CN103788731B - 一种无机组合涂料及应用其涂装建筑材料基材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种无机组合涂料以及使用其制作建筑材料基材的方法。该无机组合涂料的配方包括同水性氧化铝分散体、氧化铁分散体、氧化锆分散体、二氧化钛、无机颜料；填料组合成A组分和由二氧化硅作无机成膜促进剂的B组分；应用其制作建筑材料的步骤包括：对基材工件表面进行除油除锈、铬化或喷砂处理；涂料配备、过滤；涂装；烧结。本发明无机组合涂料配方先进，应用其制作的建筑材料具有安全、环保、柔韧性好、硬度高的优点，而且制作工艺简单，制作过程节能。

Description

一种无机组合涂料及应用其涂装建筑材料基材的方法

技术领域

本发明涉及一种涂料的配方及应用其涂装建筑材料基材的方法。

背景技术

金属材料具有质量轻、强度高、防火性能好等性能，在现代建筑上得以广泛应用。由于金属材料在空气中一接触到空气或水汽，容易氧化锈蚀，且不耐酸碱，因此用于建筑材料时会在金属基材上涂装防氧化的涂层，现有技术中大多采用FEVE氟碳涂料或搪瓷：

FEVE氟碳涂料：①配方：氟改性聚合树脂、颜料、助剂、溶剂等加工而成②工艺：基层处理→喷第层底漆→表干→喷第二层底漆→喷面漆→高温烧结（430℃）→成品；③存在问题：a.不环保：水染大、散发出的气体难处理，对人体伤害大，隐藏的化学物对人体的伤害可以在30年后才发现；b.不安全：遇明火会产生浓烟，对人体伤害极大；c.不节能：烧结温度要420℃以上，30分钟）；d.加工复杂：喷三层，损耗率高；d.硬度低。

搪瓷(enamel)：①配方：石英、硅酸盐，钾长石、高岭土；硼砂、硝酸钠、纯碱、碳酸锂、碳酸钙、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、氧化锑、二氧化锆、氧化钴、氧化镍、二氧化锰、氧化铁等等；②工艺：釉料制备→坯体制备→涂搪→烧结（850℃）→烧成→检验等；③存在问题：a.加工难：加工工艺复杂，工序多；b.不环保、不节能：需要高温烧结（850℃，30分钟以上）；c.易碎、柔韧性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种加工工艺简单节能，安全、环保、柔韧性好、硬度高的无机组合涂料，以及使用其涂装建筑材料基材的方法。

本发明无机组合涂料的配方包括A组分和B组分，所述A组分包含水性氧化铝分散体、氧化铁分散体、氧化锆分散体、二氧化钛、无机颜料、填料；所述B组分为无机成膜促进剂，所述无机成膜促进剂选用二氧化硅。

所述无机组合涂料中各成分的重量百分比为：水性氧化铝分散体30～40%、氧化铁分散体3～9%、氧化锆分散体6～10%、二氧化钛4～8%、无机颜料8～12%；填料18～22%、二氧化硅12～18%。

优化的，所述无机组合涂料中各成分的重量百分比为：水性氧化铝分散体35%、氧化铁分散体6%、氧化锆分散体8%、二氧化钛6%、无机颜料10%；填料20%、二氧化硅15%。

应用上述无机组合涂料制作建筑材料的方法，是按照以下步骤进行的：

1)选用铝、铁、锌基合金、铜等金属材料作为建筑材料基材，用pH值为7～9的低碱性清洗液作除油脂剂对基材工件表面进行除油除锈处理：处理温度为常温，处理时间2～8min；处理时配合气动搅拌，流动清洗液水洗两道，保持溢流；

2)喷砂处理：选择足够硬度的60～80目金刚砂，喷射冲击处理工件表面，以对工件表面进行除锈去氧化皮，喷射压力0.4～0.6Mpa、喷射距离为0.5m，喷射角度为45°～80°；

