CN114736546A - 一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用 - Google Patents

一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114736546A
CN114736546A CN202210281702.6A CN202210281702A CN114736546A CN 114736546 A CN114736546 A CN 114736546A CN 202210281702 A CN202210281702 A CN 202210281702A CN 114736546 A CN114736546 A CN 114736546A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium silicate
based inorganic
inorganic resin
parts
lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210281702.6A
Other languages
English (en)
Inventor
程国胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongshan Huashan Hi Tech Ceramic Material Co ltd
Zhongshan Baoxin Coating Technology Co ltd
Original Assignee
Zhongshan Huashan Hi Tech Ceramic Material Co ltd
Zhongshan Baoxin Coating Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongshan Huashan Hi Tech Ceramic Material Co ltd, Zhongshan Baoxin Coating Technology Co ltd filed Critical Zhongshan Huashan Hi Tech Ceramic Material Co ltd
Priority to CN202210281702.6A priority Critical patent/CN114736546A/zh
Publication of CN114736546A publication Critical patent/CN114736546A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • C09D1/04—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates with organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用，该无机树脂包括：硅酸锂溶液30～60份、3‑脲丙基三乙氧基硅烷1～5份、氢氧化锂溶液10～30份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷5～20份和甲基三乙氧基硅烷5～20份。得到的无机树脂具有良好的稳定性和耐候性。该硅酸锂基无机树脂的合成方法中，先加入硅酸锂溶液搅拌，再加入3‑脲丙基三乙氧基硅烷进行偶联反应，接着加入氢氧化锂溶液调节pH，再先后加入γ‑氨丙基三乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷进行水解反应，冷却后，即制得所述硅酸锂基无机树脂。该无机树脂用于制备涂料，不会引起墙面泛碱发白、发花，显著提高了墙面的美观效果，还能提高涂料的耐候性。

