CN108276822B - 一种水泥基磁漆及其制备方法和应用 - Google Patents

一种水泥基磁漆及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种水泥基磁漆及其制备方法和应用，该磁性漆以水泥、石英砂、胶水、磁性微粉等廉价物料为主要原料，以增稠剂、减水剂、分散剂、消泡剂、流平剂等助剂进行配方优化。相较于常见的树脂基等磁性漆，该发明具有耐老化、阻燃性能好的优势，又由于主要原料为廉价物料，显著降低了磁性漆的成本。这种绿色环保的磁漆在磁性墙体、磁性玻毡、磁性板材等领域，具有广阔的应用前景。

Description

一种水泥基磁漆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于功能涂料技术领域，具体涉及一种水泥基磁漆及其制备方法和应用。
背景技术
磁性漆具有很多实际用途，而现有的磁性漆普遍存在磁性差、价格较高的问题。通过检索发现，现有的与本发明类似的磁性漆解决方案有“一种磁性涂料（CN103409045）”、“一种磁性导电涂料及其制备方法和应用（CN105295666A）”、“多极静磁场下使用的软磁涂料及其制备方法（CN104231708A）”。这些发明所用的基体材料为价格更高的树脂料（CN103409045）、低温固化树脂（CN105295666A）、粘合剂（CN104231708A），这对于大面积的磁性涂层的实现并不经济。有鉴于此，本发明通过水泥基磁漆的配方探索，制备了具有明显价格优势的磁性涂料，同时也使得该涂层有着优于树脂基涂层的耐老化和阻燃特性。
发明内容
解决的技术问题：本发明针对“如何在获得磁性功能层的同时，降低磁性功能层的成本，强化磁性功能层的耐老化、阻燃”这一问题，提供一种水泥基磁漆及其制备方法和应用。以水泥、石英砂、磁性微粉等廉价物料为主要原料，以助剂为进行配方优化，制备出磁性强、耐老化、阻燃并且价格低廉的磁性漆。
技术方案：一种水泥基磁漆，所述的水泥基磁漆由20-60份水泥、100-400份石英砂、10-80份胶水、50-100份磁性或软磁性微粉、100-200份水、5-20份组合助剂以及0-50份纤维组成，所述纤维为钢纤维、碳纤维或玻璃纤维中的至少一种；所述的组合助剂由0.5-5份增稠剂、0-4份色浆、1-5份分散剂、0-5份流平剂、0-1.5份减水剂和0-5份消泡剂构成。
所述水泥为经100目筛过滤的硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中至少一种；所述石英砂为100-1000目。
所述胶水为建筑用乳胶漆、环氧树脂胶水、丙烯酸树脂中的至少一种。
所述磁性微粉为100-1000目的四氧化三铁、铁氧体、钕铁硼、钐钴中的至少一种，所述软磁性微粉为100-1000目的铁、钴、镍粉末或其合金粉末；所述磁性或软磁性微粉为圆形或不规则多边形，呈片状或纤维状，或经羰基或硅烷偶联剂改性修饰，使用前经过100目筛过滤；所述的钢纤维、碳纤维或玻璃纤维的长径比为10-100，直径为5nm-50µm。
所述增稠剂为羟甲基纤维素、海藻酸钠、气相白炭黑中的至少一种；所述分散剂为甲基丙烯酸羟乙酯（HPMA）、聚乙二醇200、聚乙二醇400、焦磷酸钠、磷酸三钠、偏硅酸钠、二硅酸钠、烷基芳基磺酸盐、烷基苯磺酸盐中的至少一种；所述流平剂为BYK-333、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸类流平剂、端基改性有机硅中的至少一种；所述减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、聚羧酸高效减水剂中的至少一种；所述消泡剂为水泥砂浆消泡剂、甲基硅油、聚醚、硅氧烷聚合物、天然油脂、磷酸三丁酯中的至少一种。
所述水泥基磁漆的制备方法，所述的水泥基磁漆包含以下制备步骤：（1）将50-100份磁性微粉或软磁性微粉，100-400份石英砂倒入混料锅混合均匀，得到混合微粉；（2）将100-200份水，20-60份水泥，10-80份胶水，1-5份分散剂倒入混料锅，搅拌配制成水泥浆料，然后将前述配好的混合微粉逐渐加入保持搅拌的水泥浆料，得到磁性水泥浆料；（3）最后向上述磁性水泥浆料中加入5-20份组合助剂的剩余组分，其中包含0.5-5份增稠剂，0-5份流平剂，0-1.5份减水剂，0-4份色浆，保持搅拌1h，最后将制备好的水泥基磁漆装桶待用。
