專利名稱：一種單組份自清潔無機(jī)涂料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的無機(jī)涂料，尤其涉及一種單組份的硅酸鹽無機(jī)涂料及其生產(chǎn)方法，屬于材料工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著高層建筑物的興起，對(duì)外墻涂料的耐久性有了更高的要求，開發(fā)20年甚至50年內(nèi)無須重涂的涂料將成為涂料行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。那么有沒有一種永久或半永久的涂料呢？答案是肯定的。據(jù)德國KEM公司介紹，在十九世紀(jì)用“礦牌”涂料粉刷的建筑物歷經(jīng)百年風(fēng)雨洗禮至今仍保持極佳的效果。例如:瑞士的白鷹酒家(位于Stein am Rhein)市政廳(位于Schwyz)均于1891年涂刷，位于Oslo的建筑物于1895年涂刷，位于Traunstein(西德)的建筑物于1891年涂刷。 礦牌涂料的基本成分是液態(tài)硅酸鹽、礦物質(zhì)填充物及無機(jī)色素。該公司于1995年進(jìn)入中國，十多年過去了，人們對(duì)其還很陌生，與迅速擴(kuò)張的立邦涂料不可同日而語，究其原因，還是硅酸鹽涂料的施工方式過于煩瑣，一是雙組份包裝，需要稱量混合，現(xiàn)配現(xiàn)用；二是沉淀嚴(yán)重，需要借助專業(yè)電動(dòng)工具攪拌，不能滿足現(xiàn)代施工簡單便捷的需求。凡此種種，限制了硅酸鹽涂料的應(yīng)用范圍。我國無機(jī)硅酸鹽建筑涂料研究、開發(fā)始于70年代，早期是應(yīng)用于內(nèi)墻。70年代末研究開發(fā)了無機(jī)外墻涂料，80年代后期國內(nèi)研制了數(shù)種硅酸鉀、硅酸鈉涂料，由于采用涂料和固化劑分別包裝的雙組份工藝，在貯存過程中沉淀、結(jié)塊現(xiàn)象嚴(yán)重，涂料的開罐性差，無法與后來的丙烯酸酯有機(jī)乳膠漆相抗衡，市場份額逐年萎縮。近年來，為了減少對(duì)石油衍生品的依賴，加之國內(nèi)高層建筑的興起及翻修成本的增加，耐侯性優(yōu)異的無機(jī)涂料重新引起人們的重視。因?yàn)闊o機(jī)涂料的耐老化性及與水泥之間優(yōu)異的結(jié)合力是絕大多數(shù)相同成本的有機(jī)涂料難以達(dá)到的，具有獨(dú)特的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前國內(nèi)生產(chǎn)硅酸鹽建筑涂料的廠家尚在起步階段，其產(chǎn)品與有機(jī)類的涂料產(chǎn)品相比，雖然在耐久性上具有優(yōu)勢(shì)，但在開罐性、施工便捷性等方面還有不小的差距，難以得到市場的認(rèn)可，產(chǎn)品存在著很大的改進(jìn)空間。由此可見，此項(xiàng)目具備了新穎性與實(shí)用性。光觸媒是光+觸媒(催化劑)[catalyst]的合成詞。光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱。用光觸媒在光的照射下，會(huì)產(chǎn)生類似光合作用的光催化反應(yīng)，產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，具有很強(qiáng)的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機(jī)化合物，能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和固化病毒的蛋白質(zhì)，可殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)污染物，把有機(jī)污染物分解成無污染的水、二氧化碳和其它無害物質(zhì)，因而具有極強(qiáng)的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。光觸媒作為一種新材料，光觸媒作為新材料應(yīng)用，在對(duì)各種空氣污染物的凈化上，對(duì)甲醛、苯、苯系物、硫化物、氨化物有明顯的分解，在建筑外立面的自清潔方面也已有應(yīng)用。