CN112680049A

CN112680049A - 高耐候防沾污的硅质真石漆及其制备方法

Info

Publication number: CN112680049A
Application number: CN202011640936.2A
Authority: CN
Inventors: 章俊华; 朱劲松
Original assignee: Chuzhou Shenghao Material Technology Co ltd
Current assignee: Chuzhou Shenghao Material Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明涉及一种高耐候防沾污的硅质真石漆及其制备方法，其包括如下重量份的组分：丙烯酸酯乳液70~90份、多孔硅溶胶25~30份、天然彩石砂700~750份、硅钙基耐候溶胶25~40份、羟乙基纤维素1~2份、硅酸镁铝溶液3~5份、分散剂1~2份、多功能助剂0.5~1份和成膜助剂8~10份；本请采用丙烯酸酯乳液与多孔硅溶胶共混作为反应主体，与墙体基材的附着力较强，而且添加硅钙基耐候溶胶，具有优异的隔热、耐热性能，当遭遇太阳暴晒时，真石漆表面的温升较小，可有效防止真石漆表面掉漆、甚至发生脱落；另外，硅钙基耐候溶胶细度较小，可填充在反应主体中的缝隙内，显著提高了真石漆内部的致密性，进一步防止真石漆出现掉漆、甚至脱落现象。

Description

高耐候防沾污的硅质真石漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及真石漆的技术领域，尤其是涉及一种高耐候防沾污的硅质真石漆及其制备方法。

背景技术

真石漆是以丙烯酸乳液为主要成膜物，以各种颜色、粒径级配的石材碎石为骨料，搭配各类助剂制成的可在建筑物表面上形成具有石材装饰效果的建筑涂料，因其资源消耗低、易于施工、无安全隐患、色彩及品种丰富，在建筑上的应用越来越广泛。

目前，申请公布号为CN106590268A的中国专利公开了一种真石漆及其制备方法，以水性丙烯酸酯乳液或有机硅改性丙烯酸酯乳液为反应主体，添加无机矿物类流变剂和非离子型水溶性纤维素醚搭配使用，两者协同产生增稠作用，确保真石漆粘度和良好施工性的前提下，降低漆膜的保水性，有利于水分挥发，从而保证真石漆能够在低气温或高湿度条件下施工时遇水不发花泛白，并且在成膜后抗污能力强、耐沾污性好。

但是，该种防沾污的真石漆在南方光照充足地区使用时，由于经受阳光暴晒的烘烤，真石漆表面易出现掉漆或者脱落现象，使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐候防沾污的硅质真石漆，可经受阳光暴晒，表面不易掉漆、脱落。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，包括如下重量份的组分：丙烯酸酯乳液70～90份、多孔硅溶胶25～30份、天然彩石砂700～750份、硅钙基耐候溶胶25～40份、羟乙基纤维素1～2份、硅酸镁铝溶液3～5份、分散剂1～2份、多功能助剂0.5～1份和成膜助剂8～10份。

通过采用上述技术方案，硅质真石漆是由无机硅酸盐材料加天然彩砂调制而成的仿天然大理石的厚质涂料，本申请采用丙烯酸酯乳液与多孔硅溶胶共混作为反应主体，多孔硅溶胶表面为多孔结构，具有较大的比表面积，多孔硅溶胶有助于向墙体基材内部进行渗透，与墙体基材内的碱性物质反应产生硅酸钙等，具有较强的附着力，使得真石漆更加坚固、耐久性强；

硅钙基耐候溶胶是一种由硅质材料与钙质材料，辅以增强纤维材料、助剂等按一定比例配合制成的无机建筑材料，硅钙基耐候溶胶具有优异的隔热、耐热性能，当遭遇太阳暴晒时，硅钙基耐候溶胶对温度变化的响应较慢，真石漆表面的温升较小，可有效防止真石漆表面掉漆、甚至发生脱落；另外，硅钙基耐候溶胶细度较小，可填充在反应主体中的缝隙内，显著提高了真石漆内部的致密性，进一步防止真石漆出现掉漆、甚至脱落现象。

