CN110564189A - 一种无机纳米涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：润湿剂0.2‑0.6份；分散剂0.1‑0.4份；钛白粉15‑18份；煅烧高岭土3‑8份；重钙粉12‑20份；乙二醇1‑3份；丙烯酸乳液5‑15份；纳米无机溶液20‑35份；增稠剂0.1‑0.5份；防腐剂0.1‑0.3份；消泡剂0.1‑0.4份；pH调节剂0.1‑0.4份；本发明还提出了一种无机纳米涂料的制备方法。本发明采用进口碱金属溶液及天然矿物原料，不含防腐剂、成膜剂等有机溶剂，更纯净、更环保，是绿色无机、天然健康的高档建筑涂料，具有超强的耐磨和附着性能，永不起皮，永不脱落，具有较好的抗污、防静电、阻燃和抗酸耐碱性能。

Description

一种无机纳米涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种无机纳米涂料及其制备方法。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆，所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体，无机涂料是一种以无机材料为主要成膜物质的涂料，是全无机矿物涂料的简称，因性能优质，广泛用于建筑、绘画等日常生活领域，无机涂料是由无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的无机聚合物涂料，能与钢结构表面铁原子快速反应，生成具有物理、化学双重保护作用，通过化学键与基体牢固结合的无机聚合物防腐涂层，对环境无污染，使用寿命长，防腐性能达到国际先进水平，是符合环保要求的高科技换代产品。
现有的无机涂料的耐磨性和稳定性能较差，从而使得无机涂料的使用效果较差，因此需要对此作出改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中无机涂料的耐磨性和稳定性能较差导致使用效果较差的问题，而提出的一种无机纳米涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：
优选地，所述纳米无机溶液为硅酸钾，硅酸镁和硅溶胶中的一种或多种。
优选地，所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂，聚氨酯类增稠剂和纤维素中的一种或多种。
优选地，所述分散剂为诺普科钠分散剂和胺分散剂的一种和两种。
优选地，所述润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
优选地，所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠溶液和AMP-95中的一种或多种。
本发明还提出了一种无机纳米涂料的制备方法，包括以下工艺步骤：
a、将钛白粉，煅烧高岭土和重钙粉加入水中，600-800r/min匀速搅拌，清刮缸边和中轴；
b、在700-900r/min下加入乙二醇和增稠剂混合物，清刮缸边和中轴并清洗；
c、搅拌3-10min后，再加入pH调节剂高速1000-1200
r/min，持续分散30min使细度小于80um；
d、温度低于50℃情况下中速600-800r/min加入消泡剂和丙烯酸乳液，再缓慢加入纳米无机液搅拌均匀。
与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
1、采用进口碱金属溶液及天然矿物原料，不含防腐剂、成膜剂等有机溶剂，更纯净、更环保，是绿色无机、天然健康的高档建筑涂料；
2、胶团颗粒细微，粒径范围一般在5～40nm，这与一般粒径为0.1～10μm的乳液相比起颗粒要小得多，可永久与矿物质墙面(含石灰质表面)发生化学结合并可渗入墙面0.5～1mm，形成防水、防酸的硅化石表层；
3、具有优异的耐热性和耐候性，耐热度一般为500～600℃，合理搭配可达30年持久保护；
4、具有超强的耐磨和附着性能，永不起皮，永不脱落，具有较好的抗污、防静电、阻燃和抗酸耐碱性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，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。
本发明提出的一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：
