CN105504903B - 无机涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无机涂料，包括下述质量份的原料：去离子水15～25份、复合硅酸盐水溶液25～35份、混合沸石硅粉3～5份和填料15～30份，其中，所述复合硅酸盐水溶液是由质量份数比为8～10：3～5：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液和甲基硅酸乳液混合制备的；所述混合沸石硅粉是由质量份数比为2～4：5～7：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的。本发明还提供一种制备所述无机涂料的方法，包括首先制取涂料基础混合液；然后向所述涂料基础混合液中加入所述复合硅酸盐水溶液，经混合、研磨制得涂料成品。所述无机涂料防火等级高、耐候性好、环保无毒且制备工艺简单、成本低廉。

Description

无机涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体的说，涉及了一种无机涂料及其制备方法。
背景技术
建筑防火是消防科学技术的一个重要领域，而防火涂料又是防火建筑材料中的重要组成部分。防火涂料涂覆于物体表面，在遇火时所述防火涂料的涂膜本身难燃或不燃，对基材有较好的保护作用，为灭火和人员撤离赢得了时间，因此对它的研究和应用已引起了世界各国的高度重视。我国防火涂料的研究起步晚，目前的防火涂料一种办法是采用难燃的有机聚合物为基料，但涂料中的有机聚合物对人体存在毒性，对环境存在损害，已引起人们越来越多的关注；另外一种办法是在涂料中添加阻燃剂，具有代表性的卤系、磷系等防火涂料，但卤系中一些溴类防火涂料因环保问题而备受争议。
发明内容
由鉴于此，本发明确有必要提供一种环境污染小、防火等级高的无机涂料及其制备方法，以克服传统涂料存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无机涂料，包括下述质量份的原料：
去离子水15～25份、复合硅酸盐水溶液25～35份、混合沸石硅粉3～5份和填料15～30份。其中，所述复合硅酸盐水溶液是由质量份数比为8～10：3～5：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液和甲基硅酸乳液混合制备的；所述混合沸石硅粉是由质量份数比为2～4：5～7：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的。
所述复合硅酸盐水溶液中的硅酸锂和硅酸钠在混合时会形成结晶态的硅酸盐涂膜，所述硅酸盐涂膜具有耐热、不燃、耐辐射、无毒、防水等特性，且经干燥后会形成一种封闭微孔结构与网状纤维结构，能提高涂料的保温、防火性能。
所述混合沸石硅粉原料中的硅酸铝纤维是一种耐高温纤维，具有容重轻、耐高温、热稳定性好、热传导率低、隔声、电绝缘和化学稳定性好的特点，能改善涂料的耐候性；沸石粉和二氧化硅气凝胶成分均具有良好的吸附性、催化性、耐酸性、热稳定性和抗毒性且具有较大的比表面积，能使涂料中的填料等成分均匀吸附在其表面，大幅改善了涂料的均匀性和耐候性。
基于上述，所述无机涂料它还包括按质量份数计的填充补强溶液10～15份，其中所述填充补强溶液是由质量份数比为4～6：3：2～5：3～5：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、混合用水和微硅粉混合制备的。
所述填充补强溶液中的SHGL-103型二氧化硅的分子状态呈三维网状结构、表面羟基含量高，具有很高的反应活性和良好的稳定性，对紫外线、可见光及红外线反射能力强，并具有较好的粘结性、憎油性、吸附性强、热膨胀系数低等特点，能提高所述无机涂料的耐候性；所述硅酸钾成分能防止所述无机涂料表面的大气中盐结晶的“结霜”现象；所述硅溶胶成分是一种为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，其细微颗粒对基层有较强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，并能与混凝土基层中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，使涂料具有较强的粘结力。
基于上述，所述无机涂料还包括按质量份数计的金红石型钛白粉10～15份。其中，所述金红石型钛白粉具有遮盖力高、着色力强、对涂料的稳定性可起到保护作用，并能增强涂料的涂膜机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，增强了涂料的耐候性。
基于上述，所述填料由按质量份数计的膨润土3～5份、云母粉5～10份、高岭土10～15份组成。
基于上述，所述无机涂料还包括按质量份数计的流平剂0.3～0.5份、润湿剂0.3～0.5份、无机增稠剂0.8～1份、消泡剂0.3～0.5份。
基于上述，所述无机增稠剂为气相法白炭黑、硅藻土、凹凸棒石黏土、分子筛中的一种或几种的组合；所述流平剂为丁基纤维素、聚丙烯酸、羧甲基纤维素中的一种或几种的组合；所述润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亚砜中的一种或几种的组合；所述消泡剂为乳化硅油、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种的组合。
本发明还提供一种上述无机涂料的制备方法，其步骤包括：首先向所述去离子水中加入所述填料和所述混合沸石硅粉进行混合制得涂料基础混合液；然后向所述涂料基础混合液中加入所述复合硅酸盐水溶液进行混合20min～30min，经研磨制得所述无机涂料。
