CN107446392B - 一种双组份硅酸盐涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涉及涉及涂料领域，相应产品可适用于工业防腐及建筑装饰，为一种多功能环保无机硅酸盐涂料，包括甲组分和乙组分；其中，甲组分包括颜料；乙组分包括硅酸盐溶液和改性剂。该涂料稳定性优异，成膜效果好。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，相应产品可适用于工业防腐及建筑装饰，为一种多功能环保无机硅酸盐涂料。
背景技术
水性无机涂料通常采用碱金属硅酸盐、硅溶胶等无机高分子为成膜物。其中使用硅酸盐作为主要成膜物的涂料具有更广泛的应用。由于硅酸盐涂料主要良好的耐腐蚀性能，特别是突出的耐酸、耐候性能使其在户外工程防腐施工中具有独特的性能优势。早在20世纪70～80年代，国外已将硅酸盐涂料特别是无机硅酸锌涂料大量应用在工程防腐领域。
无机硅酸锌涂料是一种双组分涂料，以硅酸盐(硅酸钠、硅酸钾或其改性物)为主剂，以锌粉为另一组分。使用时将锌粉加入到硅酸盐主剂中，搅拌均匀后使用。理论认为锌粉中金属锌参与了成膜反应，即与硅氧键形成了桥接作用。这种反应也可以通过锌粉的碱溶性予以解释，锌粉溶于硅酸钾或硅酸钠溶液中并形成偏锌酸钾或偏锌酸钠，从多方面促进了硅酸盐的固化反应，包括消耗了部分水以及降低了体系pH值。除了使用锌粉促进硅酸盐成膜之外，实际上更多的情况下，硅酸盐是属于自身成膜的，即硅羟基脱水干燥及因吸收CO2而导致的气干胶化。
利用硅酸盐自身成膜的性质可开发无锌的硅酸盐涂料。此类涂料使用普通颜填料替代锌粉，直接将某些功能性颜填料加入到硅酸盐溶液中混匀后作为单组分涂料使用。由于缺少防锈颜料，此类硅酸盐涂料仅应用于建筑涂料领域。技术上通过针对硅酸盐成膜较脆的问题进行改良，例如采用乳液、有机接枝改性或其它柔性材料的方法，以提高漆膜的柔韧性。专利ZL201410276719.8中将电纺纤维加入到硅酸钾体系中形成兼具柔韧性的硅酸盐涂料。专利ZL201310264286.X中采用有机共聚物改性硅酸盐涂料作为内外墙涂料。
上述两大类硅酸盐涂料在实际应用过程中均存在有明显不足之处。
无机硅酸锌涂料中锌粉单独作为一组分使用不方便，加入锌粉时粉尘飞扬对工人健康不利，并存在安全隐患。此外，锌粉贮存时容易结团，使用时不易搅匀，必须过滤后才能使用，特别是由于锌粉成本较高，影响到无机硅酸锌涂料在防腐领域的应用。需要指出的是，由于锌粉在水中的不稳定性，锌粉无法制成浆料用于水性无机硅酸锌体系。而传统防锈颜料，如三聚磷酸铝、磷酸锌等可用于制备水性颜料浆，但此类防锈颜料容易与硅酸盐发生反应性絮沉，对成膜性能造成严重影响，而产生的颗粒物也影响施工及漆膜外观。
在建筑涂料领域采用的单组分硅酸盐涂料体系，特别是乳液改性体系存在稳定性较差，贮存期较短的问题。同时为了提高单组分硅酸盐涂料的稳定性，往往需要使用较低模数硅酸钠或硅酸钾，并使涂料固含量保持在较低水平。大量试验表明，硅酸盐模数越高其成膜质量越佳，而采用快速脱水干燥方式(如加热烘干)获得的漆膜质量远胜过自然气干，特别是高湿环境下依靠吸收CO2的带水气干。这是由于吸收CO2将导致硅酸盐沉淀性胶化，此时硅羟基之间并没有脱水形成硅氧烷网络结构，因而无法有效成膜，并容易在水分蒸发后造成大量孔洞。因此这种低模数、低固含情况是造成漆膜质量差的根本原因。
发明内容
为了解决上述两类硅酸盐涂料在应用中的缺点和不足，本发明提供了一种双组分硅酸盐涂料，其稳定性优异，成膜效果好。
其具体方案为：一种双组份硅酸盐涂料，包括甲组分和乙组分；
其中，甲组分包括颜料；乙组分包括硅酸盐溶液和改性剂。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的改性剂为甲基硅酸钠溶液或甲基硅酸钾溶液。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的硅酸盐溶液占双组份硅酸盐涂料总重量的25-35％；所述的改性剂占双组份硅酸盐涂料总重量的0.5％～15％。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的硅酸盐溶液中硅酸盐的质量百分比浓度为30％～38％；所述的改性剂的质量百分比浓度为30％～40％。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的甲组分包括占双组份硅酸盐涂料总重量的以下组分：
