一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料及其製備方法
2023-06-18 00:53:31 1
專利名稱：一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及用於建築物表面保護的一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料及其製備方法，屬於化學膠凝材料領域。
背景技術：
為了提高建築物表面各種結構材料(包括水泥混凝土、牆體材料、鋼鐵)的耐候 性、耐腐蝕性和耐久性，以及裝飾性的考慮，一般需要在其表面塗上塗料。目前，佔市 場絕大部分份額的為有機塗料，按其成膜物的不同可分為粉末塗料、醇酸(聚酯)樹 脂塗料、氨基(醇酸、聚酯)樹脂塗料、丙烯酸樹脂塗料、聚氨酯樹脂塗料、環氧樹脂塗 料、有機矽樹脂塗料、乙烯類樹脂塗料、氟碳塗料等；其中使用最多的外牆塗料主要是 丙烯酸樹脂及其有機矽改性的系列塗料。它具有色彩豐富豔麗、耐候性較好、易施工的 特點。有機質塗料儘管色彩較豐富、施工性較好、粘結性強，但其缺點在於耐高溫性 能很差，一般300°C左右塗層就完全破壞；耐紫外線(抗老化)能力較差；作為外牆塗 料，使用壽命都不夠長。它們以石油工業的下遊產品為主要原料，隨著石油價格不斷攀 升，有機塗料的成本價格也節節上升；石油資源是不可再生的資源，這都使有機塗料使 用有所限制。此外，有機質塗料大都含有各種對人體和環境有害的物質，有些還會排放 有機揮發物(VOC)，因此在安全性方面存在一定問題，使用越來越受到限制。人們注意 的目光開始轉向無機塗料上來。目前，國內的無機塗覆材料主要以鹼金屬矽酸鹽或矽溶膠為主要成膜物質，具 有粘結力強、耐高溫、抗老化、環保等性能。這類塗料成膜機理主要是促進矽酸鹽的膠 體化，生成SiO2凝膠。但是，固化後的矽凝膠的孔隙率一般較大，加之SiO2凝膠在不同pH 值下溶解度差異較大，從而導致凝膠體的耐水性較差，在大氣環境中凝膠會變性；同時，在 水滲透的作用下，鹼金屬矽酸鹽會泛鹼，影響外觀，因此也不是耐久性好的塗層材料。鹼激發煅燒高嶺土型無機聚合物(有文獻稱為土壤聚合物)與鹼矽酸鹽型塗覆材 料的固化機理有本質的區別，是一種通過化學鍵合作用而形成的具有緻密的Si-O-Al三 維網絡結構的新型膠凝材料。該膠凝材料耐腐蝕性能、耐高溫性能和耐久性能優異；而 且原料來源廣泛，生產加工汙染小、使用中對人體無損害，屬於綠色環保型建築材料。 用它作為塗覆材料不僅可以克服市場上大量使用的有機塗覆材料不耐高溫、汙染環境和 生產使用中對人體產生損害、價格高等缺點，還可從根本上解決耐久性問題。但是，目 前煅燒高嶺土型無機聚合物漿體存在著工作性能差，主要是粘度大、屈服應力低，凝結 時間過長，以及硬化後易產生開裂等缺陷，導致其難以在塗覆材料領域應用，至今還沒 有發現煅燒高嶺土型無機聚合物塗覆材料的相關專利報導。
發明內容
本發明的目的就是克服上述無機聚合物漿體工作性能差、硬化後易開裂的缺點，一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料及其製備方法。本發明選用了不同粒徑的顆 粒材料，調整塗料的顆粒全級配提高塗層的抗開裂性能；採用有效的稠化劑提高塗層的 屈服應力；使用適宜的促硬劑調整塗料的凝結時間，同時調整激發劑的濃度與用量來適 當降低塗層的粘度，但保持了無機聚合反應的速度。本發明的塗覆材料具有牢固粘結 力、不泛鹼、易塗刷、耐高溫、塗層不開裂、不脫落、耐鹼、耐水、耐凍融循環、低汙 染的優點。本發明的技術方案如下。一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料，包括組分A和組分B，所述組分A包 括25-35重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、1-2重量份促硬劑、55-75重量份填料； 所述組分B包括2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，所述稠化劑加在激發劑 溶液中；組分A與組分B的重量比為1.6-1.8 1。該材料尤其適合於厚層塗覆工藝(輥 塗、刮塗、噴塗)。 一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料，包括組分A和組分B，其特徵在於所 述組分A包括65-85重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、2-4重量份促硬劑、8_35重 量份填料；所述組分B包括2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，所述稠化劑 加在激發劑溶液中；組分A與組分B的重量比為0.7-0.8 1。該材料尤其適用於薄層塗 覆工藝(刷塗、噴塗)。上述的雙組分環保型無機聚合物塗覆材料中，組分A中煅燒高嶺土是由高嶺土 經600-900°C煅燒l_3h製備而成。上述的雙組分環保型無機聚合物塗覆材料中，組分B中激發劑為矽酸鉀、矽酸 鈉溶液之中的至少一種，其模數為1.0-1.6，質量濃度25-45%。上述的雙組分環保型無機聚合物塗覆材料中，組分A中，所述顏料是鈦白粉、 氧化鐵紅中的至少一種，所述促硬劑為磨細高爐礦渣、氟矽酸鈉中的至少一種。