一种硅酸盐无机水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅酸盐无机水性涂料及其制备方法。所述水性涂料包含以下组分：硅酸钾30～40重量％，水10～20重量％，填料30～40重量％，钛白粉10～15重量％，纤维素0.4～0.5重量％，分散剂0～1.0重量％，润湿剂0～1.0重量％，消泡剂0～1.0重量％，其中，所述硅酸钾的模数为3.5～4.0。根据本发明专利技术的水性涂料中有机物含量极低，但仍旧具有VOC未检出、防火等级A1级和AQ1级，以及非常优良的成膜性、附着性、耐水性、耐高温、耐擦洗、对比率、防霉性等性能。此外，根据本发明专利技术的硅酸盐无机水性涂料的制备方法操作步骤简单快捷，可以大规模制备，有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸盐无机水性涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，更具体地，涉及一种硅酸盐无机水性涂料及其制备方法。
技术介绍
内墙涂料，通常指在装修时在室内墙壁上涂刷的乳液型涂料，这类涂料主要以乳液等有机物作为主要粘接物质，搭配一些有机助剂和颜料、填料，涂刷到墙面后自然干燥，达到装饰和保护墙面的目的。但是随着人们生活水平日益提高，人们对生活环境装饰的舒适性、环保性和安全性要求越来越高，尤其是高层建筑的防火要求和儿童房VOC限量要求，使得现有的乳液型内墙涂料地位日趋尴尬，这主要是因为乳液在合成时很容易残留少量单体，即使经过提纯技术处理，仍可以检测出VOC含量，而且乳液作为有机物，极易燃烧，同时会产生大量的有毒有害的黑烟，故现有的乳液型内墙涂料很难做到VOC未检出和燃烧等级为A级的性能指标。因此目前市场上出现了无机涂料，其主要是采用硅酸盐和丙烯酸乳液进行复配的技术达到环保、防火、防潮防霉、耐沾污性好、使用寿命长等特点，但丙烯酸乳液的种类和含量就会对水性无机涂料的性能产生较大的影响，如丙烯酸乳液的含量会影响VOC含量、防火等级、防霉等性能，如丙烯酸乳液的种类会影响到产品储存稳定性、VOC含量、产品气味等性能，因此目前已知最好的内墙水性无机涂料配方中净味丙烯酸乳液含量为8～10％，高分子有机物含量为5～10％，由此才可以达到VOC未检出，防火等级A级的性能指标。然而，该涂料虽然可以达到A级防火要求，但在遇到高温火焰时，其漆膜中含有的少量高分子有机物还是会燃烧，放出少量有毒有害的浓烟，漆膜表面也会呈现灰黑色，对于发生室内火灾时，仍然是不小的安全隐患。因此，当前本领域仍需开发出一种在VOC、防火等级、产烟毒性、耐高温、稳定性、耐擦洗性等方面具有极为优良的性能的水性涂料。
技术实现思路
[技术问题]针对现有技术存在的不足，本专利技术的一个目的在于提供一种硅酸盐无机水性涂料，其在配方中完全摒弃丙烯酸乳液组分，而是选用特定模数的硅酸钾，并配合以特定类型和配比的其它组分，由此制得的无机水性涂料中有机物含量极低，具有VOC未检出、防火等级A1级和烟毒害等级AQ1级，以及非常优良的成膜性、附着性、耐水性、耐高温、耐擦洗、对比率、防霉性等性能。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述硅酸盐无机水性涂料的制备方法，所述方法步骤简单快捷，可以大规模制备，有利于工业化生产。[技术方案]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个实施方式提供了一种硅酸盐无机水性涂料，其包含以下组分：其中，所述硅酸钾的模数为3.5～4.0。在本专利技术中，所述水性涂料不含任何的有机溶剂和丙烯酸乳液组分，主要组分均为无机物，仅含有极少量的有机助剂(3.5重量％以下)，且这些有机助剂都被吸附和固定在含量众多的无机组分中，因而可以将VOC降至0，并且可以耐1200℃的高温，在遇到明火烘烤时，其漆膜也完全不会燃烧，更不会产生任何有毒有害烟雾，即使是长时间高温烘烤，漆膜也只是呈现灰白色，不会变黑。此外，即使不含有丙烯酸乳液，本专利技术的水性涂料也具有极其良好的成膜性、附着性、耐水性、耐高温、耐擦洗、对比率、防霉性等性能。特别是，虽然本专利技术中钛白粉的用量不高，但通过各组分的配合，依然获得了优良的对比率。本专利技术限定了所述硅酸钾的模数为3.5～4.0，在此范围内，所述水性涂料能够与墙壁底材中的氢氧化钙、砂等发生反应，产生非常牢固的化学键合作用并融为一体，附着性达到最佳；并且，所述水性涂料还能够吸附空气中的二氧化碳并与之反应，使得自身形成多孔且极为坚固的高透气性哑光无机涂层。由此可见，本专利技术在维持水性涂料的储存稳定性和上墙反应程度相平衡的同时最大化地提高水性涂料的反应活性。当所述硅酸钾的模数小于3.5时，水性涂料的反应活性增大，但稳定性会大大降低；而当所述硅酸钾的模数大于4.0时，水性涂料的稳定性虽然有所增强，但反应活性则会出现明显下降。