Description

一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用
技术领域
本发明涉及无机涂料树脂技术领域，具体涉及一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用。
背景技术
硅酸锂基无机涂料属硅酸盐无机涂料，同属硅酸盐系无机涂料的还有硅酸钾和硅酸钠基无机涂料。硅酸钠由于其耐水性太差，几乎在无机涂料中很少使用。硅酸钾使用最为广泛。但硅酸钾在耐水性方面还存在缺陷，以它为基料的内外墙涂料在遇到水份或潮湿空气时，钾离子会迁移到涂料表面，使得墙面慢慢会产生一层白霜，这样既影响到外观效果，也由于离子迁移影响了涂料的性能，使得硅酸钾基料大多只适合在内墙白色涂料中使用。硅酸锂基无机涂料在耐水性能方面表现优异，能解决硅酸钠和硅酸钾基无机涂料存在的缺陷。但它作为基料制成的无机涂料涂层脆，易龟裂，并且由于硅酸锂粘结力较弱，颜填料用量相对较少，涂料的遮盖力较低，最主要的是硅酸锂基无机涂料储存稳定性差，很难制成长期(保质期12个月)稳定的产品，施工性能也不够好。因此市场上很少有硅酸锂基的无机涂料产品面市。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种硅酸锂基无机树脂，具有高强度、高韧性和稳定性好的优点，还能自干成膜，并能避免白霜现象；本发明的目的之二在于提供一种硅酸锂基无机树脂的合成方法，步骤简便，反应条件温和；本发明的目的之三在于提供一种硅酸锂基无机树脂的应用，以该树脂为基料生产出的涂料具有优异的涂料性能。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种硅酸锂基无机树脂，包括以下按重量份计的原料：硅酸锂溶液30～60份、3-脲丙基三乙氧基硅烷1～5份、氢氧化锂溶液10～30份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5～20份和甲基三乙氧基硅烷5～20份。
进一步，所述硅酸锂溶液的浓度为20～25％，模数为4～10。
再进一步，所述氢氧化锂溶液的浓度为5～15％。
进一步，所述硅酸锂基无机树脂还包括有机硅树脂0.1～10份。
再进一步，所述有机硅树脂为带甲基和苯基的有机硅树脂乳液。
进一步，所述硅酸锂基无机树脂还包括硅丙乳液0.1～10份。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
上述的硅酸锂基无机树脂的合成方法，包括以下步骤：
1)加入硅酸锂溶液到恒温装置内，搅拌；
2)加入3-脲丙基三乙氧基硅烷，再加入氢氧化锂溶液调节pH为11～12.5；
3)继续加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再加入甲基三乙氧基硅烷，进行搅拌反应，冷却后，即制得所述硅酸锂基无机树脂。
进一步，步骤1)中，恒温装置控制温度在50～60℃；步骤3)中，加入甲基三乙氧基硅烷后搅拌反应1～2h。
再进一步，步骤3)中，在加入甲基三乙氧基硅烷搅拌反应后，再加入硅树脂和/或硅丙乳液，搅拌反应2～3h。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
上述的硅酸锂基无机树脂的应用，硅酸锂基无机树脂用于制备涂料。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的硅酸锂基无机树脂的主要成分是硅酸锂溶液，锂离子在水中会与溶于水中的CO2发生反应生成难溶于水的碳酸锂，在常温下溶解性几乎可以忽略不计，并通过利用3-脲丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷对硅酸锂进行改性，进而使得本发明的无机树脂的稳定性大大提高。选用3-脲丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，氢氧化锂溶液稳定性好，且不易挥发，用于调整pH值，而γ-氨丙基三乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的作用是引发水解反应，从而提高无机树脂的稳定性。
(2)本发明的硅酸锂基无机树脂还加入了有机硅树脂和硅丙乳液，由于硅酸锂基无机树脂中硅烷偶联剂和硅烷水解物的物理化学作用，使长链的有机硅树脂或硅丙乳液与无机树脂键合形成了更长链的无机复合树脂，该树脂有更好的韧性和对基材的附着力。也正是由于有机硅树脂或硅丙乳液的加入形成了更长链的硅酸锂基无机复合树脂，使该树脂和用该树脂制成的无机涂料有了更好的性能稳定性。
(3)本发明的硅酸锂基无机树脂的合成方法中，先加入硅酸锂溶液搅拌，再加入3-脲丙基三乙氧基硅烷进行偶联反应，接着加入氢氧化锂溶液调节pH为11～12.5，再先后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷进行水解反应，冷却后，即制得所述硅酸锂基无机树脂。在硅酸锂的溶液中先加入硅烷偶联剂，使偶联剂先与硅酸锂产生偶联作用，既能够增加硅酸锂在温度和pH值变化时的稳定性，又能在接下来的硅烷水解时及时与水解产物键合，形成更长链的无机树脂。这种长链的无机树脂比单独的硅酸锂韧性好、强度高、性能稳定，故用这种合成的硅酸锂基无机树脂制成的涂料比用硅酸锂制成的涂料有更好的稳定性，大大提升了硅酸锂基系列无机涂料的产品稳定性。
其中，采用氢氧化锂溶液进行调节pH值，因氢氧化锂溶液不易挥发，而且能避免采用氢氧化钾、氢氧化钠容易引入钾离子和钠离子造成返碱的现象。
(4)本发明的硅酸锂基无机树脂用于制备涂料，锂离子较为稳定不会随着水从涂料内部迁移到涂料表面。因而从根本上避免了目前大多数硅酸钾无机涂料因为钾离子的析出而引起的墙面泛碱发白、发花等弊端，显著提高了墙面的美观效果，另外，由于利用了3-脲丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷对硅酸锂进行改性，进而使得涂料的稳定性大大增强，进而提高涂料的耐候性，并具有无机涂料优异的自清洁效果、耐沾污性，因而在实际应用中具有重大的应用前景。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1～5的硅酸锂基无机树脂配方具体如表1。
表1实施例1～5的硅酸锂基无机树脂配方(质量份)
Figure BDA0003557191730000041
Figure BDA0003557191730000051
其中，所述有机硅树脂为厂家为瓦克，型号为50E的带甲基和苯基的有机硅树脂乳液。
