CN110172263A - 无机矿物涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无机矿物涂料，包括：无机透明涂料、增稠剂、分散剂、消泡剂以及无机颜填料，各成分的重量百分比如下：无机透明涂料40％‑50％、增稠剂0.2％‑0.5％、分散剂0.2％‑0.5％、消泡剂0.1％‑0.3％、无机颜填料40％‑50％。其中，无机透明涂料按如下重量百分比组成：硅酸钾60％‑79％、硅酸钾粉1％‑5％、硅酸钠5％‑10％、硅酸锂5％‑15％、水10％‑20％。本发明的无机矿物涂料无气味，且不含重金属或挥发性物质，因此对人体无害，可以用作室内涂料。另外，本发明的无机矿物涂料在不燃性试验中，质量减少率为0％(以20min为标准)，非常优秀，可作为不燃材料使用。此外，碳排放极少，非常环保。而且，本发明的无机矿物涂料具有良好的耐水性、耐刮擦性以及耐候性，综合性能优良。

Description

无机矿物涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种无机矿物涂料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，环境污染越来越严重,国际环境保护法颁布后，作为 主要污染源的涂料工业朝着低污染环保型方向发展。世界各国都对涂料有 机挥发物(VOC)的含量作出了限定，美国从2001年限定的100g/L降到2008 年的50g/L，中国承诺2020年CO2的排放比2005年下降40％-45％，符合环 保涂料发展方向。现在通用的涂料(乳胶漆)是由四个组分的物质组成：(1) 成膜物质：以高分子乳液为主；(2)颜填料：以钛白粉、碳酸钙、颜料等为主；(3)水；(4)助剂：以成膜助剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、防腐剂、 防冻剂等各种高分子合成有机物为主。涂料造成的室内污染、因涂料中众 多VOC(挥发性有机化合物)造成的人体健康危害以及众多品牌批次涂料抽 检不合格频繁曝光早已众所周知，发展环境友好型、资源节约型涂料是涂 料行业发展的主流，亟待解决的问题依次为：
(1)减害化：降低和控制有机物组分中TVOC(总挥发性有机物)含量；
(2)资源环保化：尽可能使用天然环保、具有特定微孔结构的原材料；
(3)功能化：能有益处理改善建筑材料挥发的有害物，提高空气质量；
(4)持续化：各种有益性能能够自发持续进行；
(5)基本性能保障：耐水抑菌、附着力为基本保障性能。
无机涂料以其优异的环保性能成为涂料发展方向之一，它主要以硅酸 盐和磷酸盐类等无机化合物作粘结剂，加入氧化颜、填料、助剂或固化剂 配制而成，制作与使用中无挥发性有机物，对环境无害，成本低亷，经过 常温固化后，形成一种类似无机保护膜，具有阻燃、耐候、耐蚀、绝缘、 绝热、高硬度等特性，耐高温性能远超有机涂料。其高附加值和特殊功能 引人注目。然而目前的无机涂料普遍存在着一个致命弱点，即从涂料的耐 水性、抗刮擦性、耐候性等关键指标来看，其综合性能尚不够理想。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种无机矿物涂料及其制 备方法，具有良好的综合性能。
本发明的技术方案如下：提供一种无机矿物涂料，包括：无机透明涂 料、增稠剂、分散剂、消泡剂以及无机颜填料，各成分的重量百分比如下：
无机透明涂料 40％-50％；
增稠剂 0.2％-0.5％；
分散剂 0.2％-0.5％；
消泡剂 0.1％-0.3％；
无机颜填料 40％-50％；
其中，所述无机透明涂料按如下重量百分比组成：
硅酸钾 60％-79％；
硅酸钾粉 1％-5％；
硅酸钠 5％-10％；
硅酸锂 5％-15％；
水 10％-20％；
其中，所述硅酸钾中K2O∶SiO2克分子比为3.5-5.5，所述硅酸钾粉中 O2O∶SiO2克分子比为3.2-3.4，所述硅酸钠中NN2O∶SiO2克分子比为 2.4-2.6，所述硅酸锂中Li2O∶SiO2克分子比为7.5-8.5。
进一步地，所述增稠剂为羧甲基纤维素，所述分散剂为多聚羧酸。
