CN110776765A - 一种内墙无机底漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内墙无机底漆及其制备方法，涉及水性涂料技术领域，解决了当外界产生较大的温度变化时，因底漆整体的耐候性较差，而导致其涂膜整体附着力大大降低的问题。一种内墙无机底漆，其包括单独保存且使用时按重量份数比为（3‑5）:1的比例进行混合的A组分和B组分，以重量份计，所述A组分的组成包括以下原料：硅溶胶4‑6份；硅酸钠8‑16份；硅酸钾20‑30份；去离子水4‑6份；填料4‑8份；聚丙烯酰胺0.6‑1.6份；乙烯基三乙氧基硅烷0.4‑1.2份；防沉剂1‑3份；消泡剂0.5‑1.5份；所述B组分的组成包括以下原料：纳米浓缩浆30‑40份；无机颜料10‑20份；固化剂2.5‑5.5份；丙烯酸十八醇酯5‑8份。本发明中的内墙无机底漆具有良好的耐候性，且涂膜能够保持良好稳定的附着力。

Description

一种内墙无机底漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种内墙无机底漆及其制备方法。

背景技术

底漆是油漆系统的第一层，用于提高面漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱性、提供防腐功能等，同时可以保证面漆的均匀吸收，使油漆系统发挥最佳效果。

在公开号为CN105368103A的中国发明专利申请文件中公开了一种水性无机富锌底漆，各原料成分组分及质量百分比如下：无机改性树脂：15％～25％，无机改性锌粉：75％～85％；其中无机改性树脂各原料成分组分及重量份数为：硅酸钾：12～14份，硅酸钠：2～4份，水性硅溶胶：7～9份，去离子水：6～10份，硅烷偶联剂：4～5份，柔性乳液：5～7份，其中无机改性锌粉各原料成分组分及重量份数为：锌粉：60～70份，防沉剂：1～3份，滑石粉：2～3份，增稠剂：1～3份。

上述申请文件中，该水性无机富锌底漆，配料全面，搭配合理，附着力较强、干燥速度快，没有有机溶剂排放，不会对环境产生危害，更加绿色环保；然而，硅溶胶虽具有优异的耐水性、耐热性，但其整体在酸性或中性条件下稳定性差，当外界产生较大的温度变化时，上述水性无机富锌底漆并不能保持良好的稳定性，并使其涂膜整体的附着力大大降低，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中当外界产生较大的温度变化时，因底漆整体的耐候性较差，而导致其涂膜整体附着力大大降低的问题，本发明的目的一在于提供一种内墙无机底漆，以解决上述技术问题，其具有良好的耐候性，且涂膜能够保持良好稳定的附着力。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种内墙无机底漆，包括单独保存且使用时按重量份数比为(3-5):1的比例进行混合的A组分和B组分，以重量份计，所述A组分的组成包括以下原料：

硅溶胶4-6份；

硅酸钠8-16份；

硅酸钾20-30份；

去离子水4-6份；

填料4-8份；

聚丙烯酰胺0.6-1.6份；

乙烯基三乙氧基硅烷0.4-1.2份；

防沉剂1-3份；

消泡剂0.5-1.5份；

所述B组分的组成包括以下原料：

纳米浓缩浆30-40份；

无机颜料10-20份；

固化剂2.5-5.5份；

丙烯酸十八醇酯5-8份。

通过采用上述技术方案，硅溶胶具有优异的水溶性，且与其他各组分原料之间具有良好的结合性，使内墙无机底漆的涂膜具有较强的粘附力。硅酸钠使内墙无机底漆的涂膜具有良好的高保色性、柔韧性、附着性。硅酸钾易溶于水，且施工性、防腐性和成膜性良好，有利于保证内墙无机底漆成膜的稳定性。聚丙烯酰胺有利于使各组分原料充分混合在一起；乙烯基三乙氧基硅烷不仅能够提高内墙无机底漆涂膜的附着力，还是一种良好的交联剂和硅烷偶联剂。

