CN111704817B - 一种耐水透气型水性无机涂料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐水透气型水性无机涂料及其制作方法，包括以下重量份的组分：复合硅酸钾30～55份，硅藻岩10～20份，稳定剂0.5～1份，贝壳粉5～10份，钛白粉8～16份，纤维素0.1～0.2份，消泡剂0.1～0.2份，分散剂0.1～0.3份，增稠剂0.3～0.5份，防霉剂0.3～0.5份，净味乳液1～6份，去离子水15～30份。与现有技术相比，本发明产品利用复合硅酸钾为粘结剂，增加了涂膜的表面强度，抗污性以及持久性，通过使用轻质填料，增加了产品的透气性能。

Description

一种耐水透气型水性无机涂料及其制作方法

技术领域

本发明涉及无机涂料技术领域，具体涉及一种耐水透气型水性无机涂料及其制作方法。

背景技术

传统的油性涂料以有机溶剂为溶剂，会释放出有机挥发性化合物（VOC）、各种苯类等，容易造成室内污染，危害人体健康。随着人们生活水平的提高，消费者对生活品质的要求有了很大提升，对装修污染问题越来越重视，发展环境友好型、资源节约型涂料是涂料行业发展的主流。水性无机涂料，作为一种生态环保型的涂料，被市场所关注并进入飞速发展的阶段。

发明专利CN201710719637.X公开了一种水性耐高温高湿无机涂料，包括以下原料组分及重量百分比：纤维素0.2~1％，无机硅酸钾10~20％，无机硅溶胶5~20％，氟碳乳液10~20％，水性助溶剂1~5％，水性润湿剂0.1~0.5％，水性分散剂0.5~1.5％，水性消泡剂0.1~1.5％，颜料10~20％，填料15~30％，成膜促进剂1~2.5％，水性增稠剂0.1-0.5％，余量为水。其中填料由硫酸钡、云母粉和滑石粉按照重量比（10~15）：（4~6）：（4~6）组合而成，该涂料打磨性和填充性好，漆膜耐醇性、耐碱性和耐酸性优良。该专利乳液含量较高，助剂相对较高，voc等挥发性有机物相对应会增加，较高用量的乳液及憎水性助剂一定程度降低了涂膜的透气型。发明专利CN202010255805.6公开了一种水性无机三防涂料，包括以下重量份的组分：300~312份水，4~8份分散剂，0.3~0.8份中和剂，3~4份消泡剂，180~200份钛白粉，180~100份碳酸钙，3~5份纤维素，8~12份阴离子有机硅乳液，4~6份稳定剂，210~220份硅酸钾，45~55份纯丙乳液。该涂料具有在低温环境下干燥速度快，固化时间短，附着力高，且吸音降噪效果优异的优点。该专利乳液含量较高，voc等挥发性有机物相对应会增加，较高的乳液影响涂膜透气性能。

但上述水性涂料所用填料硫酸钡、碳酸钙等密度较大，会使漆膜致密，对涂料的透气性及涂料的储存稳定性等有一定影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种耐水透气型水性无机涂料及其制作方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种耐水透气型水性无机涂料及其制作方法，包括以下重量份的组分：复合硅酸钾30~55份，硅藻岩10~20份，稳定剂0.5~1份，贝壳粉5~10份，钛白粉8~16份，纤维素0.1~0.2份，消泡剂0.1~0.2份，分散剂0.1~0.3份，增稠剂0.3~0.5份，防霉剂0.3~0.5份，净味乳液1~6份，去离子水15~30份。

进一步地，所述的复合硅酸钾由氢氧化钾，氧化钙，石英砂，活性硅微粉，硅烷偶联剂和水经反应制得。氢氧化钾的重量份为8~15份，氧化钙的重量份为5~8份，石英砂的重量份为40~50份，活性硅微粉的重量份为5~10份，硅烷偶联剂的重量份为0.5~1份，去离子水的重量份为25~35份。

氢氧化钾为硅酸钾合成原材料。氧化钙、氢氧化钾为合成硅钙石，硅酸钾原料活性硅微粉提高反应活性及效率，硅烷偶联剂提高反应产物的强度、机械性能、抗老化性。上述原料反应生产的复合硅酸钾具有强度高、透气性好、机械性能好等特点。可与其它颜填料及助剂充分结合及增加涂膜后期耐老化、耐水性。