进一步地，所述消泡剂为二氧化硅或硅胶类。
进一步地，所述无机颜填料由TiO2、SiO2、高岭土、颜料以及离子交 换水组成。
进一步地，各成分的重量百分比如下：
无机透明涂料 45％；
增稠剂 0.2％；
分散剂 0.4％；
消泡剂 0.1％；
TiO2 15％；
SiO2粉末15％；
高岭土 5％；
颜料 2.5％；
离子交换水 18％；
其中，所述无机透明涂料按如下重量百分比组成：
硅酸钾 72％；
硅酸钾粉 2％；
硅酸钠 5％；
硅酸锂 7％；
水 14％。
本发明还提供一种无机矿物涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水倒入反应釜中，在室温下以200rpm的速度搅拌，在搅拌状 态下加入硅酸钾粉，继续以200rpm的速度搅拌使之完全溶解；
(2)依次加入硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂，充分混合，以500～800rpm 的速度搅拌5-8个小时后，密封保存发酵48-56个小时，使之完全熟化，得 到无机透明涂料；
(3)将步骤(2)中得到的无机透明涂料置于分散缸中，添加增稠剂、 分散剂、消泡剂、无机颜填料，以1500rpm的速度搅拌，搅拌30min；
(4)将速度调为400rpm，然后添加增稠剂，并搅拌，使之粘度在 2500-4000cp之间，即制得遮蔽性涂料。
采用上述方案，本发明的无机矿物涂料无气味，且不含重金属或挥发 性物质，因此对人体无害，可以用作室内涂料。另外，本发明的无机矿物 涂料在不燃性试验中，质量减少率为0％(以20min为标准)，非常优秀，可 作为不燃材料使用。此外，本发明的无机矿物涂料的成分不但不包含有机 溶剂或其他有机物质，而且在制造的过程中几乎不投入能量，因此碳排放 极少，非常环保。而且，本发明的无机矿物涂料具有良好的耐水性、耐刮 擦性以及耐候性，综合性能优良。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明提供一种无机矿物涂料，包括：无机透明涂料、增稠剂、分散 剂、消泡剂以及无机颜填料，各成分的重量百分比如下：
无机透明涂料 40％-50％；
增稠剂 0.2％-0.5％；
分散剂 0.2％-0.5％；
消泡剂 0.1％-0.3％；
无机颜填料 40％-50％。
其中，所述无机透明涂料按如下重量百分比组成：
硅酸钾 60％-79％；
硅酸钾粉 1％-5％；
硅酸钠 5％-10％；
硅酸锂 5％-15％；
水10％-20％。
其中，所述硅酸钾中K2O∶SiO2克分子比为3.5-5.5，所述硅酸钾粉中 K2O∶SiO2克分子比为3.2-3.4，所述硅酸钠中NN2O∶SiO2克分子比为 2.4-2.6，所述硅酸锂中Li2O∶SiO2克分子比为7.5-8.5。
所述增稠剂为羧甲基纤维素，所述分散剂为多聚羧酸，所述消泡剂为 二氧化硅或硅胶类。所述无机颜填料由TiO2、SiO2、高岭土、颜料以及离 子交换水组成。
在本实施例中各成分的重量百分比如下：
无机透明涂料 45％；
增稠剂 0.2％；
分散剂 0.4％；
消泡剂 0.1％；
TiO2 15％；
SiO2粉末15％；
高岭土 5％；
颜料 2.5％；
离子交换水18％；
其中，所述无机透明涂料按如下重量百分比组成：
硅酸钾 72％；
硅酸钾粉 2％；
硅酸钠 5％；
硅酸锂 7％；
水14％。
硅酸钾具有易溶于水，成膜性好，价格中等的优点。硅酸钠具有成膜 性好，易溶于水，极易制成涂料，价格低的优点。硅酸锂具有能耐较高温 度的优点。本发明的原材料大多采用硅酸盐，天然绿色环保。
本发明还提供一种无机矿物涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取40％的水倒入反应釜中，在室温下以200rpm的速度搅拌，在 搅拌状态下加入2％的硅酸钾粉，继续以200rpm的速度搅拌使之完全溶解；
(2)然后依次加入72％的硅酸钾、5％的硅酸钠、7％的硅酸锂，充分混 合，以500～800rpm的速度搅拌5-8个小时后，密封保存发酵48-56个小时， 使之完全熟化，得到无机透明涂料；
