CN116023812A - 一种高性能无机粉末涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能无机粉末涂料的制备方法，涉及粉末涂料技术领域。该方法主要是将石英石分别研磨至40目80目100目400目800目1000目等不同粒级颗粒/粉末，最后将水泥研磨成600目的微小颗粒，将水泥、100目石英砂、400目石英粉按照28.6:37.1:34.3进行搅拌混合制得无机粉末涂料；本发明制备的无机粉末涂料能够从本质上摒弃乳胶漆的生产工艺，以无机材料生产涂料，从根本上杜绝甲醛、甲苯、可挥发性有机化合物等有害物质的产生和摄入，另外还能够改变涂料的成膜物，使得无机材料具有更长的耐久性，提升无机材料的经济性，此外，制备的无机涂料还具备良好的防水性能和低于酸碱侵蚀的能力，粘接效果更佳。

Description

一种高性能无机粉末涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及粉末涂料技术领域，特别是涉及一种高性能无机粉末涂料的制备方法。

背景技术

涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。

乳胶漆是以合成树脂乳液为基料加入颜料、填料及各种助剂配制而成的一类水性涂料，又称合成树脂乳液涂料，是有机涂料的一种。根据生产原料的不同，乳胶漆主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆等品种，根据产品适用环境不同，可以分为内墙和外墙乳胶漆两种，根据装饰的光泽效果又可分为无光、哑光、半光、丝光和有光等类型。

采用乳胶工艺生产的涂料对墙体能起到装饰作用，随着施工技术的不断提高也能根据客户喜好做出不同的肌理以满足不同的美学追求。

例如，公开号为CN108285668A的中国专利公开的一种乳胶漆。所述乳胶漆包含：环烷酸钴12-23％，空心微珠乳液9.5-12.3％，高强纤维素5-8％，二氧化硅超细粉2.3-4.3％，聚乙烯醇10-12％，丙烯酸异辛脂1.5-1.8％,柠檬酸6.6-8.0％,去离子水45-55％。该种乳胶漆产品抗老化性相对较强，易于清洗和翻洗。

但是乳胶工艺生产的涂料很难杜绝甲醛、甲苯、可挥发性有机化合物等有害物质的带入，施工后需要较长的空气净化过程，且遇火燃烧会产生大量的浓烟和有害气体，不利于居住人员的身体健康；乳胶涂料主要成膜物为乳液和树脂，施工开始即开始老化。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种高性能无机粉末涂料的制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种高性能无机粉末涂料的制备方法。

技术效果：能够从本质上摒弃乳胶漆的生产工艺，以无机材料生产涂料，从根本上杜绝甲醛、甲苯、可挥发性有机化合物等有害物质的产生和摄入，另外还能够改变涂料的成膜物，使得无机材料具有更长的耐久性，提升无机材料的经济性，此外，制备的无机涂料还具备良好的防水性能和低于酸碱侵蚀的能力，粘接效果更佳。

本发明进一步限定的技术方案是：一种高性能无机粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1，取定量石英石，研磨成粒度目数不同的石英砂和石英粉；

S2，取定量水泥，研磨成粒度为600目的水泥微粉；

S3，将研磨制得的水泥微粉、石英砂和石英粉按照28.6:37.1:34.3的比例搅拌混合，加入助剂后搅拌至少300s，制成干混合料，打包封装；

S4，批刮涂覆施工前，取制得的干混料，按照水料比1:0.42的比例加水搅拌均匀后，即得到高性能无机粉末涂料。

进一步的，步骤S1中，石英砂和石英粉的粒度为40目、80目、100目、400目、800目或1000目。

前所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，助剂包括激发剂、消泡剂、钛白粉和锌粉。

前所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，无机粉末涂料包含的各项物质的重量组分如下：

前所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，激发剂为季铵盐、季鏻盐、咪唑及其衍生物、有机金属络合物、酸或胺封闭磺酸。

前所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，消泡剂为安息香、酰胺蜡类消泡剂、聚乙烯蜡消泡剂、改性碳酸盐或聚氧乙烯类消泡剂。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中，将水泥研磨至600目，有效增加了水泥的粘接比表面积，使得粘接强度增长数倍(1.2MPa以上)，制得的无机粉末涂料的粘接强度是墙体饰面砂浆规范要求粘接强度(0.4MPa)的三倍以上；另外，用石英砂和石英粉代替滑石粉，可以有效增强无机粉末涂料的机械强度和耐磨性能，制得的无机粉末涂料的抗压强度(20。9MPa)是墙体饰面砂浆规范要求抗压强度(4MPa)的五倍以上、抗折强度(5.6MPa)是标准的三倍左右；此外，本发明采用干粉工艺，可有效防止涂料质变发臭，导致环境污染和材料损耗等不利结果产生，并且能有效利用工业尾矿石英粉，变废为宝，节约资源；