所述方法制得的水泥基磁漆的应用，所述水泥基磁漆通过喷涂、滚涂、刮涂、刷涂等方式涂布于墙体形成磁性墙体，或涂布于纤维玻毡形成磁性玻毡，或涂布于木质、金属、树脂板材或块材表面形成磁性板材或块材等磁性产品。
所述的水泥基磁漆涂覆在基材上后，可在饱和磁化环境下进行充磁。
所述水泥基磁漆的应用，涂覆在基材上后在150-300℃条件下2-10分钟固化，或室温条件下2-10小时固化，获得的涂层厚度为0.1-2mm，在蒙0.5-0.8mm布料后用有吸附力的铁、钴、镍基金属或磁铁，固定1-5张80g重的A4打印纸。
有益效果：本发明所述的水泥基磁性漆以水泥、石英砂、磁性微粉等廉价物料为主要原料，显著降低了磁性漆的成本；本发明所述的水泥基磁性漆相较于常见的树脂基等磁性漆，具有水泥基材料拥有的独特性能，如耐老化、阻燃性能好（可达A级）、铅笔硬度高（5H以上）、耐磨性好、耐腐蚀性能好、耐高低温性能好（-150~800℃）等；由于采用了组合助剂，本发明所述的水泥基磁性漆防沉性能好、分散性好，流平性好，与基材的结合力强，表面光洁度高，无开裂、划痕、鼓泡皱皮、凹凸不平、颜色差异等现象；本发明所述的水泥基磁性漆制备的磁性面层磁性强（>0.1mT），可通过外吸磁铁的方式固定1-20张80g重的A4打印纸；本发明所述的水泥基磁性漆所用的主要原料具有绿色无污染，成品磁性面层无甲醛释放，也无其它有害气体释放，不含铅、镉、铬、汞等重金属，非常环保；本发明所述的水泥基磁性漆与水泥、混凝土、木材、玻璃、陶瓷、金属等基材附着力好，都可达1级以上，也可以在制备的磁性涂层表面刷涂黑板漆或其他涂料，在磁性墙体、磁性玻毡、磁性板材等领域，具有广阔的应用前景；本发明所述的水泥基磁性漆制备成涂层后，由于掺合了大量高导磁性粉料，屏蔽效能高，电磁屏蔽性能好，可用作电磁屏蔽涂料。
附图说明
图1为水泥基磁性漆浆料实物图。
图2为水泥基磁性漆玻毡面层的实物图。
图3为水泥基磁性漆吸附多层A4纸的实物图。
图4为具有水泥基磁性漆面层的复合板。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
（1）将经过80目筛子筛分过的80g的200目铁粉，200g的300目的石英砂倒入混料锅混合均匀，得到混合微粉；
（2）将150g水，30g海螺水泥，40g丙烯酸树脂胶，3g甲基丙烯酸羟乙酯倒入混料锅，以2000r/min的转速搅拌30min，配制成水泥浆料，然后将前述配好的混合微粉逐渐加入保持搅拌的水泥浆料，再以2000r/min的转速搅拌30min，得到磁性水泥浆料；
（3）最后向上述磁性水泥浆料中加入4g羟甲基纤维素，4g丙烯酸类流平剂，0.3g聚羧酸高效减水剂，2g色浆保持搅拌30min，最后将制备好的水泥基磁漆装桶待用；
（4）将上述水泥基磁漆刮涂于纤维玻毡上得到磁性玻毡，所述的磁性玻毡如图2，其主要性能如表1：
表1 实施例1中磁性玻毡的主要性能参数
项目 数值
表面粗糙度 Ra6.3
表面磁强度 0.12mT
表面硬度 6H
阻燃等级 A级
抗拉强度 15MPa
实施例2
将经过100目筛子筛分过的100g的200目软磁铁氧体，150g的300目的石英砂倒入混料锅混合均匀，得到混合微粉；
（2）将120g水，25g海螺水泥，35g环氧树脂胶水，2g烷基苯磺酸盐倒入混料锅，以2000r/min的转速搅拌30min，配制成水泥浆料，然后将前述配好的混合微粉逐渐加入保持搅拌的水泥浆料，再以2000r/min的转速搅拌30min，得到磁性水泥浆料；
（3）最后向上述磁性水泥浆料中加入5g羟甲基纤维素，3g聚二甲基硅氧烷，0.3g聚羧酸高效减水剂，2g色浆保持搅拌30min，最后将制备好的水泥基磁漆装桶待用；
（4）将上述水泥基磁漆刮涂于纤维玻毡上得到磁性玻毡，将磁性玻毡粘附于聚氨酯保温板材表面，再将聚氨酯板材经脉冲充磁机充磁，得到剩磁强度为0.15mT的磁性板材，所述的磁性板材如图4，该板材的主要性能如表2：
表2 实施例2中磁性玻毡的主要性能参数
项目 数值
表面粗糙度 Ra6.3
表面磁强度 0.15mT
表观密度 230kg.m<sup>-3</sup>
导热系数 0.029W/(m.k）
表面硬度 5H
抗压强度 3MPa
阻燃等级 A2

