專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于建筑物表面保護(hù)的一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料及其制備方法，屬于化學(xué)膠凝材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了提高建筑物表面各種結(jié)構(gòu)材料(包括水泥混凝土、墻體材料、鋼鐵)的耐候 性、耐腐蝕性和耐久性，以及裝飾性的考慮，一般需要在其表面涂上涂料。目前，占市 場(chǎng)絕大部分份額的為有機(jī)涂料，按其成膜物的不同可分為粉末涂料、醇酸(聚酯)樹(shù) 脂涂料、氨基(醇酸、聚酯)樹(shù)脂涂料、丙烯酸樹(shù)脂涂料、聚氨酯樹(shù)脂涂料、環(huán)氧樹(shù)脂涂 料、有機(jī)硅樹(shù)脂涂料、乙烯類(lèi)樹(shù)脂涂料、氟碳涂料等；其中使用最多的外墻涂料主要是 丙烯酸樹(shù)脂及其有機(jī)硅改性的系列涂料。它具有色彩豐富艷麗、耐候性較好、易施工的 特點(diǎn)。有機(jī)質(zhì)涂料盡管色彩較豐富、施工性較好、粘結(jié)性強(qiáng)，但其缺點(diǎn)在于耐高溫性 能很差，一般300°C左右涂層就完全破壞；耐紫外線(xiàn)(抗老化)能力較差；作為外墻涂 料，使用壽命都不夠長(zhǎng)。它們以石油工業(yè)的下游產(chǎn)品為主要原料，隨著石油價(jià)格不斷攀 升，有機(jī)涂料的成本價(jià)格也節(jié)節(jié)上升；石油資源是不可再生的資源，這都使有機(jī)涂料使 用有所限制。此外，有機(jī)質(zhì)涂料大都含有各種對(duì)人體和環(huán)境有害的物質(zhì)，有些還會(huì)排放 有機(jī)揮發(fā)物(VOC)，因此在安全性方面存在一定問(wèn)題，使用越來(lái)越受到限制。人們注意 的目光開(kāi)始轉(zhuǎn)向無(wú)機(jī)涂料上來(lái)。目前，國(guó)內(nèi)的無(wú)機(jī)涂覆材料主要以堿金屬硅酸鹽或硅溶膠為主要成膜物質(zhì)，具 有粘結(jié)力強(qiáng)、耐高溫、抗老化、環(huán)保等性能。這類(lèi)涂料成膜機(jī)理主要是促進(jìn)硅酸鹽的膠 體化，生成SiO2凝膠。但是，固化后的硅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(dǎo)致凝膠體的耐水性較差，在大氣環(huán)境中凝膠會(huì)變性；同時(shí)，在 水滲透的作用下，堿金屬硅酸鹽會(huì)泛堿，影響外觀，因此也不是耐久性好的涂層材料。堿激發(fā)煅燒高嶺土型無(wú)機(jī)聚合物(有文獻(xiàn)稱(chēng)為土壤聚合物)與堿硅酸鹽型涂覆材 料的固化機(jī)理有本質(zhì)的區(qū)別，是一種通過(guò)化學(xué)鍵合作用而形成的具有致密的Si-O-Al三 維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(yōu)異；而 且原料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)加工污染小、使用中對(duì)人體無(wú)損害，屬于綠色環(huán)保型建筑材料。 用它作為涂覆材料不僅可以克服市場(chǎng)上大量使用的有機(jī)涂覆材料不耐高溫、污染環(huán)境和 生產(chǎn)使用中對(duì)人體產(chǎn)生損害、價(jià)格高等缺點(diǎn)，還可從根本上解決耐久性問(wèn)題。但是，目 前煅燒高嶺土型無(wú)機(jī)聚合物漿體存在著工作性能差，主要是粘度大、屈服應(yīng)力低，凝結(jié) 時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，以及硬化后易產(chǎn)生開(kāi)裂等缺陷，導(dǎo)致其難以在涂覆材料領(lǐng)域應(yīng)用，至今還沒(méi) 有發(fā)現(xiàn)煅燒高嶺土型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料的相關(guān)專(zhuān)利報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服上述無(wú)機(jī)聚合物漿體工作性能差、硬化后易開(kāi)裂的缺點(diǎn)，一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料及其制備方法。本發(fā)明選用了不同粒徑的顆 粒材料，調(diào)整涂料的顆粒全級(jí)配提高涂層的抗開(kāi)裂性能；采用有效的稠化劑提高涂層的 屈服應(yīng)力；使用適宜的促硬劑調(diào)整涂料的凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)調(diào)整激發(fā)劑的濃度與用量來(lái)適 當(dāng)降低涂層的粘度，但保持了無(wú)機(jī)聚合反應(yīng)的速度。本發(fā)明的涂覆材料具有牢固粘結(jié) 力、不泛堿、易涂刷、耐高溫、涂層不開(kāi)裂、不脫落、耐堿、耐水、耐凍融循環(huán)、低污 染的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下。一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，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(fā)劑溶液，所述稠化劑加在激發(fā)劑 溶液中；組分A與組分B的重量比為1.6-1.8 1。該材料尤其適合于厚層涂覆工藝(輥 涂、刮涂、噴涂)。 一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，包括組分A和組分B，其特征在于所 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(fā)劑溶液，所述稠化劑 加在激發(fā)劑溶液中；組分A與組分B的重量比為0.7-0.8 1。該材料尤其適用于薄層涂 覆工藝(刷涂、噴涂)。上述的雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料中，組分A中煅燒高嶺土是由高嶺土 經(jīng)600-900°C煅燒l_3h制備而成。