CN104592792B - 一种无机抗裂耐老化涂料及其制备方法 - Google Patents
一种无机抗裂耐老化涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种无机抗裂耐老化涂料及其制备方法，涂料由硅溶胶、硅酸钾、硫酸钙晶须、颜料、填充剂、丙二醇、乙丙乳液、pH调节剂、分散剂、成膜助剂、消泡剂、增稠剂和水组成。制备方法包括：称量并将消泡剂分成重量相等的A、B两份；容器中加入水，低速转速下加入加入A份消泡剂、丙二醇、pH调节剂分散至均匀；提高转速加入颜料、填充剂、硫酸钙晶须、硅酸钾，分散至颗粒细度小于50μm；降低转速后加入B份消泡剂、成膜助剂、硅溶胶、乙丙乳液、增稠剂分散至均匀。本发明的涂料粘结性强、施工性好、耐老化、抗裂、使用寿命长，且无毒环保；制备方法操作简单、生产方便、对设备的要求低，适用于工业化大规模生产。
Description
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、ASTMD2486-2006、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。
Claims (9)
1.一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，它由下述重量份的原料组成：
硅溶胶： 14～20； 硅酸钾： 8～16；
硫酸钙晶须： 14～22； 颜料： 15～19；
填充剂： 6～10； 丙二醇： 1～2；
乙丙乳液： 4～10； pH调节剂： 0.2～0.5；
分散剂： 2～5； 成膜助剂： 0.5～1；
消泡剂： 0.2～0.5； 增稠剂： 0.5～1；
水： 12～18。
2.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，所述硫酸钙晶须为经过铝酸酯偶联剂改性的硫酸钙晶须。
3.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，所述颜料为钛白粉。
4.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，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。
5.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯十二成膜助剂。
6.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，所述消泡剂为Tego-810消泡剂。
7.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，所述增稠剂为增稠剂MS-2。
8.如权利要求1所述的一种无机抗裂耐老化涂料，其特征在于，所述pH调节剂为20%的氢氧化钙溶液。
9.如权利要求1-8中任一项所述的一种无机抗裂耐老化涂料的制备方法，其特征在于，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。
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Date of cancellation: 20210902 Granted publication date: 20161116 |