CN112876888A - 一种无机液态涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机液态涂料及其制备方法，一种无机液态涂料，包括重量比例为15～25份的改性硅酸钾、5～10份的改性硅溶胶、10～20份的金红石型钛白粉、5～15份的煅烧高岭土、15～25份的重质碳酸钙、0.4～0.6份的增稠剂以及0.4～0.6份的稳定剂，剩余为水，所述改性硅酸钾为纳米二氧化硅改性硅酸钾，所述改性硅溶胶为高分子材料改性硅溶胶。一种无机液态涂料的制备方法包括a)初混和b)终混。本发明采用了改性无机硅酸盐和改性硅溶胶聚合缩水原理制备了一种无机液态涂料，不添加任何有机溶剂和防腐材料，生产方法简单，施工简便，所制备的涂料在干燥形成漆膜后，具有无毒、坚韧、不易燃烧、不易受微生物侵害和零VOC排放等特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及涂料的技术领域，特别是一种无机液态涂料及其制备方法的技术领域。
【背景技术】
目前，市场上所售卖的无机液态涂料基本上是硅酸钾或硅溶胶复配有机合成树脂乳液为成膜物的涂料，区别仅仅只是加量的多与少而已。虽然其具有较好的漆膜柔韧性，但是因为添加了有机合成树脂乳液，所以能够燃烧，并且在燃烧时有烟雾产生。此外该种涂料若不加防霉剂，则容易长霉，若加入防霉剂，又不符合绿色、环保的理念，还含有VOC等限量物质。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种无机液态涂料及其制备方法，所制备的涂料在干燥形成漆膜后，具有无毒、坚韧、不易燃烧、不易受微生物侵害和零VOC排放等特点。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种无机液态涂料，包括重量比例为15～25份的改性硅酸钾、5～10份的改性硅溶胶、10～20份的金红石型钛白粉、5～15份的煅烧高岭土、15～25份的重质碳酸钙、0.4～0.6份的增稠剂以及0.4～0.6份的稳定剂，剩余为水，所述改性硅酸钾为纳米二氧化硅改性硅酸钾，所述改性硅溶胶为高分子材料改性硅溶胶。
作为优选，还包括重量比例为0.5～0.8份的辅助添加剂，所述辅助添加剂为消泡剂和分散剂其中的一种或两种的组合。
作为优选，包括重量比例为20份的改性硅酸钾、10份的改性硅溶胶、15份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、20份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及23.39份的水。
作为优选，包括重量比例为15份的改性硅酸钾、5份的改性硅溶胶、10份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、25份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及33.39份的水。
作为优选，包括重量比例为25份的改性硅酸钾、5份的改性硅溶胶、20份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、15份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及23.39份的水。
作为优选，所述改性硅酸钾的固含量为25～35％，所述改性硅溶胶的固含量为25～35％。
作为优选，所述煅烧高岭土的细度为1000～1400目，所述重质碳酸钙的细度为600～1000目。
作为优选，所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述稳定剂为季铵盐类稳定剂，所述消泡剂为矿物油类消泡剂，所述分散剂为聚丙羧酸钠。
一种无机液态涂料的制备方法，包括如下步骤：
a)初混：称取重量比例为15～25份的改性硅酸钾、5～10份的改性硅溶胶、10～20份的金红石型钛白粉、5～15份的煅烧高岭土、15～25份的重质碳酸钙、0.4～0.6份的增稠剂以及0.4～0.6份的稳定剂，剩余为水，将金红石型钛白粉、煅烧高岭土、重质碳酸钙、增稠剂和水高速分散混合，得到初混合液；
b)终混：将改性硅酸钾、改性硅溶胶和稳定剂加至步骤a)中所得到的初混合液中，再低速分散混合，得到成品。
作为优选，所述步骤a)中，高速分散混合的搅拌速度为1000～1400r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌结束后刮板测试细度≤50μm；所述步骤b)中，低速分散混合的搅拌速度为500～700r/min。