上述的雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料中，組分B中激發(fā)劑為硅酸鉀、硅酸 鈉溶液之中的至少一種，其模數(shù)為1.0-1.6，質(zhì)量濃度25-45%。上述的雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料中，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(xì)高爐礦渣、氟硅酸鈉中的至少一種。上述的雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料中，組分B中稠化劑為羧甲基纖維素 鈉、膨潤(rùn)土、硅藻土中的至少一種。上述的雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料中，組分A中填料是石英砂、大理石 粉、花崗巖粉、云母粉、滑石粉中的至少一種，粒徑參數(shù)為1-315 μ m連續(xù)級(jí)配。尤其適用于厚層涂覆工藝的上述涂覆材料制備方法，所述組分A的制備包括 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，攪拌均勻后的混合物為組分A ；所述組分B的制備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發(fā)劑溶液 之中，通過(guò)充分?jǐn)嚢柚频媒M分B;將組分A和組分B按重量比為1.6-1.8 1混合攪拌后得到所述無(wú)機(jī)聚合物涂覆 材料。尤其適合于薄層涂覆工藝的上述涂覆材料的制備方法中，所述組分A的制備包 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，攪拌均勻后的混合物為組分A ；所述組分B的制備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發(fā)劑溶液 之中，通過(guò)充分?jǐn)嚢柚频媒M分B;將組分A和組分B按重量比為0.7-0.8 1混合攪拌后得到所述無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料。本發(fā)明方法制得的雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料具有優(yōu)良的施工性能，并能夠在室外40°C日照條件下不開(kāi)裂、不脫落。涂層具有耐凍融循環(huán)、耐堿、耐水、耐高 溫等性能。并且施工過(guò)程中無(wú)需膩?zhàn)哟虻?，可直接刷涂、刮涂、輥涂、噴涂。此外，?涂層中無(wú)有機(jī)揮發(fā)物、無(wú)毒無(wú)味、對(duì)人體無(wú)損害，具備環(huán)保功能。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍 并不限于此。1、厚層涂覆材料實(shí)施例1按照規(guī)定配方稱(chēng)量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 45g氟硅酸鈉 2g云母粉IOg鈦白粉5g石英砂90g其中，組分A配方中粉體粒徑范圍為1-315μιη。B組分配方硅酸鈉溶液(模數(shù)1.2，質(zhì)量濃度38% ) 90g膨潤(rùn)土2g羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥凈漿攪拌機(jī)中慢攪2分鐘的過(guò)程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之后，無(wú)需外加水便可進(jìn)行輥涂、噴涂，形成厚質(zhì)砂壁涂層。實(shí)施例2按照規(guī)定配方稱(chēng)量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g云母粉5g鈦白粉5g滑石粉5g石英砂IOOg其中，組分A配方中粉體粒徑范圍為1-315 μ m。B組分配方硅酸鈉溶液(模數(shù)1.2，質(zhì)量濃度40% ) 90g膨潤(rùn)土2g羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥凈漿攪拌機(jī)中慢攪2分鐘的過(guò)程中逐步加入組分A，再快攪3分鐘，充分混合 之后，無(wú)需外加水便可進(jìn)行輥涂、噴涂，形成厚質(zhì)砂壁涂層。實(shí)施例3按照規(guī)定配方稱(chēng)量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 45g氟硅酸鈉Ig云母粉IOg氧化鐵紅2g滑石粉5g大理石粉9Og其中，組分A配方中粉體粒徑范圍為1-315 μ m。B組分配方硅酸鈉溶液(模數(shù)1.2，質(zhì)量濃度35% ) 85g膨潤(rùn)土Ig羧甲基纖維素2g將上述組分B先倒入水泥凈漿攪拌機(jī)中慢攪2分鐘的過(guò)程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之后，無(wú)需外加水便可進(jìn)行輥涂、噴涂，形成厚質(zhì)砂壁涂層。2、薄層涂覆材料實(shí)施例4按照規(guī)定配方稱(chēng)量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g氟硅酸鈉3g云母粉6g鈦白粉其中，組分A配方中粉體粒徑范圍為1-80 μ m。B組分配方硅酸鈉溶液(模數(shù)1.2，質(zhì)量濃度35% ) IOOg膨潤(rùn)土Ig羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥凈漿攪拌機(jī)中慢攪2分鐘的過(guò)程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之后，無(wú)需外加水便可進(jìn)行刷涂、噴涂，形成光滑薄壁涂層。實(shí)施例5按照規(guī)定配方稱(chēng)量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g氟硅酸鈉2g滑石粉5g云母粉IOg