2012年由中國科學(xué)院蘇州納米研究所推出一款光催化納米罩面透明涂料，主要應(yīng)用在建筑涂料的表面及幕墻玻璃上。與之不同的是，本發(fā)明旨在賦予建筑涂料本身具有自潔性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明在硅酸鹽水泥外加劑領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)，提出一種硅酸鹽無機(jī)涂料及其生產(chǎn)方法，以此填補(bǔ)無機(jī)外墻涂料的空白。本發(fā)明上述第一個(gè)目的，一種單組份自清潔無機(jī)涂料，為以液態(tài)硅酸鹽為基礎(chǔ)原料的乳狀膠漆涂料，其特征在于:所述單組份自清潔無機(jī)涂料按重量配比包括50 60%的液態(tài)硅酸鹽、I 2%的緩釋型固化劑、I 3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25 60%的顏填料、5 10%的添加劑混合物和5 10%的水。進(jìn)一步地，所述液態(tài)硅酸鹽至少為鉀鹽。進(jìn)一步地，所述顏填料指的是無機(jī)顏料與填料的混合物，所述無機(jī)顏料為白色無機(jī)顏料或有色無機(jī)顏料。進(jìn)一步地，所述液態(tài)硅酸鹽中復(fù)合溶有質(zhì)量比重I 2%的納米級(jí)二氧化鈦。本發(fā)明上述第二個(gè)目的，單組份自清潔無機(jī)涂料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括步驟:1、按質(zhì)量配比50 60%的液態(tài)硅酸鹽、I 2%的緩釋型固化劑、I 3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25 60%的顏填料、5 10%的添加劑混合物和5 10%的水準(zhǔn)備原料；I1、將除緩釋型固化劑外的原料在高速分散釜中分散均勻，再用研磨機(jī)研磨制成漿料JI1、將漿料放入調(diào)合釜并加入緩釋型固化劑，緩速攪拌至均勻；IV、過濾得單組份自清潔無機(jī)涂料成品。進(jìn)一步地，步驟I在所述液態(tài)硅酸鹽中溶入具有光催化作用的納米級(jí)二氧化鈦。進(jìn)一步地，步驟II制備所述耐高堿輔助有機(jī)樹脂的過程為:采用乳液聚合法將丙烯酸酯單體合成乳液，經(jīng)噴霧干燥成粉末狀。進(jìn)一步地，步驟II將除緩釋型固化劑外的原料在高速分散釜中分散均勻，同時(shí)緩緩添加緩釋型固化劑。應(yīng)用本發(fā)明的無機(jī)涂料技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了單組份且穩(wěn)定的無機(jī)涂料，賦予涂料本身粘度即流變性，杜絕了沉淀結(jié)塊現(xiàn)象；順應(yīng)現(xiàn)代施工趨于便捷的發(fā)展潮流。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有外墻涂料耐侯性及耐沾污性的欠缺與不足，創(chuàng)新提出了一種單組份的硅酸鹽無機(jī)涂料及其生產(chǎn)方法，旨在實(shí)現(xiàn)外墻涂料的光催化自潔。從該新型的外墻涂料來看，該種硅酸鹽無機(jī)涂料，其是以液態(tài)硅酸鹽為基礎(chǔ)原料的。其區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)是該硅酸鹽無機(jī)涂料為液態(tài)硅酸鹽與耐高堿的水溶性聚合物復(fù)配混合并含有緩釋型固化劑的無機(jī)涂料，其中液態(tài)硅酸鹽與耐高堿的水溶性聚合物的復(fù)配比例介于10:1 10:3，其中耐高堿的水性聚合物至少為2%，固化劑至少為1%。按重量配比包括50 60%的液態(tài)硅酸鹽、I 2%的緩釋型固化劑、I 3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25 60%的顏填料、5 10%的添加劑混合物和5 10%的水。