基于上述，所述无机涂料的制备方法，经研磨制得所述无机涂料的步骤包括：向所述涂料基础混合液中加入按质量份数计的填充补强溶液10～15份和所述复合硅酸盐水溶液25～35份进行混合20min～30min，经研磨制得所述无机涂料，其中，所述填充补强溶液是由质量份数比为4～6：3：2～5：3～5：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、混合用水和微硅粉混合制备的。
基于上述，制得所述涂料基础混合液的步骤包括：向按质量份数计所述去离子水15～25份中加入按质量份数计的流平剂0.3～0.5份、润湿剂0.3～0.5份、无机增稠剂0.8～1份和消泡剂0.3～0.5份进行混合制得去离子水混合溶液；再向所述离子水混合溶液中加入按质量份数计的所述填料15～30份、所述混合沸石硅粉3～5份和所述金红石型钛白粉10～15份进行混合，制得所述涂料基础混合液。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明在涂料中加入所述复合硅酸盐水溶液和所述混合沸石硅粉，其中所述复合硅酸盐水溶液中的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液和甲基硅酸乳液成分，会在涂料制备过程中会形成结晶态的硅酸盐涂膜，所述硅酸盐涂膜具有耐热、不燃、耐辐射、无毒、防水等特性，且经干燥后会形成一种封闭微孔结构与网状纤维结构，能提高涂料的保温、防火性能。
所述混合沸石硅粉原料中的硅酸铝纤维是一种耐高温纤维，具有容重轻、耐高温、热稳定性好、热传导率低、隔声、电绝缘和化学稳定性好的特点，能改善涂料的耐候性和防火等级；沸石粉和二氧化硅气凝胶成分均具有良好的吸附性、催化性、耐酸性、热稳定性和抗毒性且具有较大的比表面积，能使涂料中的填料等成分均匀吸附在其表面，大幅改善了涂料的均匀性和耐候性。所述无机涂料的组成原料均为无机原料，不含有机物及有害物质，无毒、无害、无异味、无刺激、无污染，保护环境和人类健康。
进一步讲，在涂料中加入了金红石型钛白粉和由硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、去离子水和微硅粉混合制备的填充补强溶液，在加强了涂料的高温抗裂、耐酸碱、抗失色性能、能有效防止紫外线和水分透过的同时，也使得所述涂料具有一定的防污抗菌功能和防火功能，减少了对所述无机涂料表面的清洁维护。
更进一步讲，在涂料中加入了流平剂、润湿剂、无机增稠剂、消泡剂和由沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的混合沸石硅粉，改善了所述无机涂料的均匀性，且所述无机涂料成品为单组份涂料，制备及施工步骤简单、成本低廉。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种无机涂料，包括下述质量的原料：去离子水15千克；填充补强溶液10千克，其中所述填充补强溶液是由质量比为5：3：2：3：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、去离子水和微硅粉混合制备而成；复合硅酸盐水溶液25千克，其中所述复合硅酸盐水溶液是由质量比为9：3：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液及甲基硅酸乳液混合制备而成；由质量比为3：5：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的混合沸石硅粉3千克；由膨润土3千克、云母粉5千克、高岭土10千克组成的填料18千克；金红石型钛白粉10千克；气相法白炭黑无机增稠剂0.8千克；乳化硅油消泡剂0.3千克；丁基纤维素流平剂0.3千克；丙二醇润湿剂0.3千克。
本实施例还提供一种制备所述无机涂料的方法，具体包括以下步骤：
步骤一、将气相法白炭黑0.8千克、乳化硅油0.3千克、丁基纤维素0.3千克、丙二醇润湿剂0.3千克与15千克的去离子水进行混合制得去离子水混合溶液；
步骤二、向所述去离子水混合溶液中加入膨润土3千克、混合沸石硅粉3千克、云母粉5千克、高岭土10千克、金红石型钛白粉10千克进行混合制得涂料基础混合液；
步骤三、向所述涂料基础混合液中加入所述填充补强溶液10千克，复合硅酸盐水溶液25千克进行混合20min，经研磨制得无机涂料。
实施例2
本实施例提供一种无机涂料及其制备方法，所述无机涂料具体原料构成及制备方法与实施例1中提供的大致相同，不同之处在于原料中包括：
去离子水20千克；由质量比为9：4：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液及甲基硅酸乳液混合制备的复合硅酸盐水溶液25千克；由质量比为3：7：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的混合沸石硅粉3千克；由膨润土3千克、云母粉5千克、高岭土10千克组成的填料18千克。
本实施例中提供的无机涂料的制备方法与实施例1中所述的无机涂料的制备方法相同。
实施例3
本实施例提供一种无机涂料及其制备方法，所述无机涂料具体原料构成及制备方法与实施例1中提供的大致相同，不同之处在于原料中包括：
去离子水25千克；由质量比为4：3：5：4：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、去离子水和微硅粉混合制备的填充补强溶液15千克；由质量比为9：5：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液及甲基硅酸乳液混合制备的复合硅酸盐水溶液35千克；由质量比为3：7：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的混合沸石硅粉5千克；由膨润土5千克、云母粉10千克、高岭土15千克组成的填料30千克；金红石型钛白粉15千克；硅藻土无机增稠剂1千克；聚二甲基硅氧烷消泡剂0.5千克；羧甲基纤维素流平剂0.3千克；二甲基亚砜润湿剂0.5千克。
