CN113817342A - 生态环保型无机胶面料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态环保型无机胶面料，以质量份为单位，包括以下原料：矿粉25～40份、轻质碳酸钙5～15份、钛白粉5～10份、滑石粉3～6份、钾长石粉2～5份、泡沸石粉3～6份、高岭土粉体5～8份、氧化钙粉3～6份、硅酸钾10～20份、硅酸钠5～10份、消泡粉0.1～0.4份、乳胶粉0.2～0.5份、添加剂a 2.5～2.8份、添加剂b 5～6份、水25‑40份；所述的生态环保型无机胶面料是经过多级混合、研磨等步骤制成的。本发明产品施工后无裂纹、无起皮、无掉粉，实现满足人们对家装施工的环保审美要求，利于维护应用。

Description

生态环保型无机胶面料及其制备工艺

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种生态环保型无机胶面料及其制备工艺。

背景技术

现代家装行业施工流程大多是在砌墙砖面上抹上水泥沙浆，再刮上腻子，最后涂刷乳胶漆作为罩面层，使得装修好的房屋墙面平滑光亮，而施工中使用的胶漆多为有机涂料。有机涂料是一种不可再生资源，其主要原材料来源于煤、石油及天然气等。有机涂料用于家装存在不可回避的现实问题：①有机涂料会释放出带有浓重有机物气味的气体，而这种气体大多情况下是有毒性的，臭味难闻以至于装修好的房屋需要至少半个月、几个月甚至半年时间才能入住，这种家装状况造成资源浪费。②有机涂料本质上属于油性物质，把油性有机涂料作为面料涂在腻子基面上，使得整个腻子基面光滑油亮，不透气不吸水，以致在潮湿南风气候屋内墙面会非常潮湿甚至布满水珠。挂在屋内墙面上的水珠会溶解空气中的灰尘，当溶解有灰尘的水珠干涸后便在墙面上留下棕色或黑色的污渍斑点，这些污渍斑点便成了滋生霉菌的基质，久而久之墙面上便会出现人们常说的“长霉”。③有难闻气味带毒性的有机气体对家装施工人员的心身健康也是一种损害。油性有机涂料在家装中出现的状况，不符合随着人们生活水平提高环保健康意识的增强，期盼生活在绿色环保健康的生态环境中的愿望。

无机建筑涂料是一类以无机材料为主要成膜物质或粘结剂的建筑涂料，其是涂料工业的重要组成部分，但其存在着附着力及柔韧性性能较差的缺点，制约无机涂料的推广应用。

综上所述，寻求一种性能稳定且优异生态环保型无机胶面料及其制备工艺是有必要的。

发明内容

为了解决现有的涂料其存在着附着力及柔韧性性能较差的缺点，本发明的目的在于提供一种生态环保型无机胶面料及其制备工艺，开发绿色环保健康的无机胶面料，使家装施工中真正实现新房刷好即入住，旧房住着也能刷，刷完室内空气好，宜居环保健康。

为实现以上目的，本发明提出以下方案：

一种生态环保型无机胶面料，以质量份为单位，包括以下原料：矿粉25～40份、轻质碳酸钙5～15份、钛白粉5～10份、滑石粉3～6份、钾长石粉2～5份、泡沸石粉3～6份、高岭土粉体5～8份、氧化钙粉3～6份、硅酸钾10～20份、硅酸钠5～10份、消泡粉0.1～0.4份、乳胶粉0.2～0.5份、添加剂a2.5～2.8份、添加剂b5～6份、水25-40份。

优选地，所述矿粉为含Ca、Al、Mg、Na的金属盐混合物粉体。

优选地，所述轻质碳酸钙的沉降体积为2.0～2.8ml/10g。

优选地，所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐型钛白粉。

优选地，所述滑石粉的细度为1500～2000目。

优选地，所述钾长石粉的细度为1500～2000目。

优选地，所述高岭土粉体的细度为400～500目。

优选地，所述氧化钙粉的细度为700～1200目。

优选地，所述硅酸钾、硅酸钠干粉的模数均为3.0。

优选地，所述乳胶粉为可分散乳胶粉。

优选地，所述添加剂a的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份丙烯酸叔丁酯溶于20份乙二醇中，然后加入15份PVP和0.6份AIBN，在120℃、0.25Mpa且氮气保护下条件充分反应2-4h，冷却后得到添加剂a。

