CN109868015A - 一种有机无机复合水性铝粉漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机无机复合水性铝粉漆及其制备方法，所述水性铝粉漆原料及含量为：苯丙乳液或纯丙乳液30‑45份、消泡剂0.3‑0.8份、成膜剂0.5‑2.0份、水15‑20份、填料5‑15份、水性铝粉5‑8份、增稠剂0.3‑1份、无机硅酸盐15‑25份；所述制备方法为：在乳液中加入消泡剂、成膜助剂分散均匀；水中加入填料、铝粉润湿成浆料，在添加助剂的乳液中加入润湿了的浆料，分散均匀后加入增稠剂，检测达规定粘度，在搅拌下加入硅酸盐分散均匀，检测合格后计量包装。本发明产品有较高硬度、耐温、耐溶剂、耐久性，又有良好附着力、柔韧性等机械性能，还实现无气味、低VOC，安全又环保。

Description

一种有机无机复合水性铝粉漆及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种有机无机复合水性铝粉漆及其制备方法。

【背景技术】

瓷—有证据表明约在东汉晚期(距今1800年前)华夏民族的首创，属中国人发明。陶瓷技艺不断迭代，传至元代，匠心独运，珍稀的元青花终于横空出世。元青花直接在坯体上用钴蓝颜料着色绘画，再施透明釉料，经高温一次烧成，效率和成品率高且节能。由陶跃升为瓷，得益于中国人首创的釉料硅酸盐(硅酸钙铝)。元青花釉料经约1300℃烧结后，形成一层高透明高光泽釉面，在涂料业称为高光罩光清漆。釉料实际是硅酸盐水性无机高温固化涂料，中国生漆是水性高分子自干有机涂料，中国是有机和无机涂料应用的鼻祖。釉料涂层具有平滑、透明、高光泽、高硬度、高抗污性、高耐磨性、良好的耐水耐酸碱性、优异的耐氧化、耐光、耐候性能。没有了这层高性能水性无机釉面涂层，瓷只不过是高硬度的陶，其实用性和艺术性将大打折扣；有了釉层的美化保护，釉下的青花历久弥新、青翠欲滴。

目前国内主要生产使用溶剂型铝粉漆，对钢结构进行一般性的保护，铝粉漆中挥发溶剂达30％-50％，VOC含量高、污染环境、保护期限短；部分企业也开发了水性乳液型的铝粉漆，乳液是有机成膜物，配方中助剂多且复杂，添加的助剂有：消泡剂、分散剂、润湿剂、定向剂、pH调节剂、防闪锈剂、防霉剂、防冻剂、增稠剂、流平剂、助溶剂、成膜助剂，少一种或量不足都可能存在严重质量问题，但技术含量不高，有生产水性内外墙涂料的人员都会山寨，关键是性能下降，达不到溶剂型铝粉漆的性能。搜索了国内发明专利，未发现相同产品，有接近的也是双组份铝粉或单组分其他类型的产品。

现有技术公开了以下几种水性漆及其制备方法：

1.申请号为201610573920.1的中国专利，公开了一种水性金属闪光漆及其制备方法，包括以下质量组分：水分散型丙烯酸乳液30-40份，消泡剂0.3-1份，流平剂0.4-1份，增稠剂7-12份，防沉剂1.5-3.5份，水性铝粉浆5-10份，分散剂0.3-1份，助溶剂4-6份，pH调节剂0.02-0.05份，去离子水30-45份。达到的效果为易涂装、可直接用去离子水正常施工，施工性能以及外观完全达到溶剂型标准，漆膜各项性能完全达到溶剂型铝粉的指标。该现有技术只采用了有机的丙烯酸乳液，未添加无机硅酸盐进行改性。