纳米浓缩浆要由稳定分散的粒径一般小于100nm的纳米原料组成，使得纳米原料在涂料中更易分散，并与其他各组分原料之间具有良好的结合性，使内墙无机底漆贮存更稳定；而纳米浓缩浆中匀分散的纳米粒子易填充于涂层的孔隙或毛细孔，提高涂膜的抗渗透性，并且提高了内墙无机底漆涂膜的耐候性，且纳米浓缩浆非常容易与有机物或金属基材表面的涂层或膜产生化学键合，从而使内墙无机底漆涂膜的附着力大大提高。同时，丙烯酸十八醇酯具有良好的耐候性，在涂膜内部能够起良好的内增塑作用，并可与纳米浓缩浆之间起到良好的复配增效作用，使内墙无机底漆具有良好的耐候性，且涂膜能够保持良好稳定的附着力。

进一步优选为，所述内墙无机底漆的A组分中还加入有重量份数为3-6份的功能助剂，功能助剂为亚磷酸酯和聚苯胺的混合物，且亚磷酸酯和聚苯胺的重量份数比为1：(1.5-1.9)。

通过采用上述技术方案，亚磷酸酯是一种良好的热稳定剂，有利于提高内墙无机底漆涂膜的耐候性，且还具有良好的色泽保护能力，保证内墙无机底漆涂膜在较大的温度变化环境中不易变色。聚苯胺具有良好的电化学性能，其能够与金属离子反应，并在内墙无机底漆涂膜的表面形成一层起保护作用的氧化层，进而能够提高内墙无机底漆整体的耐候性。而采用亚磷酸酯和聚苯胺的混合物作为功能助剂，能够起到良好的协同作用，使内墙无机底漆具有良好的耐候性，且涂膜能够保持良好稳定的附着力。

进一步优选为，所述纳米浓缩浆中包含多种纳米原料，而纳米原料选用纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的任意多种的混合物。

通过采用上述技术方案，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高内墙无机底漆的抗老化、强度和耐化学性能。纳米碳酸钙能够改善内墙无机底漆的流变性能和热稳定性。纳米氧化锆、纳米氧化锌和纳米二氧化钛可提高内墙无机底漆的断裂韧性、抗弯强度和耐候性。选用多种上述纳米原料作为纳米浓缩浆，均可以使内墙无机底漆保持良好的耐候性，且涂膜能够保持良好稳定的附着力。

进一步优选为，所述填料选用滑石粉、碳化硅、刚玉粉、碳纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维中的一种或多种混合物。

通过采用上述技术方案，滑石粉、碳化硅、刚玉粉、碳纤维、玻璃纤维和硅酸铝纤维均为良好的填料，其在内墙无机底漆中具有良好的分散性，且与各组分原料之间具有良好的结合性，并具有良好的耐高温、抗摩擦、抗腐蚀性好，机械强度高等性能，使内墙无机底漆整体具有良好的品质。

进一步优选为，所述消泡剂选用乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

通过采用上述技术方案，在生产或实际使用过程中，由于A组分和B组分在使用过程中需要进行搅拌，使空气容易进入内墙无机底漆的内部形成微小气泡，当内墙无机底漆在固化过程中，其内部的微小起泡容易发生迁移并聚合在一起形成较大的气泡，而选用上述种类的消泡剂，具有良好的去除气泡的作用，使内墙无机底漆在固化成型后的内部不易出现较大的气泡，进而使内墙无机底漆在较大温度变化的环境中能够保持良好的稳定性，且其涂膜能够保持良好稳定的附着力。

进一步优选为，所述防沉剂选用有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的任意一种。

通过采用上述技术方案，有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡均可以使使涂料具有触变性，黏度大大提高，并能够防止填料在内墙无机底漆中产生沉降，有利于对内墙无机底漆进行存储，且A组分和B组分在混合后，使纳米浓缩浆能够与其他各组分原料之间能够充分混合，大大提高了内墙无机底漆在使用过程中的稳定性，且有利于形成品质良好稳定的涂膜。

进一步优选为，所述无机颜料选用钛白粉、氧化铁红、铁蓝、氧化铬绿、云母粉、碳黑和酞菁蓝中的任意一种。

通过采用上述技术方案，钛白粉、氧化铁红、铁蓝、氧化铬绿、云母粉、碳黑和酞菁蓝均为良好的无机颜料，其具有良好的耐晒性、耐热性、耐候性和耐溶剂性，且整体遮盖力强，在使用时就很容易被分散开来，能够使内墙无机底漆的涂膜保持良好稳定的显色效果。