3)配涂料：将A、B组分置于滚动涂料罐30分钟使其混合并均匀分散，涂料罐转运速度为30rmp；

4)涂料过滤：混合均匀的涂料，使用300目以上的滤网过滤；

5)涂装：将过滤后的涂料装进喷枪对工件进行喷涂，工件在涂装前预热到45℃左右；

6)烧结：将涂装完成的工件在250℃条件下烘烤固化10分钟，然后置于空气中自然冷却即成。

或者，应用上述无机组合涂料制作建筑材料的方法，也可以按以下步骤进行：

1)选用铝、铁、锌基合金、铜等金属材料作为建筑材料基材，用pH值为7～9的低碱性清洗液作除油脂剂对基材工件表面进行除油除锈处理：处理温度为常温，处理时间2～8min；处理时配合气动搅拌，流动清洗液水洗两道，保持溢流；

2)铬化处理：（1）碱蚀：将工件置于含碱蚀剂2～3%、温度50～60℃的溶液中碱蚀2～10分钟；（2）水洗两道：置于保持溢流的常温的水中水洗两道2分钟，控制PH值为7～9；（3）出光：置于含出光剂5-8%的常温溶液中1～2分钟，保持总酸度为20-35点；（4）水洗：置于保持溢流的常温的水中水洗2分钟，控制PH值为5～7；（5）铬化成膜：置于含铬化剂1-3%的常温溶液中1～3分钟，①Cr⁶⁺含量:9.0～13.5；②PH值：1.5～2.5；③每日测定参数，补充铬化剂；④每2～6个月更换；⑤铬化膜为金黄至黄褐色，均匀；（6）再水洗两道：置于保持溢流的常温的水中水洗两道2分钟，控制PH值为5～7；（7）烘干：80°～150°条件下烘干20分钟；

3)配涂料：将A、B组分置于滚动涂料罐30分钟使其混合并均匀分散，涂料罐转运速度为30rmp；

4)涂料过滤：混合均匀的涂料，使用300目以上的滤网过滤；

5)涂装：将过滤后的涂料装进喷枪对工件进行喷涂，工件在涂装前预热到45℃左右；

6)烧结：将涂装完成的工件在250℃条件下烘烤固化10分钟，然后置于空气中自然冷却即成。

本发明的有益效果是，本发明所述无机组合涂料配方先进，应用其制作的建筑材料，具有以下性能：

环保：本发明无机组合材料全部由无机纳米材料组合而成，没有气味，对水资源、空气无污染，对大气也无污染。

制作工艺简单：只需单层涂层。

制作过程节能：烧结温度低，250℃，时间短，从烧结炉预热到250℃至至烧结固化完成不超过20分钟。

安全：测试中用达800℃明火烧，涂层没燃烧明火，轻微烟雾，对人体不影响。

柔韧性、硬度高：测试达5H硬度，具有良好的柔韧性和折弯性。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施例详细说明。

实施例一：

取水性氧化铝分散体35Kg、氧化铁分散体6Kg、氧化锆分散体8Kg、二氧化钛6Kg、无机颜料10Kg；填料20Kg绷组合成A组分；取二氧化硅15Kg作无机成膜促进剂为B组分。其中无机颜料根据散热器设计的颜色来选择，如黑色散热器选用氧化铁黑、氧化钴黑、锰钴黑、陶瓷黑、铜铬黑中的一种，或选用其中多种来配比，红色选用氧化铁红、陶瓷红中的一种，或用两种各配比。如本实施例制作红色建筑材料，无机颜料由氧化铁红、陶瓷红各50%配成。

按照以下步骤制作：

1)选用铝、铁、锌基合金、铜等金属材料作为建筑材料基材，本实施例选用铝基材，用pH值为7～9的低碱性清洗液作除油脂剂对基材工件表面进行除油除锈处理：处理温度为常温，处理时间2～8min；处理时配合气动搅拌，流动清洗液水洗两道，保持溢流；

2)根据公司设备，选择对工件进行喷砂或铬化处理，本实施例采用喷砂处理：为了增强产品涂层的附着力和涂层的硬度不含油污、泥土和石灰质，要求对基材表面进行喷砂处理，选择足够硬度的60～80目金刚砂，喷射冲击处理工件表面，以对工件表面进行除锈去氧化皮，喷射压力0.4～0.6Mpa、喷射距离为0.5m，喷射角度为45°～80°；干喷砂时，应注意通风、排尘；喷射时，应注意移动速度；喷射完毕，应及时清除黏附在处理表面的沙尘等；

