CN106883648A - 一种添加凹凸棒土的干粉涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种添加凹凸棒土的干粉涂料及其制备方法,涉及凹凸棒土技术领域,按重量份计包括凹凸棒土200~300份、填料20~30份、增稠剂20~30份、柠檬酸钠10~20份、色浆10~20份、紫外吸收剂5~10份、聚四氟乙烯粉末5~10份、氮化铝粉2~8份、消泡剂2~4份、氨基硅油2~4份、六偏磷酸钠1~3份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺1~3份和亚硫酸1~3份。本发明以凹凸棒土为主要原料,具有优异的力学性能和防腐性能,同时具有较强的吸附性和防霉性。
Description
技术领域
本发明涉及凹凸棒土技术领域,具体涉及一种添加凹凸棒土的干粉涂料及其制备方法。
背景技术
凹凸棒土是一种天然的胶体矿物,属于硅酸镁铝水合物结晶,具有独特的胶体性质,完全地水合的凹凸棒上能使液体增稠,而不溶胀,另外,凹凸棒土具有非常优良的链层状结构,普通的凹凸棒土浆料就可以像油漆一样在物体表面形成一层光滑细腻的涂层,具有油性光泽,因此该材料具有其他干粉涂料所不具备的细腻性,又不产生普通乳胶或者油漆的污染性。近年来,由于对这种天然的矿物进行深加工,赋予其悬浮增稠性能,成为一种环保型防沉剂,并且其价格相对低廉, 凹凸棒石粘土可作为涂料的填充剂、流平剂、增稠剂和稳定剂,其性能好,成本低,与传统的涂料相比较,具有多种优越性。但是现有市场上的凹凸棒土在涂料中的分散性较差,无法完全实现其悬浮增稠性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种添加凹凸棒土的干粉涂料及其制备方法,具有优异的力学性能和防腐性能,与油漆、钢铁、混凝土等均有优良的附着力,以凹凸棒土作为主要原料,凹凸棒土具有很好的吸附能力和独特的分散性,耐高温,干燥后收缩率小,使干粉涂料悬浮性好不絮凝不沉淀。
本发明提供了如下的技术方案:一种添加凹凸棒土的干粉涂料,包括以下份计的原料:凹凸棒土200~300份、填料20~30份、增稠剂20~30份、柠檬酸钠10~20份、色浆10~20份、紫外吸收剂5~10份、聚四氟乙烯粉末5~10份、氮化铝粉2~8份、消泡剂2~4份、氨基硅油2~4份、六偏磷酸钠1~3份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺1~3份和亚硫酸1~3份。
优选地,包括以下份计的原料:凹凸棒土250份、填料25份、增稠剂25份、柠檬酸钠15份、色浆15份、紫外吸收剂7份、聚四氟乙烯粉末7份、氮化铝粉5份、消泡剂3份、氨基硅油3份、六偏磷酸钠2份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺2份和亚硫酸2份。
优选地,所述填料为重质碳酸钙、纳米活性碳酸钙、高岭土、滑石粉中的任一种。
优选地,所述紫外吸收剂为水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类或三嗪类中的任一种。
优选地,所述消泡剂为有机硅氧烷、聚醚、高碳醇中的任一种。
优选地,所述增稠剂为羟乙基纤维素或者羟丙基甲基纤维素。
本发明还提供一种添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)、取凹凸棒土,向凹凸棒土中放入浓度为1~2mol/L的酸溶液中,水浴加热至60~65℃,在600~900r/min转速下搅拌3~4h,过滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,粉碎,过100~180目筛,得凹凸棒土粉末;
步骤(2)、向步骤(1)得到的凹凸棒土粉末中加入六偏磷酸钠,混合均匀后加入总质量5~6倍的蒸馏水,继续混合搅拌均匀,静置5~10h后放入搅拌机进行机械搅拌,搅拌机转速为400~500r/min,再静置20~30min后分离上层悬浊液,重复4次,合并4次悬浊液得到凹凸棒土悬浊液;
步骤(3)、将步骤(2)得到的凹凸棒土悬浊液进行离心处理,离心转速为8000~9000r/min,离心完成后将沉淀物移入烘箱进行烘干操作,烘箱温度控制为120~125℃,再将烘干后得到的固体进行研磨,过50~60目筛得到凹凸棒土颗粒;
