CN108249881A - 一种硅铝聚合物涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅铝聚合物涂料及其制备方法，所述涂料由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐45‑55％，硅铝酸盐35‑45％，碱激发胶凝材料2‑5％，阻燃剂1‑2％，改性剂1‑3％，碳纳米管0.5‑1％；所述硅酸盐为碱金属硅酸盐R2SiO3或碱土金属硅酸盐MSiO3，所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐RAlSi2O6；R＝Na、K以任意重量比混合；M＝Ca、Mg以任意重量比混合。本发明的涂料不含乳胶等粘结剂以及其他有机添加剂，从源头杜绝甲醛、挥发性有机物、重金属等有害物质，是一种绿色环保的无机涂料。

Description

一种硅铝聚合物涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种硅铝聚合物涂料及其制备方法。
背景技术
随着工业的发展，环境污染也日益严重，其中发挥性有机物VOC的影响更引起人们的高度重视，尽管人类的生活、生产活动中排放的VOC仅为全球排放的15％，但在人类高度聚居的城镇区域，它对大气环境的危害也是极为严重。人类生产、生活排放的VOC中，涂料的生产和加工所排放的VOC则居第二位，因此涂料所排放的VOC被视为污染大气的重要来源，涂料中的VOC不仅污染环境也严重危害人类身体健康，其施工后残留的液态有机溶剂也对环境造成危害。
目前市场上流通的涂料以有机涂料为主，虽然有机涂料摆脱了以往挥发性有机溶剂为溶剂的状况，在性能、节能环保、工艺方面有了很大的改进，但其成膜物质仍是以有机物为主，在生产、储存、施工过程还是会释放大量的有害物质；另外，为了加速成膜，还加入了各种含有VOC的助剂以提高涂料性能。
我公司开发的硅铝聚合物涂料，完全采用地质矿物原料，不含有有害化学物质及释放VOC的成分，做到完全环保，是一种高性能、绿色环保的无机涂料。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种硅铝聚合物涂料及其制备方法，解决了现有涂料中有机材料特别是有害气体造成的污染问题同时达到耐酸碱腐蚀和阻燃的效果。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐45-55％，硅铝酸盐35-45％，碱激发胶凝材料2-5％，阻燃剂1-2％，改性剂1-3％，碳纳米管0.5-1％；所述硅酸盐为碱金属硅酸盐R2SiO3或碱土金属硅酸盐MSiO3，所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐RAlSi2O6；R＝Na、K以任意重量比混合；M＝Ca、Mg以任意重量比混合。
作为本发明的优选方案，所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.6-1.0：1的重量比混合，在60-120转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3-5分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
作为本发明的优选方案，所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.1-05％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.2-2.0：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为25-45％。
作为本发明的优选方案，所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土15-20份、硅酸钙15-20份、粉煤灰5-15份、纳米二氧化钛5-10份、氧化铁粉5-10份、氧化锆粉末3-8份和滑石粉2-5份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以60-120转/分钟，搅拌5-15分钟，即得成品。
作为本发明的优选方案，所述阻燃剂为：所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1-2:1。
作为本发明的优选方案，所述改性剂为硼酸镁铝石。
作为本发明的优选方案，所述所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在2-50的多壁碳纳米管。
作为本发明的优选方案，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨30-50分钟，砂磨介质选用1.0-1.2mm的硅酸锆珠或氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.1-0.4mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.3-0.4。
我公司开发的硅铝多彩聚合涂料，主要以硅铝质材料为生产原料，通过化学反应生成致密网状结构，称作聚硅铝-硅氧体，或简称PSS，一种碱激发胶凝材料。碱激发胶凝材料是近年来发展起来的一类新型无机非金属材料，是由硅铝酸盐胶凝成份团结的化学键合的一种新型胶凝材料。它是通过硅铝酸盐组分的溶解、分散、聚合和脱水硬化而成。其矿物组成与沸石相近，物理形态上呈三维结构，因此其具有有机聚合物、陶瓷，水泥的优良性能。目前，国内外在碱激发胶凝材料组成、水化产物及机理、碱激发水泥混凝土拌合物和易性、水泥石-集料界面结构、硬化混凝土物理力学性能及耐久性等方面取得大量研究成果。
发明人通过对市场的考察和充分调研，并进行了长期的研究和实验，大胆引进水泥混凝土技术、粉体生产技术和地质聚合物技术，为本发明技术方案的获得奠定了坚实的基础。