(3)将步骤(2)中得到的无机透明涂料取45％置于分散缸中，添加 0.2％的增稠剂、0.2％的分散剂、0.1％的消泡剂、15％的TiO2、15％的SiO2粉 末、5％的高岭土、2.5％的颜料以及18％的离子交换水，以1500rpm的速度搅 拌，搅拌30min；
(4)将速度调为400rpm，然后添加0.2％的增稠剂，并搅拌，使之粘 度在2500-4000cp之间，即制得遮蔽性涂料。
将以上制得的涂料涂在铁板上作为试片，用此试片得出的各种实验结 果如下表所示：
表1
基本物性试验(涂料构成物)
表2
不燃性及气体有害性试验
该不燃性及气体有害性试验是在厚度为5mm的铁板上，用25μm的涂 覆厚度硬化后的试片。
表3
耐候性试验
综上所述，本发明的无机矿物涂料无气味，且不含重金属或挥发性物 质，因此对人体无害，可以用作室内涂料。另外，本发明的无机矿物涂料 在不燃性试验中，质量减少率为0％(以20min为标准)，非常优秀，可作为 不燃材料使用。此外，本发明的无机矿物涂料的成分不但不包含有机溶剂 或其他有机物质，而且在制造的过程中几乎不投入能量，因此碳排放极少， 非常环保。而且，本发明的无机矿物涂料具有良好的耐水性、耐刮擦性以 及耐候性，综合性能优良。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无机矿物涂料，其特征在于，包括：无机透明涂料、增稠剂、分散剂、消泡剂以及无机颜填料，各成分的重量百分比如下：
无机透明涂料 40％-50％；
增稠剂 0.2％-0.5％；
分散剂 0.2％-0.5％；
消泡剂 0.1％-0.3％；
无机颜填料 40％-50％；
其中，所述无机透明涂料按如下重量百分比组成：
硅酸钾 60％-79％；
硅酸钾粉 1％-5％；
硅酸钠 5％-10％；
硅酸锂 5％-15％；
水 10％-20％；
其中，所述硅酸钾中K2O：SiO2克分子比为3.5-5.5，所述硅酸钾粉中K2O：SiO2克分子比为3.2-3.4，所述硅酸钠中Na2O：SiO2克分子比为2.4-2.6，所述硅酸锂中Li2O：SiO2克分子比为7.5-8.5。
2.根据权利要求1所述的无机矿物涂料，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素，所述分散剂为多聚羧酸。
3.根据权利要求1所述的无机矿物涂料，其特征在于，所述消泡剂为二氧化硅或硅胶类。
4.根据权利要求1所述的无机矿物涂料，其特征在于，所述无机颜填料由TiO2、SiO2、高岭土、颜料以及离子交换水组成。
5.根据权利要求4所述的无机矿物涂料，其特征在于，各成分的重量百分比如下：
无机透明涂料 45％；
增稠剂 0.2％；
分散剂 0.4％；
消泡剂 0.1％；
TiO2 15％；
SiO2粉末 15％；
高岭土 5％；
颜料 2.5％；
离子交换水 18％；
其中，所述无机透明涂料按如下重量百分比组成：
硅酸钾 72％；
硅酸钾粉 2％；
硅酸钠 5％；
硅酸锂 7％；
水 14％。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的无机矿物涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将水倒入反应釜中，在室温下以200rpm的速度搅拌，在搅拌状态下加入硅酸钾粉，继续以200rpm的速度搅拌使之完全溶解；
(2)依次加入硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂，充分混合，以500～800rpm的速度搅拌5-8个小时后，密封保存发酵48-56个小时，使之完全熟化，得到无机透明涂料；
(3)将步骤(2)中得到的无机透明涂料置于分散缸中，添加增稠剂、分散剂、消泡剂、无机颜填料，以1500rpm的速度搅拌，搅拌30min；
(4)将速度调为400rpm，然后添加增稠剂，并搅拌，使之粘度在2500-4000cp之间，即制得遮蔽性涂料。
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