CN115403948A - 一种低碳无机耐火涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低碳无机耐火涂料，包括重钙粉200～400份，钛白粉150～250份，硅酸钾150～250份，纤维素3～5份，无机凝胶1～5份，分散剂2～5份，消泡剂A 1～3份，消泡剂B 1～3份，稳定剂8～12份，无机涂料乳液50～70份，去离子水180～250份。其制备方法为，在搅拌状态下，向去离子水分别加入纤维素，搅拌均匀后依次加入无机凝胶、分散剂、消泡剂A；再依次加入钛白粉、重钙粉；再依次加入稳定剂、无机涂料乳液、消泡剂B、硅酸钾，搅拌混合均匀，即得到低碳无机耐火涂料。本发明低碳无机耐火涂料及其制备方法简单易行，得到的无机耐火涂料、安全环保、结合力强、阻燃性好、稳定性好，与无机类基材粘结力强，膜层的硬度高，不容易受到机械损伤，在发生火灾时能延缓火势的持续扩大，具有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及建筑涂料技术领域，具体涉及一种低碳无机耐火涂料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，环保理念是人们高度重视生态环境保护后对涂料行业提出的要求，也是涂料行业的发展方向。长期以来，有机涂料以其良好的装饰性、品种的多样性和低廉的价格得到了广泛的应用。但是，由于有机类建筑涂料的主要原材料来源于煤、石油、天然气等资源，加工时会产生大量的副产物、挥发性溶剂及剩余单体，对人体健康有重大影响，既造成了环境污染又浪费了大量的资源和能源。同时，有机涂料涂饰在墙体表面与外墙形成涂膜，一段时间后，将使墙面涂膜出现空鼓、起泡甚至掉皮脱落；而且有机涂料在功能性方面比较薄弱，一般不具有阻燃性。相对于有机涂料的这些缺陷，无机涂料具有良好的透气性、还具有一些防火功能性、抗污染性以及优良的综合环保性能。
无机耐火建筑涂料涂对建筑涂装意义重大。无机耐火涂料有别于其他建筑涂料，无机耐火涂料一般使用无机粘结剂作为粘结耐火集料的结合剂，普遍用作室内外装修时表面涂装，是建筑装饰不可或缺的一种主要材料；无机耐火涂料形成的涂膜具有耐光、耐碱性优良，耐候性好，防火性好，硬度较高，耐污染性好，耐老化优异等诸多优点，但是也存在一定的问题：现有技术中无机耐火材料的结合剂通常存在阻燃性能不强、分散性能不好、与基材的粘结性能不佳等问题。因此，基于现有无机耐火涂料的缺点，研究出一种低碳无机耐火涂料涂对建筑涂装意义重大。
发明内容
针对上述问题，本发明的首要目的是提供一种安全环保、结合力强、阻燃性好的低碳无机耐火涂料及其制备方法。
一种低碳无机耐火涂料，按重量份计包括以下组分：重钙粉200～400份，钛白粉150～250份，硅酸钾150～250份，纤维素3～5份，无机凝胶1～5份，分散剂2～5份，消泡剂A1～3份，消泡剂B 1～3份，稳定剂8～12份，无机涂料乳液50～70份，去离子水180～250份。
优选地，所述重钙粉为1250目重钙粉，所述钛白粉为606钛白粉，所述硅酸钾为966硅酸钾。
优选地，所述纤维素为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的一种或多种；
优选地，所述无机凝胶为无机凝胶SM-HV，具体成分为硅酸镁锂凝胶，浸水溶胀，在较低固含量下能形成高透明度、高粘度的胶体。
优选地，所述分散剂为WS5040分散剂，具有卓越的润湿分散特性，发泡性低，能够改善涂料的流动性，具有稳定浆料粘度的优异性。
优选地，所述消泡剂A为2150消泡剂，所述消泡剂B为2410消泡剂，其中，2150消泡剂在聚合过程中快速消泡保持持久的消泡性，主要用于保持涂料储存过程中的消泡性；2410消泡剂主要用于快速破除聚合过程中的微泡。
优选地，所述稳定剂为955稳定剂，是有机硅类化合物，无色、透明，且具有极低的挥发性，无毒、无刺激性，趋零VOC的环境友好型产品，具有良好的耐擦洗性和储存稳定性。
优选地，所述无机涂料乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液、纯丙乳液、硅丙乳液中的一种或多种。
一种低碳无机耐火涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在搅拌状态下，向去离子水加入纤维素，搅拌均匀后依次加入无机凝胶、分散剂、消泡剂A，搅拌分散均匀，得到混合料A；