硅铝多彩聚合涂料化学原理是基于地质成因，我们将硅酸盐和硅铝酸盐按不同比例混合，再添加适量的固体填料，经过先进的粉体混合技术使物料混合均匀，使用时添加一定比例的水即可：硅铝多彩聚合涂料是聚合硅-氧-铝酸盐网络结构由共用氧交替键合的[SiO4]和[AlO4]四面体组成，正是氧桥键连接的四面体构成三维骨架的孔穴(笼或空腔)，结果成为一种稳固的键合很强的结构。其中的阳离子如碱金属、碱土金属和其他的金属阳离子出现在构架的的空腔内，以平衡其中的负电荷。晶体内的阳离子在骨架中有很大的移动自由，可以进行阳离子交换。在硅铝多彩聚合物涂料反应过程中有水参与反应，并以结构水的形式存在于产物中。最终产物是一种复杂的多晶、多相聚集体，包括晶态、玻璃态、凝胶态、气孔等。硅铝多彩涂料反应原料可以理解为“解聚.缩聚”过程，产品的形成是在碱性催化剂作用下硅氧键和铝氧键的断裂，形成一系列的低聚硅(铝)四面体单元，这些低聚结构单元随着反应进程的进行，逐渐脱水重组聚合反应过程。与普通硅酸盐水泥的硬化机理不同。碱激发胶凝材料的硬化过程是碱性材料与硅铝矿物材料的反应过程，水主要起传质媒介作用。通过上面的解聚和缩聚过程完成多彩聚合涂料的成膜过程。
本发明的有益效果是：
本发明提供的硅铝多彩聚合涂料是聚合硅-氧-铝酸盐网络结构由共用氧交替键合的[SiO4]和[AlO4]四面体组成，正是氧桥键连接的四面体构成三维骨架的孔穴(笼或空腔)，结果成为一种稳固的键合很强的结构。其中的阳离子如碱金属、碱土金属和其他的金属阳离子出现在构架的的空腔内，以平衡其中的负电荷。晶体内的阳离子在骨架中有很大的移动自由，可以进行阳离子交换。在硅铝多彩聚合物涂料反应过程中有水参与反应，并以结构水的形式存在于产物中。最终产物是一种复杂的多晶、多相聚集体，包括晶态、玻璃态、凝胶态、气孔等。硅铝多彩涂料反应原料可以理解为“解聚.缩聚”过程，产品的形成是在碱性催化剂作用下硅氧键和铝氧键的断裂，形成一系列的低聚硅(铝)四面体单元，这些低聚结构单元随着反应进程的进行，逐渐脱水重组聚合反应过程。与普通硅酸盐水泥的硬化机理不同。碱激发胶凝材料的硬化过程是碱性材料与硅铝矿物材料的反应过程，水主要起传质媒介作用。通过上面的解聚和缩聚过程完成多彩聚合涂料的成膜过程。
本发明提供的硅铝多彩聚合涂料选用天然矿物原料，制成以硅铝基地质聚合物为成膜物的无机聚合干粉涂料，不含乳胶等粘结剂以及其他有机添加剂，从源头杜绝甲醛、挥发性有机物、重金属等有害物质，是一种绿色环保的无机涂料。具体的讲，本发明的产品具有以下优良的性能：
1.全无机：本产品与传统涂料的本质区别是其全部由无机材料合成，不含乳胶类的粘接剂和有机添加剂，它是靠组分之间的聚合反应与墙壁形成一个整体，异常坚固，不会脱落；2.不燃性高：本产品具有无机物之特性，其抗高温性能特别好，高温下不会燃烧，而且还阻燃；3.透气性好：本产品施工后会在表面形成纳米级微孔，具有良好的透气性和透水。4.耐水性好：本产品施工后具有高度的耐水性，可用水直接冲洗或是抹布擦洗；5.耐腐蚀性好:本产品能经受硫酸、盐酸以及海水的长期浸泡，耐腐蚀性能优异；6.不会有菌及苔藓滋生：本产品具有碱的特性，能杀灭菌类及苔癣孢子，即使长期在潮湿的环境中也不会起霉斑；7.环保性能佳：本产品不含任何有机物质，VOC(有机挥发物)检测为零，在生产和应用期间均无气味和有害物质产生，高度环保。
具体实施方式
实施例1
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐45％，硅铝酸盐45％，碱激发胶凝材料5％，阻燃剂1％，改性剂3％，碳纳米管1％；所述硅酸盐为Na2SiO3，所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐NaAlSi2O6。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.6：1的重量比混合，在60转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.1％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.2：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为25％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土15份、硅酸钙15份、粉煤灰5份、纳米二氧化钛5份、氧化铁粉5份、氧化锆粉末3份和滑石粉2份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以60转/分钟，搅拌5分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1:1。
所述改性剂为硼酸镁铝石。
所述所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在2的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨30分钟，砂磨介质选用1.0mm的硅酸锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.1mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.3。
按照本发明实施例1配比比例称取各组分；按照本发明的制备方法得到本发明涂料(所得涂料的性能检测详见表1)。采用有气喷涂或无气喷涂，一次成型试板5块。在温度20℃、湿度25％、养护时间72小时的情况下，外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表1本发明实施例1所得产品涂料的性能检测
实施例2
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐55％，硅铝酸盐35％，碱激发胶凝材料5％，阻燃剂2％，改性剂2％，碳纳米管1％；所述硅酸盐为碱金属硅酸盐Na2SiO3和MgSiO3以1:1的重量比混合，所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐KAlSi2O6。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按1.0：1的重量比混合，在120转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌5分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量05％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为2.0：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为45％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土20份、硅酸钙20份、粉煤灰15份、纳米二氧化钛10份、氧化铁粉10份、氧化锆粉末8份和滑石粉5份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以120转/分钟，搅拌15分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝2:1。
