CN106883644A - 一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料及其制备方法;包括如下重量份数的原料:成膜物质25‑40份,成膜助剂1‑5份,改性功能成分1‑8份,颜料3‑8份,填料10‑30份,表面活性剂0‑5份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶3‑7;本发明提供的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料附着力强,涂层坚硬,干燥时间短。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料及其制备方法。
背景技术
为了提高建筑物墙面和其他物体的耐腐蚀性,耐候性和抗化学物质,均需在其表面涂上涂料,而目前的涂料成膜物质主要以有机乳液为主,但因其挥发性组分含量较高,存在大量的有机残留,对环境有一定的影响。因此,低污染或环境友好型涂料在市场上受到极大关注,水性无机涂料作为一种节能、环保的绿色涂料应运而生,也逐渐被提出了更高性能的要求。无机涂料主要是指以硅酸盐和磷酸盐类化合物作为粘合剂,加入各种颜、填料、助剂、固化剂配制而成的涂料。这种以无机粘合剂作为成膜物质的涂料具有成膜温度低,涂膜具有优良的耐候性、在紫外线作用下非常稳定、良好的耐热性、遇火不燃、耐污性好,成本低廉等一系列优点,因而得到了广泛的应用。然而,目前的水性无机涂料存在附着力不强,漆膜难干透的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种附着力强,涂层坚硬,干燥时间短的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料及其制备方法。
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,包括如下重量份数的原料:成膜物质25-40份,成膜助剂1-5份,改性功能成分1-8份,颜料3-8份,填料10-30份,表面活性剂0-5份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶3-7。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述成膜物质选自水溶性无机硅溶胶树脂,水溶性无机铝溶胶树脂,水溶性无机硅酸钾树脂中的其中一种或任意两种组合物。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述成膜助剂选自聚乙烯醇,聚丙烯酰胺,聚乙烯吡咯烷酮,二乙二醇苯基醚,丙二醇苯基醚,二亚烷基二醇苯基醚,二丙二醇丁醚中的至少两种组合物。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述填料选自贝壳粉、硅钙粉、海藻泥、火山灰、铝矾土、碳酸钙粉、硫酸钙晶须、有机膨润土中的至少一种。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述改性功能成分包括A组分和B组分,所述A组分选自云母,碳化硅、氧化硼、三聚磷酸铝粉、钇稳定的氧化锆粉、金属钨粉、二氧化硅中的其中一种;所述B组分选自纳米石墨烯,TiO2/Cu2O纳米复合材料,纳米锌粉中的其中一种。
云母具有良好的绝缘性,弹性和韧性;石墨烯具有柔软、平面状结构、强度高等特征,均匀分散在无机物中时,平面状结构的石墨烯可提高吸附能力,石墨烯的柔软性可抑制无机物在干燥及外加热场作用下的收缩性,从而抑制龟裂,石墨烯沿平面方向的高强度特性可增加无机物成膜后的整体强度。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述表面活性剂包括消泡剂,增稠剂,稳定剂。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸25-35份,羟甲基纤维素15-25份,硬脂酸10-20份,十二烷基苯磺酸钠5-10份,二苄叉山梨糖醇5-10份,聚乙二醇10-30份,滑石粉5-15份,OP-10 1-5份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶4-8。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述增稠剂的制备方法,步骤如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
进一步的,所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,所述消泡剂选自异辛醇、异丙醇中的其中一种;所述稳定剂选自钙锌复合稳定剂,有机锡稳定剂中的其中一种。
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将颜料、填料和改性功能成分混合,在1500-2000r/min的转速下搅拌混合15-30min;然后在700-1000℃下,煅烧60-90min,得熟料,将熟料放在质量浓度为50-60%的碳酸氢铵溶液中浸渍10-20min,取出熟料,在200-300℃下二次煅烧20-40min,最后过100-200目筛;
(2)室温下,将成膜物质和步骤(1)中制得的熟料混合,300-500r/min搅拌分散15-30min,入研磨机内进行研磨,磨得的混合物粒度小于20微米;然后向混合物中加入水、成膜助剂和表面活性剂,调节PH=7-9,在60-80℃下机械搅拌2-2.5h,冷却至常温,即得。
