CN113248948A - 一种无机内墙涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无机内墙涂料及其制备方法。该无机内墙涂料包括如下原料：水150‑200份、填料300‑400份、纤维素2‑4份、分散剂5‑8份、润湿剂1‑3份、消泡剂2‑3份、稳定剂3‑5份、硅溶胶300‑400份、增稠剂1‑2份和有机硅疏水剂10‑20份。本发明提供的无机内墙涂料，通过各原料的相互配合，不仅具有耐碱和耐霉菌性能，涂刷成膜过程中不易出现裂纹，而且防火等级可达到A1级。

Description

一种无机内墙涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种无机内墙涂料及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，消费者对生活品质的要求也有了很大提升，尤其是对装修污染问题越来越重视。传统的油性涂料都是以有机溶剂作为溶剂，不仅易释放有机挥发性化合物(VOC)、对大气造成污染，而且在施工过程中有火灾隐患。此外，当油性涂料用作内墙涂料时，也会向室内释放有机溶剂，直接危害人的身体健康。

针对上述问题，人们开发了无机涂料，无机涂料是一种以无机材料为主要成膜物质的涂料，是全无机矿物涂料的简称，因其对环境无污染而广泛用于建筑、绘画等日常生活领域。但是无机涂料存在涂刷成膜过程中容易出现裂纹，耐碱性差、阻燃效果差等缺陷。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种无机内墙涂料及其制备方法，该无机内墙涂料不仅耐碱，耐霉菌，涂刷成膜过程中不易出现裂纹，而且防火等级可达到A1级。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种无机内墙涂料，包括如下重量份的原料：水150-200份、填料300-400份、纤维素2-4份、分散剂5-8份、润湿剂1-3份、消泡剂2-3份、稳定剂3-5份、硅溶胶300-400份、增稠剂1-2份和有机硅疏水剂10-20份。

本发明提供的无机内墙涂料，通过硅溶胶与有机硅疏水剂相互配合，析胶时SiO₂具有较高的活性，可黏结包裹涂料中的粉状颗粒，并能够与其它原料生成新的硅酸盐无机高分子化合物，硬化成膜，提高无机内墙涂料的成膜性。SiO₂微粒对无机内墙的渗透力强，可通过毛细管作用渗入到无机内墙内部，并与无机内墙中的氢氧化钙生成硅酸钙，使涂料与无机内墙之间具有较强的粘结力。霉菌生长的理想pH为5-7，pH越高越难生长，而本申发明提供的无机内墙涂料的pH高达11以上，是天然的霉菌抑制剂。有机防火涂料的防火性能是通过添加难燃有机聚合物，利用难燃有机聚合物膨胀发泡形成隔热防火层，膨胀发泡需要过程，而且如果膨胀发泡的效果不佳会直接导致防火性能下降；而本发明提供的无机防火涂料采用自身难燃的硅溶胶替代易燃的有机乳液，同时不添加易燃的助剂，不需要膨胀发泡，其防火等级可达到A1级，且涂刷成膜过程中不易出现裂纹。

该无机内墙涂料具有很好的耐酸碱性和耐水性，优异的阻燃性能和抗菌防霉性能，且不含甲醛及其它有机溶剂，不添加重金属，VOC含量接近于零，低气味，环保安全。

当采用轻质碳酸钙作为填料时，需要控制轻质碳酸钙中游离氧化钙的含量，防止游离氧化钙含量过高改变涂料的PH值，甚至是与硅溶胶反应生成硅酸钙凝胶，导致涂料体系的不稳定。

可选地，所述填料为钛白粉。优选地，所述钛白粉为为金红石型钛白粉，如龙蟒LR996金红石型钛白粉。金红石型钛白粉的晶型更趋向六面体，相比于锐钛矿型钛白粉，金红石型钛白粉更容易分散均匀，通过采用金红石型钛白粉，可提高无机内墙涂料的均匀性。

