一種彩色水泥涂料及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種涂料，特別涉及一種彩色水泥涂料。
[0002] 本發(fā)明還涉及上述彩色水泥涂料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 人類活動加劇了環(huán)境污染，尤其是化石能源以及各種生產(chǎn)制造活動所產(chǎn)生的揮發(fā) 性有機化合物（V0C)使得環(huán)境壓力日趨嚴峻。降低空氣中V0C含量、減少能源消耗是涂料 行業(yè)一個日益緊迫的問題，水性涂料、粉末涂料、光固化涂料及高固體分涂料作為四大新型 環(huán)保型涂料成為未來涂料發(fā)展的方向，低溫乃至常溫固化的環(huán)保涂料更是方興未艾。
[0004] 水泥，通常指硅酸鹽水泥，使用水為固化劑，而且可實現(xiàn)常溫固化。這說明水泥是 一種環(huán)保、節(jié)能的環(huán)境友好材料?？墒?，盡管水泥是一種廣泛使用的環(huán)境友好材料，普通水 泥很難作為涂層材料來使用。
[0005] 首先，水泥顏色比較單一，由于原料中含有鐵等雜質(zhì)元素，經(jīng)高溫燒結(jié)后，絕大多 數(shù)水泥為灰黑色，很難賦予更加豐富的顏色。要想獲得顏色豐富的水泥，即"彩色水泥"，只 能采用白水泥加顏料的方式。白水泥中包含了大量石膏（硫酸鈣）成分，而石膏是一種耐 水性較差的原料。因此，要想獲得耐水性好的淺色水泥，只能通過較純的原料來制取，制備 的成本相對較高。
[0006] 其次，即使通過采用高純度原料的方式制得了淺色水泥品種，由于普通硅酸鹽水 泥在使用過程中對固化劑水的用量是有嚴格要求的。水灰比是指混凝土中水的用量與水泥 用量的比值。水灰比影響混凝土的流變性能、水泥漿凝聚結(jié)構(gòu)以及其硬化后的密實度，因而 在組成材料給定的情況下，水灰比是決定混凝土強度、耐久性和其他一系列物理力學性能 的主要參數(shù)。對水泥就有一個最適宜的比值，過大或過小都會使強度等性能受到影響。而 作為涂料使用，就要求很好的施工性能，難免加入大量的水，以提高其流動性。加上水泥漿 料作為涂層材料表面積大，水分揮發(fā)快，水泥凝固所需要的正常水分也很難保證。這些因素 嚴重影響涂層強度，限制了普通水泥作為涂料的應用。
[0007] 再有，水泥施工中本身很難獲得較薄的涂層，加上水泥在凝結(jié)固化過程中收縮較 大，很容易開裂，影響涂層的附著及強度，也不美觀。
[0008] 以上種種原因，嚴重影響了水泥作為涂層材料的使用。帶有顏色的水泥，即"彩 色水泥"，主要作為工程材料來使用，比如鋪設(shè)彩色道路，尚難見到用于涂層材料的"彩色水 泥"。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種堿性、無機、耐水而且潔凈，成 膜性好，附著力強，可以直接涂敷于底材上的彩色水泥涂料。
[0010] 本發(fā)明的一種彩色水泥涂料的技術(shù)方案是：
[0011] -種彩色水泥涂料，包括水劑和色料，所述水劑各組分按重量百分數(shù)計分別為：堿 金屬硅酸鹽溶液10-80 %、硅溶膠10-80%、聚丙烯酸酯乳液1-15%、膠體穩(wěn)定劑1-15%、 增稠劑〇. 1-3%以及消泡劑0. 1-3% ;所述色料各組分按重量百分數(shù)計分別為：玻璃粉 1-30%、二氧化硅及其礦物1-35%、金屬粉末1-93%、金屬氧化物1-75%、金屬氫氧化物 1-35%、天然礦物顏料1-60 %以及合成無機顏料1-60%。
[0012] 本發(fā)明的一種彩色水泥涂料的技術(shù)方案還可以是：
[0013] 所述堿金屬硅酸鹽溶液為硅酸鉀溶液、硅酸鋰溶液和硅酸鈉溶液中的至少一種。
[0014] 所述金屬粉末為鋅粉和鋁粉中的至少一種，所述天然礦物顏料為天然黃壤、天然 紅壤和彩砂中的至少一種。
[0015] 本發(fā)明的一種彩色水泥涂料，包括水劑和色料，所述水劑各組分按重量百分數(shù)計 分別為：堿金屬硅酸鹽溶液10-80%、硅溶膠10-80%、聚丙烯酸酯乳液1-15%、膠體穩(wěn)定劑 1-15%、增稠劑0. 1-3%以及消泡劑0. 1-3% ;所述色料各組分按重量百分數(shù)計分別為：玻 璃粉1-30%、二氧化硅及其礦物1-35%、金屬粉末1-93%、金屬氧化物1-75%、金屬氫氧 化物1-35 %、天然礦物顏料1-60 %以及合成無機顏料1-60 %。這樣，水劑采用廣泛應用的 堿金屬硅酸鹽溶液、硅溶膠為主要材料，堿金屬硅酸鹽溶液具備水溶性，硅溶膠為納米級的 二氧化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液，有機化合物的含量少，可有效阻止藻類、真菌、霉 菌等的生長，保持涂料長效潔凈。同時，無機涂料更能抵抗紫外線的破壞，比現(xiàn)有技術(shù)中的 有機涂料（硅丙、純丙、苯丙涂料等）更具有耐久性。而且色料由無機化合物、金屬粉末、天 然礦物顏料以及人工合成顏料配制而成，均屬于環(huán)境友好原料?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)色料各組分 百分數(shù)，獲得涂料的不同應用效果。涂料可廣泛涂敷于水泥、磚、墻、金屬和塑料等底材上， 甚至對不銹鋼、有機涂料、塑料等普通水性涂料難以附著成膜的材料，也具有非常好的附著 力。
