一种无机抗裂耐老化涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑涂料技术领域,具体涉及一种无机抗裂耐老化涂料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展,环境污染越来越严重,国际环境保护法颁布后,作为主要污染源的涂料工业朝着低污染环保型方向发展。世界各国都对涂料有机挥发物(VOC)含量作出了限定,美国从2001年限定的100g/L到2008年的50g/L,中国承诺2020年CO2排放比2005年下降40%~45%,符合环保成了涂料发展方向。
物件暴露在大气之中,受到氧气、水分等的侵蚀,造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象。在物件表面涂以涂料,形成一层保护膜,能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展,使各种材料的使用寿命延长,因此一种高效的涂料可以起到很好的保护效果,降低物件的损耗率,节约资源。
随着涂料行业的不断发展,以丙烯酸酯、PVC聚合物等为涂层的产品也很多,但有的涂层有轻微的腐蚀性、吸尘、耐候性差,且污染环境。
现有的无机涂料还不能很好的兼顾多种涂层的涂刷功能,而且还有着粘性差、成膜易出现裂纹等缺点,所以,急需开发一种站粘性好、成膜性强且耐老化的无机涂料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种无机抗裂耐老化涂料,该涂料粘结性强、施工性好、耐老化、抗裂、使用寿命长,且无毒环保;
本发明的另一目的在于提供此种防水防腐涂料的制备方法,该方法操作简单、生产方便、对设备的要求低,适用于工业化大规模生产。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:
进一步地,它还包括杀菌剂和防霉剂。
进一步地,所述硫酸钙晶须为经过铝酸酯偶联剂改性的硫酸钙晶须。
进一步地,所述颜料为钛白粉。
进一步地,所述填充剂为高岭土、立德粉、或氧化铝中的一种或多种的混合。
进一步地,所述成膜助剂为醇酯十二成膜助剂。
进一步地,所述消泡剂为Tego-810消泡剂。
进一步地,所述增稠剂为增稠剂MS-2。
进一步地,所述pH调节剂为20%的氢氧化钙溶液。
一种无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至250~350r/min,加入A份消泡剂、丙二醇、pH调节剂后分散3~7min;
S3.提高分散机转速至700~900r/min,加入颜料、填充剂、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1100~1300r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至400~600r/min,依次加入B份消泡剂、成膜助剂、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂,分散10~15min,制得无机抗裂耐老化涂料。
本发明中所述硅溶胶是以SiO2为基本单位在水中的分散体,其股团颗粒细微,粒径范围一般在5~100nm,即处于纳米尺度。
本发明中所述硫酸钙晶须采用如下方法制成:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为110~130℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
本发明具有以下优点:
1.本发明的无机抗裂耐老化涂料主要成分是硅溶胶和硫酸钙晶须,硅溶胶具有较大的比表面积,容易形成网状结构,而且这种结构是不可逆的,因此本发明涂膜坚硬、附着力强、耐水、耐化学性能优异;由于硅溶胶涂膜不产生静电,故不易吸灰、耐污性优异,本发明涂膜还具有优异的稳定性,耐候、耐高温性能;
2.本发明中硫酸钙晶须与其他短纤维相比,具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、与橡胶塑料等聚合物的亲和力强的优点,因此,本发明的涂料与传统涂料相比具有优异的抗裂耐老化的效能;
3.本发明水性防水防腐涂料的制备方法具有操作简单、生产方便、对设备的要求低,适用于工业化大规模生产的特性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:
实施例1:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:硅溶胶:14;硅酸钾:8;硫酸钙晶须:14;钛白粉:15;高岭土:6;乙丙乳液:4;丙二醇:1;20%的氢氧化钙溶液:0.2;分散剂:2;醇酯十二:0.5;Tego-810:0.2;增稠剂MS-2:0.5;水:12。
硫酸钙晶须采用如下方法制备:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为110℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
上述无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂Tego-810分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至250r/min,加入A份Tego-810、丙二醇、20%的氢氧化钙溶液后分散3~7min;
S3.提高分散机转速至700r/min,加入钛白粉、高岭土、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1100r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至400r/min,依次加入B份Tego-810、醇酯十二、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂MS-2,分散10min,制得无机抗裂耐老化涂料。
实施例2:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:硅溶胶:20;硅酸钾:16;硫酸钙晶须:22;钛白粉:19;立德粉:6;氧化铝:4;乙丙乳液:10;丙二醇:2;20%的氢氧化钙溶液:0.5;分散剂:5;醇酯十二:1;Tego-810:0.5;增稠剂MS-2:1;水:18。
硫酸钙晶须采用如下方法制备:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为130℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
上述无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂Tego-810分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至350r/min,加入A份Tego-810、丙二醇、20%的氢氧化钙溶液后分散7min;