所述改性剂为硼酸镁铝石。所述所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在50的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨50分钟，砂磨介质选用1.2mm的硅酸锆珠或氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.4mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.4。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表2。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表2本发明实施例2所得产品涂料的性能检测
实施例3
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐54％，硅铝酸盐41％，碱激发胶凝材料2％，阻燃剂1.5％，改性剂1％，碳纳米管0.5％；所述硅酸盐为K2SiO3和MgSiO3其重量比为1:1，所述硅铝酸盐为KAlSi2O6和NaAlSi2O6其重量比为1:1。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.7：1的重量比混合，在90转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌4分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.3％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.6：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为35％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土17份、硅酸钙17份、粉煤灰10份、纳米二氧化钛7份、氧化铁粉7份、氧化锆粉末5份和滑石粉3份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以70转/分钟，搅拌10分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；所述其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1.5:1。所述改性剂为硼酸镁铝石。所述所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在25的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨40分钟，砂磨介质选用1.1mm的氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.3mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.35。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表3。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表3本发明实施例3所得产品涂料的性能检测
实施例4
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐46％，硅铝酸盐45％，碱激发胶凝材料5％，阻燃剂2％，改性剂1％，碳纳米管1％；所述硅酸盐为K2SiO3和MgSiO3，其重量比为2:1；所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐NaAlSi2O6和KAlSi2O6其重量比为2:1。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.8：1的重量比混合，在100转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.4％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.7：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为30％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土17份、硅酸钙18份、粉煤灰7份、纳米二氧化钛7份、氧化铁粉7份、氧化锆粉末5份和滑石粉3份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以110转/分钟，搅拌7分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；所述其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝2:1。所述改性剂为硼酸镁铝石。所述碳纳米管为壁数在20的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨35分钟，砂磨介质选用1.1mm的硅酸锆珠或氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.2mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.4。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表4。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表4本发明实施例4所得产品涂料的性能检测
实施例5