步骤(4)、取丙烯酸和步骤(3)中得到的凹凸棒土颗粒混合,超声震荡10~20min,再按照配比加入氨基硅油和N、N′-亚甲基双丙烯酰胺,混合均匀后得混合物料,向混合物料中加入2~4倍重量份的蒸馏水,在室温下搅拌20~25min加热,加热温度保持为30~35℃,加热过程中加入亚硫酸,搅拌均匀后升温至70~80℃时加入剩余原料,继续加热并搅拌,加热时间为20~30min,制得凹凸棒土水凝复合材料;
步骤(5)、将步骤(4)得到的凹凸棒土水凝复合材料用清水洗涤并移入烘箱烘干,烘箱温度控制为90~100℃,烘干时间40~60min,最后放入马弗炉干燥,将干燥后的混合物进行研磨,得到所述添加凹凸棒土的干粉涂料。
优选地,所述步骤(1)中凹凸棒土和酸溶液的质量比为1:2~1:3。
优选地,所述步骤(1)中的酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液或者硝酸溶液中的任一种。
本发明的有益效果:以凹凸棒土为主要原料,具有优异的力学性能和防腐性能,同时具有较强的吸附性和防霉性,具体如下:
(1)、对凹凸棒土原矿进行改性处理,由于 凹凸棒土分散性强,流变性好,沉淀系数小,悬浮性好,应用于涂料中可以有效防止沉淀产生,提高涂料品质,改善涂料的抗老化、耐高温、粘结强度等系性能,同时具有较强的吸附性和防霉性。
(2)、本发明制作过程简单快捷且不需昂贵设备,降低生产成本,具有较长的使用寿命,具有广阔的工业化前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种添加凹凸棒土的干粉涂料,包括以下份计的原料:凹凸棒土200份、填料20份、增稠剂20份、柠檬酸钠10份、色浆10份、紫外吸收剂5份、聚四氟乙烯粉末5份、氮化铝粉2份、消泡剂2份、氨基硅油2份、六偏磷酸钠1份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺1份和亚硫酸1份。
其中,所述填料为重质碳酸钙,所述紫外吸收剂为水杨酸酯类。
其中,所述消泡剂为有机硅氧烷,所述增稠剂为羟乙基纤维素。
本实施例中还提供一种添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)、取凹凸棒土,向凹凸棒土中放入浓度为1mol/L的酸溶液中,水浴加热至60℃,在600r/min转速下搅拌3h,过滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,粉碎,过100目筛,得凹凸棒土粉末;
步骤(2)、向步骤(1)得到的凹凸棒土粉末中加入六偏磷酸钠,混合均匀后加入总质量5倍的蒸馏水,继续混合搅拌均匀,静置5h后放入搅拌机进行机械搅拌,搅拌机转速为400r/min,再静置20min后分离上层悬浊液,重复4次,合并4次悬浊液得到凹凸棒土悬浊液;
步骤(3)、将步骤(2)得到的凹凸棒土悬浊液进行离心处理,离心转速为8000r/min,离心完成后将沉淀物移入烘箱进行烘干操作,烘箱温度控制为120℃,再将烘干后得到的固体进行研磨,过50目筛得到凹凸棒土颗粒;
步骤(4)、取丙烯酸和步骤(3)中得到的凹凸棒土颗粒混合,超声震荡10min,再按照配比加入氨基硅油和N、N′-亚甲基双丙烯酰胺,混合均匀后得混合物料,向混合物料中加入2倍重量份的蒸馏水,在室温下搅拌20min加热,加热温度保持为30℃,加热过程中加入亚硫酸,搅拌均匀后升温至70℃时加入剩余原料,继续加热并搅拌,加热时间为20min,制得凹凸棒土水凝复合材料;
步骤(5)、将步骤(4)得到的凹凸棒土水凝复合材料用清水洗涤并移入烘箱烘干,烘箱温度控制为90℃,烘干时间40min,最后放入马弗炉干燥,将干燥后的混合物进行研磨,得到所述添加凹凸棒土的干粉涂料。
其中,所述步骤(1)中凹凸棒土和酸溶液的质量比为1:2。
其中,所述步骤(1)中的酸溶液为硫酸溶液。
实施例2
一种添加凹凸棒土的干粉涂料,包括以下份计的原料:凹凸棒土300份、填料30份、增稠剂30份、柠檬酸钠20份、色浆20份、紫外吸收剂10份、聚四氟乙烯粉末10份、氮化铝粉8份、消泡剂4份、氨基硅油4份、六偏磷酸钠3份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺3份和亚硫酸3份。
其中,所述填料为纳米活性碳酸钙,所述紫外吸收剂为苯并三唑类。
其中,所述消泡剂为聚醚,所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
本实施例中还提供一种添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)、取凹凸棒土,向凹凸棒土中放入浓度为2mol/L的酸溶液中,水浴加热至65℃,在900r/min转速下搅拌4h,过滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,粉碎,过180目筛,得凹凸棒土粉末;