(2)向混合料A于搅拌状态下依次加入钛白粉、重钙粉，搅拌混合均匀，得到混合料B；
(3)向混合料B于搅拌状态下依次加入稳定剂、无机涂料乳液、消泡剂B、硅酸钾，搅拌混合均匀，即得到低碳无机耐火涂料。
优选地，所述步骤(1)中，混料处理的搅拌速率为200～300r/min，混料处理的搅拌时间为6～8min；
优选地，所述步骤(2)中，混料处理的搅拌速率为500～600r/min，搅拌时间为15～20min；
优选地，所述步骤(3)中，混料处理的搅拌速率为100～200r/min，搅拌时间为5～10min。
本发明的有益效果是：
1、本发明一种低碳无机耐火涂料及其制备方法简单易行，得到的无机耐火涂料、安全环保、结合力强、阻燃性好、稳定性好，与无机类基材粘结力强，膜层的硬度高，不容易受到机械损伤，其制备方法工艺简单，操作方便，绿色安全，在发生火灾时能延缓火势的持续扩大，具有很大的应用前景。
2、本发明涂料的涂层具有良好的三维立体结构，利用无机凝胶的特性，与水混合时迅速形成三维空间的胶体结构，使体系的粘度增大，而具有高度的悬浮性、增稠性、触变性和良好的配伍性、及化学稳定性；将乳液作为辅助成膜物质与硅酸盐等无机基料复合使用，形成牢固交联的立体网络(-Si-O-Si-)结构，使有机树脂填充在(-Si-O-Si-)结构的间隙中，屏蔽残存的羟基，从而减少涂膜对水的敏感程度，使涂层具有很强的耐水性和附着力，使其耐热性、耐候性、抗氧能力增强；利用纤维素在涂层中的乱向分布，进一步加强立体网络结构，不但提高了涂层的孔隙率，同时也增强了涂层的粘结强度和柔韧抗裂性。
3、采用重钙粉、钛白粉、硅酸钾作为主要基料，互相结合发挥巨大的耐火阻燃效果；而且，重钙粉有效提高了产品的白度和亮度，能使涂料不沉降，易分散，光泽好，防火性能增加；钛白粉具有白度高、遮盖力强、分散性好、抗沉淀性优、耐候性强；硅酸钾作为主要粘结剂，代替了传统涂料中的VOC含量较多的有机物质，使涂料达到了VOC未检出的标准；同时，硅酸钾使涂料始终保持在较高且稳定的碱性范围内，防霉性能好，且具有较高的耐火性能。
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。
实施例1：
一种低碳无机耐火涂料，按重量份计包括以下组分：重钙粉300份，钛白粉200份，硅酸钾200份，纤维素3.5份，无机凝胶2份，分散剂3份，消泡剂A 1.5份，消泡剂B 2份，稳定剂10份，无机涂料乳液60份，去离子水218份。
具体地，所述重钙粉为1250目重钙粉；所述钛白粉为606钛白粉，所述硅酸钾为966硅酸钾；所述纤维素为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的一种或多种；所述无机凝胶为无机凝胶SM-HV，具体成分为硅酸镁锂凝胶，浸水溶胀，在较低固含量下能形成高透明度、高粘度的胶体；所述分散剂为WS5040分散剂，具有卓越的润湿分散特性；发泡性低，能够改善涂料的流动性，具有稳定浆料粘度的优异性；所述消泡剂A为2150消泡剂，所述消泡剂B为2410消泡剂，其中，2150消泡剂在聚合过程中快速消泡保持持久的消泡性，主要用于保持涂料储存过程中的消泡性；2410消泡剂主要用于快速破除聚合过程中的微泡；所述稳定剂为955稳定剂，是有机硅类化合物，无色、透明，且具有极低的挥发性，无毒、无刺激性，趋零VOC的环境友好型产品，具有良好的耐擦洗性和储存稳定性；所述无机涂料乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液、纯丙乳液、硅丙乳液中的一种或多种。
一种低碳无机耐火涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在搅拌状态下，向去离子水加入纤维素，搅拌均匀后依次加入无机凝胶、分散剂、消泡剂A，搅拌分散均匀，得到混合料A；其中，混料处理的搅拌速率为200～300r/min，混料处理的搅拌时间为6～8min；
(2)向混合料A于搅拌状态下依次加入钛白粉、重钙粉，搅拌混合均匀，得到混合料B；其中，混料处理的搅拌速率为500～600r/min，搅拌时间为15～20min；
(3)向混合料B于搅拌状态下依次加入稳定剂、无机涂料乳液、消泡剂B、硅酸钾，搅拌混合均匀，即得到低碳无机耐火涂料；其中，混料处理的搅拌速率为100～200r/min，搅拌时间为5～10min。
