本發(fā)明涉及涂料領域，具體涉及一種新型環(huán)保水性無機涂料及其制備方法。
背景技術：
當前，室內裝修所用涂料大多數為乳膠漆，乳膠漆主要是以丙烯酸酯共聚樹脂乳液為基料、以水為分散劑的一大類合成樹脂乳液涂料。雖然該類聚合樹脂本身安全無毒性，但樹脂中殘留的部分未聚合的可揮發(fā)性有毒游離單體和添加的各種有機助劑仍會對室內空氣造成污染，對人身健康產生危害。隨著人們健康環(huán)保意識的不斷增強，對室內裝修涂料的環(huán)保要求也越來越高。另外，合成樹脂乳液原料均來源于有限的石油資源。因此，開發(fā)出生產工藝簡單、低成本、安全無毒的新一代涂料來替代有機涂料顯得非常迫切。
無機涂料是一種以無機材料為主要成膜物質的涂料。無機涂料可通過化學鍵與墻面基體材料牢固結合，形成無機聚合物防腐涂層，該涂層附著力強，防火阻燃，防腐防霉性好，其優(yōu)良的透氣性可保持墻面干爽，且耐老化性優(yōu)于大多數有機涂料，因而具有優(yōu)良的技術經濟性。水性無機涂料以水為分散介質及稀釋劑，不含voc、游離甲醛、苯類等有毒性物質，對環(huán)境無污染，對人體無危害，是完全符合環(huán)保要求的綠色建筑產品。水性無機涂料以硅酸鹽(主要為硅酸鈉)水溶液為無機物間的黏合劑，該類涂料結合力強、強度高，耐堿性、耐熱性好，然而硅酸鈉黏合劑的耐水性較差，降低了該涂料的使用壽命，極大制約了其在建筑涂料領域中的大規(guī)模應用。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種新型環(huán)保水性無機涂料，該涂料存儲穩(wěn)定性好、附著力強、堅韌性好、防腐抗菌、耐沾污、抗老化、耐熱性好、環(huán)保無毒且耐水耐堿性能優(yōu)良。
為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種新型環(huán)保水性無機涂料，包括以下重量份數原料：高嶺土55～65份、鈦白粉20～30份、水玻璃12～20份、水玻璃促硬劑1～3份、納米氧化鋅1～5份、超細硅灰石粉5～10份、納米碳酸鈣1～10份、超細白云母粉1～5份、聚乙烯醇7～15份、超細二硫化鉬粉1～4份、納米二氧化硅2～10份、納米氧化鎂2～12份、納米氧化鋁2～12份、氯化鎂1～3份、ph值調節(jié)劑2～5份、防水劑1～8份、消泡流平劑6～10份、增稠防沉劑1～3份、水280～310份。
具體的說，所述聚乙烯醇是聚合度為1700、醇解度為99％的聚乙烯醇1799。
具體的說，所述水玻璃為硅酸鈉或/和硅酸鉀。
具體的說，所述水玻璃促硬劑為氯化鈣。
具體的說，所述ph調節(jié)劑為結晶氯化鋁、聚合氯化鋁、六水氯化鐵中至少一種。
具體的說，所述消泡流平劑為硬脂酸、聚丙烯酸酯和硅油的組合。
具體的說，所述防水劑為甲基硅酸鈉。
具體的說，所述增稠防沉劑為鈣基膨潤土或/和鈉基膨潤土。
優(yōu)選的，納米氧化鎂重量份數為氯化鎂重量份數的2～4倍。
本發(fā)明還提供了上述新型環(huán)保水性無機涂料的制備方法，該制備方法設計合理，步驟簡單，操作方便，可控性強。
為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種新型環(huán)保水性無機涂料的制備方法，包括以下步驟，
s1、制備聚乙烯醇水溶液：按比將聚乙烯醇加入到水中，在攪拌條件下升溫至85～90℃后保溫，直至聚乙烯醇完全溶解，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；
s2、制備水性漿料：按比將剩余的除消泡流平劑以外的原料添加入到聚乙烯醇水溶液中，攪拌均勻，得到混合物料，再將得到的混合物料在15～35℃、轉速為800～1200r/min條件下砂磨3～6小時，得到均勻細膩的水性漿料；
