一种高性能硅酸盐涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及建筑装饰领域，具体而言，涉及一种高性能硅酸盐涂料的制备方法。

背景技术

随着建筑装饰的多样化需求及国家对资源开采的限制和自然石油消耗品的用量，高品质的无机装饰材作为建筑外装饰材料已经成为建筑装饰的新热点及方向。为适应市场及高环保材料的需求，近年来发展起来的硅酸盐无机涂料面层装饰材料有生产过程导致的一系列问题，比如早期耐水性，早期耐擦洗及储存稳定性。

现有技术方案存在以下不足：

1）早期耐水性；正常生产的无机硅酸盐涂料在与墙体反应成膜的早些时间，由于与水泥墙体反应水化需要一定时间，实际上在施工完48小时内并不是很耐水，

2）早期耐擦洗问题；同上，在水化硅化周期未到的时候，实际它与基材的牢固程度没有发挥到最大，导致其早期耐擦洗系数不达标，难以向项目工地上施工，

3）最重要的一个问题是在正常生产结束后，储存放置过程中，由于硅酸盐与常规有机涂料不一样的地方在于它是一个很活性的物质，它会一直与漆体中的各种含钙镁成分离子一直反应，导致在一定时间后状态呈膏状，增稠且再用时候失去了无机涂料的特性，其特性要求其中的活性物质一直存在，与墙体基材反应。所以它的储存后性能严重下降，其中就包括耐擦洗断崖式下降，附着力断崖式下降，耐水性下降，活性物质指标下降。

4）现有的无机硅酸盐涂料由于刚性太强，导致在施工时候漆膜太厚引起的开裂，龟裂的现象。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高性能硅酸盐涂料的制备方法。本发明提供的无机复合型矿物涂料，是采用无机矿物质材料与特种水性树脂以及功能助剂合成溶液作为高性能硅酸盐涂料，基于矿物黏结剂及功能助剂的一系列优势特点，解决了现在市场上已有的无机涂料存在的一些问题。因而具有极强的早期耐擦洗，表面致密度，储存后结合力严重下降。提升了对比现有的无机涂料的各个方向的性能指标，同时在储存后期其性能指标基本无变化，对生产状态及应用范围是个巨大的升级。

本发明提供了一种高性能硅酸盐涂料，包含以下重量份组份：去离子水200-320份；硅酸盐溶液200-320份；功能助剂20-30份；无机颜填料250-300份；成膜助剂5-8份；特种水性树脂50-160份；其他助剂10-50份。

优选地，所述的其他助剂包括下述重量份的组分：有机胺调节剂1-2份、丙二醇防冻剂0-10份、纤维素醚增稠剂2-3.5份，消泡剂1-3份，分散剂5-7份，润湿剂1-3份，聚氨酯流平剂5份。

优选地，所述的成膜助剂为低分子醇酯十二、醇酯十五或醇酯十六。

优选地，所述的无机颜填料为高纯度气相粉料，其中杂质铁元素，镁元素含量必须小到一定范围，所述的无机颜填料泛包括硫酸钡粉料、高纯度碳酸钙、高岭土、硅灰石粉料、绢云母粉料，滑石粉料、金红石钛白粉多种混合体。

优选地，所述的液态硅酸盐溶液为粒径小于10nm以下的透明液体，固含量为28%左右。更优选地，所述的液态硅酸盐溶液为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或多种。

优选地，所述的功能助剂包括氨基低聚物硅烷、环氧基低聚物硅烷（交联反应型有机硅）或者低分子磷酸盐。

本发明还提供了高性能硅酸盐涂料在含水泥基建筑表层材料中的应用。

本发明还提供了一种高性能硅酸盐涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、基料制备：在高速分散设备中加入去离子水，调至转速700r/min，缓慢加入分散剂、润湿剂、纤维素醚增稠剂、丙二醇、有机胺调节剂、部分消泡剂，高速分散15min，制得粘稠状基料；

S2、基漆制备：将无机颜填料缓慢加入S1中的粘稠状基料中提高转速900-1100r/min进行高速搅拌剪切40-50min，混合搅拌至均匀（点检刮板细度为＜20mm无大颗粒）。

S3、复合涂料制备：调至转速500-600r/min，在S2的基漆料缸中缓慢加入功能助剂（注意必须以搅拌时候快速加入），约5min后加入液态硅酸盐溶液（搅拌时候缓慢加入）均匀分散5min后，缓慢加入特种水性树脂（搅拌时候缓慢加入）。再最后加入成膜助剂。

S4、调漆阶段：加入余下的消泡剂，和聚氨酯流平剂，保持转速500-600r/min，时间为15min。

S5、测得粘度为75-85ku前后，灌装出品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1) 提高建筑体系的应用，抗老化性和使用耐久性；