优选地，所述添加剂b的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份聚醚三元醇、10-20份甲醇、5份二甲基硅油、0.03份二月桂酸二丁基锡在160℃、0.6Mpa条件下充分反应1-3h，冷却后得到加剂b。

本发明还提供了一种生态环保型无机胶面料的制备工艺，包括以下步骤：

S1：按质量比例称取矿渣、轻钙粉、钛白粉、钾长石粉、泡沸石粉、高岭土粉、滑石粉、氧化钙、乳胶粉、消泡粉及水混合搅拌反应得到第一混合液；

S2：向第一混合液中加入添加剂a，然后倒入立磨机持续循环研磨，直至混合液的粒度测试D97＜8μm得到第二混合液；

S3：向第二混合液中加入添加剂b，持续循环研磨10～20min可得到第三混合液；

S4：向第三混合液中加入质量比例的硅酸钾、硅酸钠，持续研磨10～20min得到第四混合液；

S5：向第四混合液中加入质量比例的乳胶粉和消泡粉，持续研磨5～10min，制得生态环保型无机胶面料。

本发明是基于以下原理实现的：

首先利用氧化钙与水初步反应，生成的氢氧化钙能够均匀包覆在各种矿物无机材料表面，这样形成的氢氧化钙具有反应活性高、抑菌性好等特点，在涂料固化过程中，由于氢氧化钙是附着于其他无机矿物表面，因此在后期与空气中二氧化碳的碳化过程中不会导致涂层起皱和产生裂纹；为了保证涂层的柔韧性和附着力，本发明采用立磨对矿物进行进一步研磨，控制其D97小于8μm(研磨过度将会导致无机材料表面的氢氧化钙脱落，研磨粒径较大则无法保证涂层的柔韧性和附着力)。由于矿物无机物含量较高，且在氧化钙与水反应消耗掉一部分水后，混合液的粘度较高，正常情况下难以加工，通过多次组合实验，意外的发现采用本发明的添加剂a能够有效降低混合液的粘度，使其具有更好的加工性。在表面处理阶段，采用本发明的添加剂b对矿物无机材料进行表面包覆改性，使其具备良好分散性的同时，能够有效改善涂层的附着力。最后利用硅酸盐，在体系形成网状结构和凝胶作用，赋予涂层更好的流变性和施工性。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)基于SiO₄的网状结构和胶凝作用，利用环境友好的无机物原料制备无味无毒无臭抑霉除菌无甲醛零VOC的内墙无机胶面料。本发明产品制备工艺简单、质量稳定、石材耐候性好、A级防火、易于储存运输、施工使用方便。

(2)本发明集约优化家装墙面施工工艺，降低家装成本，节约资源。传统的家装对墙面的施工有三道工序，即：在墙砖面上批抹水泥砂浆，在水泥砂浆基面上刮腻子；再在腻子基面上涂刷乳胶面料。使用本发明产品进行家装，对内墙面的施工只需二道工序，即：在墙砖面上批抹抗裂水泥砂浆，在抗裂水泥砂浆基面上涂刷无机胶面料即可。涂刷无机胶面料的质量效果，除绿色环保健康的质量效果，在审美方面也满足家装的质量要求。

(3)本产品施工后无裂纹、无起皮、无掉粉，实现满足人们对家装施工的环保审美要求，利于维护应用。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

实施例1

一种生态环保型无机胶面料，包括以下原料：矿粉30kg、轻质碳酸钙5kg、钛白粉5kg、钾长石粉3kg、泡沸石粉3kg、高岭土粉5kg、滑石粉3kg、氧化钙粉3kg、硅酸钾10kg、硅酸钠5kg、乳胶粉0.3kg、消泡粉0.5kg、添加剂a2.5kg、添加剂b5kg、水25kg。

所述矿粉为含Ca、Al、Mg、Na的金属盐混合物粉体；

所述轻质碳酸钙的沉降体积为2.6ml/10g；

所述钛白粉为金红石型钛白粉；

所述钾长石粉的细度为180目；

所述泡沸石粉的细度为500目；

所述高岭土粉体的细度为500目；

所述滑石粉的细度为1800目；

所述氧化钙粉的细度为1000目；

所述硅酸钾、硅酸钠干粉的模数均为3.0；

所述乳胶粉为可分散乳胶粉；

所述消泡粉为丙烯酸脂类消泡剂；

所述的生态环保型无机胶面料的制备工艺，包括以下步骤：

S1：按质量比例称取矿粉30kg、轻质碳酸钙5kg、钛白粉5kg、钾长石粉3kg、泡沸石粉3kg、高岭土粉5kg、滑石粉3kg、氧化钙粉3kg、水25kg，混合搅拌反应得到第一混合液；