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐53％，硅铝酸盐42.5％，碱激发胶凝材料2％，阻燃剂1％，改性剂1％，碳纳米管0.5％；所述硅酸盐为碱金属硅酸盐Na2SiO3；所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐NaAlSi2O6。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.9：1的重量比混合，在70转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.3％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.8：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为30％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土19份、硅酸钙19份、粉煤灰11份、纳米二氧化钛6份、氧化铁粉6份、氧化锆粉末4份和滑石粉3份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以80转/分钟，搅拌14分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1.5:1。所述改性剂为硼酸镁铝石。所述碳纳米管为壁数为40的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨35分钟，砂磨介质选用1.0mm的氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.3mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.4。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表5。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表5本发明实施例5所得产品涂料的性能检测
实施例6
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐50％，硅铝酸盐42％，碱激发胶凝材料4％，阻燃剂1.5％，改性剂2％，碳纳米管0.5％；所述硅酸盐为碱金属硅酸盐K2SiO3、Na2SiO3和碱土金属硅酸盐CaSiO3MgSiO3，其重量比为1:1:1:1。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.8：1的重量比混合，在90转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌4分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.3％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.6：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为35％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土18份、硅酸钙18份、粉煤灰10份、纳米二氧化钛8份、氧化铁粉8份、氧化锆粉末6份和滑石粉4份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以90转/分钟，搅拌10分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1.5:1。所述改性剂为硼酸镁铝石。所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在20的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨40分钟，砂磨介质选用1.1mm的硅酸锆珠或氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.2mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.3。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表2。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表6本发明实施例6所得产品涂料的性能检测
实施例7
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐45％，硅铝酸盐45％，碱激发胶凝材料5％，阻燃剂1.5％，改性剂3％，碳纳米管0.5％；所述硅酸盐为K2SiO3和CaSiO3，其重量比为2:1；所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐KAlSi2O6。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.6-1.0：1的重量比混合，在70转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.2％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.6：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为35％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土18份、硅酸钙18份、粉煤灰8份、纳米二氧化钛8份、氧化铁粉8份、氧化锆粉末6份和滑石粉3份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以80转/分钟，搅拌10分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1:1。所述改性剂为硼酸镁铝石。所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在40的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨45分钟，砂磨介质选用1.0mm的硅酸锆珠或氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.2mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.3。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表7。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表7本发明实施例7所得产品涂料的性能检测