[0016] 本發(fā)明的另一個目的是提供了一種堿性、無機、耐水，而且成膜性好，附著力強，可 以直接涂敷于底材上的彩色水泥涂料的制備方法。
[0017] 本發(fā)明一種彩色水泥涂料的制作方法的技術(shù)方案是：
[0018] 彩色水泥涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0019] (1)水劑原料準備：各組分按照如下重量百分數(shù)配比：堿金屬硅酸鹽溶液 10-80%、硅溶膠10-80%、聚丙烯酸酯乳液1-15%、膠體穩(wěn)定劑1-15%、增稠劑0. 1-3%以 及消泡劑〇. 1-3% ;
[0020] (2)水劑配料：在反應釜內(nèi)順序加入步驟（1)中的堿金屬硅酸鹽溶液、硅溶膠、聚 丙烯酸酯乳、膠體穩(wěn)定劑液、增稠劑以及增稠劑，反應加熱至35-80°C，并保溫2-12小時，再 經(jīng)過冷卻、過濾構(gòu)成所述水劑；
[0021] (3)色料原料準備：各組分按照如下重量百分數(shù)配比：玻璃粉1-30%、二氧化硅及 其礦物1-35 %、金屬粉末1-93 %、金屬氧化物1-75 %、金屬氫氧化物1-35 %、天然礦物顏料 1-60 %以及合成無機顏料1-60 %。
[0022] (4)色料配料：將步驟（3)中的無機化合物、金屬粉末、天然礦物顏料和人工合成 顏料磨成細粉，再用混料器攪拌，混合均勻，包裝為所述色料；
[0023] (5)稱取步驟（2)中的所述水劑和步驟（4)中的所述色料按照比例攪拌，混合均 勻，得到彩色水泥涂料。
[0024] 在彩色水泥涂料的制備過程主要以機械攪拌為主，而且加熱溫度在適當范圍內(nèi)， 無需在高溫高壓情況下進行，節(jié)約能源，簡單可行。制備過程中，無污水及有害氣體的生成， 安全可靠，可以規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化，原料利用率高。
[0025] 本發(fā)明一種彩色水泥涂料的制作方法的技術(shù)方案還可以是：所述步驟（5)中的所 述水劑和所述色料按照1 :〇. 5至1 :8的比例混合。
[0026] 本發(fā)明的一種彩色水泥涂料的制作方法，在制備過程主要以機械攪拌為主，而且 加熱溫度在適當范圍內(nèi)，無需在高溫高壓情況下進行，節(jié)約能源，簡單可行。制備過程中，無 污水及有害氣體的生成，安全可靠，可以規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化，原料利用率高。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的一種彩色水泥涂料及其制作方法進行進一步說 明。
[0028] -種彩色水泥涂料，包括水劑和色料，所述水劑各組分按重量百分數(shù)計分別為：堿 金屬硅酸鹽溶液10-80 %、硅溶膠10-80%、聚丙烯酸酯乳液1-15%、膠體穩(wěn)定劑1-15%、 增稠劑〇. 1-3%以及消泡劑0. 1-3% ;所述色料各組分按重量百分數(shù)計分別為：玻璃粉 1-30%、二氧化硅及其礦物1-35%、金屬粉末1-93%、金屬氧化物1-75%、金屬氫氧化物 1-35%、天然礦物顏料1-60 %以及合成無機顏料1-60%。這樣，水劑采用廣泛應用的堿金 屬硅酸鹽溶液、硅溶膠為主要材料，堿金屬硅酸鹽溶液具備水溶性，硅溶膠為納米級的二氧 化硅顆粒在水中或溶劑中的分散液，有機化合物的含量少，而且溶液呈較強堿性，可有效阻 止藻類、真菌和霉菌等的生長，保持涂料長效潔凈。同時，水劑有機化合物的含量少，更能抵 抗紫外線的破壞，比現(xiàn)有技術(shù)中的有機涂料（硅丙、純丙、苯丙涂料等）更具有耐久性。堿金 屬硅酸鹽與硅溶膠及聚丙烯酸酯乳液1-15%、膠體穩(wěn)定劑1-15 %、增稠劑0. 1-3%以及消 泡劑0. 1-3%，在經(jīng)過熟化后，水溶性大分子內(nèi)含有大量的高活性硅羥基（硅醇基），這些硅 羥基不但可以發(fā)生自身的縮合反應，也可以與基材等其它無機材料，如混凝土、玻璃、砂石、 石英、金屬鋅、金屬鋁、粘土以及各種無機顏料及填料等基材，發(fā)生"石化"反應，進而形成堅 固的無機涂層。色料的各組分均屬于環(huán)境友好原料。當水劑與色料混合后，水劑和色料相互 之間可以發(fā)生石化