S2：向第一混合液加入添加剂a2.5kg，然后倒入立磨机持续循环研磨，直至混合液的粒度测试D97＜8μm得到第二混合液；

所述添加剂a的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份丙烯酸叔丁酯溶于20份乙二醇中，然后加入15份PVP和0.6份AIBN，在120℃、0.25Mpa且氮气保护下条件充分反应3h，冷却后得到添加剂a；

S3：向第二混合液中加入添加剂b5kg，持续循环研磨15min可得到第三混合液；

所述添加剂b的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份聚醚三元醇(分子量3000)、16份甲醇、5份二甲基硅油(粘度350cp)、0.03份二月桂酸二丁基锡在160℃、0.6Mpa条件下充分反应2h，冷却后得到添加剂b；

S4：向第三混合液中加入硅酸钾10kg、硅酸钠5kg，持续循环研磨10min得到第四混合液；

S5：向第四混合液中加入质量比例的乳胶粉0.3kg和消泡粉0.5kg，持续研磨5min，制得生态环保型无机胶面料。

实施例2

一种生态环保型无机胶面料，包括以下原料：矿粉35kg、轻质碳酸钙10kg、钛白粉8kg、钾长石粉4kg、泡沸石粉5kg、高岭土粉6kg、滑石粉5kg、氧化钙粉5kg、硅酸钾10kg、硅酸钠7kg、乳胶粉0.3kg、消泡粉0.4kg、添加剂a3kg、添加剂b5.5kg、水30kg。

所述矿粉为含Ca、Al、Mg、Na的金属盐混合物粉体；

所述轻质碳酸钙的沉降体积为2.1ml/10g；

所述钛白粉为锐型钛白粉；

所述钾长石粉的细度为1500目；

所述泡沸石粉的细度为500目；

所述高岭土粉体的细度为400目；

所述滑石粉的细度为1600目；

所述氧化钙粉的细度为800目；

所述硅酸钾、硅酸钠干粉的模数均为3.0；

所述乳胶粉为可分散乳胶粉；

所述消泡粉为丙烯酸脂类消泡剂；

所述的生态环保型无机胶面料的制备工艺，包括以下步骤：

S1：按质量比例称取矿粉35kg、轻质碳酸钙10kg、钛白粉8kg、钾长石粉4kg、泡沸石粉5kg、高岭土粉6kg、滑石粉5kg、氧化钙粉5kg、水30kg，混合搅拌反应得到第一混合液；

S2：向第一混合液加入添加剂a3.0kg，然后倒入立磨机持续循环研磨，直至混合液的粒度测试D97＜8μm得到第二混合液；

所述添加剂a的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份丙烯酸叔丁酯溶于20份乙二醇中，然后加入15份PVP和0.6份AIBN，在120℃、0.25Mpa且氮气保护下条件充分反应3h，冷却后得到添加剂a；

S3：向第二混合液中加入添加剂b5.5kg，持续循环研磨10min可得到第三混合液；

所述添加剂b的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份聚醚三元醇(分子量3000)、16份甲醇、5份二甲基硅油(粘度350cp)、0.03份二月桂酸二丁基锡在160℃、0.6Mpa条件下充分反应2h，冷却后得到添加剂b；

S4：向第三混合液中加入硅酸钾10kg、硅酸钠7kg，持续循环研磨10min得到第四混合液；

S5：向第四混合液中加入质量比例的乳胶粉0.3kg和消泡粉0.4kg，持续研磨10min，制得生态环保型无机胶面料。

实施例3

一种生态环保型无机胶面料，包括以下原料：矿粉40kg、轻质碳酸钙13kg、钛白粉8kg、钾长石粉5kg、泡沸石粉6kg、高岭土粉7kg、滑石粉5kg、氧化钙粉5kg、硅酸钾12kg、硅酸钠8kg、乳胶粉0.3kg、消泡粉0.5kg、添加剂a2.8kg、添加剂b6kg、水38kg。