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的分散剂为水性涂料用非离子型高分子分散剂；所述的非离子型高分子分散剂为Dispers750W、Dispers755W、TECH－6190N的至少一种，优选TECH－6190N。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的润湿剂为炔二醇表面活性剂，如Surfynol104E、WE3650、3091。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述的增稠流变剂为有机膨润土、气相二氧化硅的一种或两种混合。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，颜填料组合为包含白云石粉、沉淀硫酸钡、立德粉、钛白粉、氧化铁红粉、(绢)云母粉的一种或几种颜填料混合物。
在上述的双组份硅酸盐涂料中，所述防锈颜料组合A为三聚磷酸铝、磷酸锌、氧化锌的一种或几种混合；优选地包含三聚磷酸铝3％～5％，(改性)磷酸锌3％～10％，氧化锌1％～5％。其中改性磷酸锌包括以磷酸锌改性为主的铁钛粉；所述的防锈颜料组合B为硅灰石粉、滑石粉中一种或两种混合；优选地包含硅灰石粉2％～8％，滑石粉1％～3％。。
本发明的有益效果在于：
将磷酸盐及其它传统防锈颜料通过特定组合，并经过配方调整后用于水性无机硅酸盐防腐涂料，解决了磷酸盐等防锈颜料导致硅酸盐不稳定的问题。在不使用锌粉的情况下保证了涂料防锈性能，是对传统水性无机硅酸锌涂料的突破。而双组分设计为高模数、高固含产品开发提供了空间，从而确保了硅酸盐涂料产品的优异性能。此外，本发明还兼具以下优点：
①防锈颜料浆是完全水性化浆料，无有机溶剂、无粉尘、无气味，易于混匀、不需要过滤，较传统硅酸锌体系在施工上有明显优势；
②配方灵活，采用优化的防锈颜料浆作为甲组时可以用于工业防腐领域，例如金属防腐底漆；采用普通颜料浆(即不使用防锈颜料)作为甲组可以替代传统单组分硅酸盐内外墙涂料；
③加入改性剂使漆膜具有良好疏水性。
进一步的阐述为：
采用的分散剂为一种高分子聚合物，通过颜料亲和基团的锚定作用及高分子链的位阻隔离作用防止颜填料返粗及沉降。同时高分子链保留在漆膜中实际上改善了柔韧性，并对避免漆膜的开裂起到了重要作用。
防锈颜料组合A及防锈颜料组合B的配合使用，通过硅灰石粉或滑石粉中弱碱性硅酸盐的水解平衡作用抑制了磷酸盐类防锈颜料在甲乙组分混合时对乙组分中硅酸盐稳定性的影响，使得甲乙组分能够顺利混合，从而保证了漆膜质量。
所用pH调节剂用量为0.5％～5％，以远高于常规0.1％～0.2％的用量来确保贮存过程中pH可长期稳定在8.5以上水平，并进一步保证甲乙组合的顺利混合。特别是较高含量的DMEA或AMP-95在漆膜干燥过程中能够避免漆膜因吸收CO2导致的带水气干，以促进漆膜达到最终脱水干燥的目的。这是确保漆膜成膜质量的另一关键性因素。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
为了更加清楚的对本发明进行说明，列举如下实施例来说明本发明的优越性。
实施例1
一种双组份硅酸盐涂料，包括如下表1的组分：
表1实施例1的成分表
实施例2
一种双组份硅酸盐涂料，包括如下表2的组分：
表2实施例2的成分表
实施例3
一种双组份硅酸盐涂料，包括如下表3的组分：
表3实施例3的成分表
上述各实施例所制备的涂料样品性能测试结果如下表4：
表4实施例1-3的性能测试结果
制板说明：耐水性及耐盐雾性测试时使用钢板底材，各涂两道，总干膜厚度为(200±20)μm；干燥时间、硬度及附着力测试使用马口铁片底材，各涂1道，干膜厚度为(100±20)μm。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种双组份硅酸盐涂料，其特征在于，包括甲组分和乙组分；
其中，甲组分包括颜料；乙组分包括硅酸盐溶液和改性剂；
所述的甲组分包括占双组份硅酸盐涂料总重量的以下组分：
所述防锈颜料组合A为三聚磷酸铝、磷酸锌、氧化锌的一种或几种混合；所述的防锈颜料组合B为硅灰石粉、滑石粉中一种或两种混合；
所述的改性剂为甲基硅酸钠溶液或甲基硅酸钾溶液。
2.根据权利要求1所述的双组份硅酸盐涂料，其特征在于，所述的硅酸盐溶液占双组份硅酸盐涂料总重量的25-35％；所述的改性剂占双组份硅酸盐涂料总重量的0.5％～15％。
3.根据权利要求2所述的双组份硅酸盐涂料，其特征在于，所述的硅酸盐溶液中硅酸盐的质量百分比浓度为30％～38％；所述的改性剂的质量百分比浓度为30％～40％。
4.根据权利要求1所述的双组份硅酸盐涂料，其特征在于，所述的分散剂为水性涂料用非离子型高分子分散剂。
5.根据权利要求1所述的双组份硅酸盐涂料，其特征在于，所述的润湿剂为炔二醇表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的双组份硅酸盐涂料，其特征在于，所述的增稠流变剂为有机膨润土、气相二氧化硅的一种或两种混合。
7.根据权利要求1所述的双组份硅酸盐涂料，其特征在于，颜填料组合为包含白云石粉、沉淀硫酸钡、立德粉、钛白粉、氧化铁红粉、绢云母粉的一种或几种颜填料混合物。
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