2.申请号为201810036803.0的中国专利，公开了一种易定向、高性能氟硅复合水性铝粉漆及其制备方法，其组成是氟硅复合基料64.1-54.55份，水性铝粉浆预分散液32.9-33.1份，防沉与快速定向液11.6-54.55份，去离子水0.3-0.7份，增稠剂0.3-0.7份。水性铝粉浆预分散液：去离子水21-23份、线性嵌段结构分散剂0.6-0.8份、丙二醇1.9-2.1份、水性铝粉浆7-9份、有机硅pH调节剂0.2-0.4份；氟硅复合易基料：有机硅/丙烯酸共聚乳液19-21份，氟碳乳液29-31份，有机硅消泡剂0.25-0.4份，有机硅润湿剂0.25-0.4份，有机硅流平剂0.15-0.25份，防腐剂0.15份，防霉剂0.5-0.7份，高效成膜助剂2.5-3份；防沉与快速定向液：去离子水7.6-8.15份，防沉蜡浆1.3-1.7份，铝粉定向液1.5-2.5份，有机硅pH调节剂0.25-0.35份。该现有技术利用有机硅对丙烯酸进行改性生产乳液，而不是直接添加无机硅酸盐。

3.申请号为03128205.9的中国专利，公开了一种耐高温水性复合涂料，其公开了以无机聚合硅酸盐为主要成膜物，以有机乳液为辅助成膜物，配以填料、助剂做甲组分，以金属锌粉为防锈颜料做乙组分，制成的有机-无机复合耐高温水性涂料。该涂料结合了无机涂层与有机涂层的优点，能耐600℃的高温，又保留了有机涂层在附着力、柔韧性等机械性能方面的优势，同时涂膜中的锌粉是一种优异的防锈颜料，涂层具有良好的防腐性能，应用在汽车排气系统等高温状态下的表面防腐。该现有技术虽然结合了有机无机成膜物的特点，产品只能采用锌粉，且必须双组份包装。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种有机乳液可以与硅酸盐复合，生产有机无机复合的水性铝粉漆，使其同时具有有机和无机涂层的特性：即有有机涂层的良好附着力、柔韧性等机械性能方面的优势，又有无机涂层较高的硬度、耐温、耐溶剂、耐久性，可在塑料、木材、水泥、金属等表面应用，还能够实现无气味、低VOC排放、耐久性好、安全又环保。

本发明是这样实现上述技术问题之一的：

一种有机无机复合水性铝粉漆，所述水性铝粉漆的原料组份及其重量份含量如下：苯丙乳液或纯丙乳液30-45份、消泡剂0.3-0.8份、成膜助剂0.5-2.0份、水15-20份、填料5-15份、水性铝粉5-8份、增稠剂0.3-1份、无机硅酸盐15-25份。

进一步地，所述无机硅酸盐为硅酸钾、硅酸锂或硅酸钠溶液。

进一步地，所述苯丙乳液为TB02苯丙乳液；所述纯丙乳液为BLJ6511纯丙乳液。

进一步地，所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、石英粉、云母粉中的至少一种。

进一步地，所述消泡剂是有机硅类型的水性消泡剂，所述成膜助剂是醇酯十二，所述增稠剂是聚氨酯类型的水性增稠剂。

进一步地，所述水性铝粉漆的pH值为11-13。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种有机无机复合水性铝粉漆的制备方法，其制备产品同时具有有机和无机涂层的特性：即有有机涂层的良好附着力、柔韧性等机械性能方面的优势，又有无机涂层较高的硬度、耐温、耐溶剂、耐久性，可在塑料、木材、水泥、金属等表面应用，还能够实现无气味、低VOC排放、耐久性好、安全又环保。

本发明是这样实现上述技术问题之二的：

一种有机无机复合水性铝粉漆制备方法，所述制备方法步骤如下：

在苯丙乳液或纯丙乳液中加入消泡剂、成膜助剂分散均匀，在水中加入填料、铝粉润湿形成浆料，在添加了助剂的苯丙乳液或纯丙乳液中加入润湿了的浆料，分散均匀后加入增稠剂，检测达到规定的粘度后，在搅拌下加入无机硅酸盐溶液，加完后分散均匀，检测合格后过滤计量包装。

进一步地，所述苯丙乳液或纯丙乳液可与无机硅酸盐相匹配。

进一步地，所述苯丙乳液或纯丙乳液与无机硅酸盐匹配试验如下：称取苯丙乳液或纯丙乳液，在搅拌下缓慢加入硅酸盐溶液，搅拌均匀，若在搅拌添加过程中出现胶化或者采用刮板细度计检测细度大于60微米、或者混合后的样品放置1-30d后会出现分层、沉淀、细度差、胶化的其中一种现象，则说明该乳液与硅酸盐不匹配；若无上述现象，则匹配。