本发明的目的二在于提供一种内墙无机底漆的制备方法，采用该方法制备的内墙无机底漆具有良好的耐候性，且涂膜能够保持良好稳定的附着力。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，包括以下步骤：

步骤一，制备将相应重量份数的硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾和去离子水加入搅拌机中，控制搅拌速度为500-800rpm，时间为20-30min；

步骤二，继续加入相应重量份数的聚丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、防沉剂和消泡剂，控制搅拌速度为1000-1200rpm，时间为15-25min；

步骤三，最后再加入相应重量份数的填料，控制搅拌速度为1200-1500rpm，时间为10-20min，得到A组分，储存备用；

步骤四，将相应重量份数的纳米浓缩浆、无机颜料、固化剂和丙烯酸十八醇酯加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为300-500rpm，时间为10-20min，得到B组分，储存备用。

通过采用上述技术方案，先将硅溶胶、硅酸钠和硅酸钾在去离子水中充分混合，形成稳定的浆体，然后再加入聚丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、防沉剂和消泡剂，混合均匀再加入填料，得到品质良好且性能稳定的A组分。B组分的制备只需将各原料进行混合搅拌，形成稳定的分散系即可。同时，该工艺操作简单，生产效率较高，且不会对环境产生较大污染，在实际使用过程中具有良好的应用性。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)加入丙烯酸十八醇酯和纳米浓缩浆，并使其相互之间起到良好的复配增效作用，提高了内墙无机底漆涂膜的耐候性，并使内墙无机底漆涂膜的附着力大大提高，并当外界产生较大的温度变化时，内墙无机底漆的涂膜仍能保持良好的稳定性；

(2)加入由亚磷酸酯和聚苯胺组成的功能助剂，能够在内墙无机底漆涂膜的表面形成一层起保护作用的层结构，不仅能够提高内墙无机底漆整体的耐候性，还能够使涂膜保持良好稳定的附着力。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：一种内墙无机底漆，包括单独保存且使用时按重量份数比为4:1的比例进行混合的A组分和B组分，各组分原料及其相应的重量份数(kg)如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

步骤一，制备将相应重量份数的硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾和去离子水加入搅拌机中，控制搅拌速度为650rpm，时间为25min；

步骤二，继续加入相应重量份数的聚丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、有机膨润土和乳化硅油，控制搅拌速度为1100rpm，时间为20min；

步骤三，最后再加入相应重量份数的滑石粉，控制搅拌速度为1350rpm，时间为15min，得到A组分，储存备用；

步骤四，将相应重量份数的纳米浓缩浆、钛白粉、固化剂和丙烯酸十八醇酯加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为400rpm，时间为15min，得到B组分，储存备用。

注：上述步骤中的硅溶胶购自济南华特化工有限公司，牌号为华特747；固化剂购自东莞江兴实业有限公司，牌号为JX-617；纳米浓缩浆由纳米二氧化硅、纳米氧化锆和纳米氧化锌按质量比为1:1:1的比例混合而得。

实施例2：一种内墙无机底漆，包括单独保存且使用时按重量份数比为3:1的比例进行混合的A组分和B组分，各组分原料及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

步骤一，制备将相应重量份数的硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾和去离子水加入搅拌机中，控制搅拌速度为500rpm，时间为30min；

步骤二，继续加入相应重量份数的聚丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、有机膨润土和乳化硅油，控制搅拌速度为1000rpm，时间为25min；

步骤三，最后再加入相应重量份数的滑石粉，控制搅拌速度为1200rpm，时间为20min，得到A组分，储存备用；

步骤四，将相应重量份数的纳米浓缩浆、钛白粉、固化剂和丙烯酸十八醇酯加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为300rpm，时间为20min，得到B组分，储存备用。

实施例3：一种内墙无机底漆，包括单独保存且使用时按重量份数比为5:1的比例进行混合的A组分和B组分，各组分原料及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