s3、制備水性無機涂料：按比將消泡流平劑加入水性漿料中，并在15～35℃、轉速為600～900r/min條件下砂磨2～4小時，制得綠色環(huán)保的水性無機涂料。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明水性無機涂料不僅具有防火阻燃、抗菌防霉、涂膜附著力強、強度硬度高、抗刮耐磨的特點，還具有優(yōu)良的耐水耐堿性能和存儲穩(wěn)定性，不含對人體健康有害的甲醛、苯系物、可揮發(fā)性有機化合物(voc)和重金屬元素，綠色環(huán)保，完全符合國家的節(jié)能環(huán)保要求，且適用于工業(yè)化生產。
(2)本發(fā)明以無機物氯化鈣作為水玻璃的促硬劑，可有效增強水性無機涂料的固化強度。
(3)本發(fā)明以超細二硫化鉬粉作為聚乙烯醇(pva)的補強劑，改善pva的熱穩(wěn)定性和拉伸強度，增加涂膜的強度；還利用二硫化鉬的優(yōu)良導電性與潤滑性提高涂膜的防靜電性和耐沾污性，增強涂膜的潤滑特性并減少涂膜磨損。
(4)本發(fā)明綜合利用tio2和zno納米粒子之間的耦合作用，有效增強涂料的光催化降解揮發(fā)性有機物的能力，殺滅各種細菌，還可以起到紫外屏蔽作用，提高涂料的抗紫外老化性能。
(5)本發(fā)明利用超細白云母粉的耐酸、耐堿、耐高溫性能，提高涂料的阻燃性和耐化學腐蝕性，還可利用白云母特殊的層片狀結構形成致密保護層，提高涂膜的機械強度與韌性，防止涂膜開裂和粉化，增強涂膜的防水抗?jié)B性；此外，還能提高涂料的遮蓋力，減少高價顏料的用量、降低成本。
(6)本發(fā)明以化學性質較為溫和的路易斯酸(結晶氯化鋁、聚合氯化鋁、六水氯化鐵)作為水性涂料漿體的ph值調節(jié)劑，過程簡易可控、安全環(huán)保。
(7)本發(fā)明以甲基硅酸鈉作為無機涂料防水劑，利用其分子結構中的硅醇基與水玻璃中的硅醇基之間的脫水交聯反應，形成優(yōu)異的疏水層，增加涂膜的密實度，從而實現高效防水效果。
(8)本發(fā)明利用特定量的氧化鎂與氯化鎂在涂料中形成菱鎂水泥，可極大提高無機涂料的強度、硬度、抗水性及附著力。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限于以下實施例。
實施例1
一種新型環(huán)保水性無機涂料，包括以下重量份數原料：高嶺土50份、鈦白粉30份、硅酸鈉12份、氯化鈣1份、納米氧化鋅3份、超細硅灰石粉10份、納米碳酸鈣8份、超細白云母粉2份、聚乙烯醇1799有14份、超細二硫化鉬粉4份、納米二氧化硅6份、納米氧化鎂4份、納米氧化鋁6份、氯化鎂1份、結晶氯化鋁3份、甲基硅酸鈉3份、消泡流平劑10份(消泡流平劑中的硬脂酸、聚丙烯酸酯和硅油的質量比為3:2:5)、鈉基膨潤土2份、水290份。
上述新型環(huán)保水性無機涂料的制備方法，包括以下步驟，
s1、制備聚乙烯醇水溶液：按比將聚乙烯醇1799加入到水中，在攪拌條件下升溫至87℃后保溫，直至聚乙烯醇完全溶解，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；
s2、制備水性漿料：按比將剩余的除消泡流平劑以外的原料添加入到聚乙烯醇水溶液中，攪拌均勻，得到混合物料，再將得到的混合物料在15℃、轉速為1200r/min條件下砂磨6小時，得到均勻細膩的水性漿料；
s3、制備水性無機涂料：按比將消泡流平劑加入水性漿料中，并在35℃、轉速為600r/min條件下砂磨2小時，制得綠色環(huán)保的水性無機涂料。
實施例2
一種新型環(huán)保水性無機涂料，包括以下重量份數原料：高嶺土58份、鈦白粉28份、硅酸鉀15份、氯化鈣2份、納米氧化鋅2份、超細硅灰石粉6份、納米碳酸鈣6份、超細白云母粉3份、聚乙烯醇1799有9份、超細二硫化鉬粉2份、納米二氧化硅4份、納米氧化鎂6份、納米氧化鋁8份、氯化鎂2份、聚合氯化鋁2份、甲基硅酸鈉3份、消泡流平劑8份(消泡流平劑中的硬脂酸、聚丙烯酸酯和硅油的質量比為2:1:5)、鈣基膨潤土3份、水305份。
上述新型環(huán)保水性無機涂料的制備方法，包括以下步驟，