本发明进一步设置为，所述多孔硅溶胶采用如下方法制备：

(1)将氧化镁、氯化钴和氯化钙分别研磨过500目筛，然后以重量比为1:1:1混合，用去离子水配制成质量浓度为60％的溶液备用；

(2)以30～35重量份的水玻璃为底液，升温至45～50℃，保持1～1.5h，向水玻璃中加入1～5重量份的乙二醇、3～5重量份的茶皂素和5～10重量份的羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀；

(3)在搅拌条件下，加入10～25重量份的氯化铵；

(4)然后加入质量浓度为60％的备用溶液1.5～3重量份，继续搅拌；

(5)抽真空干燥1～2h，干燥温度为100～120℃，得多孔硅溶胶。

通过采用上述技术方案，水玻璃与氯化铵发生水解反应生成硅酸，硅酸在水中的溶解度不大，硅酸分子之间会逐渐缩合为硅酸溶胶，干燥脱水得到多孔性物质，将茶皂素混合在反应体系中，茶皂素可对硅溶胶的一次粒子进行包覆，限制了一次粒子的生长，减小硅溶胶内的颗粒尺寸，提高硅溶胶的比表面积，使制备的多孔硅溶胶是一种高比表面、多孔性的物质，具有较强的吸附性能，作为载体供硅酸钾附着，与硅酸钾共混形成反应主体。

本发明进一步设置为：所述多孔硅溶胶的比表面积为900～1500m²/g。

通过采用上述技术方案，多孔硅溶胶的比表面积越大，表明多孔硅溶胶的吸附性能越大，则与硅酸钾的附着性更强。

本发明进一步设置为，所述硅钙基耐候溶胶包括如下重量份的组分：粉煤灰10～25份、微硅粉10～25份、氟石粉3～5份、硅酸钾30～35份、秸秆纤维5～10份和分散剂1～3份、增稠剂0.5～2份。

通过采用上述技术方案，粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中捕捉下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，粉煤灰中的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等，粉煤灰的排放量逐年增加，处理不当则会造成粉尘污染；微硅粉的主要成分是二氧化硅，而且杂质里都含有氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化铝等，具有优异的耐候性；秸秆纤维质轻、空隙率大，有良好的耐高低温性；将粉煤灰、微硅粉、氟石粉、硅酸钾进行混合，形成溶胶主体，添加秸秆纤维、分散剂、增稠剂，使得秸秆纤维与溶胶主体形成互穿网络，进一步提高溶胶主体的耐候性与高强性；而且粉煤灰、微硅粉、氟石粉等为硅钙基或者含氟材料，具有优异的耐候性、高强度与防腐性。

本发明进一步设置为：所述硅钙基耐候溶胶的粘度为10000～30000。

通过采用上述技术方案，若硅钙基耐候溶胶的粘度为10000以下，则该溶胶的粘度范围较小，表面吸附性较差，与其他填料的相容性较差；若硅钙基耐候溶胶的粘度大于60000以上，则该溶胶的粘度范围太大，不易搅拌，增加了加工难度，而且与其他填料的相容性不佳，因此选用10000～30000粘度范围最佳。

本发明进一步设置为：所述秸秆纤维采用如下方法进行预处理，将10～20重量份的秸秆纤维浸渍在20～25重量份的熟石灰中，加入1～5重量份的环保粘结剂搅拌均匀。

通过采用上述技术方案，由于秸秆纤维的长径比较大，在混合体系内起到支撑作用，将秸秆纤维浸渍在熟石灰中，并且掺杂有环保粘结剂，使得秸秆纤维表面吸附大量的熟石灰，经过预处理的秸秆纤维添加至溶胶主体中，有助于增强秸秆纤维在溶胶主体内的互穿网络能力，可显著提高硅钙基耐候溶胶的强度与耐候性。