进一步地，所述硅酸钾的模数可以优选为3.7～3.9。此外，本专利技术所述的水性涂料采用硅酸钾而非硅酸钠作为主要粘接物质，当替换为硅酸钠时，所述水性涂料在施用成膜后的耐水性会大大降低。并且，当硅酸钾的含量大于40重量％时，水性涂料的稳定性会出现下降，且对比率也会降低；而当硅酸钾的含量小于30重量％时，硅酸钾与墙体反应程度会降低，施用成膜后的耐擦洗次数和附着力也会明显下降。进一步地，所述硅酸盐无机水性涂料优选包含以下组分：进一步地，所述硅酸盐无机水性涂料更优选包含以下组分：在上述范围内，本专利技术的水性涂料能够具有更佳的成膜性、附着性、耐水性、耐高温、耐擦洗、对比率、防霉性等性能。所述填料可以包含高岭土和硅灰石，且高岭土和硅灰石的质量比可以为1:(1.05～1.3)，优选为1:1.1。所述分散剂可以选自SN-5040(购自日本诺普科)、CROSFECT-3500(购自上海信守助剂)、CROSFECT-3600(购自上海信守助剂)和WJ-60(购自佛山荷叶化工)中的任意一种。所述润湿剂可以选自BL9(购自上海华汉)、CROSFECT-202(购自上海信守助剂)和WJ-03(购自佛山荷叶化工)中的任意一种。所述消泡剂可以选自AF-34(购自上海澳润化工)、F-111(购自中亚助剂)和WJ-36(购自佛山荷叶化工)中的任意一种。根据本专利技术的另一个实施方式提供了上述硅酸盐无机水性涂料的制备方法，其包括以下步骤：(1)在500～800rpm的搅拌速度下依次将分散剂、润湿剂和1/3～2/3用量的消泡剂加入水中，(2)维持500～800rpm的搅拌速度向步骤(1)的所得物中加入钛白粉、填料和纤维素，之后在1200～1500rpm的搅拌速度下搅拌25～35分钟，(3)向步骤(2)的所得物中缓慢加入硅酸钾和余量的消泡剂，同时在在800～1000rpm的搅拌速度下搅拌4～6分钟。在本专利技术中，通过分批加入不同的组分，并在特定的速度下搅拌特定的时间，从而能够制得均质、稳定且性能俱佳的硅酸盐无机水性涂料。进一步地，所述步骤(1)可以优选为：在600～700rpm的搅拌速度下依次将分散剂、润湿剂和1/2用量的消泡剂加入水中。进一步地，所述步骤(2)可以优选为：维持600～700rpm的搅拌速度向步骤(1)的所得物中加入钛白粉、填料和纤维素，之后在1300～1400rpm的搅拌速度下搅拌30分钟，进一步地，所述步骤(3)可以优选为：向步骤(2)的所得物中缓慢加入硅酸钾和余量的消泡剂，同时在在850～950rpm的搅拌速度下搅拌5分钟。在上述范围内，本专利技术可以制得性能更加优异的硅酸盐无机水性涂料。[有益效果]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：根据本专利技术的硅酸盐无机水性涂料中有机物含量极低，但仍旧具有VOC未检出、防火等级A1级和烟毒害等级AQ1级，以及非常优良的成膜性、附着性、耐水性、耐高温、耐擦洗、对比率、防霉性等性能。此外，根据本专利技术的上述硅酸盐无机水性涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，包含以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，包含以下组分：



其中，所述硅酸钾的模数为3.5～4.0。


2.根据权利要求1所述的硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，所述硅酸钾的模数为3.7～3.9。


3.根据权利要求1所述的硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，包含以下组分：





4.根据权利要求3所述的硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，包含以下组分：





5.根据权利要求1所述的硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，所述填料包含质量比为1:(1.05～1.3)的高岭土和硅灰石。


6.根据权利要求1所述的硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，所述分散剂选自SN-5040、CROSFECT-3500、CROSFECT-3600和WJ-60中的任意一种。


7.根据权利要求1所述的硅酸盐无机水性涂料，其特征性在于，所述润湿剂选自BL9、CROSFECT-202和WJ-03中的任意一种。


8.根据权利要求1所述的硅酸盐无机水性涂料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海波，李慧敏，
申请(专利权)人：北京莱恩斯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11