s1、制備聚乙烯醇水溶液：按比將聚乙烯醇加入到水中，在攪拌條件下升溫至85℃后保溫，直至聚乙烯醇完全溶解，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；
s2、制備水性漿料：按比將剩余的除消泡流平劑以外的原料添加入到聚乙烯醇水溶液中，攪拌均勻，得到混合物料，再將得到的混合物料在35℃、轉速為800r/min條件下砂磨3小時，得到均勻細膩的水性漿料；
s3、制備水性無機涂料：按比將消泡流平劑加入水性漿料中，并在15℃、轉速為900r/min條件下砂磨4小時，制得絕色環(huán)保的水性無機涂料。
實施例3
一種新型環(huán)保水性無機涂料，包括以下重量份數原料：高嶺土63份、鈦白粉22份、硅酸鈉7份、硅酸鉀8份、氯化鈣1.5份、納米氧化鋅5份、超細硅灰石粉5份、納米碳酸鈣2份、超細白云母粉4份、聚乙烯醇1799有12份、超細二硫化鉬粉4份、納米二氧化硅10份、納米氧化鎂5份、納米氧化鋁4份、氯化鎂2.5份、六水氯化鐵2份、甲基硅酸鈉7份、消泡流平劑7份(消泡流平劑中的硬脂酸、聚丙烯酸酯和硅油的質量比為3:1:3)、鈣基膨潤土0.5份、鈉基膨潤土1.5份、水295份。
上述新型環(huán)保水性無機涂料的制備方法，包括以下步驟，
s1、制備聚乙烯醇水溶液：按比將聚乙烯醇加入到水中，在攪拌條件下升溫至90℃后保溫，直至聚乙烯醇完全溶解，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；
s2、制備水性漿料：按比將剩余的除消泡流平劑以外的原料添加入到聚乙烯醇水溶液中，攪拌均勻，得到混合物料，再將得到的混合物料在25℃、轉速為1000r/min條件下砂磨4.5小時，得到均勻細膩的水性漿料；
s3、制備水性無機涂料：按比將消泡流平劑加入水性漿料中，并在25℃、轉速為850r/min條件下砂磨3小時，制得綠色環(huán)保的水性無機涂料。
實施例4
一種新型環(huán)保水性無機涂料，包括以下重量份數原料：高嶺土65份、鈦白粉20份、硅酸鈉20份、氯化鈣3份、納米氧化鋅1份、超細硅灰石粉10份、納米碳酸鈣3份、超細白云母粉5份、聚乙烯醇1799有15份、超細二硫化鉬粉4份、納米二氧化硅2份、納米氧化鎂5份、納米氧化鋁12份、氯化鎂2份、六水氯化鐵2份、甲基硅酸鈉8份、消泡流平劑9份(消泡流平劑中的硬脂酸、聚丙烯酸酯和硅油的質量比為3:2:4)、鈣基膨潤土3份、水280份。
上述新型環(huán)保水性無機涂料的制備方法，包括以下步驟，
s1、制備聚乙烯醇水溶液：按比將聚乙烯醇加入到水中，在攪拌條件下升溫至90℃后保溫，直至聚乙烯醇完全溶解，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；
s2、制備水性漿料：按比將剩余的除消泡流平劑以外的原料添加入到聚乙烯醇水溶液中，攪拌均勻，得到混合物料，再將得到的混合物料在20℃、轉速為900r/min條件下砂磨4小時，得到均勻細膩的水性漿料；
s3、制備水性無機涂料：按比將消泡流平劑加入水性漿料中，并在30℃、轉速為800r/min條件下砂磨2小時，制得綠色環(huán)保的水性無機涂料。
對實施例1～4制備的水性無機涂料進行性能檢測，結果如下表所示：
可以看出，本發(fā)明的水性無機涂料繼承了傳統的以硅酸鹽水溶液作為無機物間黏結劑的水性無機涂料的優(yōu)勢，除了具有附著力強、阻燃耐高溫、耐刮擦、耐堿性好，不含游離甲醛、苯系物、重金屬元素等優(yōu)勢的基礎上，其還具備耐沾污、防腐抗菌、強韌性高、存儲穩(wěn)定性好和優(yōu)良的耐水性，產品在生產和使用過程中綠色環(huán)保無毒害，滿足室內裝修的要求，且易于涂刷，施工便捷，適合大規(guī)模工業(yè)化生產。
上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不應當用于限制本發(fā)明的保護范圍，但凡在本發(fā)明的主體設計思想和精神上作出的毫無實質意義的改動或潤色，其所解決的技術問題仍然與本發(fā)明一致的，均應當包含在本發(fā)明的專利保護范圍之內。