3)配涂料：将A、B组分置于滚动涂料罐30分钟使其混合并均匀分散，涂料罐转运速度为30rmp；

4)涂料过滤：混合均匀的涂料，使用300目以上的滤网过滤，把一些粗的结晶体过滤丢；

5)涂装：将过滤后的涂料装进喷枪对工件进行喷涂，工件在涂装前预热到45℃左右；注意：①洗枪建议使用1825T（溶剂）；建议喷枪不要混用；②喷枪的喷嘴直径：推荐1.0毫米；空气压力：推荐2～4公斤/立方厘米；③因本涂料粘度较低，喷涂时应将喷枪出气量调小一些，雾化大些，这样漆膜不会流挂且省料；④注意空压机必须使用油水分离器等过滤装置；⑤熟化好的涂料在暂不使用的时候，尽可能密封，以避免溶剂挥发造成失光，并减少灰尘污染；⑥出现锈迹的基材绝对不可再喷涂涂料，以避免渗锈发生⑻除非重新进行严格的前处理；

6)烧结：将涂装完成的工件在250℃条件下烘烤固化10分钟，然后置于空气中自然冷却即成。

实施例二：

取水性氧化铝分散体40Kg、氧化铁分散体9Kg、氧化锆分散体10Kg、二氧化钛5Kg、无机颜料8Kg；填料18Kg绷组合成A组分；取二氧化硅12Kg作无机成膜促进剂为B组分。其中无机颜料根据散热器设计的颜色来选择，如黑色散热器选用氧化铁黑、氧化钴黑、锰钴黑、陶瓷黑、铜铬黑中的一种，或选用其中多种来配比，红色选用氧化铁红、陶瓷红中的一种，或用两种各配比。如本实施例制作黑色建筑材料，无机颜料由氧化铁黑、氧化钴黑、锰钴黑、陶瓷黑、铜铬黑各20%配成。

按照以下步骤制作：

1)选用铝、铁、锌基合金、铜等金属材料作为建筑材料基材，本实施例选用铝基材，用pH值为7～9的低碱性清洗液作除油脂剂对基材工件表面进行除油除锈处理：处理温度为常温，处理时间2～8min；处理时配合气动搅拌，流动清洗液水洗两道，保持溢流；

2)根据公司设备，选择对工件进行喷砂或铬化处理，本实施例采用铬化处理：（1）碱蚀：将工件置于含碱蚀剂2～3%、温度50～60℃的溶液中碱蚀2～10分钟；（2）水洗两道：置于保持溢流的常温的水中水洗两道2分钟，控制PH值为7～9；（3）出光：置于含出光剂5-8%的常温溶液中1～2分钟，保持总酸度为20-35点；（4）水洗：置于保持溢流的常温的水中水洗2分钟，控制PH值为5～7；（5）铬化成膜：置于含铬化剂1-3%的常温溶液中1～3分钟，①Cr⁶⁺含量:9.0～13.5；②PH值：1.5～2.5；③每日测定参数，补充铬化剂；④每2～6个月更换；⑤铬化膜为金黄至黄褐色，均匀；（6）再水洗两道：置于保持溢流的常温的水中水洗两道2分钟，控制PH值为5～7；（7）烘干：80°～150°条件下烘干20分钟；

3)配涂料：将A、B组分置于滚动涂料罐30分钟使其混合并均匀分散，涂料罐转运速度为30rmp；

4)涂料过滤：混合均匀的涂料，使用300目以上的滤网过滤，把一些粗的结晶体过滤丢；

5)涂装：将过滤后的涂料装进喷枪对工件进行喷涂，工件在涂装前预热到45℃左右；注意：①洗枪建议使用1825T（溶剂）；建议喷枪不要混用；②喷枪的喷嘴直径：推荐1.0毫米；空气压力：推荐2～4公斤/立方厘米；③因本涂料粘度较低，喷涂时应将喷枪出气量调小一些，雾化大些，这样漆膜不会流挂且省料；④注意空压机必须使用油水分离器等过滤装置；⑤熟化好的涂料在暂不使用的时候，尽可能密封，以避免溶剂挥发造成失光，并减少灰尘污染；⑥出现锈迹的基材绝对不可再喷涂涂料，以避免渗锈发生⑻除非重新进行严格的前处理；

