CN1277234A - 一种含硅基纳米材料的建筑涂料 - Google Patents

一种含硅基纳米材料的建筑涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含硅基纳米材料的建筑涂料。目前所使用的建筑涂料,对其悬浮性、粘结强度、耐老化性及耐污染性的改进都没有很有效的措施。本发明将纳米欠氧硅基氧化物添加入现有建筑涂料中,使本发明的抗老化性、粘结强度、耐污染性、悬浮性等各种性能都有大幅度的提高。

Description

一种含硅基钠米材料的建筑涂料
本发明涉及的是一种建筑涂料，特别是一种含钠米材料的建筑涂料，具体地说就是含纳米欠氧硅基氧化物的建筑涂料。
建筑涂料被广泛地使用于建筑领域内，使用高性能高质量的建筑涂料，可以提高工程质量。建筑涂料的生产工艺较为简单，希望通过改变生产工艺而改进建筑涂料的性能是比较困难的。因此，人们都把改变涂料配方，或添加不同的活性原料作为改进建筑涂料性能及提高质量的可行途径。目前，在建筑涂料中，人们把改进其性能的焦点，集中在提高其抗水性、耐刷洗性、附着性等方面。如：申请号为93101393的中国发明专利申请，通过添加生石灰和结晶无机盐，提高涂料的耐水性，耐碱性、耐刷洗性、耐候性等。申请号为94109287的中国发明专利申请，在涂料中添加含-ON基的高分子化合物，以提高涂料的防水、防腐、耐油、耐磨及其他性能。然而实际上建筑涂料的悬浮性、触变性、抗老化性及粘结强度等性能都是比较重要的，这些性能的好或劣，决定了建筑涂料的档次高低和质量的优劣。“颜料悬浮”性能好，涂料在存放过程中不易分层变质，贮存期较长。触变性指的是涂料中的某些结构在外力剪切的作用下分开，外力消除后能迅速复原，结构迅速重组。这种依赖时间与外力作用而回复原状的剪切力弱化反应，称为触变性，触变性能好，则涂料易于施工，光洁度高，耐候性好，表干时间缩短，抗老化。因此，触变性能是影响涂料各项性能的主要因素。如何提高这些性能，目前的做法是在涂料中加入增稠剂如：甲基纤维索、羟乙基纤维素及紫外光吸收剂等。尽管如此，其“颜料悬浮”性、触变性、耐候性、抗老化性、光洁度等性能的提高还是极其有限的。
纳米是长度计量单位，物质颗粒直径小于100纳米的的粉粒集合体称为纳米微粒，纳米微粒具有奇异或异常的物理、化学性能，如：表面效应，量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应，将纳米材料添加到需要这种材料的制品中，则该制品的各项功能、性能指标都会大幅度提高。然而目前还未见有纳米材料应用于涂料的公开报道，申请号为96117127，92105939及93107558的中国发明专利申请，公开的都是纳米材料的制备方法，而没有涉及到其在涂料中的应用。
本发明的目的，就是制备一种含硅基纳米材料的建筑涂料，以提高建筑涂料的颜料悬浮性、触变性、抗老化性及粘结强度等性能。
为实现上述目的，本发明采取了这样的措施，一种含硅基纳米材料的建筑涂料，是按常规方法制备的，它包括基料、骨料、助剂和溶剂，在上述除溶剂外的原料中按重量百分比添加0.1-3.0％的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x，X的值为0.4-0.8，所述的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x是指由2减0.4至2减0.8个氧与1个硅组成的欠氧硅基氧化物聚合物的纳米微粒。本发明的优选方案是在上述原料中添加0.5-1.5％的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x。
采取上述措施的本发明，在涂料中添加纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x后，因其颗粒微小，比表面积大，能在涂料干燥时很快形成网络结构，使涂料的剥离强度和光洁度大幅度增加，纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x是一种抗紫外线辐射材料，具有大颗粒所不具备的特殊光学性能，普遍存在“蓝移”现象，有极强的紫外吸收、红外反射特性，添加在涂料中，能对涂料形成屏蔽作用，抗老化性及隔热性大大提高。根据中国国家标准GB9779-88，GB17928-79及GB67533-86，对本发明的相关性能进行检测，可以看出其相关性能都得到提高。表1所示的是不同含量的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x的墙体涂料的检测数据。
表1
Figure A9910468500041
注：nmSiO2-x是纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x的简写。
由上表可知，纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x的含量为1％的本发明，其性能指标比不含纳米欠氧硅基氧化物的墙体涂料提高一倍以上。并随着允许范围内的含量增加其相关性能继续提高。