可选地，所述硅溶胶为碱性硅溶胶。

可选地，所述硅溶胶中SiO₂含量为39wt％-41wt％，pH值为9-11。一定浓度下硅溶胶中SiO₂含量越大，成膜性越好，粘结力越好，但粘度越高，含量过大涂料稳定性下降，涂膜耐水性也会下降。本发明通过限定硅溶胶中SiO₂含量为39wt％-41wt％，可提高涂料的成膜性、稳定性及耐水性。

当硅溶胶的PH＞7时，SiO₂胶体粒子表面全部带负电，胶体因静电排斥而稳定。在3＜PH＜7的情况下，胶体易凝聚而破坏。当PH＞12时，硅溶胶转化为模数等于或大于5的水不溶性硅酸钠而发生凝胶，导致体系不稳定。本发明通过限定硅溶胶中SiO₂的pH值为9-11，可提高涂料体系的稳定性。

可选地，所述稳定剂为季铵盐类稳定剂；

所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇醚聚氧乙烯和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种；

所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

可选地，所述纤维素为羟乙基纤维素；

所述分散剂为硅氧烷类分散剂或高分子分散剂；

所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

本发明还提供了一种上述无机内墙涂料的制备方法，包括如下步骤：

根据上述水性耐候自洁涂料的原料重量份配比称取各原料，在搅拌状态下，将所述纤维素、分散剂、消泡剂和润湿剂加入水中，分散均匀后加入填料，分散均匀，得备料浆；

向备料浆中加入硅溶胶、稳定剂和有机硅疏水剂，分散均匀后加入增稠剂，即得所述无机内墙涂料。

优选地，所述的无机内墙涂料的制备方法，包括如下步骤：在400-500rpm搅拌速度下，将所述纤维素、分散剂、消泡剂和润湿剂加入水中，分散均匀后加入所述填料，在800-1200rpm的搅拌速度下分散均匀，得备料浆；

向备料浆中加入所述硅溶胶、稳定剂和有机硅疏水剂，然后在600-800rpm的搅拌速度下分散均匀后，加入所述增稠剂，即得所述无机内墙涂料。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有的内墙涂料主要有无机内墙涂料和有机内墙涂料两大类。有机涂料是指用高分子聚合乳液作为成膜物质的涂料，由于有机内墙涂料的主要原材料来源于煤、石油、天然气等天然资源，在使用过程中会释放挥发性有机化合物(VOC)，造成环境污染。无机内墙涂料是指用无机物作为主要成膜物质的涂料产品，无机涂料不会释放VOC，具有良好的透气性、抗污染性以及优良的综合环保性能。因此，无机内墙涂料的应用越来越广泛，但是无机内墙涂料在涂刷成膜过程中容易出现裂纹，而且存在耐酸、耐碱、耐水性差，阻燃效果差等缺陷。

针对上述问题，有的在现有无机内墙涂料中同时添加硅烷偶联剂和硅酸钾，利用硅烷偶联剂在呈现碱性的硅酸钾水溶液中发生水解，使硅烷偶联剂表面的活性基团能够与硅酸钾发生一定的聚合反应，并有效提高混合后硅酸钾的弥散性，进而结合蒙脱石、高岭土、膨润土和凹凸棒石中的一种，使得矿物基质的上述无机内墙涂料粉能够与其发生石化作用，形成一种防水且防酸的硅酸岩石，有效提高其防水及防酸性能。虽然上述改进提高了无机内墙涂料的耐水、耐酸性能，但是依然存在涂刷成膜过程中容易出现裂纹，耐碱性差、阻燃效果差等缺陷。

为提高无机内墙涂料的耐碱性、阻燃性和施工性等，本发明实施例对现有的涂料进行了改进，其基本构思为：通过加入有机硅疏水剂，可降低底涂对面漆的过多吸收，防止干燥速度过快，提高抗裂性及施工性。通过限定各原料及其用量，使得无机内墙涂料的PH＞11，可提升涂料的耐碱性。通过采用自身难燃的硅溶胶替代易燃的有机乳液，且不添加易燃的助剂，结合硅溶胶粒子中SiO₂微粒对基材内部强的渗透力，使得无机内墙涂料经Si-O键的键合作用与基材形成一个整体，提高无机内墙涂料的防火性能及涂层对无机内墙的附着力。当硅溶胶中二氧化硅粒径为8-15nm时，该涂料的防火效果更佳。

