CN116144235A - 一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑工程技术领域,具体涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法。所述仿石涂料按原料重量百分比计包括以下组分:乳液12.5%~22.2%;彩色陶瓷发泡闭孔颗粒50%~60%;润湿分散剂0.5~1.3%;中和剂0.1~0.18%;防腐剂0.1~0.5%;增稠剂0.1~1.2%;海藻纤维素0.1~0.5%;成膜助剂1.0~2.1%;防冻剂1.0~3.2%;水18~32.2%。通过加入低熔点的金属,并选用物理发泡使保温性能良好,导热系数低,由此制成的彩色陶瓷闭孔颗粒强度、高韧性好,应用于现有的仿石漆中作为骨料,并使用海藻纤维素增加高剪切粘度便于轻集料在生产搅拌过程中搅拌均匀,低碳节能。
Description
技术领域
本申请涉及建筑工程技术领域,具体的涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法。
背景技术
目前人们对建筑外墙饰面的要求越来越高,需要具备美观、持久、安全且包含保温隔热等功能性的建筑材料。现有的外墙饰面材料中仿石漆能满足美观与持久的要求,但由于自重较重,有一定安全隐患,且不具备保温隔热等功能性。仿石漆中用到的大量砂石主要是山体挖掘开采,这些砂石的开采和加工对环境污染严重,已逐步进行严格管控,所以随时间推移,砂石类原材料会越来越难采购且价格也会逐步增加。
陶瓷发泡技术已逐步成熟,利用陶瓷发泡技术制成彩色闭孔颗粒,就能代替天然彩砂在仿石漆里的作用,这样不仅具备美观、持久、安全、自重较轻等主要性能,还具备隔热、保温、隔音降噪等多种功能。
陶瓷发泡通常使用化学发泡剂,其中无机发泡剂分解相对缓慢,发泡伴吸热现象,熔体的粘度也因热量不平衡而难于控制,在含金属陶瓷发泡过程中尤为明显。有机发泡剂为放热型发泡剂,其分解温度高,分解速度快易造成熔体过热产生鼓泡和并泡现象,在含金属陶瓷发泡过程中尤为明显。此外,现有陶瓷发泡制成的颗粒,有一定强度,但韧性不够,在挤压冲击过程中易破碎,所以急需通过技术手段进行改善,便于在仿石漆生产中的运用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本申请一方面提供一种彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的原料按其按其重量百分比计包括以下组分:
在本申请的具体实施方式中,所述金属块选自低熔点的金属;所述低熔点的金属块的熔点为400~800℃;优选的,所述金属块选自铝块、镁块、锌块、铅块中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述石英粉的粒径为200~300目。
在本申请的具体实施方式中,所述无机颜料选自氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、二氧化钛中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,,所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的原料按其重量百分比计包括以下组分:
本申请另一方面提供一种彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法,包括以下步骤:
1)将金属块、陶土、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料混合并熔融,待完全熔融后通入惰性气体,冷却,制成彩色陶瓷发泡板;
2)将所述彩色陶瓷发泡板打碎,然后球磨,再利用纯水筛选闭孔颗粒,制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,并测试其闭孔率。
在本申请的具体实施方式中,步骤1)中,所述熔融条件为800~1100℃。
在本申请的具体实施方式中,步骤2)中,所述球磨为20~50目,优选为20~30目。
在本申请的具体实施方式中,步骤2)中,所述筛选是指筛选闭孔的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒。所述闭孔率具体是指被筛出的彩色陶瓷发泡颗粒样品的闭孔体积与样品外观体积的比值。
本申请另一方面提供所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒在低碳节能型仿石涂料中的用途。
本申请另一方面提供一种低碳节能型仿石涂料,所述仿石涂料的原料包括基料和彩色陶瓷发泡闭孔颗粒;所述基料和彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的重量比为40~50:50~60。
在本申请的具体实施方式中,所述基料包括乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、海藻纤维素、成膜助剂和防冻剂;所述仿石涂料的原料按其重量百分比计的包括以下组分:
在本申请的具体实施方式中,所述乳液选自纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述分散剂选自润湿分散剂、磷酸盐类水容性非离子表面活性剂中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述中和剂选自多功能助剂、2-氨基-2-甲基1-丙醇中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述防腐剂选自2-甲基-4-异噻唑啉-3酮、1,2-苯并异噻唑啉酮-3-酮中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述增稠剂选自羟乙基纤维素、聚氨酯增稠剂中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述成膜助剂选自2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯、乙二醇单丁醚中的一种或多种的组合。
在本申请的具体实施方式中,所述防冻剂选自丙二醇。
本申请另一方面提供一种低碳节能型仿石涂料的制备方法,先将所述基料搅拌均匀,再将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与所述基料混合,制得低碳节能型仿石涂料。