所述矿粉为含Ca、Al、Mg、Na的金属盐混合物粉体；

所述轻质碳酸钙的沉降体积为2.7ml/10g；

所述钛白粉为金红石型钛白粉；

所述钾长石粉的细度为1900目；

所述泡沸石粉的细度为500目；

所述高岭土粉体的细度为500目；

所述滑石粉的细度为2000目；

所述氧化钙粉的细度为1200目；

所述硅酸钾、硅酸钠干粉的模数均为3.0；

所述乳胶粉为可分散乳胶粉；

所述消泡粉为丙烯酸脂类消泡剂；

所述的生态环保型无机胶面料的制备工艺，包括以下步骤：

S1：按质量比例称取矿粉40kg、轻质碳酸钙13kg、钛白粉8kg、钾长石粉5kg、泡沸石粉6kg、高岭土粉7kg、滑石粉5kg、氧化钙粉5kg、水38kg，混合搅拌反应得到第一混合液；

S2：向第一混合液加入添加剂a2.8kg，然后倒入立磨机持续循环研磨，直至混合液的粒度测试D97＜8μm得到第二混合液；

所述添加剂a的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份丙烯酸叔丁酯溶于20份乙二醇中，然后加入15份PVP和0.6份AIBN，在120℃、0.25Mpa且氮气保护下条件充分反应3h，冷却后得到添加剂a；

S3：向第二混合液中加入添加剂b6kg，持续循环研磨15min可得到第三混合液；

所述添加剂b的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份聚醚三元醇(分子量3000)、16份甲醇、5份二甲基硅油(粘度350cp)、0.03份二月桂酸二丁基锡在160℃、0.6Mpa条件下充分反应2h，冷却后得到添加剂b；

S4：向第三混合液中加入硅酸钾12kg、硅酸钠8kg，持续循环研磨10min得到第四混合液；

S5：向第四混合液中加入质量比例的乳胶粉0.3kg和消泡粉0.5kg，持续研磨5min，制得生态环保型无机胶面料。

对比例1

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备无机胶面料的原料中不添加添加剂a、添加剂b。

对比例2

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备无机胶面料的原料中不添加添加剂a。

对比例3

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备无机胶面料的原料中不添加添加剂b。

实施例4

市售无机内墙涂料(成都巧师傅无机涂料Tc-x256)。

对实施例1～3制得的无机胶面料的墙体技术性能进行测试，结果如表1所示。

表1各实施例墙体技术性能测试结果

由表1可知，本发明所得产品施工性能好，不起皮、无裂纹、无VOC挥发、无重金属且耐碱耐洗刷，产品生态环保，能满足市场对涂料绿色环保的要求。

对实施例1～3和对比例1～4制得的无机胶面料的附着力性能、柔韧性、防霉性进行测试，结果如表2所示。

表2各实施例与对比例附着力性能、柔韧性、防霉性测试结果

由表2可知：

(1)本发明实施例1～3制得的产品具有优异的附着力性能、柔韧性和防霉性，满足市场对绿色环保涂料的要求。

(2)由实施例1～3和对比例1～3、市售产品的百格法附着力数据可知，相对于本发明制备的无机胶面料，对比例的涂料和市售的涂料其附着力都比较小，这在实际应用上容易出现在墙体脱落的现象，且其柔韧性及长霉等级较高，不利于涂料的推广。

(3)以不含添加剂a、添加剂b的样本(对比例1)作为标准，分别向该样本(对比例1)中加入添加剂a、添加剂b以认定其效果。实施例1相对于对比例1多了添加剂a、添加剂b，由实施例1和对比例1的拉开法附着力数据，可以计算得出添加剂a、添加剂b一起使用时产生的拉开法附着力的效果值＝13.5-7.5＝6(MPa)；对比例2相对于对比例1多了添加剂b，由对比例2和对比例1的拉开法附着力数据，可以计算得出添加剂b单独使用时产生的拉开法附着力的效果值＝10.1-7.5＝2.6(MPa)；对比例3相对于对比例1多了添加剂a，由对比例3和对比例1的拉开法附着力数据，可以计算得出添加剂a单独使用时产生的拉开法附着力的效果值＝8.7-7.5＝1.2(MPa)；结合以上数据可以计算得出添加剂a、添加剂b分别单独使用时叠加产生的拉开法附着力的效果值＝2.6+1.2＝3.8(MPa)。