本发明进一步设置为：所述环保粘结剂选用氧化淀粉胶或者淀粉醋酸酯胶。

通过采用上述技术方案，氧化淀粉胶是以玉米、土豆、木薯等淀粉为原料经轻度氧化降解反应制得，具有粘结力强、存储性能良好的优点；淀粉醋酸酯胶中淀粉发生乙酰化作用，具有较高的水分散性与热稳定性，有利于提高淀粉醋酸酯胶的粘度，采用氧化淀粉胶或者淀粉醋酸酯胶，有助于提高熟石灰吸附在秸秆纤维表面。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种如上述高耐候防沾污的硅质真石漆的制备方法，包括如下步骤：

(1)准备工作：制备多孔硅溶胶、制备硅钙基耐候溶胶；

(2)备料：按照重量份计，称量丙烯酸酯乳液70～90份、多孔硅溶胶25～30份、天然彩石砂700～750份、硅钙基耐候溶胶25～40份、羟乙基纤维素1～2份、硅酸镁铝溶液3～5份、分散剂1～2份、多功能助剂0.5～1份和成膜助剂8～10份；

(3)将丙烯酸酯乳液、多孔硅溶胶、分散剂进行共混，待混合均匀，得混合主体；

(4)升温至65～70℃，向混合主体中加入硅钙基耐候溶胶、羟乙基纤维素和硅酸镁铝溶液，搅拌均匀；

(5)继续加入天然彩石砂、多功能助剂与成膜助剂，拌和均匀，冷却出料。

通过采用上述技术方案，首先制备混合主体，在65～70℃下进行搅拌，向混合主体中加入硅钙基耐候溶胶、羟乙基纤维素和硅酸镁铝溶液，充分搅拌，再加入天然彩石砂、成膜助剂等充分搅拌，实现制备硅质真石漆，工艺简单，适合大批量生产，而且加热温度较低，使得制备过程能耗较低。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.表面不易掉漆、脱落：采用丙烯酸酯乳液与多孔硅溶胶共混作为反应主体，多孔硅溶胶的比表面积较大，吸附性较强，有助于向墙体基材内部渗透，产生的硅酸钙具有较强的附着力，使得墙体表面更加坚固，不易掉漆、脱落等；

2.耐阳光暴晒性：填料采用硅钙基耐候溶胶，含有大量硅基、钙基材料，有助于提高该真石漆的耐候性与硬度，从而提高该真石漆抵抗阳光暴晒的性能；

3.硅钙基耐候溶胶中添加秸秆纤维，将秸秆纤维进行预处理，有利于提高秸秆纤维在硅钙基耐候溶胶中与其他组分的结合强度，从而进一步提高该真石漆不易掉漆、脱落等；

4、制备过程简单，加工温度较低，能耗小、成本低。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

水玻璃采用宜兴建东化工有限公司生产的水玻璃；茶皂素采用南京杜莱生物技术有限公司生产；多功能助剂选用美国陶氏AMP-95的多功能添加剂；成膜助剂选用江苏润泰化学有限公司出售的Loxanol CA 5308成膜助剂；天然彩石砂选用彩色石英砂；粉煤灰采用灵南京联泰粉煤灰有限公司出售的1250目超细粉煤灰；微硅粉选用武汉华轩高新技术有限公司出售的KH-SF01硅灰；硅酸镁铝购自湖北鑫润德化工有限公司，将硅酸镁铝制成质量浓度为50％的硅酸镁铝溶液，备用。

原料制备例一：

一种多孔硅溶胶，采用如下方法制备：

(2)以30重量份的水玻璃为底液，升温至50℃，保持1.5h，向水玻璃中加入1重量份的乙二醇、3重量份的茶皂素和5重量份的羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀；

(3)在搅拌条件下，加入10重量份的氯化铵；

(4)然后加入质量浓度为60％的备用溶液1.5重量份，继续搅拌；

(5)抽真空干燥1h，干燥温度为110℃，得多孔硅溶胶。

原料制备例二：

一种多孔硅溶胶，采用如下方法制备：

(2)以30～35重量份的水玻璃为底液，升温至50℃，保持1.5h，向水玻璃中加入3重量份的乙二醇、4重量份的茶皂素和8重量份的羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀；