步骤一，制备将相应重量份数的硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾和去离子水加入搅拌机中，控制搅拌速度为800rpm，时间为20min；

步骤二，继续加入相应重量份数的聚丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、有机膨润土和乳化硅油，控制搅拌速度为1200rpm，时间为15min；

步骤三，最后再加入相应重量份数的滑石粉，控制搅拌速度为1500rpm，时间为10min，得到A组分，储存备用；

步骤四，将相应重量份数的纳米浓缩浆、钛白粉、固化剂和丙烯酸十八醇酯加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为500rpm，时间为10min，得到B组分，储存备用。

实施例4-8：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-8中各组分原料及其重量份数

实施例9：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三中重量份数为8份的滑石粉替换为等质量的硅酸铝纤维。

实施例10：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三中重量份数为8份的滑石粉替换为4份的碳化硅、2份的刚玉粉和2份的碳纤维。

实施例11：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三中重量份数为8份的滑石粉替换为4份的刚玉粉、2份的玻璃纤维和2份的硅酸铝纤维。

实施例12：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二中重量份数为1.5份的乳化硅油替换为等质量的聚氧丙烯甘油醚。

实施例13：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二中重量份数为1.5份的乳化硅油替换为等质量的聚二甲基硅氧烷。

实施例14：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二中重量份数为1份的有机膨润土替换为等质量的气相二氧化硅。

实施例15：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二中重量份数为1份的有机膨润土替换为等质量的聚乙烯蜡。

实施例16：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤二中重量份数为1份的有机膨润土替换为等质量的聚酰胺蜡。

实施例17：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中重量份数为20份的钛白粉替换为等质量的氧化铁红。

实施例18：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中重量份数为20份的钛白粉替换为等质量的云母粉。

实施例19：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中重量份数为20份的钛白粉替换为等质量的酞菁蓝。

实施例20：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的纳米浓缩浆由纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氧化锌按质量比为1:1:1的比例混合而得。

实施例21：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四中的纳米浓缩浆由纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛按质量比为1:1:1的比例混合而得。

实施例22：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，最后再加入相应重量份数为8份的滑石粉和4.5份的功能助剂，功能助剂为亚磷酸酯和聚苯胺按重量份数比为1：1.7混合而得，控制搅拌速度为1350rpm，时间为15min，得到A组分，储存备用。

实施例23：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，最后再加入相应重量份数为8份的滑石粉和3份的功能助剂，功能助剂为亚磷酸酯和聚苯胺按重量份数比为1：1.5混合而得，控制搅拌速度为1350rpm，时间为15min，得到A组分，储存备用。

实施例24：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体设置为，最后再加入相应重量份数为8份的滑石粉和6份的功能助剂，功能助剂为亚磷酸酯和聚苯胺按重量份数比为1：1.9混合而得，控制搅拌速度为1350rpm，时间为15min，得到A组分，储存备用。

对比例1：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四具体设置为，将相应重量份数的钛白粉、固化剂和丙烯酸十八醇酯加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为500rpm，时间为10min，得到B组分，储存备用。

对比例2：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四具体设置为，将相应重量份数的纳米浓缩浆、钛白粉和固化剂加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为500rpm，时间为10min，得到B组分，储存备用。

对比例3：一种内墙无机底漆，与实施例1的不同之处在于，步骤四具体设置为，将相应重量份数的钛白粉和固化剂加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为500rpm，时间为10min，得到B组分，储存备用。

对比例4：一种内墙无机底漆，与实施例22的不同之处在于，步骤三具体设置为，最后再加入相应重量份数为8份的滑石粉和4.5份的功能助剂，功能助剂为亚磷酸酯，控制搅拌速度为1350rpm，时间为15min，得到A组分，储存备用。

对比例5：一种内墙无机底漆，与实施例22的不同之处在于，步骤三具体设置为，最后再加入相应重量份数为8份的滑石粉和4.5份的功能助剂，功能助剂为聚苯胺，控制搅拌速度为1350rpm，时间为15min，得到A组分，储存备用。

