CN1175056C

CN1175056C - 陶瓷粉末涂料

Info

Publication number: CN1175056C
Application number: CNB001105256A
Authority: CN
Inventors: 中徐; 徐中
Original assignee: Individual
Current assignee: Dalian Green Pottery Energy Saving New Material Co Ltd
Priority date: 2000-06-10
Filing date: 2000-06-10
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: CN1328096A

Abstract

本发明涉及一种陶瓷粉末涂料，按重量百分比由天然矿物无机填料40-60%、增稠剂1-5%、固化剂3-10%、粘结剂20-40%、络合剂1-5%，粘结剂由硅酸钠20-25份、醋酸乙脂40-50份、钡铝铅催化剂5-10份、尿素15-20份、甲醛5-8份组成，固化剂为缩合磷酸铝锌，或缩合磷酸铝锌外加氧化钙、氟硅酸钠、氧化锌中的一种或多种，络合剂由焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠中的一种或多种组成。没有有机溶剂，对人、畜无任何损害、无毒、无味、无公害。

Description

陶瓷粉末涂料

技术领域：本发明涉及一种水性涂料，特别是一种用水作为溶剂的固体陶瓷粉末涂料。

背景技术：已有的水性涂料在使用时都还含有有机溶剂，有机溶剂要对操作的人员和周围的环境造成污染。由于要使用有机溶剂，形成的涂料一般都是液体状的，不便于包装、储存、运输，而且稳定性比较差。

发明内容：本发明的目的是提供一种无需有机溶剂只要用水调兑即可使用的陶瓷粉末涂料。

本发明的陶瓷粉末涂料，由天然矿物无机填料、增稠剂、固化剂、粘结剂、络合剂，其特征在于：粘结剂由醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物组成，醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物由硅酸钠20-25份、醋酸乙酯40-50份、钡铝铅催化剂5-10份、尿素15-20份、甲醛5-8份在85C-95℃的温度下边搅拌边反应4-6小时，然后将温度降至60℃左右维持4小时左右以得到干燥好的醋酸酯化硅酸钠和硅酸钠尿素接枝物，并将其粉碎而成。醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物也可以由硅酸钠20-25份、醋酸乙酯40-50份、钡铝铅催化剂5-10份反应生成醋酸酯化硅酸钠接枝物，尿素15-20份、甲醛5-8份反应生成硅酸钠尿素接枝物，将醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物分别粉碎后混合。陶瓷粉末涂料主要是由天然矿物无机填料、增稠剂(外加剂)、固化剂、粘结剂和络合剂等儿部分组成。按重量百分比由天然矿物无机填料40-60％、增稠剂1-5％、固化剂3-10％、粘结剂20-40％、络合剂1-5％。

天然矿物无机填料由三氧化二铝、轻体碳酸钙、滑石粉、立德粉、云母粉、二氧化硅、氢氧化铝、氧化镁等一种或两种或多种组成。

增稠剂(或称外加剂)由纤维素、卵磷脂、硬脂酸、硬脂酸钙、尿素、海藻酸钠等一种或两种或多种组成。

固化剂主要以缩合磷酸铝锌为主，可以外加氧化钙、氟硅酸钠、氧化锌等一种或两种或三种组成。如外加三种成份形成的固化剂优选按如下配比配制：

(1)缩合磷酸铝锌 25％——35％

(2)氧化钙 10％——15％

(3)氟硅酸钠 35％——45％

(4)氧化锌 5％——10％

粘结剂由醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物组成。

络合剂由焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠等一种或两种或三种组成。可以多种比例混合，如三种成份形成的络合剂优选按如下配比配制：

将焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠按1∶3.5∶1的比例混合。

本发明的的粘结剂在形成水性涂料方面起着主要作用。由这种粘结剂构成的陶瓷固体粉末涂料，广泛应用在各种金属、船舶、集装箱、汽车底盘、带锈钢铁、水泥砂浆、混凝土、砖、石、木制结构、石膏板、石棉板、屋顶瓦，白灰墙、浮雕、玻璃钢、塑料、瓷砖、输送自来水管内壁、各种材质的输水管、蓄水槽和下水管内壁，各种水内混凝土堤坝、水泥桥梁及水中墩柱、铁路涵洞、地铁隧道、地下室、步行道砖以及有机材料表面。涂装在各种带锈的钢铁表面，起着防锈、防腐、防水的卓越功能。

陶瓷粉末涂料产品，主要是由天然无机材料组成，对人、畜无任何损害、无毒、无味、无公害。陶瓷粉末涂料产品是固体粉末。施工时，只要用自来水调兑到适当的粘度，即可使用。涂装施工挥发物是水，不会产生环境污染。涂装成膜后的机械强度高，化学性能稳定，具有高弹性、高追踪性、高柔韧性，完全解决了材料自身老化带来的一切质量和使用寿命问题。具有特别的功能，产生超值的高效。陶瓷粉末涂料的反应机理是通过固化、络合的方式进行的，首先通过缩合磷酸盐类固化剂于硅酸盐进行固化反应，同时络合剂于碱金属进行络合反应形成络合物，由于用丙烯酸树脂对硅酸盐进行接枝，因此反应后所形成的络合物具有良好的延展性和避水性。另外缩合磷酸盐不仅具有固化硅酸盐的性能，同时于络合剂共同作用还具备磷化金属表面以形成稳定的保护层并具有优异的附着力。

其反应示例如下：

Me为二价金属Ca、Zn、Mg等。同时钢铁溶解生成磷酸氢铁：

以土我们可以看出磷酸盐转化层与金属结合成一体，将金属表面变为不良导体的绝缘隔离层，能阻止金属的腐蚀及蔓延。

固化反应机理：

由于缩合磷酸盐在涂料中水解，释放出H⁺，H⁺与硅酸钠反应，使其析出胶体二氧化硅，胶体二氧化硅自行缩合成以Si-O-Si为主链的无机网状薄膜，磷酸根则与金属离子Al³⁺、Na⁺、Ca²⁺等反应形成不溶于水的复盐。其固化反应过程如下：