(2)本发明中，由于可挥发性有机化合物在阳光的照射下，氮氧化物与空气中的VOC发生光化学反应，生成臭氧、过氧硝基酰、醛类等光化学烟雾刺激人的眼睛和呼吸系统，危害人体健康，浓度过高可能致癌，甚至中毒死亡；长期吸入甲醛会损伤免疫系统和损害神经系统，出现头昏、失眠、发烧甚至诱发白血病、淋巴瘤等症状。长期吸入苯，可以导致再生障碍性贫血，导致白细胞减少、血小板减少、甚至导致骨髓造血功能障碍；而本发明制备的高性能无机粉末涂料摈弃乳胶生产工艺，彻底解决涂料中甲醛、甲苯、VOC等有害物质的摄入，经国检中心检测，甲醛、苯系物总和含量、VOC均未检出，能够最大程度降低对人体伤害；

(3)本发明中，由于乳胶漆是以合成树脂乳液为基料，是有机涂料，使用中不仅挥发有害物质，遇火燃烧释放刺激性有害气体和浓烟；本发明制备的高性能无机粉末涂料以高强白水泥、石英砂、石英粉等无机物为主要原料，为不可燃烧材料，经国检中心检测，燃烧等级为A1级不燃材料，遇火不会产生浓烟及有害气体；

(4)本发明中，由于重金属对人体的危害非常极大，铅能损害人体的神经、造血和生殖系统；长期吸入镉可损害肾、肺功能；长期接触铬易引起皮炎、湿疹；慢性汞中毒会引起中枢神经系统疾病。本发明制备的高性能无机粉末涂料经国检中性检测，未检出铅、镉、铬、汞等重金属，不会对人体健康造成影响；

(5)本发明中，由于放射性物质可以通过吸入、食入、通过皮肤渗入和通过伤口侵入进入人体。因为其穿透力墙，对人体的组织和器官进行持续照射造成人体器伤。本发明制备的高性能无机粉末涂料经国检中性检测，内、外照射指数均为0.1，远低于放射性核素限量A类材料(内照射指数≤1.0外照射指数≤1.3)几乎不会对对人体产生辐射，损害小；

(6)本发明中，制备的高性能无机粉末涂料经检测28天耐霉菌性能0级，经28天霉菌培养，显微镜放大50倍未见滋生黑曲霉、黄曲霉、腊叶芽枝霉、宛氏拟青霉、桔青霉、绿色木霉、出芽短梗霉、链格孢等霉菌，墙体与空气的接触面积最大，健康环保的墙体材料为家庭成员呼吸道、消化系统健康建立霉菌病毒防火墙；

(7)本发明中，将石英石分别研磨至40目80目100目400目800目1000目等不同粒级颗粒/粉末，以便实现骨料级配连续、良好，降低涂料堆积空隙率，搅拌均匀的涂料容重达2000kg/m³，大大提高了涂料的防水性能和抵御酸碱侵蚀的能力，从而实现较乳胶涂料耐久性长的性能。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例提供的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1，将石英石分别研磨至40目80目100目400目800目1000目等不同粒级颗粒/粉末，以便实现骨料级配连续、良好，降低涂料堆积空隙率，搅拌均匀的涂料容重达2000kg/m³，大大提高了涂料的防水性能和抵御酸碱侵蚀的能力，从而实现较乳胶涂料耐久性长的性能。

S2，取定量水泥，研磨成粒度为600目的水泥微粉，以增加水泥作为胶凝材料的有效粘接面积；

S3，将研磨制得的水泥微粉、100目粒度的石英砂和400目粒度的石英粉按照28.6:37.1:34.3的比例搅拌混合，加入助剂后搅拌至少300s，制成干混合料，打包封装；

S4，批刮涂覆施工前，取制得的干混料，按照水料比1:0.42的比例加水搅拌均匀后，即得到高性能无机粉末涂料。

在步骤S3中的助剂为激发剂、消泡剂、钛白粉的混合物。在本发明中，包含的各种物质的重量组分所示：

其中，激发剂为季铵盐、季鏻盐、咪唑及其衍生物、有机金属络合物、酸或胺封闭磺酸。消泡剂为安息香、酰胺蜡类消泡剂、聚乙烯蜡消泡剂、改性碳酸盐或聚氧乙烯类消泡剂。

无机粉末涂料主要是在与水混合后形成水玻璃、硅溶胶后固化成膜，成膜机理大致为，硅溶胶和水玻璃在失水的过程中，单体硅酸之间的自聚，形成牢固的化学键，进行而成空间硅氧网状涂膜。