本发明实施例中无机内墙涂料，包括如下重量份的原料：包括如下重量份的原料：水150-200份、填料300-400份、纤维素2-4份、分散剂5-8份、润湿剂1-3份、消泡剂2-3份、稳定剂3-5份、硅溶胶300-400份、增稠剂1-2份和有机硅疏水剂10-20份。

其中，无机内墙涂料中的各原料不再进行具体限定，只要是本领域内的现有的均能满足本方案的实施，此处只是进行简单列举，如：填料可选自钛白粉，钛白粉可选自金红石型钛白粉，硅溶胶可选用SiO₂含量为39wt％-41wt％，pH值为9-11的碱性硅溶胶；

稳定剂为季铵盐类稳定剂，如奥汉

ST、奥润稳定剂CS1等；

润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇醚聚氧乙烯和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种；如迪高760w等；

分散剂为硅氧烷类分散剂或高分子分散剂，如美国道康宁609s、奥润分散剂3900等；

增稠剂为聚氨酯类增稠剂，如陶氏8W等；

纤维素为羟乙基纤维素，科莱恩的HS30000、科莱恩的HS15000等；

消泡剂为矿物油类消泡剂，如巴斯夫FoamStar 2410消泡剂等；

有机硅疏水剂，如奥润SS2、奥润SS1等。

上述无机内墙涂料的粘度为70-80KU。

为进一步提高无机内墙涂料的耐碱性、阻燃性和施工性，本申请实施例提供了无机内墙涂料的制备方法：

根据上述水性耐候自洁涂料的原料重量份配比称取各原料，在搅拌状态下，将纤维素、分散剂、消泡剂和润湿剂加入水中，分散均匀后加入填料，分散均匀，得备料浆；

向备料浆中加入硅溶胶、稳定剂和有机硅疏水剂，分散均匀后加入增稠剂，即得所述无机内墙涂料。

具体地，无机内墙涂料的制备方法，包括如下步骤：在400-500rpm搅拌速度下，将纤维素、分散剂、消泡剂和润湿剂加入水中，分散均匀后加入填料，在800-1200rpm的速度搅拌下分散均匀，得备料浆；

向备料浆中加入硅溶胶、稳定剂和有机硅疏水剂，600-800rpm的搅拌速度下分散均匀后，加入增稠剂，即得所述无机内墙涂料。

为了验证本发明无机内墙涂料的性能，本发明依据JG/T 26-XXXX对无机内墙涂料进行了测试，具体见下方实验例部分。

下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。

为便于比较，以下各实施例和对比例中的原料均采用如下表所示的厂家型号。

表1

实施例1

本实施例提供一种无机内墙涂料，其制备方法如下：

在400rpm搅拌速度下，依次将4kg纤维素、6kg分散剂、2kg消泡剂和3kg润湿剂加入水中，加入完毕后继续搅拌2min至分散均匀后加入400kg填料，在800rpm的搅拌速度下搅拌30min至分散均匀，得备料浆；

向备料浆中依次加入350kg硅溶胶、5kg稳定剂和10kg有机硅疏水剂，加入完毕后在600rpm的搅拌速度下搅拌5min至分散均匀后，加入2kg增稠剂，继续搅拌至分散均匀，即得所述无机内墙涂料。

在25℃下采用斯托默粘度计测量上述无机内墙涂料的粘度为78KU。

实施例2

本实施例提供一种无机内墙涂料，其制备方法如下：

在500rpm搅拌速度下，依次将3kg纤维素、5kg分散剂、3kg消泡剂和1kg润湿剂加入水中，加入完毕后继续搅拌2min至分散均匀后加入350kg填料，在1000rpm的搅拌速度下搅拌30min至分散均匀，得备料浆；

向备料浆中依次加入300kg硅溶胶、3kg稳定剂和20kg有机硅疏水剂，加入完毕后在800rpm的搅拌速度下搅拌5min至分散均匀后，加入2kg增稠剂，继续搅拌至分散均匀，即得所述无机内墙涂料。