协同作用的判断：

1)假如添加剂a、添加剂b一起使用时产生的拉开法附着力的效果值比添加剂a、添加剂b分别单独使用时叠加产生的拉开法附着力的效果值提高的百分数K值＜0％，则说明添加剂a、添加剂b一起添加在制备无机胶面料中起到了负作用。

2)假如添加剂a、添加剂b一起使用时产生的拉开法附着力的效果值比添加剂a、添加剂b分别单独使用时叠加产生的拉开法附着力的效果值提高的百分数K值为：0％≤K值＜10％，则说明提高的百分数K值过小，还是认为添加剂a、添加剂b一起添加在制备无机胶面料中起到了简单叠加作用。

3)假如添加剂a、添加剂b一起使用时产生的拉开法附着力的效果值比添加剂a、添加剂b分别单独使用时叠加产生的拉开法附着力的效果值提高的百分数K值＞10％，则说明添加剂a、添加剂b一起添加在制备无机胶面料中起到了协同作用。

通过前面计算可以得出添加剂a、添加剂b一起使用时产生的拉开法附着力的效果值比添加剂a、添加剂b分别单独使用时叠加产生的拉开法附着力的效果值提高的百分数K值＝(6-3.8)÷3.8×100％＝57.9％＞10％，依据上述的协同作用判断，说明了添加剂a、添加剂b一起添加在制备无机胶面料中起到了协同作用，协同提高了无机胶面料的拉开法附着力。这是因为：采用本发明的添加剂a能够有效降低混合液的粘度，使其具有更好的加工性；在表面处理阶段，采用本发明的添加剂b对矿物无机材料进行表面包覆改性，使其具备良好分散性，在添加剂a、添加剂b相互配合下能够有效改善涂层的附着力，进而协同提高了无机胶面料的拉开法附着力。

(4)本发明实施例1～3制得的无机胶面料的拉开法附着力、长霉等级比现有技术产品(对比例4)的拉开法附着力、长霉等级分别至少提高134％以上和2个等级，说明了本发明与现有技术相比，具有显著进步，突出了本发明的生态环保型无机胶面料性能优异，能满足市场的推广要求。

以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种生态环保型无机胶面料，其特征在于，以质量份为单位，包括以下原料：矿粉25～40份、轻质碳酸钙5～15份、钛白粉5～10份、滑石粉3～6份、钾长石粉2～5份、泡沸石粉3～6份、高岭土粉体5～8份、氧化钙粉3～6份、硅酸钾10～20份、硅酸钠5～10份、消泡粉0.1～0.4份、乳胶粉0.2～0.5份、添加剂a2.5～2.8份、添加剂b5～6份、水25-40份。

2.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述矿粉为含Ca、Al、Mg、Na的金属盐混合物粉体。

3.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述轻质碳酸钙的沉降体积为2.0～2.8ml/10g。

4.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述滑石粉的细度为1500～2000目。

5.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述钾长石粉的细度为1500～2000目。

6.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述高岭土粉体的细度为400～500目。

7.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述氧化钙粉的细度为700～1200目。

8.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述添加剂a的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份丙烯酸叔丁酯溶于20份乙二醇中，然后加入15份PVP和0.6份AIBN，在120℃、0.25Mpa且氮气保护下条件充分反应2-4h，冷却后得到添加剂a。

9.根据权利要求1所述的生态环保型无机胶面料，其特征在于，所述添加剂b的制备工艺，包括以下步骤：将100质量份聚醚三元醇、10-20份甲醇、5份二甲基硅油、0.03份二月桂酸二丁基锡在160℃、0.6Mpa条件下充分反应1-3h，冷却后得到加剂b。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的生态环保型无机胶面料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按质量比例称取矿渣、轻钙粉、钛白粉、钾长石粉、泡沸石粉、高岭土粉、滑石粉、氧化钙、乳胶粉、消泡粉及水混合搅拌反应得到第一混合液；

S2：向第一混合液中加入添加剂a，然后倒入立磨机持续循环研磨，直至混合液的粒度测试D97＜8μm得到第二混合液；

S3：向第二混合液中加入添加剂b，持续循环研磨10～20min可得到第三混合液；

S4：向第三混合液中加入质量比例的硅酸钾、硅酸钠，持续研磨10～20min得到第四混合液；

S5：向第四混合液中加入质量比例的乳胶粉和消泡粉，持续研磨5～10min，制得生态环保型无机胶面料。