上述的雙組分環保型無機聚合物塗覆材料中，組分B中稠化劑為羧甲基纖維素 鈉、膨潤土、硅藻土中的至少一種。上述的雙組分環保型無機聚合物塗覆材料中，組分A中填料是石英砂、大理石 粉、花崗巖粉、雲母粉、滑石粉中的至少一種，粒徑參數為1-315 μ m連續級配。尤其適用於厚層塗覆工藝的上述塗覆材料製備方法，所述組分A的製備包括 將25-35重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、1-2重量份促硬劑、55-75重量份填料混 合，攪拌均勻後的混合物為組分A ；所述組分B的製備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發劑溶液 之中，通過充分攪拌製得組分B;將組分A和組分B按重量比為1.6-1.8 1混合攪拌後得到所述無機聚合物塗覆 材料。尤其適合於薄層塗覆工藝的上述塗覆材料的製備方法中，所述組分A的製備包 括將65-85重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、2-4重量份促硬劑、8_35重量份填料 混合，攪拌均勻後的混合物為組分A ；所述組分B的製備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發劑溶液 之中，通過充分攪拌製得組分B;將組分A和組分B按重量比為0.7-0.8 1混合攪拌後得到所述無機聚合物塗覆材料。本發明方法製得的雙組分環保型無機聚合物塗覆材料具有優良的施工性能，並能夠在室外40°C日照條件下不開裂、不脫落。塗層具有耐凍融循環、耐鹼、耐水、耐高 溫等性能。並且施工過程中無需膩子打底，可直接刷塗、刮塗、輥塗、噴塗。此外，該 塗層中無有機揮發物、無毒無味、對人體無損害，具備環保功能。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明的具體實施作進一步說，但本發明的實施和保護範圍 並不限於此。1、厚層塗覆材料實施例1按照規定配方稱量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 45g氟矽酸鈉 2g雲母粉IOg鈦白粉5g石英砂90g其中，組分A配方中粉體粒徑範圍為1-315μιη。B組分配方矽酸鈉溶液(模數1.2，質量濃度38% ) 90g膨潤土2g羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥淨漿攪拌機中慢攪2分鐘的過程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之後，無需外加水便可進行輥塗、噴塗，形成厚質砂壁塗層。實施例2按照規定配方稱量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g雲母粉5g鈦白粉5g滑石粉5g石英砂IOOg其中，組分A配方中粉體粒徑範圍為1-315 μ m。B組分配方矽酸鈉溶液(模數1.2，質量濃度40% ) 90g膨潤土2g羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥淨漿攪拌機中慢攪2分鐘的過程中逐步加入組分A，再快攪3分鐘，充分混合 之後，無需外加水便可進行輥塗、噴塗，形成厚質砂壁塗層。實施例3按照規定配方稱量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 45g氟矽酸鈉Ig雲母粉IOg氧化鐵紅2g滑石粉5g大理石粉9Og其中，組分A配方中粉體粒徑範圍為1-315 μ m。B組分配方矽酸鈉溶液(模數1.2，質量濃度35% ) 85g膨潤土Ig羧甲基纖維素2g將上述組分B先倒入水泥淨漿攪拌機中慢攪2分鐘的過程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之後，無需外加水便可進行輥塗、噴塗，形成厚質砂壁塗層。2、薄層塗覆材料實施例4按照規定配方稱量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g氟矽酸鈉3g雲母粉6g鈦白粉其中，組分A配方中粉體粒徑範圍為1-80 μ m。B組分配方矽酸鈉溶液(模數1.2，質量濃度35% ) IOOg膨潤土Ig羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥淨漿攪拌機中慢攪2分鐘的過程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之後，無需外加水便可進行刷塗、噴塗，形成光滑薄壁塗層。實施例5按照規定配方稱量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g氟矽酸鈉2g滑石粉5g雲母粉IOg