表2
Figure A9910468500042
由表2可看出，纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x的含量为0.6％的本发明，表干时间就比没有纳米欠氧基硅氧化物SiO2-x的乳胶漆快1倍，其他性能也相应提高。
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明不限于这些例子。
本发明所指的基料是指下述原料：乙丙乳液，苯丙乳、纯丙乳液、硅丙乳液、107胶。
本发明所指的骨料是指下述原料：骨料1大理石粉、花岗岩石粉、石英砂粉、人工彩砂粉，钛白粉、白垩粉、高岭土、滑石粉、硅灰石粉、轻质碳酸钙、膨润土、硅酸盐纤维。
本发明所指的助剂是指下述原料：增稠剂甲基纤维素、羟乙基纤维素，分散剂六偏磷酸纳，防霉杀菌剂均三嗪、百菌清、福美双，成膜助剂乙二醇、醇酯。
本发明所指的溶剂是水。
本发明所述的基料可以分别使用或相互代用。本发明所述的骨料可以分别使用或混合使用或相互代用。
本发明所指的基料、骨料、助剂及溶剂都是常用的化工原料或建筑材料，并有商品销售。
本发明所指的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x，其商品形状为无定型的白色粉末，无毒、无味、粒径10-20nm，表面羟基36-48％，紫外反射率大于83-85％。其商品已有销售，由浙江舟山明日纳米材料有限公司生产。
本发明的生产工艺如下所述：
1、所需原料准确称量备用：
2、将纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x加入基料中，于搅拌器中搅拌均匀得乳液，备用；
3、另取分散剂溶于适量水中，依次加入所需骨料并搅拌均匀，加入所需助剂搅拌均匀，得混合液；
4、将2所得乳液加入3所得的混合液中并搅拌均匀，加水适量调整至粘度为10-40秒，过筛出料包装即可。
实施例1-6
原材料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
乙丙乳液   300  200
苯丙乳液 250
纯丙乳液 250
硅丙乳液   250
107胶   50
骨料1   800 900  1000  1000
膨润土   5
硅酸盐纤维   100
滑石粉   50
硅灰石粉   50
白云石粉   170
轻质碳酸钙   150
醇    酯   5   6 5  5   5
羟乙基纤维索   1 1  1   1
甲基纤维素 225.30
六偏磷酸钠   25 12.0
均三嗪   2 2  2   2 1.10
百菌清   2 2  2   2
福美双   0.1 0.1  0.1  0.1
乙二醇   10 12.0
钛白粉 44.70
白垩粉 251.40
岭土 251.40
nmSiO2-x％ 0.1-3 0.1-3 0.1-3  0.1-3  0.1-3 0.1-0.6
水 适量 适量 适量  适量  适量 适量
注1：nmSiO2-x是纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x的简写
注2：nmSiO2-x的加入量是指除水外所有原料重量的0.1-3％或0.1-0.6％。
注3：在实施例1-5中，每个实施例：nmSiO2-x的加入量按0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0的重量百分比梯度加入，并分别检测其相关性能，检测例1-5分别与实施例1-5相对应。实施例6的nmSiO2-x加入量按0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6的重量百分比梯度加入，并分别检测相关性能，检测例6与实施例6对应。
注4：所有检测例都与不添加nmSiO2-x的涂料进行相关性能的对比。检测例1检测例2
Figure A9910468500072
检测例3检测例4
Figure A9910468500081
检测例5
Figure A9910468500082
检测例6

Claims (2)

1、一种含硅基纳米材料的建筑涂料，是按常规方法制备的，它包括基料，骨料、助剂和溶剂，其特征在于除溶剂外在上述原料中按重量百分比添加0.1-3.0％的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x，X的值为0.4-0.8，所述的纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x是指由2减0.4至2减0.8个氧与1个硅组成的欠氧硅基氧化物聚合物的纳米微粒。
2、根据权利要求1所述的建筑涂料，其特征在于纳米欠氧硅基氧化物SiO2-x的添加量为所述原料重量百分比的0.5-1.5％。
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