氧化鐵紅Ig其中，組分A配方中粉體粒徑范圍為1-80 μ m。B組分配方硅酸鈉溶液(模數(shù)1.2，質(zhì)量濃度38% ) 90g膨潤(rùn)土Ig羧甲基纖維素Ig將上述組分B先倒入水泥凈漿攪拌機(jī)中慢攪2分鐘的過(guò)程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之后，無(wú)需外加水便可進(jìn)行刷涂、噴涂，形成光滑薄壁涂層。實(shí)施例6按照規(guī)定配方稱(chēng)量配料，各原料的用量如下A組分配方煅燒高嶺土 50g氟硅酸鈉2g云母粉IOg鈦白粉IOg滑石粉5g其中，組分A配方中粉體粒徑范圍為1-80 μ m。B組分配方硅酸鈉溶液(模數(shù)1.2，質(zhì)量濃度40% ) IOOg膨潤(rùn)土Ig羧甲基纖維素2g將上述組分B先倒入水泥凈漿攪拌機(jī)中慢攪2分鐘的過(guò)程中逐步加入組分A，再 快攪3分鐘，充分混合之后，無(wú)需外加水便可進(jìn)行刷涂、噴涂，形成光滑薄壁涂層。根據(jù)《外墻無(wú)機(jī)建筑涂料》(JG/T 26-2002、GB 10222-88)的技術(shù)指標(biāo)要求和 測(cè)試方法，分別對(duì)雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料進(jìn)行施工性、表干時(shí)間、耐水性、 耐堿性、耐凍融循環(huán)和粘結(jié)強(qiáng)度各項(xiàng)性能測(cè)試。其測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，包括組分A和組分B，其特征在于所述組 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(fā)劑溶液，所述稠化劑加 在激發(fā)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(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，包括組分A和組分B，其特征在于所述組 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(fā)劑溶液，所述稠化劑加在 激發(fā)劑溶液中；組分A與組分B的重量比為0.7-0.8 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，其特征在于組分A中煅燒高嶺土 是由高嶺 土經(jīng)600-900°C煅燒l_3h制備而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，其特征在于組分B中激發(fā)劑為硅 酸鉀、硅酸鈉溶液之中的至少一種，其模數(shù)為1.0-1.6，質(zhì)量濃度25-45%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，其特征在于組分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(xì)高爐礦渣、氟硅酸鈉中的至少一 種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，其特征在于組分B中稠化劑為羧 甲基纖維素鈉、膨潤(rùn)土、硅藻土中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料，其特征在于組分A中填料是石英 砂、大理石粉、花崗巖粉、云母粉、滑石粉中的至少一種，粒徑參數(shù)為1-315 μ m連續(xù)級(jí) 配。
8.權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料制備方法，其特征在于所述組分A的制備包 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，攪拌均勻后的混合物為組分A ；所述組分B的制備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發(fā)劑溶液之中， 通過(guò)充分?jǐn)嚢柚频媒M分B ；將組分A和組分B按重量比為1.6-1.8 1混合攪拌后得到所述無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料。
9.權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料制備方法，其特征在于所述組分A的制備包 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，攪拌均勻后的混合物為組分A ；所述組分B的制備包括將2-4重量份稠化劑加入到96-98重量份激發(fā)劑溶液之中， 通過(guò)充分?jǐn)嚢柚频媒M分B ；將組分A和組分B按重量比為0.7-0.8 1混合攪拌后得到所述無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種雙組分環(huán)保型無(wú)機(jī)聚合物涂覆材料及其制備方法。在用于厚層涂覆工藝(輥涂、刮涂、噴涂)或薄層涂覆工藝(刷涂、噴涂)時(shí)，涂覆材料通過(guò)將制備好的組分A與組分B分別以1.6-1.8∶1或0.7-0.8∶1的重量比混合而制得。所述組分A的制備分別包括將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?jǐn)嚢柚频?。組分B包括2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發(fā)劑溶液，通過(guò)充分?jǐn)嚢柚频?。本發(fā)明方法制備的涂覆材料具有耐熱、耐酸堿、耐水、抗凍融循環(huán)等性質(zhì)，具有裝飾性，成本低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，屬于綠色環(huán)保型材料。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102010157SQ201010299679
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者文梓蕓, 晏錦, 殷素紅 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)