实施例2：
本实施例2与实施例1的不同之处仅在于：
一种低碳无机耐火涂料，按重量份计包括以下组分：重钙粉300份，钛白粉175份，硅酸钾250份，纤维素3份，无机凝胶3份，分散剂2份，消泡剂A 2份，消泡剂B 3份，稳定剂12份，无机涂料乳液70份，去离子水180份。
实施例3：
本实施例3与实施例1的不同之处仅在于：
一种低碳无机耐火涂料，按重量份计包括以下组分：重钙粉273份，钛白粉250份，硅酸钾150份，纤维素5份，无机凝胶5份，分散剂5份，消泡剂A 3份，消泡剂B 1份，稳定剂8份，无机涂料乳液50份，去离子水250份。
实施例4：
本实施例4与实施例1的不同之处仅在于：
一种低碳无机耐火涂料，按重量份计包括以下组分：重钙粉400份，钛白粉150份，硅酸钾150份，纤维素4份，无机凝胶1份，分散剂3份，消泡剂A 1份，消泡剂B 2份，稳定剂10份，无机涂料乳液60份，去离子水219份。
实施例5：
本实施例5与实施例1的不同之处仅在于：
一种低碳无机耐火涂料，按重量份计包括以下组分：重钙粉200份，钛白粉250份，硅酸钾240份，纤维素3.5份，无机凝胶2份，分散剂3份，消泡剂A 1.5份，消泡剂B 2份，稳定剂8份，无机涂料乳液60份，去离子水230份。
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、组合、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：按重量份计包括以下组分：重钙粉200～400份，钛白粉150～250份，硅酸钾150～250份，纤维素3～5份，无机凝胶1～5份，分散剂2～5份，消泡剂A1～3份，消泡剂B 1～3份，稳定剂8～12份，无机涂料乳液50～70份，去离子水180～250份。
2.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述重钙粉为1250目重钙粉，所述钛白粉为606钛白粉，所述硅酸钾为966硅酸钾。
3.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述纤维素为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述无机凝胶为无机凝胶SM-HV。
5.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述分散剂为WS5040分散剂。
6.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述消泡剂A为2150消泡剂，所述消泡剂B为2410消泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述稳定剂为955稳定剂。
8.根据权利要求1所述的一种低碳无机耐火涂料，其特征在于：所述无机涂料乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液、纯丙乳液、硅丙乳液中的一种或多种。
9.如权利要求1～8任一所述的一种低碳无机耐火涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在搅拌状态下，向去离子水加入纤维素，搅拌均匀后依次加入无机凝胶、分散剂、消泡剂A，搅拌分散均匀，得到混合料A；
(2)向混合料A于搅拌状态下依次加入钛白粉、重钙粉，搅拌混合均匀，得到混合料B；
(3)向混合料B于搅拌状态下依次加入稳定剂、无机涂料乳液、消泡剂B、硅酸钾，搅拌混合均匀，即得到低碳无机耐火涂料。
10.根据权利要求9所述的一种低碳无机耐火涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，混料处理的搅拌速率为200～300r/min，混料处理的搅拌时间为6～8min；所述步骤(2)中，混料处理的搅拌速率为500～600r/min，搅拌时间为15～20min；所述步骤(3)中，混料处理的搅拌速率为100～200r/min，搅拌时间为5～10min。
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