S3.提高分散机转速至900r/min,加入钛白粉、立德粉、氧化铝、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1300r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至600r/min,依次加入B份Tego-810、醇酯十二、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂MS-2,分散15min,制得无机抗裂耐老化涂料。
实施例3:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:硅溶胶:16;硅酸钾:10;硫酸钙晶须:16;钛白粉:18;高岭土:3;立德粉:1;氧化铝:3;乙丙乳液:5;丙二醇:1.4;20%的氢氧化钙溶液:0.3;分散剂:3;醇酯十二:0.6;Tego-810:0.3;增稠剂MS-2:0.7;水:14;杀菌剂:0.3;防霉剂:0.8。
硫酸钙晶须采用如下方法制备:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为115℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
上述无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂Tego-810分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至280r/min,加入A份Tego-810、丙二醇、20%的氢氧化钙溶液后分散4min;
S3.提高分散机转速至750r/min,加入钛白粉、高岭土、立德粉、氧化铝、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1150r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至470r/min,依次加入杀菌剂、防霉剂、B份Tego-810、醇酯十二、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂MS-2,分散12min,制得无机抗裂耐老化涂料。
实施例4:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:硅溶胶:18;硅酸钾:12;硫酸钙晶须:18;钛白粉:18;立德粉:9;乙丙乳液:7;丙二醇:1.5;20%的氢氧化钙溶液:0.4;分散剂:4;醇酯十二:0.7;Tego-810:0.4;增稠剂MS-2:0.7;水:15。
硫酸钙晶须采用如下方法制备:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为120℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
上述无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂Tego-810分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至300r/min,加入A份Tego-810、丙二醇、20%的氢氧化钙溶液后分散5min;
S3.提高分散机转速至800r/min,加入钛白粉、立德粉、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1200r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至500r/min,依次加入B份Tego-810、醇酯十二、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂MS-2,分散13min,制得无机抗裂耐老化涂料。
实施例5:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:硅溶胶:15;硅酸钾:14;硫酸钙晶须:17;钛白粉:16;高岭土:4;氧化铝:5;乙丙乳液:8;丙二醇:1.6;20%的氢氧化钙溶液:0.4;分散剂:4;醇酯十二:0.8;Tego-810:0.5;增稠剂MS-2:0.9;水:17;杀菌剂:0.5;防霉剂:1。
硫酸钙晶须采用如下方法制备:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为125℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
上述无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂Tego-810分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至320r/min,加入A份Tego-810、丙二醇、20%的氢氧化钙溶液后分散6min;
S3.提高分散机转速至850r/min,加入钛白粉、高岭土、氧化铝、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1270r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至560r/min,依次加入B份Tego-810、醇酯十二、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂MS-2,分散14min,制得无机抗裂耐老化涂料。
实施例6:一种无机抗裂耐老化涂料,它由下述重量份的原料组成:硅溶胶:20;硅酸钾:12;硫酸钙晶须:21;钛白粉:15;氧化铝:7;乙丙乳液:7;丙二醇:1;20%的氢氧化钙溶液:0.5;分散剂:3;醇酯十二:1;Tego-810:0.2;增稠剂MS-2:0.8;水:18。
硫酸钙晶须采用如下方法制备:将天然石膏精制后得到的二水硫酸钙配制成悬浮液,放入高压反应釜中,在饱和蒸汽压、温度为110℃的条件下,二水硫酸钙转变为针状半水硫酸钙晶体,再经130℃高温干燥得到本发明所述的无水硫酸钙晶须。
上述无机抗裂耐老化涂料的制备方法,它包括以下步骤:
S1.按上述配方比例称取各原料,并将消泡剂Tego-810分成重量相等的A、B两份,备用;
S2.容器中加入水,将分散机转速调至250r/min,加入A份Tego-810、丙二醇、20%的氢氧化钙溶液后分散7min;
S3.提高分散机转速至740r/min,加入钛白粉、氧化铝、硫酸钙晶须、硅酸钾,再将转速提高至1280r/min,高速分散至颗粒细度小于50μm,并控制分散体系温度低于50℃;
S4.降低转速至520r/min,依次加入B份Tego-810、醇酯十二、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂MS-2,分散10min,制得无机抗裂耐老化涂料。
对实施例1-6制备的无机抗裂耐老化涂料进行性能测试
测试方法:根据GB/T 9265-2009、GB/T 23981-2009、GB/T 23987-2009、ASTMD 2486-2006、GB/T 23987-2009、GB/T 1766-2008及JG/T 172-2005分别对无机防水涂料的耐碱性、对比率、耐洗刷性、人工气候老化性、断裂伸长率进行测定;测试结果:实验结果如表1所示。
表1:性能测试实验结果
由表1可知:本发明的涂料具有优异的耐碱性、对比率、耐洗刷性、断裂伸长率、耐人工气候老化性。