本发明具有如下优点：

1.苯丙乳液或纯丙乳液和无机硅酸盐溶液虽然都可单独成膜，但成膜的性能无法满足溶剂型铝粉漆的要求，缺陷大于优点；本发明利用硅酸盐在空气中会吸收CO₂析出硅凝胶，硅凝胶干燥脱水产生二氧化硅，二氧化硅在自然界中是一种非常稳定的无机氧化物的原理，通过复合后，得到的水性铝粉漆结合了无机与有机涂层的优点，即保留了无机涂层的硬度、耐温、耐溶剂、耐久性，又保留了有机涂层良好附着力、柔韧性等机械性能方面的优势；同时采用的铝粉是种片状结构，片片间相互搭接起到隔绝腐蚀介质(水和空气)的作用，具有良好的保护基材作用；

2.本发明利用无机硅酸盐溶液自身的碱性，在实验过程中发现：一可有降低液体表面张力的作用，因此可不添加基材润湿剂和流平剂；二可有效防止涂膜闪锈，而不用加防闪锈剂；三可不添加助溶剂、防冻剂就可通过冻融性试验(采用GB/T9268-2008三次循环)由此，可有效减少助剂的应用，实现无气味、低VOC排放；

3.本发明产品对施工表面处理要求低、附着力好，可以直接施工在不含油污、粉尘、松动铁锈的钢材、镀锌板等表面；还可在塑料、木材、水泥、金属等表面应用；

总之，本发明产品即有有机涂层的良好附着力、柔韧性等机械性能方面的优势，又有无机涂层较高的硬度、耐温、耐溶剂、耐久性，应用范围广，还能够实现无气味、低VOC排放，安全又环保。

【具体实施方式】

本发明涉及一种有机无机复合水性铝粉漆，所述水性铝粉漆的原料组份及其重量份含量如下：苯丙乳液或纯丙乳液30-45份、消泡剂0.3-0.8份、成膜助剂0.5-2.0份、水15-20份、填料5-15份、水性铝粉5-8份、增稠剂0.3-1份、无机硅酸盐15-25份。

所述无机硅酸盐为硅酸钾、硅酸锂或硅酸钠，所述硅酸钾和硅酸钠模数为2.4-3.6，硅酸锂模数为3.4-4.8。

所述苯丙乳液的型号为TB02苯丙乳液，生产厂家为：江苏日出化工有限公司；所述纯丙乳液的型号为BLJ6511纯丙乳液，生产厂家为上海保利佳新材料有限公司：

所述填料为碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、石英粉、云母粉中的至少一种。

所述消泡剂是有机硅类型的水性消泡剂，所述成膜助剂是醇酯十二，所述增稠剂是聚氨酯类型的水性增稠剂。

所述水性铝粉漆的pH值为11-13。

本发明还涉及上述一种有机无机复合水性铝粉漆的制备方法，所述制备方法步骤如下：

在苯丙乳液或纯丙乳液中加入消泡剂、成膜助剂分散均匀，在水中加入填料、铝粉润湿形成浆料，在添加了助剂的苯丙乳液或纯丙乳液中加入润湿了的浆料，分散均匀后加入增稠剂，检测达到规定的粘度后，在搅拌下加入无机硅酸盐溶液，加完后分散均匀，检测合格后过滤计量包装。

所述苯丙乳液或纯丙乳液可与无机硅酸盐相匹配。

所述苯丙乳液或纯丙乳液与无机硅酸盐匹配试验如下：称取2份苯丙乳液或纯丙乳液，在搅拌速度为800r/min下缓慢加入硅酸盐溶液1份，搅拌均匀，若在搅拌添加过程中出现胶化或者采用刮板细度计检测细度大于60微米、或者混合后的样品放置1-30d后会出现分层、沉淀、细度差、胶化其中一种现象，则说明该乳液与硅酸盐不匹配；若无上述现象，则匹配。

以下结合具体实施例对本发明作进一步地说明。

实施例一：TB02苯丙乳液40份、有机硅消泡剂0.4份、醇酯十二成膜助剂1.5份、水16.6份、碳酸钙15份、铝粉6份、聚氨酯增稠剂0.5份、硅酸盐溶液20份。

工艺：称取配方量的乳液，在1000r/min下缓慢加入配方量的消泡剂、成膜助剂均匀混合；称取配方量的水，加入配方量的填料、铝粉混合形成浆料；称取配方量的硅酸盐溶液备用；降低乳液的搅拌速度为800r/min，缓慢加入浆料，分散30min,加入增稠剂调整粘度为70KU，缓慢加入硅酸盐，加完后继续搅拌分散20min,取样检测，合格后过滤、计量、包装。