因此水玻璃和硅溶胶对涂料的性能起到决定性的作用。本发明使用石英砂和石英粉代替滑石粉，能够改善形成的水玻璃和硅溶胶的性能。由于石英粉的粒度小，因此在自聚过程中接触面积大，更易形成牢固的化学键，而石英砂的成分与石英粉的成分相同，因此在自聚过程中石英粉会围绕着石英砂形成网状结构的涂膜，且由于二者同源，键连接更为紧密，配合粒度更小的水泥微粉，使得涂膜成型后的性能更强。

本发明中的无机粉末涂料，其粘接稳定、强度均更高，在更为优良的水玻璃和硅溶胶的作用下，硬化过程中会析出大量的硅酸盐水凝胶，能够有效堵住毛细管孔隙并防止水的直接渗入，提升涂料的防水性能。此外，利用本发明配方制得的无机粉末涂料，其所有组成物质都为不可燃烧的无机物，且加热会使得水凝胶干燥并更为坚硬，不会影响强度，因此本发明制备的无机粉末涂料耐热性极佳。

同样的，由于应用的物质均为无机物，本发明制备的无机粉末涂料还具备良好的耐酸性，而形成的水玻璃耐碱性较差，为了弥补这点缺陷，本发明配方中添加了钛白粉作为助剂，在形成涂膜后能够大大提升耐碱性，使得无机粉末涂料适用面更广，性能更为良好。

在本发明中，加入消泡剂可以使得涂料在刮涂过程中减少气泡的产生。还可以加速反应过程，加快水玻璃和硅溶胶的生成速率，提升水玻璃和硅溶胶的生成量，进一步提升了涂料的使用性能。

本发明还可选择性加入锌粉。锌粉是一种具有超强遮盖力的原材料，深灰色、粉末状，防锈、耐大气侵蚀，在制备无机粉末涂料中加入锌粉后，应用在有钢铁的环境中时，其能够与钢铁表面紧密接触，并作为牺牲阳极对钢铁进行保护，锌粉被腐蚀后所生成的不溶性产物会沉积在漆膜的空隙中，起到物理屏蔽作用，这样会大幅度减缓锌粉的腐蚀速度，显著提升涂料腐蚀保护的持久性。

本发明还设置了若干个实施例，并对各个实施例制备的无机粉末都进行了检测，检测所依据的标准主要为JC/T1024-2019、GB18582-2020以及GB6566-2010，检测所得的结果如表1所示。

实施例1，使用的各项物质的重量组分为：

水泥微粉28.6份；石英砂(100目)37.1份；石英粉(400目)34.3份；激发剂3份；消泡剂1.5份；钛白粉7份；锌粉4份。

实施例2，与实施例1的不同之处在于，石英砂的粒度为40目。

实施例3，与实施例1的不同之处在于，石英砂的粒度为80目。

实施例4，与实施例1的不同之处在于，石英粉的粒度为800目。

实施例5，与实施例1的不同之处在于，石英粉的粒度为1000目。

表1各实施例中制得的成品性能表

从表1中可以看出，石英石和石英粉的粒度对于无机粉末涂料的强度有着直接影响，其粒度越小，则二者之间的结合越紧密，各项机械强度性能更佳。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种高性能无机粉末涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，取定量石英石，研磨成粒度目数不同的石英砂和石英粉；

S2，取定量水泥，研磨成粒度为600目的水泥微粉；

S3，将研磨制得的水泥微粉、石英砂和石英粉按照28.6:37.1:34.3的比例搅拌混合，加入助剂后搅拌至少300s，制成干混合料，打包封装；

S4，批刮涂覆施工前，取制得的干混料，按照水料比1:0.42的比例加水搅拌均匀后，即得到高性能无机粉末涂料。

2.根据权利要求1所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，石英砂和石英粉的粒度为40目、80目、100目、400目、800目或1000目。

3.根据权利要求1所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述助剂包括激发剂、消泡剂、钛白粉。

4.根据权利要求3所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述无机粉末涂料包含的各项物质的重量组分如下：

5.根据权利要求4所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述激发剂为季铵盐、季鏻盐、咪唑及其衍生物、有机金属络合物、酸或胺封闭磺酸。

6.根据权利要求4所述的一种高性能无机粉末涂料的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为安息香、酰胺蜡类消泡剂、聚乙烯蜡消泡剂、改性碳酸盐或聚氧乙烯类消泡剂。