在本申请的具体实施方式中,所述基料的搅拌速率为800~1000rpm。所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与所述基料混合速率为300~600rpm。
本申请另一方面提供所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒和/或所述的低碳节能型仿石涂料在建筑材料领域的用途。
本发明所取得的技术效果为:
1、通过在现有陶瓷发泡技术中加入低熔点的金属,增加陶瓷发泡颗粒的韧性和强度,使陶瓷发泡颗粒在仿石漆生产过程中不易破碎;
2、选用物理发泡,采用惰性气体氦气发泡,不仅防止金属产生氧化反应,还能保持溶体温度平稳,产生均匀,致密的气孔;
3、使用海藻纤维素增加基料的高剪切粘度,便于轻集料在生产搅拌过程中搅拌均匀,低碳节能。
4、制成的彩色闭孔颗粒能代替天然彩砂在仿石漆里的作用,不仅具备美观、持久、安全、自重较轻等主要性能,还具备隔热、保温、隔音降噪等多种功能。
具体实施方式
为了使本申请的发明目的、技术方案和有益效果更加清晰,下面结合实施例对本发明作进一步说明。应理解,所述实施例只用于解释本申请,并非用于限定申请的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法,熟悉此技术的人士可由本说明所揭露的内容容易地了解本申请的其他优点及功效。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定,给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的,选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的,并且可以进行任意地组合,即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如,如果针对特定参数列出了60~120和80~110的范围,理解为60~110和80~120的范围也是预料到的。此外,如果列出的最小范围值1和2,和如果列出了最大范围值3,4和5,则下面的范围可全部预料到:1~3、1~4、1~5、2~3、2~4和2~5。在本申请中,除非有其他说明,数值范围“a~b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示,其中a和b都是实数。例如数值范围“0~5”表示本文中已经全部列出了“0~5”之间的全部实数,“0~5”只是这些数值组合的缩略表示。另外,当表述某个参数为≥2的整数,则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明,本申请的所有步骤可以顺序进行,也可以随机进行,优选是顺序进行的。例如,所述方法包括步骤1)和2),表示所述方法可包括顺序进行的步骤1)和2),也可以包括顺序进行的步骤2)和1)。
本发明的发明人经过大量探索研究,发现了一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,通过在现有陶瓷发泡技术中加入低熔点的金属,并选用物理发泡进行陶瓷发泡使保温性能良好导热系数低,由此制成的彩色陶瓷闭孔颗粒强度高韧性好,应用于现有的仿石漆中作为骨料,并使用海藻纤维素增加基料的高剪切粘度,在生产搅拌过程中不易破碎,低碳节能。在此基础上完成了本申请。
本申请一方面提供一种彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的原料包括金属块、惰性气体、陶土、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料等。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括2~7%的金属块。在一些实施例中,所述金属块选自低熔点的金属,加入低熔点的金属块,可以使得材料具有较低的导热系数,还可以增加彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的韧性和强度,使彩色陶瓷发泡闭孔颗粒在仿石漆生产过程中不易破碎。在一些实施例中,所述低熔点的金属块的熔点可以为400~800℃;优选的,所述低熔点的金属块的熔点可以为400~500℃、500~600℃、600 700℃、或700~800℃等。,优选的,所述低熔点的金属块选自铝块、镁块、锌块、铅块中的一种或多种的组合。更优选的,所述金属块选自铝块、镁块、锌块的组合。具体的,所述铝块为1~5%;优选的,所述铝块可以为1~2%、2~3%、3~4%、或4~5%等。所述锌块为0.5~1%;优选的,所述锌块可以为0.5~0.6%、0.6~0.7%、0.7~0.8%、或0.8~1%等。所述镁块为0.5~1%;优选的,所述镁块可以为0.5~0.6%、0.6~0.7%、0.7~0.8%、或0.8~1%等。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括0.4~1%的惰性气体。具体的,所述惰性气体的重量百分比还可以为0.4~0.6%、0.6~0.8%、0.8~1%等。在一些实施例中,所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等中的一种或多种的组合。优选的,所述惰性气体为氦气。采用惰性气体发泡,不仅可以防止金属发生氧化反应,而且还能保持温度平稳,产生均匀、致密的气孔。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括55~65%的陶土。具体的,所述陶土的重量百分比还可以为55~57%、57~59%、59~61%、61~63%、63~65%等。使用陶土的作用是:1、优异的抗冻融特性;2、良好的抗光污染性能;3、良好的吸音作用;4、良好的耐风化耐腐蚀性。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括15~25%的粉煤灰。具体的,所述粉煤灰的重量百分比还可以为15~18%、18~20%、20~22%、22~25%等。使用粉煤灰的作用是廉价填料。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括10~20%的石英粉。具体的,所述石英粉的重量百分比还可以为10~12%、12~14%、14~16%、16~18%、18~20%等。在一些实施例中,石英粉的粒径例如可以是200~300目;优选的,所述石英粉的粒径可以是200~220目、220~250目、250~270目、或270~300目等。石英粉是强度较高的填料。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括1~2%的硼砂。具体的,所述硼砂的重量百分比还可以为1~1.2%、1.2~1.4%、1.4~1.6%、1.6~1.8%、1.8~2%等。硼砂有助于陶土熔融,是助熔剂。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒中,原料按照其重量百分比计,包括0.5~2%的无机颜料。具体的,所述无机颜料的重量百分比还可以为0.5~0.7%、0.7~0.9%、0.9~1%、1~1.2%、1.2~1.4%、1.4~1.6%、1.6~1.8%、1.8~2%等。在一些实施例中,所述无机颜料选自氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、二氧化钛中的一种或多种的组合。优选的,所述无机颜料的型号为湖南巨发颜料锌铁黄。提供颜色的目的是用于在仿石漆中模仿天然石材颜色。
