和OH自由基具有很高的反应活性，除可有效降解NOx、SOx外，同时也会对有机成膜物产生降解作用，造成涂膜表面粉化，因此，应选用无机粘结剂作为基料。硅树脂乳液是高分子三维交联化合物，其结构中每4个氧原子就有一个有机基团R取代，成为一种改性石英结构，硅树脂由三官能单元组成，是一种介于纯无机和纯有机之间的中间体系，其中无机成分占80％。因此，以该树脂为基料制备的涂料，其涂膜具有以下特点：①涂膜硬度高，高温不返粘，耐沾污性好；②耐紫外线老化、耐化学品腐蚀、耐热耐水性极佳；③能形成微细孔发达的多孔质涂膜，透气性良好；④粘结强度高、附着力强、不易起皮和脱落。而自交联弹性纯丙乳液2848NG是一种自交联、紫外光固化的弹性纯丙乳液，其Tg为-35℃、MFT为0℃，涂膜具有优良的弹性、耐水性、耐沾污性、耐候性及“呼吸”功能。将两种乳液以一定比例混拼复合，可取得优势互补和叠加效果。但是聚二甲基硅氧烷的溶度参数δp值在1.56×10⁴(J/m³)^1/2，而聚丙烯酸酯的δp值在(1.8-2.1)×10⁴(J/m³)^1/2范围，属于典型的互不相容体系，如将二者进行简单的物理共混易发生相分离，本发明采用硅烷偶联剂KH-550作增容剂，则改善了二者的共溶性，取得了较好的综合性能平衡效果，提高了涂膜在突发性冰雹袭击或机械冲击下的抗裂性能和低温柔性。由于活性氧和OH自由基具有的反应活性，当污染物及细菌等吸附于涂膜表面时，就会与自由电子或空穴结合，发生氧化还原反应，从而达到消除污染和杀灭细菌、霉菌的目的。实验结果证明，光催化涂料以太阳光为光源，每天降解大气中的NO_X的量为75mg/m²，对氮氧化物的降解效率可达80％。由于纳米TiO₂的小尺寸效应、量子效应和诱导效应，使光吸收带蓝移。实验证明，30-40nm的纳米TiO₂微粒具有对各种波长光的吸收带有宽化和蓝移现象的特点，可作为良好的紫外屏蔽、防老化材料；纳米TiO₂经紫外线照射后，其表面具有特殊的水油两亲性，属于“超双亲性界面材料”。在通常情况下，纳米TiO₂涂膜表面与水有较大的接触角，但经紫外线照射后，与水的接触角减小到5°以下，甚至可达到0°，即水滴完全侵润在TiO₂表面，显示非常强的亲水性。而油性液如乙二醇、十六烷、三油酸甘油酯等与纳米TiO₂有较大的接触角，但经紫外线照射后，这些液体也完全侵润在涂膜表面，具有有效的自洁防霉效果。此外，纳米TiO₂经表面改性后，禁带宽度降低，可采用的激发光波范围增大，容易产生电子-空穴分离，这样即使在微弱光源下也有杀菌防霉作用。实验表明，在颜色相同的条件下，本发明的纳米彩瓦涂料与普通彩瓦涂料相比，试板表面温度降低了10℃，背面钢板温度降低了14℃，内部环境温度降低了6℃，由此说明，研制的彩瓦涂料隔热降温效果良好。

经检测，本发明主要性能如下：

耐水性/h                    192h无异常

耐碱性/h                    96h无异常

耐洗刷性/次                 10000次无刷痕

耐人工老化(600h)            2000h不起泡

耐玷污性(5次)               6.7≤15

抗拉强度/Mpa标准态下        1.6

断裂伸长率/％100标准态下    100

导热系数/〔w/(m.k)〕        0.08

光反射率/％(白色)           85

法向辐射率(白色)            0.92

隔热降温性/℃(海灰色)    内部温差6

净化空气性能/％    甲醛      78≥75

                   甲苯      40≥35

                   Nox       86

抗菌率/％  大肠杆菌              99.8≥99

           金黄色葡萄球菌        99.9≥99

防霉性/级                        0级

由于在配方中采用了上述以纯硅树脂乳液与自交联型纯丙乳液混拼为基料，以金红石钛白粉和色浆为颜料，以空心硅铝基陶瓷微珠和无机红外辐射粉为填料，以纳米TiO₂、负离子抗菌剂为添加剂，在多种助剂的配合下，制备成用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料，其涂膜除有优异的物化性能外，还具有涂层光洁亮丽、净化空气、健康环保、保温隔热、抗菌防霉、防污自洁、装饰效果好及成本低廉的优点，达到了发明目的。