本实施例中提供的无机涂料的制备方法与实施例1中所述的无机涂料的制备方法相同。
实施例4
本实施例提供一种无机涂料及其制备方法，所述无机涂料具体原料构成及制备方法与实施例1中提供的大致相同，不同之处在于原料中包括：
去离子水20千克；由质量比为9：4：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液及甲基硅酸乳液混合制备的复合硅酸盐水溶液30千克；由质量比为3：6：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的混合沸石硅粉8千克；由云母粉8千克、膨润土5千克、高岭土13千克组成的填料26千克；凹凸棒石黏土无机增稠剂1千克；聚二甲基硅氧烷消泡剂0.5千克；聚丙烯酸流平剂0.3千克；甘油润湿剂0.5千克。
本实施例中提供的无机涂料的制备方法与实施例1中所述的无机涂料的制备方法相同。
实施例5
本实施例提供一种无机涂料及其制备方法，所述无机涂料具体原料构成及制备方法与实施例1中提供的大致相同，不同之处在于原料中包括：
去离子水25千克；由质量比为6：3：2：5：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、去离子水和微硅粉混合制备的填充补强溶液10千克；由质量比为9：5：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液及甲基硅酸乳液混合制备的复合硅酸盐水溶液28千克；由质量比为3：6：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的混合沸石硅粉8千克；由膨润土5千克、云母粉8千克、高岭土13千克组成的填料26千克；金红石型钛白粉13千克；由质量比为1：1：1的硅藻土、分子筛与凹凸棒石黏土组成的无机增稠剂1千克；由乳化硅油和聚二甲基硅氧烷组成的消泡剂0.5千克；由质量为2：1的聚丙烯酸与丁基纤维素组成的流平剂0.3千克；由质量比为3：2的甘油与二甲基亚砜组成的润湿剂0.5千克。
本实施例中提供的无机涂料的制备方法与实施例1中所述的无机涂料的制备方法相同。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种无机涂料，其特征在于，它包括下述质量份的原料：
去离子水15～25份、复合硅酸盐水溶液25～35份、混合沸石硅粉3～5份、金红石型钛白粉10～15份和填料15～30份，其中，所述复合硅酸盐水溶液是由质量份数比为8～10：3～5：1的硅酸锂水溶液、硅酸钠水溶液和甲基硅酸乳液混合制备的；所述混合沸石硅粉是由质量份数比为2～4：5～7：1的沸石粉、硅酸铝纤维及二氧化硅气凝胶混合制备的。
2.根据权利要求1所述的无机涂料，其特征在于，它还包括按质量份数计的填充补强溶液10～15份，其中所述填充补强溶液是由质量份数比为4～6：3：2～5：3～5：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、混合用水和微硅粉混合制备的。
3.根据权利要求2所述的无机涂料，其特征在于，所述填料是由按质量份数计的膨润土3～5份、云母粉5～10份和高岭土10～15份组成。
4.根据权利要求3所述的无机涂料，其特征在于，它还包括按质量份数计的流平剂0.3～0.5份、润湿剂0.3～0.5份、无机增稠剂0.8～1份和消泡剂0.3～0.5份。
5.根据权利要求4所述的无机涂料，其特征在于，所述无机增稠剂为气相法白炭黑、硅藻土、凹凸棒石黏土、分子筛中的一种或几种的组合；所述流平剂为丁基纤维素、聚丙烯酸、羧甲基纤维素中的一种或几种的组合；所述润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亚砜中的一种或几种的组合；所述消泡剂为乳化硅油、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种的组合。
6.一种权利要求1所述的无机涂料的制备方法，其步骤包括：
首先向所述去离子水中加入所述填料、所述金红石型钛白粉和所述混合沸石硅粉进行混合制得涂料基础混合液；然后向所述涂料基础混合液中加入所述复合硅酸盐水溶液进行混合20min～30min，经研磨制得所述无机涂料。
7.根据权利要求6所述的无机涂料的制备方法，其特征在于，经研磨制得所述无机涂料的步骤包括：向所述涂料基础混合液中加入按质量份数计的填充补强溶液10～15份和所述复合硅酸盐水溶液25～35份进行混合20min～30min，经研磨制得所述无机涂料，其中，所述填充补强溶液是由质量份数比为4～6：3：2～5：3～5：2的硅酸钾水溶液、硅溶胶、SHGL-103型二氧化硅溶液、混合用水和微硅粉混合制备的。
8.根据权利要求7所述的无机涂料的制备方法，其特征在于，制得所述涂料基础混合液的步骤包括：向按质量份数计所述去离子水15～25份中加入按质量份数计的流平剂0.3～0.5份、润湿剂0.3～0.5份、无机增稠剂0.8～1份和消泡剂0.3～0.5份进行混合制得去离子水混合溶液；再向所述去 离子水混合溶液中加入按质量份数计的所述填料15～30份、所述混合沸石硅粉3～5份和所述金红石型钛白粉10～15份进行混合，制得所述涂料基础混合液。
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