本发明的具体实施方式中,所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的原料按其重量百分比计包括以下组分:
本发明一优选实施方式中,所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的原料按重量百分比计,包括如下组分:
本发明另一方面提供所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法,所述制备方法包括:
1)将金属块、陶土、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料混合并熔融,待完全熔融后通入惰性气体,冷却,制成彩色陶瓷发泡板。
2)将所述彩色陶瓷发泡板打碎,然后球磨,再利用纯水筛选闭孔颗粒,制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,并测试其闭孔率。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法中,步骤1)中,所述混合例如可以在混合机中进行,充分搅拌混合均匀。所述熔融条件为800~1100℃;优选的,所述熔融条件可以为800~900℃、900~1000℃、或1000~1100℃等。冷却时可以倒入模具,所述模具具体为长方体。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法中,步骤2)中,所述球磨例如可以为20~50目,具体的,所述球磨还可以为20~30目、30~40目、40~50目等。优选为20~30目。球磨的作用是使颗粒圆润且控制目数。
本发明所提供的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法中,步骤2)中,所述筛选具体是指筛选闭孔的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒。所述闭孔率具体是指被筛出的彩色陶瓷发泡颗粒样品的闭孔体积与样品外观体积的比值。在本申请的具体实施例中,所述闭孔率达95%以上。
本发明另一方面提供如本发明所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒在低碳节能型仿石涂料中的用途。
本发明另一方面提供一种低碳节能型仿石涂料,所述仿石涂料的原料包括基料和彩色陶瓷发泡闭孔颗。所述基料和彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的重量比为40~50:50~60。所述基料包括乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、海藻纤维素、成膜助剂和防冻剂等。所述低碳节能型仿石涂料中的原料按重量百分比计,包括如下组分:
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括12.5~22.2%的乳液,具体的,所述乳液的重量百分比还可以为12.5~14%、14~16%、16~18%、18~20%、20~22.2%等。在一些实施例中,所述乳液选自纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液。优选的,所述纯丙乳液的型号为昭和AP-4765。使用乳液的作用是起粘结作用。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括0.5~1.3%的分散剂。具体的,所述分散剂的重量百分比还可以为0.5~1%、0.5~0.8%、0.8~1%、1~1.3%等。在一些实施例中,所述分散剂选自润湿分散剂、磷酸盐类水容性非离子表面活性剂。优选的,所述润湿分散剂的型号为陶氏润湿剂CF-10。使用分散剂的作用是降低水的表面张力。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括0.1~0.18%的中和剂。具体的,所述中和剂的重量百分比还可以为0.1~0.12%、0.12~0.14%、0.14~0.16%、0.16~0.18%等。在一些实施例中,所述中和剂选自多功能助剂、2-氨基-2-甲基1-丙醇。优选的,所述多功能助剂的型号为AMP-95。所述多功能助剂是指含有5%的水份-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。使用中和剂的作用是调节涂料体系的pH值。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括0.1~0.5%的防腐剂。具体的,所述防腐剂的重量百分比还可以为0.1~0.2%、0.2~0.3%、0.3~0.5%等。在一些实施例中,所述防腐剂选自2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉酮-3-酮中的一种或多种的组合;优选的,所述防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3酮与1,2-苯并异噻唑啉酮-3-酮复配而成的杀菌剂甲基丙烯酸甲酯(MBS)。使用防腐剂的作用是杀菌防腐。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括0.1~1.2%的增稠剂。具体的,所述增稠剂的重量百分比还可以为0.1~0.2%、0.2~0.4%、0.4~0.6%、0.6~0.8%、0.8~1.0%、1.0~1.2%等。在一些实施例中,所述增稠剂选自羟乙基纤维素、聚氨酯增稠剂中的一种或多种的组合。