6)烧结：将涂装完成的工件在250℃条件下烘烤固化10分钟，然后置于空气中自然冷却即成。

实施例三：

取水性氧化铝分散体31Kg、氧化铁分散体3Kg、氧化锆分散体6Kg、二氧化钛8Kg、无机颜料12Kg；填料22Kg绷组合成A组分；取二氧化硅18Kg作无机成膜促进剂为B组分。其中无机颜料根据散热器设计的颜色来选择，如黑色散热器选用氧化铁黑、氧化钴黑、锰钴黑、陶瓷黑、铜铬黑中的一种，或选用其中多种来配比，红色选用氧化铁红、陶瓷红中的一种，或用两种各配比。如本实施例制作黑色建筑材料，无机颜料选用锰钴黑。

按照以下步骤制作：

1)选用铝、铁、锌基合金、铜等金属材料作为建筑材料基材，本实施例选用铝基材，用pH值为7～9的低碱性清洗液作除油脂剂对基材工件表面进行除油除锈处理：处理温度为常温，处理时间2～8min；处理时配合气动搅拌，流动清洗液水洗两道，保持溢流；

2)根据公司设备，选择对工件进行喷砂或铬化处理，本实施例采用喷砂处理：为了增强产品涂层的附着力和涂层的硬度不含油污、泥土和石灰质，要求对基材表面进行喷砂处理，选择足够硬度的60～80目金刚砂，喷射冲击处理工件表面，以对工件表面进行除锈去氧化皮，喷射压力0.4～0.6Mpa、喷射距离为0.5m，喷射角度为45°～80°；干喷砂时，应注意通风、排尘；喷射时，应注意移动速度；喷射完毕，应及时清除黏附在处理表面的沙尘等；

3)配涂料：将A、B组分置于滚动涂料罐30分钟使其混合并均匀分散，涂料罐转运速度为30rmp；

4)涂料过滤：混合均匀的涂料，使用300目以上的滤网过滤，把一些粗的结晶体过滤丢；

5)涂装：将过滤后的涂料装进喷枪对工件进行喷涂，工件在涂装前预热到45℃左右；注意：①洗枪建议使用1825T（溶剂）；建议喷枪不要混用；②喷枪的喷嘴直径：推荐1.0毫米；空气压力：推荐2～4公斤/立方厘米；③因本涂料粘度较低，喷涂时应将喷枪出气量调小一些，雾化大些，这样漆膜不会流挂且省料；④注意空压机必须使用油水分离器等过滤装置；⑤熟化好的涂料在暂不使用的时候，尽可能密封，以避免溶剂挥发造成失光，并减少灰尘污染；⑥出现锈迹的基材绝对不可再喷涂涂料，以避免渗锈发生⑻除非重新进行严格的前处理；

6)烧结：将涂装完成的工件在250℃条件下烘烤固化10分钟，然后置于空气中自然冷却即成。

Claims (2)

1.一种无机组合涂料，其特征在于：该组合涂料的配方包括A组分和B组分，所述A组分包含水性氧化铝分散体、氧化铁分散体、氧化锆分散体、二氧化钛、无机颜料、填料；所述B组分为无机成膜促进剂，所述无机成膜促进剂选用二氧化硅；

该组合涂料中各成分的重量百分比为：水性氧化铝分散体35%、氧化铁分散体6%、氧化锆分散体8%、二氧化钛6%、无机颜料10%；填料20%、二氧化硅15%。

2.一种应用权利要求1所述一种无机组合涂料制作建筑材料的方法，其特征在于：它是按照以下步骤进行的：

1)选用铝、铁、锌基合金、铜金属材料作为建筑材料基材，用pH值为7～9的低碱性清洗液作除油脂剂对基材工件表面进行除油除锈处理：处理温度为常温，处理时间2～8min；处理时配合气动搅拌，流动清洗液水洗两道，保持溢流；

2)喷砂处理：选择足够硬度的60～80目金刚砂，喷射冲击处理工件表面，以对工件表面进行除锈去氧化皮，喷射压力0.4～0.6Mpa、喷射距离为0.5m，喷射角度为45°～80°；

3)配涂料：将A、B组分置于滚动涂料罐30分钟使其混合并均匀分散，涂料罐转运速度为30rmp；

4)涂料过滤：混合均匀的涂料，使用300目以上的滤网过滤；

5)涂装：将过滤后的涂料装进喷枪对工件进行喷涂，工件在涂装前预热到45℃；

6)烧结：将涂装完成的工件在250℃条件下烘烤固化10分钟，然后置于空气中自然冷却即成。