实施例8
一种硅铝聚合物涂料，由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐51％，硅铝酸盐40％，碱激发胶凝材料4％，阻燃剂2％，改性剂2％，碳纳米管1％；所述硅酸盐为Na2SiO3；所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐KAlSi2O6。
所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.9：1的重量比混合，在100转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.2％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.7：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为30％。
所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土16份、硅酸钙16份、粉煤灰7份、纳米二氧化钛7份、氧化铁粉7份、氧化锆粉5份和滑石粉3份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以90转/分钟，搅拌7分钟，即得成品。
所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1:1。所述改性剂为硼酸镁铝石。所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在15的多壁碳纳米管。
其制备方法，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨40分钟，砂磨介质选用1.0mm的氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.2mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.4。
检测方法与实施例1相同，所得涂料的性能检测详见表8。可知所得涂料外观检测合格、耐侵蚀、不渗透、无裂缝、起泡或脱边脱角现象。
表8本发明实施例8所得产品涂料的性能检测
对比例1
对比例1与实施例6基本相同，其不同之处在于，去掉改性剂。
检测方法与实施例6相同，所得涂料的性能检测详见表9。即采用有气喷涂或无气喷涂，一次成型试板5块。在温度20℃、湿度25％、养护时间72小时的情况下，1块试板出现起泡。
表9本发明对比例2所得产品涂料的性能检测
对比例2
对比例2与实施例6基本相同，其不同之处在于，去除碱激发胶凝材料。
检测方法与实施例6相同，所得涂料的性能检测详见表10。即采用有气喷涂或无气喷涂，一次成型试板5块。在温度20℃、湿度25％、养护时间72小时的情况下，3块试板出现裂缝、2块试板出现起泡。
表10本发明对比例2所得产品涂料的性能检测
对比例3
对比例3与实施例6基本相同，其不同之处在于，去除碳纳米管。
检测方法与实施例6相同，所得涂料的性能检测详见表11。即采用有气喷涂或无气喷涂，一次成型试板5块。在温度20℃、湿度25％、养护时间72小时的情况下，1块试板出现裂缝。
表11本发明对比例3所得产品涂料的性能检测
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种硅铝聚合物涂料，其特征在于：由以下质量百分数的原料组成：硅酸盐45-55％，硅铝酸盐35-45％，碱激发胶凝材料2-5％，阻燃剂1-2％，改性剂1-3％，碳纳米管0.5-1％；所述硅酸盐为碱金属硅酸盐R2SiO3或碱土金属硅酸盐MSiO3，所述硅铝酸盐为碱金属硅铝酸盐RAlSi2O6；R＝Na、K以任意重量比混合；M＝Ca、Mg以任意重量比混合。
2.根据权利要求1所述的硅铝聚合物涂料，其特征在于：所述碱激发胶凝材料的制备方法为，将改性水玻璃溶液与固体填料按0.6-1.0：1的重量比混合，在60-120转/分钟条件下搅拌，将固体填料缓慢加入到上述改性水玻璃溶液中，持续搅拌3-5分钟，再加入改性水玻璃溶液重量3％的氯化钡，即得碱激发复合胶凝材料。
3.根据权利要求2所述的硅铝聚合物涂料，其特征在于：所述改性水玻璃溶液的制备为：将氢氧化钠溶解在液体硅酸钠中，或将氢氧化钠与固体硅酸钠一起溶解在水溶液中，加入硅酸钠重量0.1-05％的木质纤维素，持续搅拌，直到溶液透明，所得水玻璃溶液的模数即二氧化硅与氧化钠的物质的量之比为1.2-2.0：1，二氧化硅和氧化钠质量浓度之和为25-45％。
4.根据权利要求3所述的硅铝聚合物涂料，其特征在于：所述固体填料的原料组成及重量份数为：高岭土15-20份、硅酸钙15-20份、粉煤灰5-15份、纳米二氧化钛5-10份、氧化铁粉5-10份、氧化锆粉末3-8份和滑石粉2-5份；制备方法为将上述原料依次置于混料机中，在常温、常压下，以60-120转/分钟，搅拌5-15分钟，即得成品。
5.根据权利要求1所述的硅铝聚合物涂料，其特征在于：所述阻燃剂为：所述阻燃剂是氢氧化铝和氢氧化镁的混合物；其重量比氢氧化铝：氢氧化镁＝1-2:1。
6.根据权利要求1所述的硅铝聚合物涂料，其特征在于：所述改性剂为硼酸镁铝石。
7.根据权利要求1所述的硅铝聚合物涂料，其特征在于：所述碳纳米管为单壁碳纳米管或壁数在2-50的多壁碳纳米管。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
一)将硅酸盐和硅铝酸盐按比例混合，再添加的固体填料，粉碎得固体粉末；
二)向步骤一)得到的粉末中加入碱激发胶凝材料，用分散砂磨机研磨30-50分钟，砂磨介质选用1.0-1.2mm的硅酸锆珠或氧化锆珠；
三)向步骤二)的粉末中加入阻燃剂、改性剂和碳纳米管以球磨机进一步粉碎得0.1-0.4mm的微粒，即得涂料粉末；
四)将步骤三)涂料粉末添加一定比例的水即可使用；所述涂料粉末与水的重量比为：粉：水＝1：0.3-0.4。
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