性能测试

试验样品：采用实施例1-24中获得的内墙无机底漆作为试验样品1-24，采用对比例1-5中获得的内墙无机底漆作为对照样品1-5。

试验方法：将试验样品1-24和对照样品1-5中的A组分和B组分分别进行混合使用，且控制搅拌速度为1100rpm，时间为15min，即可得到29种内墙无机底漆，然后根据标准GB/T5210-85《涂层附着力的测定法拉开法》中的规定分别制作标准样品，并用附着力测定仪测量附着力强度，然后将各标准样品在10℃的水中浸泡2h，然后在-10℃下冷却3h，最后在60℃下烘热1h，且全程用500nm波长的紫外光进行照射，重复上述循环3次，再用附着力测定仪测量附着力强度。

试验结果：试验样品1-24和对照样品1-5的测试结果如表2所示。由表2可知，由试验样品1-8和对照样品1-3的测试结果对比可得，加入丙烯酸十八醇酯和纳米浓缩浆，并使其相互之间起到良好的复配增效作用，提高了内墙无机底漆涂膜的耐候性，并使内墙无机底漆涂膜的附着力和稳定性大大提高。由试验样品1-8和试验样品9-21的测试结果对比可得，本发明所公开的填料、防沉剂、消泡剂、无机颜料和纳米浓缩浆，均适用于内墙无机底漆的制备，并使得到的内墙无机底漆保持良好稳定的耐候性和附着力。由试验样品1-8和试验样品22-24的测试结果对比可得，加入由亚磷酸酯和聚苯胺组成的功能助剂，能够提高内墙无机底漆整体的耐候性，还能够使涂膜保持良好稳定的附着力。由试验样品22和对照样品4-5的测试结果对比可得，亚磷酸酯和聚苯胺能够起到良好的复配增效作用，能够提高内墙无机底漆整体的耐候性，并保持良好稳定的附着力。

表2试验样品1-24和对照样品1-5的测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内墙无机底漆，其特征在于，包括单独保存且使用时按重量份数比为（3-5）:1的比例进行混合的A组分和B组分，以重量份计，所述A组分的组成包括以下原料：

硅溶胶 4-6份；

硅酸钠 8-16份；

硅酸钾 20-30份；

去离子水 4-6份；

填料 4-8份；

聚丙烯酰胺 0.6-1.6份；

乙烯基三乙氧基硅烷 0.4-1.2份；

防沉剂 1-3份；

消泡剂 0.5-1.5份；

所述B组分的组成包括以下原料：

纳米浓缩浆 30-40份；

无机颜料 10-20份；

固化剂 2.5-5.5份；

丙烯酸十八醇酯 5-8份。

2.根据权利要求1所述的内墙无机底漆，其特征在于，所述内墙无机底漆的A组分中还加入有重量份数为3-6份的功能助剂，功能助剂为亚磷酸酯和聚苯胺的混合物，且亚磷酸酯和聚苯胺的重量份数比为1：（1.5-1.9）。

3.根据权利要求1所述的内墙无机底漆，其特征在于，所述纳米浓缩浆中包含多种纳米原料，而纳米原料选用纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锆、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的任意多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的内墙无机底漆，其特征在于，所述填料选用滑石粉、碳化硅、刚玉粉、碳纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述的内墙无机底漆，其特征在于，所述消泡剂选用乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的内墙无机底漆，其特征在于，所述防沉剂选用有机膨润土、气相二氧化硅、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的内墙无机底漆，其特征在于，所述无机颜料选用钛白粉、氧化铁红、铁蓝、氧化铬绿、云母粉、碳黑和酞菁蓝中的任意一种。

8.一种如权利要求1所述的内墙无机底漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，制备将相应重量份数的硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾和去离子水加入搅拌机中，控制搅拌速度为500-800rpm，时间为20-30min；

步骤二，继续加入相应重量份数的聚丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、防沉剂和消泡剂，控制搅拌速度为1000-1200rpm，时间为15-25min；

步骤三，最后再加入相应重量份数的填料，控制搅拌速度为1200-1500rpm，时间为10-20min，得到A组分，储存备用；

步骤四，将相应重量份数的纳米浓缩浆、无机颜料、固化剂和丙烯酸十八醇酯加入另一搅拌机中，控制搅拌速度为300-500rpm，时间为10-20min，得到B组分，储存备用。

Images