所述纳米无机溶液为硅酸钾，硅酸镁和硅溶胶中的一种或多种；硅酸钾是无色或微黄色半透明至透明玻璃状物，有吸湿性，有强碱性反应，在酸中分解而析出二氧化硅，慢溶于冷水或几乎不溶于水不溶于乙醇，硅酸钾通常用于制造电焊条、焊接用电极、还原染料、防火剂，也用作荧光屏涂料层和肥皂填料，稳定状态时为透明质粘稠状液体，呈蓝绿色，易溶于水和酸，并析出胶状硅酸，可用作保护涂层；硅酸镁，自然界中含量较少，只能以硅酸盐矿物中的成分中大量出现，复合硅酸镁适用于建筑的外墙外保温及外墙内保温；硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，用作各种耐火材料粘结剂，具有粘结力强、耐高温等特点，用于涂料工业，能使涂料牢固，又能抗污防尘、耐老化、防火等功能。
所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂，聚氨酯类增稠剂和纤维素中的一种或多种；增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。对于黏度较低的水性涂料来说，是非常重要的一类助剂；丙烯酸酯共聚物增稠剂，轻度交联的丙烯酸聚合物的分散液，它能够为表面活性剂体系提供卓越的稳定性及增稠性能，并且即使在低粘度配方中也具有卓越的悬浮性，不溶解和难于稳定的成分如硅氧烷也可被助乳化和稳定；对于聚氨酯类增稠剂，水基高分子是目前高分子科学中发展最为迅速的领域，其发展动力来自环保的压力，水基高分子材料以水作为分散介质，对环境不产生不良影响，是标准的绿色环保高分子材料，水基高分子材料自身具有的流变学性能不一定符合应用的要求，大多水基高分子材料使用时需添加流变学助剂，如高分子乳液的粘度大多与纯水相近，作为涂料使用时需要添加增稠剂提高体系粘度，增稠剂是水基高分子体系中应用最广泛的流变学助剂，增稠剂的使用可以影响到水基高分子乳液及树脂的生产、储存、施工和成膜各个阶段；纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂。
所述分散剂为诺普科钠分散剂和胺分散剂的一种或两种；分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可均一分散那些难于溶解于液体的无机，有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。
丙烯酸乳液可以根据柔性需求添加，主要用于建筑防水、酪素胶、水性油墨、拼板胶等之用，无毒、无刺激，对人体无害，符合环保要求，非成膜高光树脂，具有优异的光泽与透明性，抗粘连性能好。
所述润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或多种；润湿剂能使固体物料更易被水浸湿的物质，通过降低其表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，从而把固体物料润湿，目前市面上新型的硅醇类非离子表面活性剂，也称润湿剂，特点是分子量低，多疏水基呈伞形对称结构，与传统活性剂相比较，润湿、渗透性表现极为优异、高效，是革命性的新一代表面活性剂，动、静态表面张力极低，含双羟基，反应型活性剂，化学性质为惰性，一般不参与体系的化学反应，耐酸碱性好，化学性质稳定。
所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠溶液和AMP-95中的一种或多种；酸度调节剂亦称pH调节剂，是用以维持或改变食品酸碱度的物质，发面酸了加的碱面就是酸度调节剂，它主要用以控制食品所需的酸化剂、碱剂以及具有缓冲作用的盐类，具有增进抗氧化作用，与重金属离子络合，具有阻止氧化或褐变反应、稳定颜色、降低浊度、增强胶凝特性等作用。
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：润湿剂0.2份；分散剂0.1份；钛白粉15份；煅烧高岭土3份；重钙粉12份；乙二醇1份；丙烯酸乳液5份；纳米无机溶液20份；增稠剂0.1份；防腐剂0.1份；消泡剂0.1份；pH调节剂0.1份；
其制备方法包括以下工艺步骤：
a、将钛白粉，煅烧高岭土和重钙粉加入水中，600r/min匀速搅拌，清刮缸边和中轴；
b、在700r/min下加入乙二醇和增稠剂混合物，清刮缸边和中轴并清洗；
c、搅拌3min后，再加入pH调节剂高速1000r/min，持续分散30min使细度小于80um；
d、温度低于50℃情况下中速600r/min加入消泡剂和丙烯酸乳液，再缓慢加入纳米无机液搅拌均匀。
本实施例为最基本的实施方式，搅拌时间短，且加入纳米无机液时搅拌速度慢，原料用量少，生产成本低，无机纳米涂料具有比较好的耐磨性、耐热性、耐候性和抗酸耐碱等性能。
实施例二
本发明提出的一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：润湿剂0.4份；分散剂0.25份；钛白粉16.5份；煅烧高岭土5.5份；重钙粉16份；乙二醇2份；丙烯酸乳液10份；纳米无机溶液27.5份；增稠剂0.3份；防腐剂0.2份；消泡剂0.25份；pH调节剂0.25份；