在25℃下采用斯托默粘度计测量上述无机内墙涂料的粘度为80KU。

实施例3

本实施例提供一种无机内墙涂料，其制备方法如下：

在450rpm搅拌速度下，依次将2kg纤维素、8kg分散剂、2.5kg消泡剂和2kg润湿剂加入水中，加入完毕后继续搅拌2min至分散均匀后加入300kg填料，在1200rpm的搅拌速度下搅拌30min至分散均匀，得备料浆；

向备料浆中依次加入400kg硅溶胶、4kg稳定剂和15kg有机硅疏水剂，加入完毕后在700rpm的搅拌速度下搅拌5min至分散均匀后，加入1kg增稠剂，继续搅拌至分散均匀，即得所述无机内墙涂料。

在25℃下采用斯托默粘度计测量上述无机内墙涂料的粘度为70KU。

对比例1

本对比例提供一种无机内墙涂料，其制备方法如下：

在400rpm搅拌速度下，依次将48kg硅酸钾、4kg纤维素、6kg分散剂、2kg消泡剂和3kg润湿剂加入水中，加入完毕后继续搅拌2min至分散均匀后以200滴/min的滴加速率滴加2kg乙烯基三甲氧基硅烷，加入完毕后再加入400kg填料，在800rpm的搅拌速度下搅拌30min至分散均匀，得备料浆；

向备料浆中依次加入350kg硅溶胶、5kg稳定剂和300kg蒙脱石，加入完毕后在600rpm的搅拌速度下搅拌5min至分散均匀后，加入2kg增稠剂，继续搅拌至分散均匀，即得所述无机内墙涂料。

在25℃下采用斯托默粘度计测量上述无机内墙涂料的粘度为72KU。

实验例

将各实施例和对比例制得的无机内墙涂料分别按照JG/T 26-XXXX进行相关性能测试，具体测试结果如下表所示。

表2测试结果

由上表中的数据可知，本发明提供的无机内墙涂料具有耐碱、耐霉菌、耐洗刷等性能，防火等级可达到A1级，施工过程中刷涂二道无障碍。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无机内墙涂料，其特征在于，包括如下重量份的原料：水150-200份、填料300-400份、纤维素2-4份、分散剂5-8份、润湿剂1-3份、消泡剂2-3份、稳定剂3-5份、硅溶胶300-400份、增稠剂1-2份和有机硅疏水剂10-20份。

2.根据权利要求1所述的无机内墙涂料，其特征在于，所述填料为钛白粉。

3.根据权利要求1所述的无机内墙涂料，其特征在于，所述硅溶胶为碱性硅溶胶。

4.根据权利要求1-3任一项所述的无机内墙涂料，其特征在于，所述硅溶胶中SiO₂含量为39wt％-41wt％，pH值为9-11。

5.根据权利要求1所述的无机内墙涂料，其特征在于，所述稳定剂为季铵盐类稳定剂；和/或

所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇醚聚氧乙烯和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种；和/或

所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

6.根据权利要求1所述的无机内墙涂料，其特征在于，所述纤维素为羟乙基纤维素；和/或

所述分散剂为硅氧烷类分散剂或高分子分散剂；和/或

所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

7.一种无机内墙涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据权利要求1-6任一项所述水性耐候自洁涂料的原料重量份配比称取各原料，在搅拌状态下，将所述纤维素、分散剂、消泡剂和润湿剂加入水中，分散均匀后加入所述填料，分散均匀，得备料浆；

向备料浆中加入所述硅溶胶、稳定剂和有机硅疏水剂，分散均匀后加入所述增稠剂，即得所述无机内墙涂料。

8.根据权利要求7所述的无机内墙涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在400-500rpm搅拌速度下，将所述纤维素、分散剂、消泡剂和润湿剂加入水中，分散均匀后加入所述填料，然后在800-1200rpm的搅拌速度下分散均匀，得备料浆；

向备料浆中加入所述硅溶胶、稳定剂和有机硅疏水剂，600-800rpm的搅拌速度下分散均匀后，加入所述增稠剂，即得所述无机内墙涂料。