优选的,所述羟乙基纤维素的型号为HS30000YP2,所述聚氨酯增稠剂的型号为SN-612。使用增稠剂的作用是改善体系流变提高产品施工性及存贮性。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括0.1~0.5%的海藻纤维素。具体的,所述海藻纤维素的重量百分比还可以为0.1~0.2%、0.2~0.3%、0.3~0.4%、0.4~0.5%等。优选的,所述海藻纤维素的型号为杭州萧巢贸易AC-105。使用海藻纤维素可以增加基料的高剪切粘度,使基料产生拉丝效果便于搅拌。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括1.0~2.1%的成膜助剂。具体的,所述成膜助剂的重量百分比还可以为1.0~1.2%、1.2~1.4%、1.4~1.6%、1.6~1.8%、1.8~2.1%等。在一些实施例中,所述成膜助剂选自2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯(Texanol)、乙二醇单丁醚(BCS)中的一种或多种的组合。优选的,所述成膜助剂为Texanol。使用成膜助剂的作用是帮助乳液成膜。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括1.0~3.2%的防冻剂。具体的,所述防冻剂的重量百分比还可以为1.0~2.0%、2.0~3.0%、3.0~3.2%等。在一些实施例中,所述防冻剂可为本领域常规的防冻剂,优选的,为丙二醇。使用防冻剂的作用是提高产品低温防冻性。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,包括18~32.2%的水。具体的,所述水的重量百分比还可以为18~20%、20~22%、22~27%、27~32.2%等。所述水为所述基料的溶液,优选为去离子水。去离子水主要是提高产品保质期。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料中,按照原料的重量百分比计,还包括50~60%的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒。具体的,所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的重量百分比还可以为50~55%、55~57%、57~58%、58~60%等。使用彩色陶瓷发泡闭孔颗粒使得颜色可定制,自重较轻,高闭孔率,吸水低,强度韧性都有提高,导热系数低,减少生产过程中外力导致的破碎,可满足人们对建筑外墙材料的美观、持久、安全且保温隔热等性能的要求。
本发明另一方面提供一种低碳节能型仿石涂料的制备方法,先将所述基料搅拌均匀,再将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与所述基料混合,制得低碳节能型仿石涂料。
本发明所提供的低碳节能型仿石涂料的制备方法中,所述搅拌例如可以在混合机中进行,充分搅拌混合均匀。在一些具体实施例中,所述基料的搅拌速率为800~1000rpm。所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与所述基料混合速率为300~600rpm。
本发明另一方面提供本发明所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒和/或本发明所述的低碳节能型仿石涂料在建筑材料领域的用途。
下面通过实施例进一步说明本发明的有益效果。
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例进一步详细描述本发明。但是,应当理解的是,本发明的实施例仅仅是为了解释本发明,并非为了限制本发明,且本发明的实施例并不局限于说明书中给出的实施例。实施例中未注明具体实验条件或操作条件的按常规条件制作,或按材料供应商推荐的条件制作。
此外应理解,本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤,除非另有说明;还应理解,本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置,除非另有说明。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
在下述实施例中,所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明,均可商购获得。
以下除非另外说明,一般认为所用纯丙乳液的厂家昭和型号AP4765。润湿分散剂的陶氏型号CF-10。中和剂安格斯型号AMP-95。防腐剂的厂家托尔型号MBS。增稠剂的厂家诺普科612NC,海藻纤维素杭州萧巢贸易AC-105。成膜助剂的厂家伊士曼型号TEXANOL。防冻剂的厂家陶氏型号丙二醇。金属块的厂家北京聚光赢创型号铝块、镁块、锌块。陶土的厂家嘉硕建材型号陶土。粉煤灰的厂淮南市玖红物流型号一级粉煤灰。石英粉的厂家长兴青盛钙业型号200目石英粉。硼砂的厂家上海富贵工贸型号硼砂。无机颜料的厂家湖南巨发颜料型号锌铁黄。
实施例1
本实施例涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,其包括如下步骤:
1、将陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表1。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表2。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表1
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 65% |
铝块 | 1.0% |
锌块 | 0.5% |
镁块 | 0.5% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 20.5% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表2
原料 | 重量百分比(wt%) |
纯丙乳液AP-4765 | 20% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
海藻纤维素AC-105 | 0.1% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 50% |