(3)在搅拌条件下，加入18重量份的氯化铵；

(4)然后加入质量浓度为60％的备用溶液2.2重量份，继续搅拌；

(5)抽真空干燥1.5h，干燥温度为110℃，得多孔硅溶胶。

原料制备例三：

一种多孔硅溶胶，采用如下方法制备：

(2)以35重量份的水玻璃为底液，升温至50℃，保持1.5h，向水玻璃中加入5重量份的乙二醇、5重量份的茶皂素和10重量份的羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀；

(3)在搅拌条件下，加入25重量份的氯化铵；

(4)然后加入质量浓度为60％的备用溶液3重量份，继续搅拌；

(5)抽真空干燥1.5h，干燥温度为110℃，得多孔硅溶胶。

原料制备例四：

一种硅钙基耐候溶胶，采用如下方法制备：

(1)预处理：将15重量份的秸秆纤维浸渍在22重量份的熟石灰中，加入3重量份的氧化淀粉胶搅拌均匀，备用；

(2)配料：按照重量份，称量粉煤灰10份、微硅粉10份、氟石粉3份、硅酸钾30份、秸秆纤维5份和滑石粉1份、海藻酸钠0.5份；

(3)将上述各组分均匀混合，抽真空干燥，得硅钙基耐候溶胶。

原料制备例五：

一种硅钙基耐候溶胶，采用如下方法制备：

(2)配料：按照重量份，称量粉煤灰18份、微硅粉18份、氟石粉4份、硅酸钾32份、秸秆纤维8份和滑石粉2份、海藻酸钠1.2份；

原料制备例六：

一种硅钙基耐候溶胶，采用如下方法制备：

(2)配料：按照重量份，称量粉煤灰25份、微硅粉25份、氟石粉5份、硅酸钾35份、秸秆纤维10份和滑石粉3份、海藻酸钠2份；

实施例一：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，采用如下方法制备：

(1)配料：按照重量份，称量丙烯酸酯乳液70份、原料制备例一的多孔硅溶胶25份、天然彩石砂700份、原料制备例四的硅钙基耐候溶胶25份、羟乙基纤维素1份、硅酸镁铝溶液3份、硬脂酰胺1份、多功能助剂0.5份和成膜助剂8份；

(2)将丙烯酸酯乳液、多孔硅溶胶、硬脂酰胺进行共混，待混合均匀，得混合主体；

(3)升温至70℃，向混合主体中加入硅钙基耐候溶胶、羟乙基纤维素和硅酸镁铝溶液，搅拌均匀；

(4)继续加入天然彩石砂、多功能助剂与成膜助剂，拌和均匀，冷却出料。

实施例二：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，与实施例一的区别之处在于多孔硅溶胶采用原料制备例二制备。

实施例三：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，与实施例一的区别之处在于多孔硅溶胶采用原料制备例三制备。

实施例四：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，与实施例二的区别之处在于硅钙基耐候溶胶采用原料制备例五制备。

实施例五：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，与实施例二的区别之处在于硅钙基耐候溶胶采用原料制备例六制备。

实施例六：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，与实施例四的区别之处在于配方含量不同，按照重量份计，称量丙烯酸酯乳液80份、多孔硅溶胶27份、天然彩石砂725份、硅钙基耐候溶胶32份、羟乙基纤维素1.5份、硅酸镁铝溶液4份、硬脂酰胺1.5份、多功能助剂0.8份和成膜助剂9份。

实施例七：

一种高耐候防沾污的硅质真石漆，与实施例四的区别之处在于配方含量不同，按照重量份计，称量丙烯酸酯乳液90份、多孔硅溶胶30份、天然彩石砂750份、硅钙基耐候溶胶40份、羟乙基纤维素2份、硅酸镁铝溶液5份、硬脂酰胺2份、多功能助剂1份和成膜助剂10份。