Claims (9)

1.一种水泥基磁漆，其特征在于，所述的水泥基磁漆由20-60份水泥、100-400份石英砂、10-80份胶水、50-100份磁性或软磁性微粉、100-200份水、5-20份组合助剂以及0-50份纤维组成，所述纤维为钢纤维、碳纤维或玻璃纤维中的至少一种；所述的组合助剂由0.5-5份增稠剂、0-4份色浆、1-5份分散剂、0-5份流平剂、0-1.5份减水剂和0-5份消泡剂构成。
2.根据权利要求1所述的水泥基磁漆，其特征在于所述水泥为经100目筛过滤的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中至少一种；所述石英砂为100-1000目。
3.根据权利要求1所述的水泥基磁漆，其特征在于所述胶水为建筑用乳胶漆、环氧树脂胶水、丙烯酸树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的水泥基磁漆，其特征在于所述磁性微粉为100-1000目的四氧化三铁、铁氧体、钕铁硼、钐钴中的至少一种，所述软磁性微粉为100-1000目的铁、钴、镍粉末或其合金粉末；所述磁性或软磁性微粉为圆形或不规则多边形，呈片状或纤维状，或经羰基或硅烷偶联剂改性修饰，使用前经过100目筛过滤；所述的钢纤维、碳纤维或玻璃纤维的长径比为10-100，直径为5nm-50µm。
5.根据权利要求1所述的水泥基磁漆，其特征在于所述增稠剂为羟甲基纤维素、海藻酸钠、气相白炭黑中的至少一种；所述分散剂为甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、聚乙二醇200、聚乙二醇400、焦磷酸钠、磷酸三钠、偏硅酸钠、二硅酸钠、烷基芳基磺酸盐中的至少一种；所述流平剂为BYK-333、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸类流平剂、端基改性有机硅中的至少一种；所述减水剂为木质素磺酸钠盐减水剂、聚羧酸高效减水剂中的至少一种；所述消泡剂为水泥砂浆消泡剂、聚醚、硅氧烷聚合物、天然油脂、磷酸三丁酯中的至少一种。
6.权利要求1~5任一所述水泥基磁漆的制备方法，其特征在于，所述的水泥基磁漆包含以下制备步骤：
（1）将50-100份磁性微粉或软磁性微粉，100-400份石英砂倒入混料锅混合均匀，得到混合微粉；
（2）将100-200份水，20-60份水泥，10-80份胶水，1-5份分散剂倒入混料锅，搅拌配制成水泥浆料，然后将前述配好的混合微粉逐渐加入保持搅拌的水泥浆料，得到磁性水泥浆料；
（3）最后向上述磁性水泥浆料中加入5-20份组合助剂的剩余组分，其中包含0.5-5份增稠剂，0-5份流平剂，0-1.5份减水剂，0-4份色浆, 0-5份消泡剂，保持搅拌1h，最后将制备好的水泥基磁漆装桶待用。
7.权利要求1~5任一所述水泥基磁漆的应用，其特征在于所述水泥基磁漆通过喷涂、滚涂、刮涂、刷涂的方式涂布于墙体形成磁性墙体，或涂布于纤维玻毡形成磁性玻毡，或涂布于木质、金属、树脂板材或块材表面形成磁性板材或块材磁性产品。
8.根据权利要求7所述水泥基磁漆的应用，其特征在于，所述的水泥基磁漆涂覆在基材上后，可在饱和磁化环境下进行充磁。
9.权利要求7所述水泥基磁漆的应用，其特征在于涂覆在基材上后在150-300℃条件下2-10分钟固化，或室温条件下2-10小时固化，获得的涂层厚度为0.1-2mm，在蒙0.5-0.8mm布料后用有吸附力的铁、钴、镍基金属或磁铁，固定1-5张80g重的A4打印纸。
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