去离子水 | 25.7% |
总计 | 100% |
实施例2
本实施例涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,其包括如下步骤:
1、将陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表3。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表4。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表3
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 65% |
铝块 | 2.0% |
锌块 | 0.6% |
镁块 | 0.6% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 19.3% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表4
原料 | 重量百分比(wt%) |
纯丙乳液AP-4765 | 18% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
海藻纤维素AC-105 | 0.1% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 52% |
去离子水 | 25.7% |
总计 | 100% |
实施例3
本实施例涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,其包括如下步骤:
1、将陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表5。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表6。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表5
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 65% |
铝块 | 3.0% |
锌块 | 0.7% |
镁块 | 0.7% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 18.1% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表6
原料 | 重量百分比(wt%) |
纯丙乳液AP-4765 | 18% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
海藻纤维素AC-105 | 0.1% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 54% |
去离子水 | 23.7% |
总计 | 100% |
实施例4
本实施例涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,其包括如下步骤:
1、将陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表7。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表8。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表7
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 65% |
铝块 | 4.0% |
锌块 | 0.8% |
镁块 | 0.8% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 16.9% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表8
原料 | 重量百分比(wt%) |
纯丙乳液AP-4765 | 18% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
海藻纤维素AC-105 | 0.1% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 56% |
去离子水 | 21.7% |
总计 | 100% |
实施例5
本实施例涉及一种低碳节能型仿石涂料及其制备方法,其包括如下步骤:
1、将陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表9。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表10。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表9
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 65% |
铝块 | 5.0% |
锌块 | 1.0% |
镁块 | 1.0% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 15.5% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表10
原料 | 重量百分比(wt%) |
纯丙乳液AP-4765 | 16% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
海藻纤维素AC-105 | 0.1% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 60% |
去离子水 | 19.7% |
总计 | 100% |
对比例1
1、将陶土、碳化硅、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,制成普通发泡陶瓷发泡板,具体原料配比见表11。
2、将所述普通发泡陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得普通发泡陶瓷发泡闭孔颗粒-。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表12。
4、将所述普通发泡陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得涂料。