实施例二：BLJ6511纯丙乳液42份、有机硅消泡剂0.5份、醇酯十二膜助剂1.0份、水20份、石英粉13份、铝粉5份、聚氨酯增稠剂0.5份、硅酸盐溶液18份。

工艺：同实施例一

实施例三：TB02苯丙乳液42份、有机硅消泡剂0.5份、醇酯十二成膜助剂1.2份、水17份、滑石粉15份、铝粉7份、聚氨酯增稠剂0.3份、硅酸盐溶液17份。

工艺：同实施例一

上述三个实施例产品性能检测结果如下：1.容器中状态，搅拌后呈均匀状态；2.pH值，12；3.冻融性试验(采用GB/T9268-2008三次循环)合格；4.不挥发分≥40％；5.施工性，施涂无障碍；6.漆膜外观，平整光滑、无闪锈；实干≤2h；7.划格试验，0级；8.硬度，≥0.3；9.耐250℃24h，无异常；10.户外耐久性，考察2年(室内样板与室外样板对比)无变化；11.存储稳定性，放置一年搅拌后呈均匀状态。

综上可知，本发明的漆膜常温干燥固化，表面光滑、平整、致密、无闪锈、耐温、耐候，贮存稳定性好、以水作稀释剂，涂膜历经两年户外对比，性能得到大幅提高，漆膜外观保持原始状态，耐久性好。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种有机无机复合水性铝粉漆，其特征在于：所述水性铝粉漆的原料组份及其重量份含量如下：苯丙乳液或纯丙乳液30-45份、消泡剂0.3-0.8份、成膜助剂0.5-2.0份、水15-20份、填料5-15份、水性铝粉5-8份、增稠剂0.3-1份、无机硅酸盐15-25份。

2.根据权利要求1所述的一种有机无机复合水性铝粉漆，其特征在于：所述无机硅酸盐为硅酸钾、硅酸锂或硅酸钠溶液。

3.根据权利要求1所述的一种有机无机复合水性铝粉漆，其特征在于：所述苯丙乳液为TB02苯丙乳液；所述纯丙乳液为BLJ6511纯丙乳液。

4.根据权利要求1所述的一种有机无机复合水性铝粉漆，其特征在于：所述填料为的碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、石英粉、云母粉中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种有机无机复合水性铝粉漆，其特征在于：所述消泡剂是有机硅类型的水性消泡剂，所述成膜助剂是醇酯十二，所述增稠剂是聚氨酯类型的水性增稠剂。

6.根据权利要求1所述的一种有机无机复合水性铝粉漆，其特征在于：所述水性铝粉漆的pH值为11-13。

7.一种有机无机复合水性铝粉漆制备方法，其特征在于：所述水性铝粉漆是基于权利要求1-5任一项所述的水性铝粉漆，所述制备方法步骤如下：

在苯丙乳液或纯丙乳液中加入消泡剂、成膜助剂分散均匀，在水中加入填料、铝粉润湿形成浆料，在添加了助剂的苯丙乳液或纯丙乳液中加入润湿了的浆料，分散均匀后加入增稠剂，检测达到规定的粘度后，在搅拌下加入无机硅酸盐溶液，加完后分散均匀，检测合格后过滤计量包装。

8.根据权利要求7所述的一种有机无机复合水性铝粉漆的制备方法，其特征在于：所述苯丙乳液或纯丙乳液可与无机硅酸盐相匹配。

9.根据权利要求8所述的一种有机无机复合水性铝粉漆的制备方法，其特征在于：所述苯丙乳液或纯丙乳液与无机硅酸盐匹配试验如下：称取苯丙乳液或纯丙乳液，在搅拌下缓慢加入硅酸盐溶液，搅拌均匀，若在搅拌添加过程中出现胶化或者采用刮板细度计检测细度大于60微米、或者混合后的样品放置1-30d后会出现分层、沉淀、细度差、胶化的其中一种现象，则说明该乳液与硅酸盐不匹配；若无上述现象，则匹配。