氧化鐵紅Ig其中，組分A配方中粉體粒徑範圍為1-80 μ m。B組分配方矽酸鈉溶液(模數1.2，質量濃度38% ) 90g膨潤土Ig羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥淨漿攪拌機中慢攪2分鐘的過程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之後，無需外加水便可進行刷塗、噴塗，形成光滑薄壁塗層。實施例6按照規定配方稱量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g氟矽酸鈉2g雲母粉IOg鈦白粉IOg滑石粉5g其中，組分A配方中粉體粒徑範圍為1-80 μ m。B組分配方矽酸鈉溶液(模數1.2，質量濃度40% ) IOOg膨潤土Ig羧甲基纖維素2g將上述組分B先倒入水泥淨漿攪拌機中慢攪2分鐘的過程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之後，無需外加水便可進行刷塗、噴塗，形成光滑薄壁塗層。根據《外牆無機建築塗料》(JG/T 26-2002、GB 10222-88)的技術指標要求和 測試方法，分別對雙組分環保型無機聚合物塗覆材料進行施工性、表幹時間、耐水性、 耐鹼性、耐凍融循環和粘結強度各項性能測試。其測試結果如表1所示。表1雙組分環保型無機聚合物塗覆材料性能測試結果
權利要求
1.一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料，包括組分A和組分B，其特徵在於所述組 分A包括25-35重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、1-2重量份促硬劑、55-75重量 份填料；所述組分B包括2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，所述稠化劑加 在激發劑溶液中；組分A與組分B的重量比為1.6-1.8 1。
2.—種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料，包括組分A和組分B，其特徵在於所述組 分A包括65-85重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、2-4重量份促硬劑、8_35重量份 填料；所述組分B包括2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，所述稠化劑加在 激發劑溶液中；組分A與組分B的重量比為0.7-0.8 1。
3.根據權利要求1或2所述的無機聚合物塗覆材料，其特徵在於組分A中煅燒高嶺土 是由高嶺 土經600-900°C煅燒l_3h製備而成。
4.根據權利要求1或2所述的無機聚合物塗覆材料，其特徵在於組分B中激發劑為矽 酸鉀、矽酸鈉溶液之中的至少一種，其模數為1.0-1.6，質量濃度25-45%。
5.根據權利要求1或2所述的無機聚合物塗覆材料，其特徵在於組分A中，所述顏料 是鈦白粉、氧化鐵紅中的至少一種，所述促硬劑為磨細高爐礦渣、氟矽酸鈉中的至少一 種。
6.根據權利要求1或2所述的無機聚合物塗覆材料，其特徵在於組分B中稠化劑為羧 甲基纖維素鈉、膨潤土、硅藻土中的至少一種。
7.根據權利要求1或2所述的無機聚合物塗覆材料，其特徵在於組分A中填料是石英 砂、大理石粉、花崗巖粉、雲母粉、滑石粉中的至少一種，粒徑參數為1-315 μ m連續級 配。
8.權利要求1所述的無機聚合物塗覆材料製備方法，其特徵在於所述組分A的製備包 括將25-35重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、1-2重量份促硬劑、55-75重量份填 料混合，攪拌均勻後的混合物為組分A ；所述組分B的製備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發劑溶液之中， 通過充分攪拌製得組分B ；將組分A和組分B按重量比為1.6-1.8 1混合攪拌後得到所述無機聚合物塗覆材料。
9.權利要求2所述的無機聚合物塗覆材料製備方法，其特徵在於所述組分A的製備包 括將65-85重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、2-4重量份促硬劑、8_35重量份填料 混合，攪拌均勻後的混合物為組分A ；所述組分B的製備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發劑溶液之中， 通過充分攪拌製得組分B ；將組分A和組分B按重量比為0.7-0.8 1混合攪拌後得到所述無機聚合物塗覆材料。
全文摘要
本發明公開一種雙組分環保型無機聚合物塗覆材料及其製備方法。在用於厚層塗覆工藝(輥塗、刮塗、噴塗)或薄層塗覆工藝(刷塗、噴塗)時，塗覆材料通過將製備好的組分A與組分B分別以1.6-1.8∶1或0.7-0.8∶1的重量比混合而製得。所述組分A的製備分別包括將25-35或65-85重量份重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、1-2或2-4重量份促硬劑、55-75或8-35重量份填料混合，充分攪拌製得。組分B包括2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，通過充分攪拌製得。本發明方法製備的塗覆材料具有耐熱、耐酸鹼、耐水、抗凍融循環等性質，具有裝飾性，成本低廉，對環境無汙染，屬於綠色環保型材料。
文檔編號C04B28/00GK102010157SQ201010299679
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者文梓芸, 晏錦, 殷素紅 申請人:華南理工大學