其制备方法包括以下工艺步骤：
a、将钛白粉，煅烧高岭土和重钙粉加入水中，700r/min匀速搅拌，清刮缸边和中轴；
b、在800r/min下加入乙二醇和增稠剂混合物，清刮缸边和中轴并清洗；
c、搅拌6.5min后，再加入pH调节剂高速1100r/min，持续分散30min使细度小于80um；
d、温度低于50℃情况下中速700r/min加入消泡剂和丙烯酸乳液，再缓慢加入纳米无机液搅拌均匀。
本实施例为较好的实施方式，搅拌时间较短，且加入纳米无机液时搅拌速度较慢，原料用量较少，生产成本较低，无机纳米涂料具有较好的耐磨性、耐热性、耐候性和抗酸耐碱等性能。
实施例三
本发明提出的一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：润湿剂0.5份；分散剂0.3份；钛白粉17份；煅烧高岭土6份；重钙粉18份；乙二醇2.5份；丙烯酸乳液13份；纳米无机溶液31份；增稠剂0.4份；防腐剂0.25份；消泡剂0.3份；pH调节剂0.3份；
其制备方法包括以下工艺步骤：
a、将钛白粉，煅烧高岭土和重钙粉加入水中，750r/min匀速搅拌，清刮缸边和中轴；
b、在850r/min下加入乙二醇和增稠剂混合物，清刮缸边和中轴并清洗；
c、搅拌8min后，再加入pH调节剂高速1150r/min，持续分散30min使细度小于80um；
d、温度低于50℃情况下中速750r/min加入消泡剂和丙烯酸乳液，再缓慢加入纳米无机液搅拌均匀。
本实施例为更好的实施方式，搅拌时间较长，且加入纳米无机液时搅拌速度较块，原料用量较多，生产成本较高，无机纳米涂料具有更好的耐磨性、耐热性、耐候性和抗酸耐碱等性能。
实施例四
本发明提出的一种无机纳米涂料，包括以下重量份数的组分：润湿剂0.6份；分散剂0.4份；钛白粉18份；煅烧高岭土8份；重钙粉20份；乙二醇3份；丙烯酸乳液15份；纳米无机溶液35份；增稠剂0.5份；防腐剂0.3份；消泡剂0.4份；pH调节剂0.4份；
其制备方法包括以下工艺步骤：
a、将钛白粉，煅烧高岭土和重钙粉加入水中，800r/min匀速搅拌，清刮缸边和中轴；
b、在900r/min下加入乙二醇和增稠剂混合物，清刮缸边和中轴并清洗；
c、搅拌10min后，再加入pH调节剂高速1200r/min，持续分散30min使细度小于80um；
d、温度低于50℃情况下中速800r/min加入消泡剂和丙烯酸乳液，再缓慢加入纳米无机液搅拌均匀。
本实施例为最佳的实施方式，搅拌时间最长，且加入纳米无机液时搅拌速度最块，原料用量最多，生产成本最高，无机纳米涂料具有最好的耐磨性、耐热性、耐候性和抗酸耐碱等性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无机纳米涂料，其特征在于：包括以下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的一种无机纳米涂料，其特征在于：所述纳米无机溶液为硅酸钾，硅酸镁和硅溶胶中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种无机纳米涂料，其特征在于：所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂，聚氨酯类增稠剂和纤维素中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种无机纳米涂料，其特征在于：所述分散剂为诺普科钠分散剂和胺分散剂的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种无机纳米涂料，其特征在于：所述润湿剂为烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种无机纳米涂料，其特征在于：所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠溶液和AMP-95中的一种或多种。
7.一种如权利要求1所述的无机纳米涂料的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
a、将钛白粉，煅烧高岭土和重钙粉加入水中，600-800r/min匀速搅拌，清刮缸边和中轴；
b、在700-900r/min下加入乙二醇和增稠剂混合物，清刮缸边和中轴并清洗；
c、搅拌3-10min后，再加入pH调节剂高速1000-1200r/min，持续分散30min使细度小于80um；
d、温度低于50℃情况下中速600-800r/min加入消泡剂和丙烯酸乳液，再缓慢加入纳米无机液搅拌均匀。
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