再进一步地，所述的复合硅酸钾由以下方法制成：

（1）将氢氧化钾，石英砂，去离子水和硅烷偶联剂在70~80℃混合搅拌；

（2）在高速搅拌下加入活性硅微粉，搅拌2~4h，然后加入氧化钙；氧化钙可调节体系pH在11-14之间，使反应更充分；

（3）将步骤（2）得到的反应混合物在饱和蒸气压下在反应釜中0.8~1Mpa压力）、150~300℃反应24h；

（4）冷却，搅拌均匀得到复合硅酸钾。

进一步地，所述的步骤（1）和（2）中搅拌转速为 100r/min~150r/min。

进一步地，所述的贝壳粉为改性贝壳粉。贝壳粉为贝壳经过粉碎研磨制成的粉末，其95%的成分是碳酸钙，以及甲壳素，还有少量氨基酸和多糖物质，在涂料领域具有净化空气、调节湿度、不吸灰尘、使用寿命超长等多种功能。贝壳粉改性过程为：将规定细度的贝壳粉加入蒸馏水和分散剂，超声分散5h，水浴升温至70℃， 加入适量硬脂酸钠，搅拌反应10h后，冷却至室温，用无水乙醇抽滤，蒸馏水洗涤数次，真空干燥，研磨至平均粒径为600nm。所得改性贝壳粉显著改善贝壳粉与其他填料及助剂的相容性,提高其在水中的分散性,避免团聚的出现,改善涂料的均匀性。

进一步地，所述的纤维素为羟乙基纤维素，由碱性纤维素和环氧乙烷（或氯乙醇）经醚化反应制备，具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体等特性。提高涂料在低剪切状态下的粘度，放流挂。

进一步地，所述的净味乳液为纯丙乳液，固体含量50wt%，具有粒径细，高光泽，优良的耐候性，优良的抗回粘性等优点。补充涂膜的强度及耐擦洗性能。

进一步地，本发明还提供一种的耐水透气型水性无机涂料的制作方法，包括以下步骤：

（1）备料：按重量份称取复合硅酸钾30~55份，硅藻岩10~20份，稳定剂0.5~1份，贝壳粉5~10份，钛白粉8~16份，纤维素0.1~0.2份，消泡剂0.1~0.2份，分散剂0.1~0.3份，增稠剂0.3~0.5份，防霉剂0.3~0.5份，净味乳液1~6份，去离子水15~30份。

（2）向分散缸中一次加入配方量60~80％的去离子水，纤维素，分散剂，稳定剂，配方量40~60％的消泡剂，在转速500~600r/min的条件下搅拌10~30min得到混合液；

（3）向所得混合液中加入硅藻岩，钛白粉和贝壳粉，在转速1100~1200r/min的条件下搅拌30~40min；

（4）在转速为400~600r/min的条件下加入净味乳液并搅拌5~10min；

（5）在转速为200~300r/min的条件下加入复合硅酸钾，增稠剂，剩余配方量的去离子水和消泡剂，搅拌2~4h，制得产品。

与现有技术相比，本发明使用复合硅酸钾粘结剂和无机功能性填料，具有以下优点：

1、强度高，持久性好，抗污：本发明利用复合硅酸钾作为粘结剂，并结合偶联剂和助剂相容性更好，效能发挥更充分，和颜填料无机交联固化结合更紧密，增加了涂膜的表面强度和抗污能力，更加持久。

2、透气调湿，净化空气：本发明所使用的填料硅藻岩、及硅酸钾中的多孔高强硅钙石，质轻，透气，具有调节室内湿度，以及吸收室内有毒有害物质的功能。

3、抗菌，防霉：本发明原料中包含多种无机物，贝壳粉中甲壳素具有天然抗菌防霉作用，和配方中的少量有机防霉剂具有协同抗菌防霉性能，防霉等级达到0级。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种耐水透气型水性无机涂料的制作方法，包括以下步骤：

（1）备料：按重量份称取复合硅酸钾30份，硅藻岩15份，稳定剂0.5份，贝壳粉8份，钛白粉16份，纤维素0.1份，消泡剂0.15份，分散剂0.2份，增稠剂0.4份，防霉剂0.4份，净味乳液3份，去离子水20份。

（2）向分散缸中一次加入配方量80％的去离子水，纤维素，分散剂，稳定剂，防霉剂，配方量50％的消泡剂，在转速600r/min的条件下搅拌15min得到混合液；

（3）向所得混合液中加入硅藻岩，钛白粉和贝壳粉，在转速1200r/min的条件下搅拌30min；

（4）在转速为500r/min的条件下加入净味乳液并搅拌8min；

（5）在转速为250r/min的条件下加入复合硅酸钾，增稠剂，剩余配方量的去离子水和消泡剂，搅拌3h，制得产品。

实施例2

一种耐水透气型水性无机涂料的制作方法，包括以下步骤：

（1）备料：按重量份称取复合硅酸钾45份，硅藻岩20份，稳定剂1份，贝壳粉5份，钛白粉10份，纤维素0.15份，消泡剂0.1份，分散剂0.1份，增稠剂0.3份，防霉剂0.5份，净味乳液1份，去离子水15份。