本发明与现有技术相比具有的突出的有益效果是:
本发明采用纳米材料与填料粉体复合改性得到无机涂料,有效改善了涂层制备过程中容易出现的鼓泡现象,妈咪材料的加入有效提高了涂层的抗氧化性能和热震性能,由于纳米粉体较小,在冷却过程中涂层的热应力得到了有效分散,避免出现较大的应力集中,制得的涂层质地坚硬,抗剥落性能好,与基质的附着力好,涂刷后干燥时间短。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,包括如下重量份数的原料:成膜物质:水溶性无机硅溶胶树脂30份,成膜助剂:聚乙烯醇2份,聚丙烯酰胺1份,改性功能成分:云母2份,纳米石墨烯4份,颜料4份,填料:贝壳粉10份、硅钙粉10份,异辛醇1份,增稠剂0.5份,钙锌复合稳定剂1.5份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶5。
本实施例中,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸30份,羟甲基纤维素20份,硬脂酸15份,十二烷基苯磺酸钠8份,二苄叉山梨糖醇6份,聚乙二醇18份,滑石粉8份,OP-10 2份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶5,其制备方法如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将颜料、填料和改性功能成分混合,在1500-2000r/min的转速下搅拌混合15-30min;然后在700-1000℃下,煅烧60-90min,得熟料,将熟料放在质量浓度为50-60%的碳酸氢铵溶液中浸渍10-20min,取出熟料,在200-300℃下二次煅烧20-40min,最后过100-200目筛;
(2)室温下,将成膜物质和步骤(1)中制得的熟料混合,300-500r/min搅拌分散15-30min,入研磨机内进行研磨,磨得的混合物粒度小于20微米;然后向混合物中加入蒸馏水、成膜助剂和表面活性剂,调节PH=7-9,在60-80℃下机械搅拌2-2.5h,冷却至常温,即得。
实施例2:
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,包括如下重量份数的原料:成膜物质:水溶性无机铝溶胶树脂40份,成膜助剂:聚乙烯吡咯烷酮0.5份,二乙二醇苯基醚0.5份,改性功能成分:碳化硅4份,TiO2/Cu2O纳米复合材料4份,颜料3份,填料:海藻泥15份、火山灰10份、铝矾土5份,以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶7。
本实施例中,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸35份,羟甲基纤维素15份,硬脂酸20份,十二烷基苯磺酸钠5,二苄叉山梨糖醇10份,聚乙二醇10份,滑石粉15份,OP-10 1份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶8,其制备方法如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
其制备方法同实施例1。
实施例3:
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,包括如下重量份数的原料:
成膜物质:水溶性无机硅酸钾树脂28份,成膜助剂:丙二醇苯基醚1份,二亚烷基二醇苯基醚3份,改性功能成分:氧化硼2份,纳米锌粉2份,颜料4份,填料:铝矾土5份、碳酸钙粉10份、硫酸钙晶须5份,异辛醇0.5份,增稠剂1份,钙锌复合稳定剂0.5份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶6。
本实施例中,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸32份,羟甲基纤维素22份,硬脂酸17份,十二烷基苯磺酸钠6份,二苄叉山梨糖醇8份,聚乙二醇24份,滑石粉7份,OP-10 2份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶7,其制备方法如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
其制备方法同实施例1。
实施例4:
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,包括如下重量份数的原料:成膜物质:水溶性无机硅溶胶树脂10份,水溶性无机铝溶胶树脂24份,成膜助剂:二亚烷基二醇苯基醚2份,二丙二醇丁醚3份,改性功能成分:三聚磷酸铝粉4份,纳米石墨烯1份,颜料4份,填料:硫酸钙晶须15份、有机膨润土10份,异辛醇1份,增稠剂份,有机锡稳定剂1份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶7。
本实施例中,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸29份,羟甲基纤维素17份,硬脂酸16份,十二烷基苯磺酸钠9份,二苄叉山梨糖醇5份,聚乙二醇15份,滑石粉12份,OP-10 4份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶4,其制备方法如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