表11
原料 | 重量百分比(wt%) |
碳化硅 | 0.1% |
陶土 | 72.4% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 15.5% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表12
原料 | 重量百分比(wt%) |
纯丙乳液AP-4765 | 16% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
海藻纤维素AC-105 | 0.1% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 60% |
去离子水 | 18.7% |
总计 | 100% |
对比例2
1、将陶土、碳化硅、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,制成普通发泡陶瓷发泡板,具体原料配比见表13。
2、将所述普通发泡陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得普通发泡陶瓷发泡闭孔颗粒。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表14。
4、将所述普通发泡陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得涂料。
表13
原料 | 重量百分比(wt%) |
碳化硅 | 0.1% |
陶土 | 72.4% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 15.5% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表14
纯丙乳液AP-4765 | 16% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
彩色陶瓷发泡闭孔颗粒 | 60% |
去离子水 | 19.8% |
总计 | 100% |
对比例3
将天然彩砂、乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水在300~600rpm的速度下搅拌均匀,制得涂料,具体原料配比见表15。
表15
纯丙乳液AP-4765 | 16% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
天然彩砂 | 78.3% |
去离子水 | 1.5% |
总计 | 100% |
对比例4
将玻化微珠、乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水在300~600rpm的速度下搅拌均匀,制得涂料,具体原料配比见表16。
表16
纯丙乳液AP-4765 | 16% |
增稠剂HS-30000纤维素 | 0.3% |
中和剂AMP-95 | 0.1% |
润湿分散剂CF-10 | 0.6% |
成膜助剂Texanol | 1.0% |
防冻剂丙二醇 | 1.8% |
增稠剂SN-612 | 0.2% |
防腐剂MBS | 0.2% |
玻化微珠 | 60% |
去离子水 | 19.8% |
总计 | 100% |
对比例5
1、将陶土、铝块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表17。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水、海藻纤维素在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表18。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表17
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 64% |
铝块 | 2.0% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 21.5% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表18
对比例6
1、将陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,待完全熔融后缓缓引入氦气,倒入模具冷却,制成彩色陶瓷发泡板,具体原料配比见表19。
2、将所述彩色陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其闭孔率达95%以上。
3、将乳液、润湿分散剂、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表20。
4、将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得低碳节能型仿石涂料。
表19
原料 | 重量百分比(wt%) |
氦气 | 0.5% |
陶土 | 64% |
铝块 | 1.0% |
锌块 | 0.5% |
镁块 | 0.5% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 21.5% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表20
对比例7
1、将碳化硅、陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,制成普通发泡陶瓷发泡板,具体原料配比见表21。
2、将所述普通发泡陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得普通发泡陶瓷发泡闭孔颗粒。
3、将乳液、润湿分散剂、海藻纤维素、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表22。
4、将所述发泡陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得涂料。
表21
原料 | 重量百分比(wt%) |
碳化硅 | 0.1% |
陶土 | 65% |
铝块 | 1.0% |
锌块 | 0.5% |
镁块 | 0.5% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 20.9% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表22
