水性無機納米陶瓷塗料粘結劑、含粘結劑的塗料及粘結劑的製備方法
2023-09-20 12:39:00
專利名稱：水性無機納米陶瓷塗料粘結劑、含粘結劑的塗料及粘結劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，本發明還涉及含有這種粘結劑的塗料，以及這種水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的製備方法。本發明粘結劑可以用於生產建築塗料、地坪塗料、耐高溫重防腐塗料、隔熱保溫防火塗料等塗料中。
背景技術：
目前使用無機矽酸鹽製備塗料的報導很多，特別是無機富鋅防腐塗料，其採用的低摩爾比矽酸鈉鹽，也有採用二氧化矽與氧化鉀摩爾比為4. 8 :1的矽酸鹽。美國專利 4162169採用的矽酸鹽粘結劑，在該專利中敘述了在超高速的攪拌下，向矽酸鹽中加入二氧化矽水凝膠溶液，最終形成二氧化矽與氧化鉀摩爾比為5. 3 :1的透明溶液，反應中使用的的二氧化矽凝膠是粉末，使用前需配成35%的水溶液，用該種粘結劑可以製作防腐塗料。該專利存在的問題是貯存穩定性差，由該種粘結劑製成的防腐塗料黏度低、厚塗性差，對金屬基材的表面處理要求嚴格。中國有學者報導敘述了採用低攪拌速度，用矽溶膠來製備高摩爾比的矽酸鹽粘結劑，加入了穩定劑和有機高分子乳液改性，從理論上講，該種方法形成的粘結劑在摩爾比得到了提高，貯存壽命延長。該專利的存在的問題是由於高的摩爾比導致其製備的塗料的脆性較大，塗膜的封閉性不足，這對防腐效果是不利的。發明內容
本發明的第一目的在於克服上述現有背景技術的不足之處，而提供一種水性無機納米陶瓷塗料粘結劑；
本發明的第二目的在於提供一種含有這種水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的製備方法；
本發明的第三目的在於提供這種水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的製備方法。
本發明克服了現有無機塗料的貯存穩定性差、脆性大、耐水性差、耐高溫差、應用條件苛刻、封閉性差等缺陷。
本發明的第一目的是通過如下措施來達到的水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑， 其特徵在於它由如下組分組成，
矽酸鉀30%-41%矽溶膠251-35%圖了蒙脫土凝膠2%-4%矽烷偶聯劑11-2%氫氧化鉀水溶液15%-25%水121-17%
其中SiO2 = K2O的摩爾比為5. 7 :1。
在上述技術方案中，所述的矽酸鉀固含量為33%。
在上述技術方案中，所述的矽溶膠是以SiO2為基本單位在水中的分散體，SiO2的固含量為30%，SiO2顆粒的粒徑範圍在5nm-40nm。
在上述技術方案中，所述的MMT蒙脫土凝膠是濃度為8%的蒙脫土水溶液，經純化改性的蒙皂粘土。
在上述技術方案中，所述的氫氧化鉀水溶液是濃度為20%的水溶液。
本發明的第二目的是通過如下措施來達到的製備上述任一權利要求中所述水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的方法，其特徵在於它依次由以下步驟組成
(I)、將矽酸鉀溶液按上述重量百分比緩慢倒入容器中，開始升溫；
(2)、用智能型分散機控制儀調整轉速，調整轉速至1000 r/min -1200 r/min，邊攪伴邊升溫，攪拌25mim-30min ；
(3)、當矽酸鉀溶液溫度升至35°C _40°C時，按上述重量百分比將矽溶膠溶液緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速，調整轉速至1200 r/min-1500 r/min，攪拌 25mim_30min ；
(4)、分散溶解均勻後，按上述重量百分比將MMT蒙脫土凝膠緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速為2500 r/min-3000 r/min，保溫20min_30min ;
(5)、分散均勻後，當溶液溫度升至45°C _60°C時，按上述重量百分比將矽烷偶聯劑緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速至1500 r/min-2000 r/min，攪拌 25min-30min，使混和物充分混合；
(6)、分散均勻後，按上述重量百分比將穩定劑緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速至 1500r/min-2000r/min,攬拌 30min-40min ；
(7)、按上述重量百分比將水緩慢加入容器中，分散均勻後，保溫靜置 20min_40min ；
(8)、對最終形成的液體用120-300目的濾網過濾後裝在容器中備用。
本發明的第三目的是通過如下措施來達到的含上述水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的塗料，其特徵在於它包括:A.去離子水，B.顏填料，C.水性無機納米陶瓷塗料粘結劑， D.助劑；所述A的用量為18-20%，B的用量為25-32%，C的用量為45-50%，D的用量為3-5%0
含水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的塗料的的製備方法為
(I)將去離子水按上述重量百分比倒入容器中，加入一定數量的分散劑，用智能型分散機控制儀調整轉速至600 r/min-800 r/min，分散5_10分鐘；
(2)將顏填料按上述重量百分比倒入容器中，調整轉速至800 r/min-1200 r/min, 邊加入邊攪拌，分散15-30分鐘，製成漿料；
(3)將製成的漿料分別通過研磨機研磨、砂磨機砂磨，達到要求的細度；
(4)調整轉速至600 r/min-800 r/min,將水性無機納米陶瓷塗料粘結劑按上述重量百分比倒入容器中與漿料混合，邊加入邊攪拌，分散15-30分鐘；