作為上述技術(shù)方案 的進(jìn)一步深化，該液態(tài)硅酸鹽至少與無機(jī)顏料的相容性良好，且其中可以根據(jù)所需的外墻設(shè)計(jì)顏色添加有色顏料，使涂層呈現(xiàn)長期穩(wěn)定的色彩。此外，為了提高建筑物外墻自清潔的能力，在該無機(jī)涂料中還復(fù)合溶有納米級(jí)二氧化鈦，借助于陽光中的紫外線和雨水，能有效降低表層污染物的附著，且能殺菌和凈化空氣，有利于人們的健康。本發(fā)明無機(jī)涂料的生產(chǎn)方法來看，其賴以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)包括步驟:1、按質(zhì)量配比50 60%的液態(tài)硅酸鹽、I 2%的緩釋型固化劑、I 3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25 60%的顏填料、5 10%的添加劑混合物和5 10%的水準(zhǔn)備原料；I1、將除緩釋型固化劑外的原料在高速分散釜中分散均勻，再用研磨機(jī)研磨制成漿料；111、將漿料放入調(diào)合釜并加入緩釋型固化劑，緩速攪拌至均勻；IV、過濾得單組份自清潔無機(jī)涂料成品。在上述實(shí)質(zhì)性步驟的基礎(chǔ)上，各步驟還可進(jìn)一步細(xì)化如下。步驟I在所述液態(tài)硅酸鹽中溶入具有光催化作用的納米級(jí)二氧化鈦。步驟II制備所述耐高堿輔助有機(jī)樹脂的過程為:采用乳液聚合法將丙烯酸酯單體合成乳液，經(jīng)噴霧干燥成粉末狀。步驟II還可優(yōu)化為:將除緩釋型固化劑外的原料在高速分散釜中分散均勻，同時(shí)緩緩添加緩釋型固化劑。以下通過多個(gè)實(shí)施例詳細(xì)介紹該種硅酸鹽無機(jī)涂料的產(chǎn)品特性及生產(chǎn)制備過程。實(shí)施例一，復(fù)配比例1:先將1500克的硅酸鉀(模數(shù)=3.2，下同)、150克的添加劑混合物(包括消泡劑、潤濕劑、分散劑、疏水劑及改性纖維素醚等)及700克的顏填料混合后在高速分散釜中分散，經(jīng)砂磨機(jī)研磨制備好漿料并移入調(diào)和釜；再加入150克的緩釋型固化劑，慢速攪拌均勻，過濾后可制得普通型無機(jī)涂料。該涂料的性能達(dá)到國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T26-2002的技術(shù)要求，貯存時(shí)間達(dá)到6個(gè)月。實(shí)施例二，復(fù)配比例2+輔助有機(jī)樹脂:先將1500克的硅酸鉀、150克的添加劑混合物(包括消泡劑 、潤濕劑、分散劑、疏水劑及改性纖維素醚等)及700克的顏填料混合后在高速分散釜中分散，經(jīng)砂磨機(jī)研磨制備好漿料并移入調(diào)和釜；再加入60克的輔助有機(jī)樹脂及150克的緩釋型固化劑，慢速攪拌均勻，過濾后可制得具有韌性的無機(jī)涂料。與實(shí)施例一產(chǎn)品相比，其附著力得到加強(qiáng)，對(duì)基材的適應(yīng)性有所提高。實(shí)施例三，復(fù)配比例3+輔助有機(jī)樹脂+納米級(jí)二氧化鈦:先將1500克的硅酸鉀、約150克的添加劑混合物(包括消泡劑、潤濕劑、納米分散劑、疏水劑及改性纖維素醚等)、60克的納米級(jí)二氧化鈦(銳鈦型)及70顏填料混合后在高速分散釜中分散，經(jīng)砂磨機(jī)反復(fù)研磨制備好漿料并移入調(diào)和釜；再加入60克的輔助有機(jī)樹脂及15克的緩釋型固化劑，慢速攪拌均勻，過濾后可制得具有自清潔功能的無機(jī)涂料。與實(shí)施例二產(chǎn)品相比，具有在紫外線作用下分解有機(jī)污物的功能，可使涂層經(jīng)久彌新。通過上述的詳細(xì)描述和實(shí)施例介紹可以看出，采用本發(fā)明方法制備的高性能無機(jī)涂料涂覆于水泥砂漿表面會(huì)滲透到基材內(nèi)部，并緩慢與水泥基層中的氧化鈣反應(yīng)生成不溶于水的硅酸鈣，形成錨固效應(yīng)，使涂料與墻面牢固地結(jié)合為一體。與常規(guī)無機(jī)涂料相比，具有良好的自清潔功能，順應(yīng)現(xiàn)代高層建筑外立面自清潔的發(fā)展潮流。