实施例1～2的硅酸锂基无机树脂的合成方法，包括以下步骤：
1)加入硅酸锂溶液到恒温装置内，控制温度在50～60℃，搅拌；
2)加入3-脲丙基三乙氧基硅烷，再加入氢氧化锂溶液调节pH为11～12.5；
3)继续加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再加入甲基三乙氧基硅烷，搅拌反应2h，冷却后，即制得所述硅酸锂基无机树脂。
实施例3～4的硅酸锂基无机树脂的合成方法，包括以下步骤：
1)加入硅酸锂溶液到恒温装置内，控制温度在50～60℃，搅拌；
2)加入3-脲丙基三乙氧基硅烷，再加入氢氧化锂溶液调节pH为11～12.5；
3)继续加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再加入甲基三乙氧基硅烷，搅拌反应2h；
4)再加入硅树脂和/或硅丙乳液，搅拌反应3h，冷却后，即制得所述硅酸锂基无机树脂。
对比例1
对比例1与实施例5的不同之处在于：对比例1将硅酸锂溶液替换为硅酸钾溶液。其余组分和合成方法与实施例5相同。
对比例2
对比例2与实施例5的不同之处在于：对比例2将氢氧化锂溶液替换为氨水，其余组分和合成方法与实施例5相同。
对比例3
对比例3与实施例5的不同之处在于：对比例3将氢氧化锂溶液替换为氢氧化钾溶液，其余组分和合成方法与实施例5相同。
对比例4
对比例4与实施例5的不同之处在于：对比例4的合成方法是先水解再偶联，包括以下步骤：
1)加入硅酸锂溶液到恒温装置内，控制温度在50～60℃，搅拌；
2)加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，搅拌反应2h；在本对比例4中，树脂在步骤2)时已经胶化凝固，所以无法进行后续偶联步骤。即先水解再偶联是无法得到流动态的涂料。
性能测试
取实施例1～5和对比例1～3的无机树脂20份，再加入去离子水30份、分散剂0.1份、润湿剂0.32份、硅藻土5份、丙烯酸溶液10份、成膜助剂0.5份和流平剂0.5份制成涂料，对涂料进行性能测试，结果如表2。再取实施例1～5的涂料分别静置在常温(20～30℃)下3个月、6个月、8个月、12个月和18个月，观察涂料在容器中有无结块、凝聚和霉变现象，结果见表3。
表2实施例1～5和对比例1～3的涂料的性能数据测试
Figure BDA0003557191730000061
Figure BDA0003557191730000071
表3实施例1～5的涂料在长时间放置后的情况
Figure BDA0003557191730000072
如表2所示，对比例1将硅酸钾溶液替代了硅酸锂溶液，硅酸钾在水中会与溶于水中的CO2发生反应生成碳酸钾，碳酸钾溶解性高，所以会随着水从涂料内部迁移到涂料表面，所以对比例1的耐水性不合格。对比例2将氢氧化锂替换为氨水，氨水容易挥发，耐热性不佳，挥发后涂料会分层。对比例3将氢氧化锂溶液替换戴氢氧化钾，引入了钾离子，钾离子容易溶于水，导致涂料的耐水性不佳。对比例4是先水解再偶联，会影响涂料的稳定性和耐热性。所以以实施例1～5的无机树脂作为原料的涂料均有良好的耐候性和稳定性，符合涂料的标准。
由表3可知，实施例1和2由于没有加入有机硅树脂和硅丙乳液，在放置12个月后出现了结块现象，而实施例3和4分别都只加入了有机硅树脂和硅丙乳液中的一种，仅能稳定储存12个月。实施例5由于加入了有机硅树脂和硅丙乳液，所以能稳定储存18个月，说明有机硅树脂和硅丙乳液能有效提高涂料的稳定性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种硅酸锂基无机树脂，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：硅酸锂溶液30～60份、3-脲丙基三乙氧基硅烷1～5份、氢氧化锂溶液10～30份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5～20份和甲基三乙氧基硅烷5～20份。
2.如权利要求1所述的硅酸锂基无机树脂，其特征在于，所述硅酸锂溶液的浓度为20～25％，模数为4～10。
3.如权利要求1所述的硅酸锂基无机树脂，其特征在于，所述氢氧化锂溶液的浓度为5～15％。
4.如权利要求1所述的硅酸锂基无机树脂，其特征在于，所述硅酸锂基无机树脂还包括有机硅树脂0.1～10份。
5.如权利要求4所述的硅酸锂基无机树脂，其特征在于，所述有机硅树脂为带甲基和苯基的有机硅树脂乳液。
6.如权利要求1所述的硅酸锂基无机树脂，其特征在于，所述硅酸锂基无机树脂还包括硅丙乳液0.1～10份。
7.权利要求1～6任一项所述的硅酸锂基无机树脂的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)加入硅酸锂溶液到恒温装置内，搅拌；
2)加入3-脲丙基三乙氧基硅烷，再加入氢氧化锂溶液调节pH为11～12.5；
3)继续加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，再加入甲基三乙氧基硅烷，进行搅拌反应，冷却后，即制得所述硅酸锂基无机树脂。
8.如权利要求7所述的硅酸锂基无机树脂的合成方法，其特征在于，步骤1)中，恒温装置控制温度在50～60℃；步骤3)中，加入甲基三乙氧基硅烷后搅拌反应1～2h。
9.如权利要求7所述的硅酸锂基无机树脂的合成方法，其特征在于，步骤3)中，在加入甲基三乙氧基硅烷搅拌反应后，再加入硅树脂和/或硅丙乳液，搅拌反应2～3h。
10.权利要求1～6任一项所述的硅酸锂基无机树脂的应用，其特征在于，硅酸锂基无机树脂用于制备涂料。
CN202210281702.6A 2022-03-21 2022-03-21 一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用 Pending CN114736546A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210281702.6A CN114736546A (zh) 2022-03-21 2022-03-21 一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210281702.6A CN114736546A (zh) 2022-03-21 2022-03-21 一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114736546A true CN114736546A (zh) 2022-07-12