比现有技术方案相比，抗老化性能及应用耐久性能提高1-2倍，经测试耐人工老化性试验≥3000h无变化（实现0级变色，0级脱粉，0级附着力），色彩保持性达到30年；

2) 提高了漆膜表面致密度，显著提升了其耐擦洗指标，

3) 提高涂层早期表面漆膜可靠性，克服因硅酸盐刚性太强引起的开裂、或者成膜后刚性太大导致脱落等装饰隐患；

4) 改善表面致密度后，极大的提升了其耐沾污性能，提升装饰效果。

故本发明技术方案带来的有益效果

1)采用无机矿物粘结剂，有利生态环境保护及人类健康，节能环保；

2)提高使用耐久性和装饰性，长久美化建筑环境，减少维护成本以及二次翻新施工等费用。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明无机复合型矿物涂料；组成方案包括：

1）填充材料：采用气相颜填料作为填充料，达到涂层厚度及方便于调色的要求，使得实施更简单，施工更便捷，反应更高效；

2）胶粘剂：采用无机矿物和与特种合成水性树脂及高聚物功能助剂耦合粘结将上述气相颜填料及填充材料混合为一体，制成粘稠状涂料产品。

本发明的技术创新要点，主要体现在组成产品的粘结剂材料为无机矿物质材料，是本技术区别于现有技术的核心内容，尤其是对耐老化性能的大幅度提升及附着力耐擦洗的明显优化，使其满足建筑装饰系统良好的产品匹配性和应用功能性要求。

实施例1

制备无机复合型矿物涂料：去离子水200-330份，硅酸盐溶液200-320份、功能助剂20-30份，无机颜填料250-300份；成膜助剂5-8份；特种水性树脂50-160份，其他助剂30-50份。

其中，硅酸盐溶液为硅酸钾，固含为28%；功能助剂为氨基低聚物硅烷与低分子磷酸盐按照质量比2:1组成，无机盐填料为碳酸钙、高岭土、硅灰石粉料按照质量比1:2:1组成，成膜助剂为醇酯十六，特种水性树脂为水性丙烯酸脂，其他助剂包括：有机胺调节剂2份、丙二醇防冻剂10份、纤维素醚增稠剂3.5份、分散剂7份，润湿剂3份，聚氨酯流平剂5份、消泡剂3份（其他助剂可根据产品的性能适当调整）。

方案一：

去离子水290份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液200份；功能助剂30份；特种水性树脂50份；其他助剂33.5份。

方案二：

去离子水290份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液200份；功能助剂25份；特种水性树脂50份；其他助剂33.5份。

方案三：

去离子水290份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液200份；功能助剂20份；特种水性树脂50份；其他助剂33.5份。

方案四：

去离子水200份；无机颜填料300份；成膜助剂8份；液态硅酸盐溶液200份；功能助剂20份；特种水性树脂160份；其他助剂33.5份。

方案五：

去离子水200份；无机颜填料300份；成膜助剂8份；液态硅酸盐溶液300份；功能助剂30份；特种水性树脂160份；其他助剂33.5份。

方案六：

去离子水200份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液300份；功能助剂30份；特种水性树脂50份；其他助剂33.5份。

方案七：

去离子水200份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液300份；功能助剂25份；特种水性树脂50份；其他助剂33.5份。

方案八：

去离子水200份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液200份；功能助剂25份；特种水性树脂160份；其他助剂33.5份。

对比例

去离子水200份；无机颜填料300份；成膜助剂5份；液态硅酸盐溶液200份；普通水性树脂160份；其他助剂33.5份。

特别注明：对比项漆样在生产结束48h后明显开始明显增稠，且168h后固化成膏状，即所测得的耐擦洗及耐沾污性能急剧下降。

实施例2

涂料的制备方法：

S1、基料制备：在高速分散设备中加入去离子水，调至转速700r/min，缓慢加入分散剂、润湿剂、纤维素醚增稠剂、丙二醇、有机胺调节剂、部分消泡剂，高速分散15min，制得粘稠状基料；

S2、基漆制备：将无机颜填料缓慢加入S1中的粘稠状基料中提高转速900-1100r/min进行高速搅拌剪切40-50min，混合搅拌至均匀（点检刮板细度为＜20mm无大颗粒）。

S3、复合涂料制备：调至转速500-600r/min，在S2的基漆料缸中缓慢加入功能助剂（注意必须以搅拌时候快速加入），约5min后加入液态硅酸盐溶液（搅拌时候缓慢加入）均匀分散5min后，缓慢加入特种水性树脂（搅拌时候缓慢加入）。再最后加入成膜助剂。

S4、调漆阶段：加入余下的消泡剂，和聚氨酯流平剂，保持转速500-600r/min，时间为15min。

S5、测得粘度为75-85ku前后，灌装出品。

实施例3

高性能硅酸盐涂料的性能检测：

产品主要技术参数性能：参照T26-2002《外墙无机建筑涂料》标准测试指标情况。

2.产品主要技术参数性能：参照耐候性测试标准GB/T1865-2009《色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》的结果。

3.产品主要技术参数性能：参照耐擦洗测试标准《建筑涂料 涂层耐洗刷的测定》。

4.产品主要技术参数性能：参照耐沾污测试标准《GB/T 9780-2013 建筑涂料涂层耐沾污性试验方法》。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优良特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。