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單組份自清潔無機(jī)涂料，為以液態(tài)硅酸鹽為基礎(chǔ)原料的乳狀膠漆涂料，其特征在于:所述單組份自清潔無機(jī)涂料按重量配比包括50 60%的液態(tài)硅酸鹽、I 2%的緩釋型固化劑、I 3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25 60%的顏填料、5 10%的添加劑混合物和5 10%的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份自清潔無機(jī)涂料，其特征在于:所述液態(tài)硅酸鹽至少為鉀鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份自清潔無機(jī)涂料，其特征在于:所述顏填料指的是無機(jī)顏料與填料的混合物，所述無機(jī)顏料為白色無機(jī)顏料或有色無機(jī)顏料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份自清潔無機(jī)涂料，其特征在于:所述液態(tài)硅酸鹽中復(fù)合溶有質(zhì)量比重I 2%的納米級(jí)二氧化鈦。
5.權(quán)利要求1所述單組份自清潔無機(jī)涂料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括步驟: 1、按質(zhì)量配比50 60%的液態(tài)硅酸鹽、I 2%的緩釋型固化劑、I 3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25 60%的顏填料、5 10%的添加劑混合物和5 10%的水準(zhǔn)備原料； I1、將除緩釋型固化劑外的原料在高速分散釜中分散均勻，再用研磨機(jī)研磨制成漿料； II1、將漿料放入調(diào)合釜并加入緩釋型固化劑，緩速攪拌至均勻 IV、過濾得單組份自清潔無機(jī)涂料成品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單組份自清潔無機(jī)涂料的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟I在所述液態(tài)硅酸鹽中溶入具 有光催化作用的納米級(jí)二氧化鈦。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單組份自清潔無機(jī)涂料的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟II制備所述耐高堿輔助有機(jī)樹脂的過程為:采用乳液聚合法將丙烯酸酯單體合成乳液，經(jīng)噴霧干燥成粉末狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單組份自清潔無機(jī)涂料的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟II將除緩釋型固化劑外的原料在高速分散釜中分散均勻，同時(shí)緩緩添加緩釋型固化劑。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種單組份自清潔無機(jī)涂料，為以液態(tài)硅酸鹽為基礎(chǔ)原料的乳狀膠漆涂料，該單組份無機(jī)涂料按重量配比包括50～60%的液態(tài)硅酸鹽、1～2%的緩釋型固化劑、1～3%的耐高堿輔助有機(jī)樹脂、25～60%的添顏填料、5～10%的加劑混合物和5～10%的水。通過混合、分散、研磨、固化等一系列加工步驟，制得各種符合性能要求的單組份無機(jī)涂料。應(yīng)用本發(fā)明的無機(jī)涂料技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了單組份且穩(wěn)定的無機(jī)涂料，賦予涂料本身粘度即流變性，杜絕了沉淀結(jié)塊現(xiàn)象；順應(yīng)現(xiàn)代施工趨于便捷的發(fā)展潮流。
文檔編號(hào)C09D1/04GK103205144SQ20131015175
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者錢懷, 傅雁 申請(qǐng)人:弗克科技(蘇州)有限公司