所以说本发明形成的涂料与已由技术相比具有如下特点特点：

●高弹性，高追踪性。

●卓越的附着力和粘合力。

●长久的保护性和装饰性。

●施工中和涂装后使用，无毒、无味、无公害。

●有非常的防水、防潮、防腐、防霉功能。

●耐污、耐檫洗、耐摩擦。

●耐药、耐酸碱、耐盐雾。

●抗菌性能强，能抵御各种细菌的侵害。

●超常的耐候性和呼吸功能。

●耐摩擦、抗冲击、抗老化。

●不龟裂、不脱落、不褪色。

●抗冻融、抗高温、抗紫外线。

●具有除恶臭、烟味、霉味、杂味等功能，缓解室内空气。

●有隔音、隔热的效果。

●涂装后的物体表面，难以燃烧。

●操作简便、经济低耗、省工、省力、省时、省料。

●储运安全、方便、防火、不能燃烧。

●干燥时间快，24小时实干。

主要性能指标如下：

陶瓷粉末涂料技术指标

项目		指标
项目		指标		外观		白色细粉末、粗细均匀
比重		1.35		外观		白色细粉末、粗细均匀
比重		1.35		固体含量		90-92％
干燥时间	表干	60分 40分 20分		固体含量		90-92％
	表干	60分 40分 20分			表面温度 (5℃) (20℃) (30℃)
	实干	24小时 12小时 8小时			表面温度 (5℃) (20℃) (30℃)
	实干	24小时 12小时 8小时		附着力Kg/cm²		灰浆	21——23
混凝土	15——17					灰浆	21——23
混凝土	15——17	金属	16——23
硬度		金属	16——23			II级，6H(养护20天后)
硬度		抗压强度		230Kg/cm²		II级，6H(养护20天后)
抗折强度		抗压强度		230Kg/cm²		70Kg/cm²
抗折强度		耐擦洗		5000次		70Kg/cm²
耐盐水		耐擦洗		5000次		5％Nacl 3000小时
耐盐水		耐盐雾		3000小时无异常		5％Nacl 3000小时
耐候性		耐盐雾		3000小时无异常		沿海、潮湿地区3年无异常
		加速耐候性实验4000小时无异常				沿海、潮湿地区3年无异常
		加速耐候性实验4000小时无异常		耐煤油		浸30天(192Kg/cm²)
耐酸		3％硫酸30天膨胀		耐煤油		浸30天(192Kg/cm²)
耐酸		3％硫酸30天膨胀		耐碱		5％氢氧化钠30天无变化
抗菌性		I级(霉菌不能生长)		耐碱		5％氢氧化钠30天无变化
抗菌性		I级(霉菌不能生长)		防火性		不燃
毒性实验		无毒		防火性		不燃
毒性实验		无毒		备注		依据国家建设部特种涂料标准
依据国家卫生部卫生防疫标准						依据国家建设部特种涂料标准

具体实施方式：下面结合实例进一步说明本发明。

实例1、一种沿海及潮湿地区使用的本发明陶瓷粉末涂料，其成份及配比如下：下：

(1)轻体碳酸钙 10％——-15％

(2)三氧化二铝 5％——10％

(3)滑石粉 10％——15％

(4)云母粉 2％——5％

(5)氢氧化铝 1％——3％

(6)氧化镁 3％——5％

(7)外加剂 3％——5％

(8)固化剂缩合磷酸铝锌 5％——8％

(9)粘结剂 30％——40％

(10)络合剂 2％——5％

粘结剂按如下重量配比配制加工：

硅酸钠22％、醋酸乙酯44％、钡铝铅催化剂8％、尿素19％、甲醛7％在85℃——95℃的温度下边搅拌边反应4——6小时，然后将温度降至60℃左右维持4小时左右以得到干燥好的醋酸酯化硅酸钠和硅酸钠尿素接枝物并将其粉碎成300目的细粉。

络合剂按如下配比配制：

将焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠按1∶3.5∶1的比例混合即可。

实例2、一种沿海及潮湿地区使用的本发明陶瓷粉末涂料，其成份及配比如下：

(1)轻体碳酸钙 15％

(2)三氧化二铝 10％

(3)滑石粉 15％

(4)云母粉 5％

(5)氢氧化铝 2％

(6)氧化镁 3％

(7)外加剂 5％

(8)固化剂 5％

(9)粘结剂 35％

(10)络合剂 5％

将上述配比中外加剂按如下配比配制：

(1)纤维素 15％——20％

(2)卵磷脂 5％——8％

(3)硬脂酸 3％——5％

(4)硬脂酸钙 3％——5％

(5)尿素 45％——50％

(6)海藻酸钠 10％——15％

固化剂按如下配比配制：

(1)缩合磷酸铝锌 25％——35％

(2)氧化钙 10％——15％

(3)氟硅酸钠 35％——45％

(4)氧化锌 5％——10％

粘结剂按如下配比配制加工：

硅酸钠25％、醋酸乙酯50％、钡铝铅催化剂5％、尿素15％、甲醛5％在85℃——95℃的温度下边搅拌边反应4——6小时，然后将温度降至60℃左右维持4小时左右以得到干燥好的醋酸酯化硅酸钠和硅酸钠尿素接枝物并将其粉碎成300目的细粉。