对比例8
1、将碳化硅、陶土、铝块、锌块、镁块、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料在800~1100℃的高温下熔融,制成普通发泡陶瓷发泡板,具体原料配比见表23。
2、将所述普通发泡陶瓷发泡板敲打制成小碎块,然后球磨至20~50目,再利用纯水筛选闭孔颗粒,使得制得普通发泡陶瓷发泡闭孔颗粒。
3、将乳液、润湿分散剂、海藻纤维素、中和剂、防腐剂、增稠剂、成膜助剂、防冻剂、去离子水在800~1000rpm的速度下分散均匀,制得基料,具体原料配比见表24。
4、将所述发泡陶瓷发泡闭孔颗粒与基料于室温下在300~600rpm均匀混合的速度下均匀混合,制得涂料。
表23
原料 | 重量百分比(wt%) |
碳化硅 | 0.3% |
陶土 | 65% |
铝块 | 1.0% |
锌块 | 0.5% |
镁块 | 0.5% |
石英粉200目 | 10.0% |
硼砂 | 1.0% |
粉煤灰 | 20.7% |
无机颜料 | 1% |
总计 | 100% |
表24
测试方法
1、抗压强度的测试方法:JG/T 283-2010中6.12
2、导热系数的测试方法:GB/T 10294-2008
3、干密度的测试方法:JG/T 283-2010中6.4
4、消音降噪率的测试方法:GB/T 50121-2005
5、闭孔率的测试方法GB10799-89
6、吸水量的测试方法:JG/T157-2004中6.1
7、高剪切粘度测试方法:GB/T 9751.1-2008
各实施例和对比例的测试结果详见表25
表25
由表25可以看出,使用金属块制作的发泡陶瓷颗粒配置成的仿石涂料抗压强度(实施例1~5)远高于普通发泡陶瓷颗粒配置的仿石涂料(对比例1~2)及用玻化微珠(对比例4)配置的仿石涂料,相当于普通真石的抗压强度(对比例3),但干密度要远低于普通真石漆(对比例3),在消音抗噪方面要优于普通真石漆(对比例3)和普通发泡陶瓷颗粒配置的仿石涂料(对比例1~2)及用玻化微珠配置的仿石涂料(对比例4),吸水率也远低于普通真石漆和普通发泡陶瓷颗粒配置的仿石涂料(对比例1~2)及用玻化微珠配置的仿石涂料(对比例4),这是因为用氦气发泡温度稳定、气泡均匀,故闭孔率也远高于用化学发泡的陶瓷颗粒。对比例5仅使用了单一的金属块为铝块,相比于实施例1中使用三种金属块,可以看出抗压强度明显偏低。对比例(2、3、4、6)未用海藻纤维素,其高剪切粘度要低于实施例,特别是对比例(2、4、6)使用了轻集料在未用海藻纤维素就搅拌均匀较为困难。对比例(1、2、7、8)都是使用常规发泡剂碳化硅,其中对比例1、对比例2在不含金属块的情况下得到的闭孔颗粒闭孔率低于本发明的实施例;对比例7和对比例8在加了金属块后,闭孔颗粒的闭孔率大大降低,即使是在有发泡剂碳化硅的情况下闭孔率也不理想,远远低于实施例。
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变,均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,其特征在于,所述金属块选自低熔点的金属;所述低熔点的金属块的熔点为400~800℃;优选的,所述金属块选自铝块、镁块、锌块、铅块中的一种或多种的组合;
和/或,所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气中的一种或多种的组合;
和/或,所述石英粉的粒径为200~300目;
和/或,所述无机颜料选自氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、二氧化钛中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1~2所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法,包括以下步骤:
1)将金属块、陶土、粉煤灰、石英粉、硼砂、无机颜料混合并熔融,待完全熔融后通入惰性气体,冷却,制成彩色陶瓷发泡板;
2)将所述彩色陶瓷发泡板打碎,然后球磨,再利用纯水筛选闭孔颗粒,制得彩色陶瓷发泡闭孔颗粒,并测试其闭孔率。
4.如权利要求3所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述熔融条件为800~1100℃;
和/或,步骤2)中,所述球磨为20~50目,优选为20~30目;
和/或,步骤2)中,所述筛选是指筛选闭孔的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒;所述闭孔率具体是指被筛出的彩色陶瓷发泡颗粒样品的闭孔体积与样品外观体积的比值。
5.如权利要求1~2任一项所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒在低碳节能型仿石涂料中的用途。
6.一种低碳节能型仿石涂料,所述仿石涂料的原料包括基料和如权利要求1~2所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒;所述基料和所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒的重量比为40~50:50~60。
8.如权利要求7所述的低碳节能型仿石涂料,其特征在于,所述乳液选自纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液中的一种或多种的组合;
和/或,所述分散剂选自润湿分散剂、磷酸盐类水容性非离子表面活性剂中的一种或多种的组合;
和/或,所述中和剂选自多功能助剂、2-氨基-2-甲基1-丙醇中的一种或多种的组合;
和/或,所述防腐剂选自2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑啉酮-3-酮中的一种或多种的组合;
和/或,所述增稠剂选自羟乙基纤维素、聚氨酯增稠剂中的一种或多种的组合;
和/或,所述成膜助剂选自2,2,4-三甲基-1,3戊二醇单异丁酸酯、乙二醇单丁醚中的一种或多种的组合;
和/或,所述防冻剂选自丙二醇。
9.如权利要求6~8任一项所述的低碳节能型仿石涂料的制备方法,其特征在于,先将所述基料搅拌均匀,再将所述彩色陶瓷发泡闭孔颗粒与所述基料混合,制得低碳节能型仿石涂
料。
10.如权利要求1~2任一项所述的彩色陶瓷发泡闭孔颗粒和/或如权利要求6~8任一项所述的低碳节能型仿石涂料在建筑材料领域的用途。
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