一种无机防水耐老化涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑涂料技术领域，具体涉及一种无机防水耐老化涂料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 改革开放三十多年来，我国经济持续快速增长，各项建设取得举世瞩目的成就，但 同时也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，经济社会与资源环境之间的矛盾日趋尖 锐。与此同时，温室气体引起全球气候变暖的现实正在受到国际社会的广泛关注。进一步加 强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。为了实现全球经济的可持续性发展， 各国政府都出台了越来越严格的V0C排放标准，对于涂料行业，树脂的水性化是降低V0C最 为理想的方法，目前开发出来的水性有机树脂的力学性能、耐介质性能极大的限制了工业 推广，但其耐老化性能的不足也尤为突出。
[0003] 无机涂料有着与生倶来的环保优势，其生成的无机高分子聚合物不含碳元素，对 环境不构成压力，成膜后有着超高的硬度、优异的耐候性和巨大的成本优势。然而，常见的 无机涂料都存在一定的缺陷，如硅酸盐基无机涂料耐水性不佳，硅溶胶基无机涂料存在成 膜收缩率大、机械性能较差的问题，从而限制了它们的应用推广。因此，急需开发出一种性 能好、绿色环保的无机防水耐老化涂料。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种无机防水耐老化涂料，该涂料具 有优异的防水、耐老化性能，且无毒环保。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种上述防水耐老化涂料的制备方法，该方法操作简 单、生产方便、对设备的要求低，适用于工业化大规模生产。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。
[0007] -种无机防水耐老化涂料，由下述重量份的原料组成。
[0008] 硅溶胶： 50~60 ; 海泡石：8~10。
[0009] 颜料： 5~8; 填充剂：8~20。
[0010] 消泡剂： 0· 2~0· 5 ; 增稠剂：0· 5~1。
[0011] 作为一种优选方案，本发明还包括pH调节剂和杀菌防霉剂。
[0012] 进一步地，本发明所述硅溶胶为25%~30%的碱性硅溶胶。
[0013] 进一步地，本发明所述填充剂为氢氧化铝、硅烷改性氧化锌、硅烷改性硅灰石或硅 烷改性重钙粉中的一种或两种以上的混合物。
[0014] 进一步地，本发明所述颜料为无机矿物颜料。
[0015] 进一步地，本发明所述增稠剂为硅酸镁铝。
[0016] 进一步地，本发明所述消泡剂为水性消泡剂。
[0017] 进一步地，本发明所述硅烷改性氧化锌、硅烷改性硅灰石或硅烷改性重钙粉的制 备方法按如下步骤实施。
[0018] 将氧化锌按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加氧化锌量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子 水，于38 °C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定 42°C下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未 反应的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性氧化锌。
[0019] 将硅灰石按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加氧化锌量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子 水，于38 °C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定 42°C下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未 反应的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性硅灰石。
[0020] 将重钙粉按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加氧化锌量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子 水，于38 °C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定 42°C下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未 反应的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性重钙粉。
[0021] 上述无机防水耐老化涂料的制备方法，可按如下步骤实施。
[0022] (1)将海泡石、颜料及填充剂加入硅溶胶中浸泡，分散。
[0023] (2)高速分散，至细度小于50 μm，控制体系温度低于50 ° C。
[0024] (3)降低搅拌转速，加入消泡剂、增稠剂、pH调节剂及杀菌防霉剂，分散均匀后即得 目的产物。
[0025] 进一步地，本发明所述步骤（1)中，浸泡时间为3h，然后于1500 r/min条件下分散 lOmin ;所述步骤（2)中，以3000 r/min高速分散20 min ;所述步骤（3)中，降低搅拌转速至 800 r/min〇
[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下优点。
[0027] 1、本发明的无机防水防腐涂料主要成分是硅溶胶和改性填料，硅溶胶具有较大的 比表面积，容易形成网状结构，而且这种结构具有不可逆性，因此本发明涂膜坚硬、耐水、耐 化学性能优异，且硅溶胶涂膜不产生静电，因此不易吸灰、耐污性优异，涂膜还具有优异的 稳定性，耐候、耐高温性能。
[0028] 2、本发明中海泡石与其他针状物相比，具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高 的优点，遇水变柔软的特性也是其他纤维不具有的。针状物的加入，很好的解决了硅溶胶成 膜易开裂的问题。
[0029] 3、经硅烷偶联剂改性过后的填料，表面有碳链及活泼羟基，能与硅溶胶更好的亲 和，同时增加涂膜韧性及对基材的附着力，替代了乳液的使用。
[0030] 4、本发明水性防水防腐涂料的制备方法具有操作简单、生产方便、对设备的要求 低，适用于工业化大规模生产的特性。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所 述。
[0032] 实施例1。
[0033] 一种无机防水耐老化涂料，它由下述重量份的原料组成：硅溶胶：60 ;海泡石：10 ; 硅烷改性云母：5 ;无机矿物颜料：8 ;硅烷改性重钙粉：6 ;硅烷改性氧化锌：4 ;硅烷改性硅 灰石：4 ;水性消泡剂：0. 5 ;硅酸镁铝：0. 6。
[0034] 上述无机防水耐老化涂料的制备方法，可按如下步骤实施。
[0035] (1)按计量将海泡石、无机矿物颜料及填充剂(硅烷改性云母、硅烷改性重钙粉、硅 烷改性氧化锌及硅烷改性硅灰石）加入硅溶胶中浸泡，浸泡时间为3h，然后于1500 r/min 条件下分散l〇min。
[0036] (2)以3000 r/min高速分散，至细度小于50 μm，控制体系温度低于50 ° C。
[0037] (3)降低搅拌转速至800 r/min，按计量加入水性消泡剂、硅酸镁铝，分散均匀后即 得目的产物。
[0038] 硅烷改性云母、硅烷改性重钙粉、硅烷改性氧化锌或硅烷改性硅灰石的制备方法 按如下步骤实施。
[0039] 将云母按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加云母量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子水， 于38°C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定42°C 下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未反应 的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性云母。
[0040] 将重钙粉按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加重钙粉量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子 水，于38 °C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定 42°C下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未 反应的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性重钙粉。
[0041] 将氧化锌按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加氧化锌量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子 水，于38 °C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定 42°C下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未 反应的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性氧化锌。
[0042] 将硅灰石按固液比1:5加入到无水乙醇中，磁力搅拌lOmin，然后以质量百分含量 计，滴加硅灰石量2%~10%的KH560硅烷偶联剂，之后滴加偶联剂质量5%~15%的去离子 水，于38 °C下回流搅拌lh，然后滴加 KH560质量50%~90%的KH602硅烷偶联剂，于一定 42°C下回流搅拌lh，将反应完成后的料浆抽滤后，用无水乙醇和蒸馏水各洗涤3次，去除未 反应的偶联剂；悬浮液再经抽滤、烘干、磨细即得硅烷改性硅灰石。
[0043] 实施例2。
[0044] 一种无机防水耐老化涂料，它由下述重量份的原料组成：硅溶胶：55 ;海泡石：10 ; 硅烷改性云母：8 ;无机矿物颜料：6 ;硅烷改