对比例一：

一种硅质真石漆，与实施例七的区别之处在于混合主体缺少多孔硅溶胶。

对比例二：

一种硅质真石漆，与实施例七的区别之处在于配方中缺少硅钙基耐候溶胶。

对比例三：

以申请公布号为CN106590268A的中国专利公开的一种真石漆，按照实施例1中所述方法制备真石漆。

检测手段：

将各实施例与对比例样品喷涂在试样墙板上，按照JGT 24-2018合成树脂乳液砂壁状建筑涂料检测标准对本申请样品的耐温变性、耐低温冻融性和耐沾污性进行检测。

检测结果如下表所示：

通过上表可知，根据各实施例与对比例可知，经本实施例制备的真石漆在4h施工后，具有较高的硬度，指甲扣不动，表明经本申请配方涂覆的涂层致密性较高，相应的，涂层的耐沾污性良好，污染物不易附着在涂层表面；并且实施例样品具有优异的耐温变性，经20次循环测试后，样品并无异常，有助于抵抗阳光暴晒；而对比例一和对比例二的测试结果表明，混合主体采用硅酸钾和多孔硅溶胶、掺加硅钙基耐候溶胶，均有助于提高真石漆的耐温变性；经耐人工气候老化性检测可知，本申请的真石漆耐候性较好，经1500h检测后，涂层表面无开裂、起鼓、粉化和变色情况，综上，本申请的真石漆相比于对比例三的同类产品，综合性能较优。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于，包括如下重量份的组分：丙烯酸酯乳液 70~90份、多孔硅溶胶 25~30份、天然彩石砂 700~750份、硅钙基耐候溶胶 25~40份、羟乙基纤维素1~2份、硅酸镁铝溶液 3~5份、分散剂 1~2份、多功能助剂 0.5~1份和成膜助剂8~10份。

2.根据权利要求1所述的高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于，所述多孔硅溶胶采用如下方法制备：

（1）将氧化镁、氯化钴和氯化钙分别研磨过500目筛，然后以重量比为1:1:1混合，用去离子水配制成质量浓度为60%的溶液备用；

（2）以30~35重量份的水玻璃为底液，升温至45~50℃，保持1~1.5h，向水玻璃中加入1~5重量份的乙二醇、3~5重量份的茶皂素和5~10重量份的羟丙基甲基纤维素，搅拌均匀；

（3）在搅拌条件下，加入10~25重量份的氯化铵；

（4）然后加入质量浓度为60%的备用溶液1.5~3重量份，继续搅拌；

（5）抽真空干燥1~2h，干燥温度为100~120℃，得多孔硅溶胶。

3.根据权利要求2所述的高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于：所述多孔硅溶胶的比表面积为900~1500m²/g。

4.根据权利要求1所述的高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于，所述硅钙基耐候溶胶包括如下重量份的组分：粉煤灰 10~25份、微硅粉10~25份、氟石粉3~5份、硅酸钾 30~35份、秸秆纤维 5~10份和分散剂 1~3份、增稠剂 0.5~2份。

5.根据权利要求5所述的高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于：所述硅钙基耐候溶胶的粘度为10000~30000。

6.根据权利要求5所述的高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于：所述秸秆纤维采用如下方法进行预处理，将10~20重量份的秸秆纤维浸渍在20~25重量份的熟石灰中，加入1~5重量份的环保粘结剂搅拌均匀。

7.根据权利要求6所述的高耐候防沾污的硅质真石漆，其特征在于：所述环保粘结剂选用氧化淀粉胶或者淀粉醋酸酯胶。

8.一种如权利要求1~7任意一项所述的高耐候防沾污的硅质真石漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）准备工作：制备多孔硅溶胶、制备硅钙基耐候溶胶；

（2）备料：按照重量份计，称量丙烯酸酯乳液 70~90份、多孔硅溶胶 25~30份、天然彩石砂 700~750份、硅钙基耐候溶胶 25~40份、羟乙基纤维素1~2份、硅酸镁铝溶液 3~5份、分散剂 1~2份、多功能助剂 0.5~1份和成膜助剂 8~10份；

（3）将丙烯酸酯乳液、多孔硅溶胶、分散剂进行共混，待混合均匀，得混合主体；

（4）升温至65~70℃，向混合主体中加入硅钙基耐候溶胶、羟乙基纤维素和硅酸镁铝溶液，搅拌均匀；

（5）继续加入天然彩石砂、多功能助剂与成膜助剂，拌和均匀，冷却出料。