本发明的有益效果：本发明采用了改性无机硅酸盐和改性硅溶胶聚合缩水原理制备了一种无机液态涂料，不添加任何有机溶剂和防腐材料，生产方法简单，施工简便，所制备的涂料在干燥形成漆膜后，具有无毒、坚韧、不易燃烧、不易受微生物侵害和零VOC排放等特点，解决了目前市场上的无机液态涂料漆膜易生霉斑、能燃烧、色彩单一和储存不稳定等问题，能够用于隧道、地铁、学校、医院、排屋和别墅等要求比较高的墙面装饰之中，既有乳胶漆的装饰效果，又绿色环保。
【具体实施方式】
实施例一：
首先，称取重量比例为20份的改性硅酸钾、10份的改性硅溶胶、15份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、20份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及23.39份的水。
其中，改性硅酸钾的固含量为28％，PH值为11～12，耐1200℃高温，如采用江苏国联科技有限公司生产的1378A改性硅酸钾。
改性硅溶胶的固含量为28％，耐1000℃高温，如采用江苏国联科技有限公司生产的1566等。
煅烧高岭土的细度为1250目。
重质碳酸钙的细度为800目，并且选用游离Ca2+离子含量非常少的重质碳酸钙作为填充材料，如采用柳州合盛生产的gt-3等。重质碳酸钙要管控其内Ca2+离子的含有量的原因是，游离的Ca2+离子越少，涂料的储存效果越好，否则，Ca2+离子会和硅酸钾发生反应，产生硅酸钙，导致无机液态涂料的粘度上升，形成“肝化”状态。
增稠剂选用羟乙基纤维素，如采用亚跨龙生产的HBR250。
稳定剂为季铵盐类稳定剂，如采用克莱恩公司生产的PULAS。季铵盐类稳定剂是无机涂料中最常用的一类稳定剂，它是一种带有多种官能团的阳离子表面活性剂，可以保证无机涂料在储存期内粘度稳定，降低涂料“肝化”的风险。
消泡剂为矿物油类消泡剂，如采用海明斯生产的SD-220。
分散剂为聚丙羧酸钠，如采用日本诺普科生产的SN-5040。
在制备时，先按配方量，将金红石型钛白粉、煅烧高岭土、重质碳酸钙、增稠剂、分散剂、消泡剂和水高速分散混合(高速分散混合15min，搅拌速度为1200r/min)，得到初混合液。在达到刮板测试细度≤50μm后，降低转速至500r/min，再加入改性硅酸钾、改性硅溶胶和稳定剂，以600r/min的搅拌速度进行低速分散混合。此外，消泡剂可分成两份，在高速分散混合阶段和低速分散混合阶段分别进行添加，从而避免起泡。
实施例二：
称取重量比例为15份的改性硅酸钾、5份的改性硅溶胶、10份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、25份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及33.39份的水。
其他同实施例一。
实施例三：
称取重量比例为25份的改性硅酸钾、5份的改性硅溶胶、20份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、15份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及23.39份的水。
其他同实施例一。
实施例四：
将实施例一至三所制备的成品无机液态涂料分别进行滚涂或喷涂施工，并且在2～3遍施工后，用量大约为0.3～0.4kg/m2。在实施例一至三所制备的成品无机液态涂料干燥并形成漆膜后，再分别对漆膜进行火焰枪烧、耐擦洗以及防霉测试，测试结果如下：
表1实施例一至三的测试结果
如上表1所示，实施例一至三所制备的成品在施工完成并干燥后，其漆膜①能达到在1200℃温度的火焰枪烧后，保持漆膜不发红，不起明火并且不产生明显烟雾的效果，耐燃烧等级可以远远高于国标GB8624-2012中A级所要求的指标；②漆膜坚韧，耐擦洗达到10000次以上；③使用改性硅酸钾和改性硅溶胶复配后的成膜性能得到改变，PH值达到11，呈强碱性，从而使得防霉菌效果达到国标GB/T1741-2007中I型指标0级。
目前，市场上流行的以硅酸钾为主要成膜物质的涂料，在制备时必须要添加一定量的有机合成树脂，而且只能做成单一的白色涂料，而以硅溶胶为主要成膜物质的涂料，在制备时也必须要复合超过硅溶胶使用量的有机合成树脂，才能够粘接牢固。这些都不是真正意义上的无机涂料，只能算是有机无机复合涂料。
改性硅酸钾和改性硅溶胶相较于硅酸钾和硅溶胶，在储存稳定性和成膜致密性上，有很大的提高。特别是改性硅酸钾和改性硅溶胶在搭配使用时，其中，改性硅酸钾分子与改性硅溶胶分子之间、改性硅溶胶分子与改性硅溶胶分子之间、改性硅酸钾分子与改性硅酸钾分子之间以及改性硅酸钾分子、改性硅溶胶分子与基层水泥中的硅酸盐之间均会发生脱水缩聚反应，形成如下所示的错综复杂的网状结构：