步骤(2)、向步骤(1)得到的凹凸棒土粉末中加入六偏磷酸钠,混合均匀后加入总质量6倍的蒸馏水,继续混合搅拌均匀,静置10h后放入搅拌机进行机械搅拌,搅拌机转速为500r/min,再静置30min后分离上层悬浊液,重复4次,合并4次悬浊液得到凹凸棒土悬浊液;
步骤(3)、将步骤(2)得到的凹凸棒土悬浊液进行离心处理,离心转速为9000r/min,离心完成后将沉淀物移入烘箱进行烘干操作,烘箱温度控制为125℃,再将烘干后得到的固体进行研磨,过60目筛得到凹凸棒土颗粒;
步骤(4)、取丙烯酸和步骤(3)中得到的凹凸棒土颗粒混合,超声震荡20min,再按照配比加入氨基硅油和N、N′-亚甲基双丙烯酰胺,混合均匀后得混合物料,向混合物料中加入4倍重量份的蒸馏水,在室温下搅拌25min加热,加热温度保持为35℃,加热过程中加入亚硫酸,搅拌均匀后升温至80℃时加入剩余原料,继续加热并搅拌,加热时间为30min,制得凹凸棒土水凝复合材料;
步骤(5)、将步骤(4)得到的凹凸棒土水凝复合材料用清水洗涤并移入烘箱烘干,烘箱温度控制为100℃,烘干时间60min,最后放入马弗炉干燥,将干燥后的混合物进行研磨,得到所述添加凹凸棒土的干粉涂料。
其中,所述步骤(1)中凹凸棒土和酸溶液的质量比为1:3。
其中,所述步骤(1)中的酸溶液为盐酸溶液。
实施例3
一种添加凹凸棒土的干粉涂料,包括以下份计的原料:凹凸棒土250份、填料25份、增稠剂25份、柠檬酸钠15份、色浆15份、紫外吸收剂7份、聚四氟乙烯粉末7份、氮化铝粉5份、消泡剂3份、氨基硅油3份、六偏磷酸钠2份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺2份和亚硫酸2份。
其中,所述填料为滑石粉,所述紫外吸收剂为取代丙烯腈类。
其中,所述消泡剂为高碳醇,所述增稠剂为羟乙基纤维素。
本实施例中还提供一种添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,包括如下步骤:
步骤(1)、取凹凸棒土,向凹凸棒土中放入浓度为1.5mol/L的酸溶液中,水浴加热至62℃,在750r/min转速下搅拌3.5h,过滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,粉碎,过140目筛,得凹凸棒土粉末;
步骤(2)、向步骤(1)得到的凹凸棒土粉末中加入六偏磷酸钠,混合均匀后加入总质量5倍的蒸馏水,继续混合搅拌均匀,静置7h后放入搅拌机进行机械搅拌,搅拌机转速为450r/min,再静置25min后分离上层悬浊液,重复4次,合并4次悬浊液得到凹凸棒土悬浊液;
步骤(3)、将步骤(2)得到的凹凸棒土悬浊液进行离心处理,离心转速为8500r/min,离心完成后将沉淀物移入烘箱进行烘干操作,烘箱温度控制为122℃,再将烘干后得到的固体进行研磨,过55目筛得到凹凸棒土颗粒;
步骤(4)、取丙烯酸和步骤(3)中得到的凹凸棒土颗粒混合,超声震荡15min,再按照配比加入氨基硅油和N、N′-亚甲基双丙烯酰胺,混合均匀后得混合物料,向混合物料中加入3倍重量份的蒸馏水,在室温下搅拌22min加热,加热温度保持为32℃,加热过程中加入亚硫酸,搅拌均匀后升温至75℃时加入剩余原料,继续加热并搅拌,加热时间为25min,制得凹凸棒土水凝复合材料;
步骤(5)、将步骤(4)得到的凹凸棒土水凝复合材料用清水洗涤并移入烘箱烘干,烘箱温度控制为95℃,烘干时间50min,最后放入马弗炉干燥,将干燥后的混合物进行研磨,得到所述添加凹凸棒土的干粉涂料。
其中,所述步骤(1)中凹凸棒土和酸溶液的质量比为1:1。
其中,所述步骤(1)中的酸溶液为硝酸溶液。
实施例4
分别取实施例1~3制得的干粉涂料,加入适量的水,用电动搅拌机搅拌20~30min,然后用刮板涂覆在内墙上进行涂膜测试,测试结如下表1所示:
表1
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 行业指标 |
拉伸强度(MPa) | 6 | 6.3 | 6.2 | 1.9 |
抗折强度(MPa) | 3.4 | 3.6 | 3.5 | 2.5 |
抗压强度(MPa) | 18 | 20 | 19.2 | 10 |
粘结强度(MPa) | 1.7 | 2.2 | 1.8 | 1.5 |
初凝结时间(Min) | 30 | 25 | 27 | 50 |