(5)保持轉速至600 r/min-800 r/min，最後將助劑按上述重量百分比邊加入邊攪拌，分散15-30分鐘，即製成塗料；
本發明具有如下優點本發明提供了一種生產建築塗料、地坪塗料、耐高溫重防腐塗料、隔熱保溫防火塗料的粘結劑，用本發明的粘結劑生產的塗料屬綠色環保、無甲醛、苯及其它有害氣體釋放、性能穩定、品質高的塗料，用途廣泛，解決了無機富鋅塗料的脆性大、 耐水性差、難施工、進口材料價格昂貴、耐高溫差等方面的問題。
使用本發明的納米水性陶瓷塗料粘結劑生產的建築塗料、地坪塗料、耐高溫重防腐塗料、隔熱保溫防火塗料和結構陶瓷塗層，能夠形成性能良好的漆膜，與基材的附著力好，具有較好的耐水性、耐候性、耐高溫、耐磨性、高自潔等優異的性能，可廣泛應用於建材、 軍工、車輛、船舶、橋梁、管道等領域的表面防護。
本發明所有的材料都是水性物質，不含汙染有毒成分，工藝容易控制，貯存的穩定性提高。由於加入了 MMT蒙脫土凝膠進行化學插層，使粘結劑材料的粒徑達到了納米級別， 具有優異的物理和化學性能，能夠應用在各種塗料的製作中，具有廣泛的應用價值。本發明粘結劑水溶液能保持低黏度，高羥基含量，製作富鋅底漆時，能容納更多的鋅粉，可製備出常溫噴塗、常溫乾燥、常溫成膜、性能優異的綠色環保水性無機納米級陶瓷塗料
表I.本發明納米水性陶瓷塗料粘結劑的技術指標
權利要求
1.水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，其特徵在於它由如下重量百分比含量的組分組成，其中SiO2 = K2O的摩爾比為5. 7 :1， 娃酸 _30% 41% 矽溶膠25%-35% MMT蒙脫土凝膠2% 4% 矽烷偶聯劑1% 2% 氫氧化鉀水濬液15% 25% 水12%-17%0
2.根據權利要求I所述的水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，其特徵在於所述的矽酸鉀的固含量為33%。
3.根據權利要求I所述的水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，其特徵在於所述的矽溶膠是以SiO2為基本單位在水中的分散體，SiO2的固含量為30%，SiO2顆粒的粒徑範圍在5nm_40nmo
4.根據權利要求I所述的水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，其特徵在於所述的MMT蒙脫土凝膠是濃度為8%的蒙脫土水溶液，經純化改性的蒙皂粘土。
5.根據權利要求I所述的水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，其特徵在於所述的氫氧化鉀水溶液是濃度為20%的水溶液。
6.製備上述任一權利要求中所述水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的方法，其特徵在於它依次由以下步驟組成 (1)、將矽酸鉀溶液按上述重量百分比緩慢倒入容器中，開始升溫； (2)、用智能型分散機控制儀調整轉速，調整轉速至1000r/min -1200 r/min，邊攪伴邊升溫，攪拌25mim-30min ； (3)、當矽酸鉀溶液溫度升至35°C -40 °C時，按上述重量百分比將矽溶膠溶液緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速，調整轉速至1200 r/min-1500 r/min，攪拌25mim_30min ； (4)、分散溶解均勻後，按上述重量百分比將MMT蒙脫土凝膠緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速為2500 r/min-3000 r/min，保溫20min_30min ； (5)、分散均勻後，當溶液溫度升至45°C-60°C時，按上述重量百分比將矽烷偶聯劑緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速至1500 r/min-2000 r/min,攪拌25min-30min,使混和物充分混合； (6)、分散均勻後，按上述重量百分比將穩定劑緩慢倒入容器中，用分散機控制儀調整轉速至 1500r/min-2000r/min,攬拌 30min-40min ； (7)、按上述重量百分比將水緩慢加入容器中，分散均勻後，保溫靜置20min-40min； (8)、對最終形成的液體用120-300目的濾網過濾後裝在容器中備用。
7.含上述權利要求1-5所述水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的塗料，其特徵在於它包括去離子水，顏填料，水性無機納米陶瓷塗料粘結劑，助劑；所述去離子水的重量百分比用量為18-20%，顏填料的重量百分比用量為25-32%，水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的重量百分比用量為45-50%，助劑的重量百分比用量為3-5%。全文摘要
水性無機納米陶瓷塗料的粘結劑，它由如下重量百分比含量的組分組成，其中SiO2∶K2O的摩爾比為5.7∶1，矽酸鉀30%-41%、矽溶膠25%-35%、MMT蒙脫土凝膠2%-4%、矽烷偶聯劑1%-2%、氫氧化鉀水溶液15%-25%、水12%-17%。採用本發明的粘結劑生產的塗料屬綠色環保、無甲醛、苯及其它有害氣體釋放、性能穩定、品質高的塗料，用途廣泛，解決了無機富鋅塗料的脆性大、耐水性差、難施工、進口材料價格昂貴、耐高溫差等方面的問題。本發明還同時公開了這種水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的製備方法，及含有這種水性無機納米陶瓷塗料粘結劑的塗料。
文檔編號C04B28/26GK102976705SQ201210434118
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者孟濤, 劉軍卿, 張一鳴, 羅磊, 徐猛 申請人:湖北綠碳複合材料科技有限公司