而且，由于高分子材料的介入，使漆膜从之前的硬脆转变为坚韧，从而使涂料在成膜后的硬度、耐候性、耐水性、耐擦洗性和粘接强度均得到大大提高。并且，改性硅溶胶还改善了改性硅酸钾漆膜在高湿环境下易析盐的现象，从而使漆膜的颜色一致性得到较大的改善，从而使本发明所制备的涂料可以像普通的有机合成树脂涂料一样，调配各种色彩，进而大大提高了本涂料的应用广泛性。由于改性硅酸钾具有强碱性，因此所制备的无机液态涂料的PH值可达到11左右，使得细菌和霉菌很难在本涂料干燥形成的漆膜中生存繁殖，从而对涂刷本无机液态涂料的空间起净化辅助作用。又由于改性硅酸钾和改性硅溶胶均为无机成膜物质，因此，在1000℃以内不会燃烧，也不会产生烟雾，相较于传统的无机有机复合涂料，在火灾抢险中会起到延缓燃烧的作用。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无机液态涂料，其特征在于：包括重量比例为15～25份的改性硅酸钾、5～10份的改性硅溶胶、10～20份的金红石型钛白粉、5～15份的煅烧高岭土、15～25份的重质碳酸钙、0.4～0.6份的增稠剂以及0.4～0.6份的稳定剂，剩余为水，所述改性硅酸钾为纳米二氧化硅改性硅酸钾，所述改性硅溶胶为高分子材料改性硅溶胶。
2.如权利要求1所述的一种无机液态涂料，其特征在于：还包括重量比例为0.5～0.8份的辅助添加剂，所述辅助添加剂为消泡剂和分散剂其中的一种或两种的组合。
3.如权利要求2所述的一种无机液态涂料，其特征在于：包括重量比例为20份的改性硅酸钾、10份的改性硅溶胶、15份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、20份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及23.39份的水。
4.如权利要求2所述的一种无机液态涂料，其特征在于：包括重量比例为15份的改性硅酸钾、5份的改性硅溶胶、10份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、25份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及33.39份的水。
5.如权利要求2所述的一种无机液态涂料，其特征在于：包括重量比例为25份的改性硅酸钾、5份的改性硅溶胶、20份的金红石型钛白粉、10份的煅烧高岭土、15份的重质碳酸钙、0.5份的增稠剂、0.5份的稳定剂、0.01份的消泡剂、0.6份的分散剂以及23.39份的水。
6.如权利要求2至5中任一项所述的一种无机液态涂料，其特征在于：所述改性硅酸钾的固含量为25～35％，所述改性硅溶胶的固含量为25～35％。
7.如权利要求2至5中任一项所述的一种无机液态涂料，其特征在于：所述煅烧高岭土的细度为1000～1400目，所述重质碳酸钙的细度为600～1000目。
8.如权利要求2至5中任一项所述的一种无机液态涂料，其特征在于：所述增稠剂为羟乙基纤维素，所述稳定剂为季铵盐类稳定剂，所述消泡剂为矿物油类消泡剂，所述分散剂为聚丙羧酸钠。
9.一种无机液态涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)初混：称取重量比例为15～25份的改性硅酸钾、5～10份的改性硅溶胶、10～20份的金红石型钛白粉、5～15份的煅烧高岭土、15～25份的重质碳酸钙、0.4～0.6份的增稠剂以及0.4～0.6份的稳定剂，剩余为水，将金红石型钛白粉、煅烧高岭土、重质碳酸钙、增稠剂和水高速分散混合，得到初混合液；
b)终混：将改性硅酸钾、改性硅溶胶和稳定剂加至步骤a)中所得到的初混合液中，再低速分散混合，得到成品。
10.如权利要求5所述的一种无机液态涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤a)中，高速分散混合的搅拌速度为1000～1400r/min，搅拌时间为10～20min，搅拌结束后刮板测试细度≤50μm；所述步骤b)中，低速分散混合的搅拌速度为500～700r/min。
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Denomination of invention: An inorganic liquid coating and its preparation method Effective date of registration: 20231016 Granted publication date: 20220826 Pledgee: Henggang sub branch of Zhejiang Haiyan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Zhejiang Delphi new building materials Co.,Ltd. Registration number: Y2023330002326 |
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