络合剂按如下配比配制：

通过实例2和丙烯酸树脂系列涂料进行性能比较，我们发现实例一所示的陶瓷粉末涂料具有以下优势：

1、超常的耐侯性、不褪色、不变黄、强度高、耐摩擦。

2、具有呼吸性能，其自身的呼吸系数在7——8％同混凝土相当，因此其做为外墙或内墙涂料时，具有比丙烯酸树脂系列涂料长3——5倍的使用寿命。

3、高附着力，尤其可以在几乎所有的物体上进行涂刷并且保持比较高的附着力(见性能表)，这是丙烯酸树脂系列涂料所达不到的。

4、具有优异的防腐性能，由于缩合磷酸铝锌、氧化锌、云母粉和粘结剂、络合剂的化学反应在金属表面形成坚硬的复合薄膜，其防腐性能可以保证金属在3——5年内不锈蚀，

5、干燥时间快，24小时实干。并且蒸发的溶剂完全是水，对环境无污染。这是其它涂料所无法相比的。

实例3、一种内陆及干燥地区使用的本发明陶瓷粉末涂料，其成份及配比如下：

(1)轻体碳酸钙 10％——15％

(2)三氧化二铝 5％——10％

(3)滑石粉 10％——15％

(4)云母粉 2％——5％

(5)氢氧化铝 1％——3％

(6)氧化镁 3％——5％

(7)外加剂 1％——3％

(8)固化剂缩合磷酸铝锌 3％——5％

(9)粘结剂 25％——30％

(10)络合剂 1％——3％

粘结剂按如下重量配比配制加工：

络合剂按如下配比配制：

将焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠按1∶3.5∶1的比例混合即可。将上述配比中的外加剂、固化剂、络合剂分别减小用量以防止固化过快产生裂纹和缩孔现象的发生。

实例4、一种一般地区使用的本发明陶瓷粉末涂料，其成份及配比如下：

(1)轻体碳酸钙 20％

(2)三氧化二铝 15％

(3)滑石粉 15％

(4)云母粉 3％

(5)氢氧化铝 3％

(6)氧化镁 4％

(7)外加剂 5％

(8)固化剂缩合磷酸铝锌 8％

(9)粘结剂 23％

(10)络合剂 4％

粘结剂按如下重量配比配制加工：

硅酸钠21％、醋酸乙酯41％、钡铝铅催化剂10％、尿素20％、甲醛8％在85℃——95℃的温度下边搅拌边反应4——6小时，然后将温度降至60℃左右-维持4小时左右以得到干燥好的醋酸酯化硅酸钠和硅酸钠尿素接枝物并将其粉碎成300目的细粉。

络合剂按如下配比配制：

将焦磷酸钠、六偏磷酸钠按1∶2.5的比例混合即可。

Claims

1、一种陶瓷粉末涂料，按重量百分比由天然矿物无机填料40-60％、增稠剂1-5％、固化剂3-10％、粘结剂20-40％、络合剂1-5％组成，其特征在于：粘结剂由醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物组成，醋酸酯化硅酸钠接枝物和硅酸钠尿素接枝物由硅酸钠20-25份、醋酸乙酯40-50份、钡铝铅催化剂5-10份、尿素15-20份、甲醛5-8份构成，固化剂为缩合磷酸铝锌，或缩合磷酸铝锌外加氧化钙、氟硅酸钠、氧化锌中的一种或多种，络合剂由焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠中的一种或多种组成。

2、如权利要求1所说的陶瓷粉末涂料，其特征在于：天然矿物无机填料为三氧化二铝、轻体碳酸钙、滑石粉、立德粉、云母粉、二氧化硅、氢氧化铝、氧化镁等一种或两种或多种而组成。

3、如权利要求1或2所说的陶瓷粉末涂料，其特征在于：增稠剂由纤维素、卵磷脂、硬脂酸、硬脂酸钙、尿素、海藻酸钠等一种或两种或多种而组成。

4、如权利要求3所说的陶瓷粉末涂料，其特征在于：固化剂按如下配比配制，各组分重量百分比之和为100％：

(1)缩合磷酸铝锌 25％——35％

(2)氧化钙 10％——15％

(3)氟硅酸钠 35％——45％

(4)氧化锌 5％——10％。

5、如权利要求4所说的陶瓷粉末涂料，其特征在于：络合剂由焦磷酸钠、磷酸锌、六偏磷酸钠按1∶3.5∶1的比例混合。