Family

ID=82277706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210281702.6A Pending CN114736546A (zh) 2022-03-21 2022-03-21 一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114736546A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115895307A (zh) * 2022-12-12 2023-04-04 成都迪泰化工有限公司 一种砂壁状纯色质感天成石涂料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115895307A (zh) * 2022-12-12 2023-04-04 成都迪泰化工有限公司 一种砂壁状纯色质感天成石涂料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114716852A (zh) 一种硅酸锂内外墙涂料及其制备方法
CN114736546A (zh) 一种硅酸锂基无机树脂及其合成方法和应用
CN103351671A (zh) 一种高效防污抗菌的外墙涂料及其制备方法
CN105585998B (zh) 单组份钛酸酯无卤阻燃型有机硅密封胶
CN114015268A (zh) 一种无机纳米陶瓷纤维保温绝热阻燃涂料
CN116285631A (zh) 一种水性彩钢瓦用隔热涂料及其制备方法
CN103351679A (zh) 一种保温隔热型外墙涂料及其制备方法
CN104151939A (zh) 一种高附着力的喷码用玻璃油墨
CN109897182A (zh) 一种水性大分子量硅烷偶联剂及其制备方法
KR101800969B1 (ko) 수용성 도료 조성물
JP2002060712A (ja) 水性接着剤組成物
CN112409887A (zh) 一种防腐耐候粉末涂料及其制备方法
CN110015863B (zh) 一种电熔砖铸造砂型用水玻璃的改性剂及其制备的改性水玻璃
CN108610858A (zh) 一种环保型水性涂料及其生产工艺
CN114456658B (zh) 密封胶底涂液及其制备方法
KR101153784B1 (ko) 기능성 도료 조성물 및 그 제조 방법
CN104629514A (zh) 一种内墙腻子膏及其制备方法
CN111234110A (zh) 一种环保型牛皮纸淀粉胶的制备方法
CN106752531A (zh) 一种环保外墙涂料及其制备方法
CN115895370A (zh) 耐火防水超耐候单组分微水泥涂料
CN102585234B (zh) 一种大分子偶联剂、其制备方法及其用途
JPS61233065A (ja) 無機系組成物バインダ−
CN110484047B (zh) 一种腻平粘结料及其制备方法
CN113861765A (zh) 一种芳纶纤维改性的聚合物水泥防水涂料及其制备方法
JPH08188442A (ja) 低温度硬化性組成物とガラス質コーティング膜の形成法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 528458 Longtang Management Zone, Wuguishan Town, Zhongshan City, Guangdong Province

Applicant after: ZHONGSHAN HUASHAN HI-TECH CERAMIC MATERIAL CO.,LTD.

Applicant after: Zhongshan Baoxin Coating Technology Co.,Ltd.

Address before: 528400 card 1, office building a, plant a, No. 1, Futian Third Road, Gangkou Town, Zhongshan City, Guangdong Province

Applicant before: Zhongshan Baoxin Coating Technology Co.,Ltd.

Applicant before: ZHONGSHAN HUASHAN HI-TECH CERAMIC MATERIAL CO.,LTD.