（2）向分散缸中一次加入配方量70％的去离子水，纤维素，分散剂，稳定剂，防霉剂，配方量40％的消泡剂，在转速600r/min的条件下搅拌30min得到混合液；

（3）向所得混合液中加入硅藻岩，钛白粉和贝壳粉，在转速1100r/min的条件下搅拌10min；

（4）在转速为400r/min的条件下加入净味乳液并搅拌10min；

（5）在转速为200r/min的条件下加入复合硅酸钾，增稠剂，剩余配方量的去离子水和消泡剂，搅拌4h，制得产品。

实施例3

一种耐水透气型水性无机涂料的制作方法，包括以下步骤：

（1）备料：按重量份称取复合硅酸钾55份，硅藻岩10份，稳定剂0.6份，贝壳粉10份，钛白粉8份，纤维素0.2份，消泡剂0.2份，分散剂0.3份，增稠剂0.5份，防霉剂0.5份，净味乳液6份，去离子水30份。

（2）向分散缸中一次加入配方量60％的去离子水，纤维素，分散剂，稳定剂，防霉剂，配方量60％的消泡剂，在转速600r/min的条件下搅拌10min得到混合液；

（3）向所得混合液中加入硅藻岩，钛白粉和贝壳粉，在转速1200r/min的条件下搅拌30min；

（4）在转速为600r/min的条件下加入净味乳液并搅拌5min；

（5）在转速为300r/min的条件下加入复合硅酸钾，增稠剂，剩余配方量的去离子水和消泡剂，搅拌2h，制得产品。

上述各实施例制得的耐水透气型水性无机涂料的性能如下：

	实施例1	实施例2	实施例3
				表干时间	30min	35min	40min
耐水性	48h无起鼓、开裂、剥落及变色	48h无起鼓、开裂、剥落及变色	48h无起鼓、开裂、剥落及变色
				外观	正常	正常	正常
贮存稳定性	通过	通过	通过
				附着力（拉开法）	1级	1级	0级
耐擦洗性，次	≥5000	≥6000	≥8000
				应用场合	家庭装修，酒店，医院，机场，商场等	家庭装修，酒店，医院，机场，商场等	家庭装修，酒店，医院，机场，商场等
抗霉菌性能	0级	0级	0级
				寿命	与墙面同寿命	与墙面同寿命	与墙面同寿命
水蒸气透过率/{V/[g/（m2·d）]}	980	970	890
				甲醛净化效率，%	74	78	68

Claims (6)

1.一种耐水透气型水性无机涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：复合硅酸钾30~55份，硅藻岩10~20份，稳定剂0.5~1份，贝壳粉5~10份，钛白粉8~16份，纤维素0.1~0.2份，消泡剂0.1~0.2份，分散剂0.1~0.3份，增稠剂0.3~0.5份，防霉剂0.3~0.5份，净味乳液1~6份，去离子水15~30份；

所述的复合硅酸钾由氢氧化钾，氧化钙，石英砂，活性硅微粉，硅烷偶联剂和去离子水经反应制得，所述的氢氧化钾的重量份为8~15份，氧化钙的重量份为5~8份，石英砂的重量份为40~50份，活性硅微粉的重量份为5~10份，硅烷偶联剂的重量份为0.5~1份，去离子水的重量份为25~35份；

所述的复合硅酸钾由以下方法制得：

（1）将氢氧化钾，石英砂，去离子水和硅烷偶联剂在70~80℃混合搅拌；

（2）在高速搅拌下加入活性硅微粉，搅拌2~4h，然后加入氧化钙；

（3）将反应混合物在0.8~1Mpa压力、150~300℃反应24h；

（4）冷却，搅拌均匀得到复合硅酸钾。

2.根据权利要求1所述的耐水透气型水性无机涂料，其特征在于，所述的（1）和（2）中搅拌转速为100r/min~150r/min。

3.根据权利要求1所述的耐水透气型水性无机涂料，其特征在于，所述的贝壳粉为改性贝壳粉。

4.根据权利要求1所述的耐水透气型水性无机涂料，其特征在于，所述的纤维素为羟乙基纤维素。

5.根据权利要求1所述的耐水透气型水性无机涂料，其特征在于，所述的净味乳液为纯丙乳液。

6.一种如权利要求1所述的耐水透气型水性无机涂料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）备料：按重量份称取复合硅酸钾30~55份，硅藻岩10~20份，稳定剂0.5~1份，贝壳粉5~10份，钛白粉8~16份，纤维素0.1~0.2份，消泡剂0.1~0.2份，分散剂0.1~0.3份，增稠剂0.3~0.5份，防霉剂0.3~0.5份，净味乳液1~6份，去离子水15~30份；

（2）向分散缸中一次加入配方量60~80％的去离子水，纤维素，分散剂，稳定剂，防霉剂，配方量40~60％的消泡剂，在转速500~600r/min的条件下搅拌10~30min得到混合液；

（3）向所得混合液中加入硅藻岩，钛白粉和贝壳粉，在转速1100~1200r/min的条件下搅拌30~40min；

（4）在转速为400~600r/min的条件下加入净味乳液并搅拌5~10min；

（5）在转速为200~300r/min的条件下加入复合硅酸钾，增稠剂，剩余配方量的去离子水和消泡剂，搅拌2~4h，制得产品。