其制备方法同实施例1。
实施例5:
一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,包括如下重量份数的原料:成膜物质:水溶性无机铝溶胶树脂10份,水溶性无机硅酸钾树脂15份,成膜助剂:聚乙烯醇3份,二亚烷基二醇苯基醚2份,改性功能成分:钇稳定的氧化锆粉0.5份,TiO2/Cu2O纳米复合材料0.5份,颜料8份,填料:贝壳粉5份,有机膨润土5份,异丙醇2份,增稠剂2份,有机锡稳定剂1份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶3。
本实施例中,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸25份,羟甲基纤维素25份,硬脂酸10份,十二烷基苯磺酸钠10份,二苄叉山梨糖醇5份,聚乙二醇30份,滑石粉5份,OP-10 5份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶8,其制备方法如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
其制备方法同实施例1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,包括如下重量份数的原料:成膜物质25-40份,成膜助剂1-5份,改性功能成分1-8份,颜料3-8份,填料10-30份,表面活性剂0-5份;以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为2∶3-7。
2.根据权利要求1所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述成膜物质选自水溶性无机硅溶胶树脂,水溶性无机铝溶胶树脂,水溶性无机硅酸钾树脂中的其中一种或任意两种组合物。
3.根据权利要求1所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述成膜助剂选自聚乙烯醇,聚丙烯酰胺,聚乙烯吡咯烷酮,二乙二醇苯基醚,丙二醇苯基醚,二亚烷基二醇苯基醚,二丙二醇丁醚中的至少两种组合物。
4.根据权利要求1所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述填料选自贝壳粉、硅钙粉、海藻泥、火山灰、铝矾土、碳酸钙粉、硫酸钙晶须、有机膨润土中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述改性功能成分包括A组分和B组分,所述A组分选自云母,碳化硅,氧化硼、三聚磷酸铝粉、钇稳定的氧化锆粉、金属钨粉、二氧化硅中的其中一种;所述B组分选自纳米石墨烯,TiO2/Cu2O纳米复合材料,纳米锌粉中的其中一种。
6.根据权利要求1所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述表面活性剂包括消泡剂,增稠剂,稳定剂。
7.根据权利要求1所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述增稠剂由如下重量份数的原料组成:甲基丙烯酸25-35份,羟甲基纤维素15-25份,硬脂酸10-20份,十二烷基苯磺酸钠5-10份,二苄叉山梨糖醇5-10份,聚乙二醇10-30份,滑石粉5-15份,OP-10 1-5份,以蒸馏水为溶剂调节增稠剂的粘度,蒸馏水与上述物质的重量比为1∶4-8。
8.根据权利要求7所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述增稠剂的制备方法,步骤如下:将甲基丙烯酸、十二烷基苯磺酸钠、OP-10和聚乙二醇投入乳化釜中加以搅拌;然后升温至60-70℃,其余原料在2h内滴入,保温、搅拌反应20-40min,加入水,保温反应1-2h,再冷却至室温,即得。
9.根据权利要求7所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料,其特征在于,所述消泡剂选自异辛醇、异丙醇中的其中一种;所述稳定剂选自钙锌复合稳定剂,有机锡稳定剂中的其中一种。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的绿色环保无机纳米复合贝壳粉涂料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将颜料、填料和改性功能成分混合,在1500-2000r/min的转速下搅拌混合15-30min;然后在700-1000℃下,煅烧60-90min,得熟料,将熟料放在质量浓度为50-60%的碳酸氢铵溶液中浸渍10-20min,取出熟料,在200-300℃下二次煅烧20-40min,最后过100-200目筛;
(2)室温下,将成膜物质和步骤(1)中制得的熟料混合,300-500r/min搅拌分散15-30min,入研磨机内进行研磨,磨得的混合物粒度小于20微米;然后向混合物中加入水、成膜助剂和表面活性剂,调节PH=7-9,在60-80℃下机械搅拌2-2.5h,冷却至常温,即得。
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