终凝结时间(h) | 14 | 12 | 13 | 24 |
由上表分析可知,采用本发明的原料配比值得的干粉涂料的各项性能指标均高于行业指标。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种添加凹凸棒土的干粉涂料,其特征在于,包括以下份计的原料:凹凸棒土200~300份、填料20~30份、增稠剂20~30份、柠檬酸钠10~20份、色浆10~20份、紫外吸收剂5~10份、聚四氟乙烯粉末5~10份、氮化铝粉2~8份、消泡剂2~4份、氨基硅油2~4份、六偏磷酸钠1~3份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺1~3份和亚硫酸1~3份。
2.根据权利要求1所述的添加凹凸棒土的干粉涂料,其特征在于,包括以下份计的原料:凹凸棒土250份、填料25份、增稠剂25份、柠檬酸钠15份、色浆15份、紫外吸收剂7份、聚四氟乙烯粉末7份、氮化铝粉5份、消泡剂3份、氨基硅油3份、六偏磷酸钠2份、N、N′-亚甲基双丙烯酰胺2份和亚硫酸2份。
3.根据权利要求1所述的添加凹凸棒土的干粉涂料,其特征在于,所述填料为重质碳酸钙、纳米活性碳酸钙、高岭土、滑石粉中的任一种。
4.根据权利要求1所述的添加凹凸棒土的干粉涂料,其特征在于,所述紫外吸收剂为水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类或三嗪类中的任一种。
5.根据权利要求1所述的添加凹凸棒土的干粉涂料,其特征在于,所述消泡剂为有机硅氧烷、聚醚、高碳醇中的任一种。
6.根据权利要求1所述的屋面防水涂料的制备方法,其特征在于,所述增稠剂为羟乙基纤维素或者羟丙基甲基纤维素。
7.一种根据权利要求1~6任一项所述的添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1)、取凹凸棒土,向凹凸棒土中放入浓度为1~2mol/L的酸溶液中,水浴加热至60~65℃,在600~900r/min转速下搅拌3~4h,过滤,滤渣用去离子水洗涤至中性,烘干,粉碎,过100~180目筛,得凹凸棒土粉末;
步骤(2)、向步骤(1)得到的凹凸棒土粉末中加入六偏磷酸钠,混合均匀后加入总质量5~6倍的蒸馏水,继续混合搅拌均匀,静置5~10h后放入搅拌机进行机械搅拌,搅拌机转速为400~500r/min,再静置20~30min后分离上层悬浊液,重复4次,合并4次悬浊液得到凹凸棒土悬浊液;
步骤(3)、将步骤(2)得到的凹凸棒土悬浊液进行离心处理,离心转速为8000~9000r/min,离心完成后将沉淀物移入烘箱进行烘干操作,烘箱温度控制为120~125℃,再将烘干后得到的固体进行研磨,过50~60目筛得到凹凸棒土颗粒;
步骤(4)、取丙烯酸和步骤(3)中得到的凹凸棒土颗粒混合,超声震荡10~20min,再按照配比加入氨基硅油和N、N′-亚甲基双丙烯酰胺,混合均匀后得混合物料,向混合物料中加入2~4倍重量份的蒸馏水,在室温下搅拌20~25min加热,加热温度保持为30~35℃,加热过程中加入亚硫酸,搅拌均匀后升温至70~80℃时加入剩余原料,继续加热并搅拌,加热时间为20~30min,制得凹凸棒土水凝复合材料;
步骤(5)、将步骤(4)得到的凹凸棒土水凝复合材料用清水洗涤并移入烘箱烘干,烘箱温度控制为90~100℃,烘干时间40~60min,最后放入马弗炉干燥,将干燥后的混合物进行研磨,得到所述添加凹凸棒土的干粉涂料。
8.根据权利要求7所述的添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中凹凸棒土和酸溶液的质量比为1:2~1:3。
9.根据权利要求7所述的添加凹凸棒土的干粉涂料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的酸溶液为硫酸溶液、盐酸溶液或者硝酸溶液中的任一种。
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Non-Patent Citations (2)
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刘广建: "《超高分子量聚乙烯》", 30 September 2001, 化学工业出版社 * |
黄文润: "《硅油及二次加工品》", 31 January 2004, 化学工业出版社 * |
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