具体实施方式：

下面结合实施例详述本发明，所涉及的百分比均按重量百分比计。

实施例

一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料，以纯硅树脂乳液与自交联型纯丙乳液混拼为基料，以金红石钛白粉和色浆为颜料，以空心硅铝基陶瓷微珠和无机红外辐射粉为填料，以纳米TiO₂、负离子抗菌剂为添加剂，在多种助剂的配合下混合成有机和无机复合粘结体系的单组份彩色混凝土瓦涂料，其配方各组份成分构成如下；

去离子水              10％

分散剂                0.6％

润湿剂                0.2％

消泡剂                0.2％

红外辐射粉            4％

陶瓷空心微珠          10％

25％纳米TiO₂浆        10％

40％负离子抗菌浆      2％

防腐剂                      0.2％

PH值调节剂                  0.2％

成膜助剂                    3％

乙二醇                      2％

钛白粉或色浆                17％

纯硅树脂乳液BS43N           20％

自交联弹性纯丙乳液2848NG    18％

硅烷偶联剂KH-550            2％

增稠剂TT935                 0.2％

流平剂RM-2020               0.4％

彩色混凝土瓦涂料的制备工艺步骤如下：

a.将无机红外辐射粉用研磨机研磨至细度达到1250目后备用；

b.将纳米TiO₂∶KH-570∶水＝25∶2.5∶72.5的比列混合均匀，调PH值等于6.5，用超声波发生器振荡分散2.5小时，制成25％的纳米TiO₂浆料；

c.将硅树脂乳液BS43N与自交联纯丙乳液2848NG按1∶1比列混合，加入乳液量3％的硅烷偶联剂KH-550，搅拌机内低速搅拌30min成复合基料后待用；

d.将去离子水加入高速分散机的分散釜内，搅拌下加入分散剂、润湿剂、PH值调节剂，防腐剂、1/2量消泡剂、成膜助剂、防冻剂，搅拌混合均匀后加入金红石钛白粉、红外辐射粉、高速分散30-40min，经砂磨机研磨，细度达到8-12μm的颜料浆；

e.将颜料浆打入调漆罐内，搅拌下加入纳米TiO₂浆、负离子抗菌添加剂浆料、陶瓷空心微珠，复合基料、余量消泡剂，加色浆调至需要颜色，低速搅拌30min，增稠至粘度达到90-95KU后过滤及包装。

Claims (2)

1.一种用于建筑物的彩色混凝土瓦涂料，其特征在于，以纯硅树脂乳液与自交联型纯丙乳液混拼为基料，以金红石钛白粉和色浆为颜料，以空心硅铝基陶瓷微珠和无机红外辐射粉为填料，以纳米TiO₂、负离子抗菌剂为添加剂，在多种助剂的配合下混合成有机和无机复合粘结体系的单组份彩色混凝土瓦涂料，其配方各组份成分构成如下；

去离子水                  8-16％

分散剂                    0.5-0.8％

润湿剂                    0.1-0.4％

消泡剂                    0.2-0.6％

红外辐射粉                3-8％

陶瓷空心微珠              8-16％

25％纳米TiO₂浆            10-18％

40％负离子抗菌浆          1-6％

防腐剂                    0.1-0.5％

PH值调节剂                0.1-0.5％

成膜助剂                  2-6％

乙二醇                    1-4％

钛白粉或色浆              15-25％

纯硅树脂乳液BS43N         15-25％

自交联弹性纯丙乳液2848NG  15-25％

硅烷偶联剂KH-550          1-4％

增稠剂TT935               0.1-0.5％

流平剂RM-2020             0.3-0.8％

以上各组份及成分的比例均按重量百分比计。

2.制备如权利要求1所述彩色混凝土瓦涂料的制备方法，其工艺步骤如下：

a.将无机红外辐射粉用研磨机研磨至细度达到1250目后备用；

b.将其中三种组份按纳米TiO₂∶硅烷偶联剂KH-550∶水＝25∶2.5∶72.5的比列混合均匀，调PH值等于6.5，用超声波发生器振荡分散2.5小时，制成25％的纳米TiO₂浆料；

c.将硅树脂乳液BS43N与自交联纯丙乳液2848NG按1∶1比列混合，加入乳液量3％的硅烷偶联剂KH-550，搅拌机内低速搅拌30min成复合基料后待用；

d.将去离子水加入高速分散机的分散釜内，搅拌下加入分散剂、润湿剂、PH值调节剂，防腐剂、1/2量消泡剂、成膜助剂、防冻剂，搅拌混合均匀后加入金红石钛白粉、红外辐射粉、高速分散30-40min，经砂磨机研磨，细度达到8-12μm的颜料浆；

e.将颜料浆装入调漆罐内，搅拌下加入纳米TiO₂浆、负离子抗菌添加剂浆料、陶瓷空心微珠，复合基料、余量消泡剂，加色浆调至需要颜色，低速搅拌30min，增稠至粘度达到90-95KU后过滤及包装。