[發明專利]一種雙組分環保型無機聚合物涂覆材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010299679.0
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102010157A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 文梓蕓;晏錦;殷素紅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及用于建筑物表面保護的一種雙組分環保型無機聚合物涂覆材料及其制備方法，屬于化學膠凝材料領域。

背景技術

為了提高建筑物表面各種結構材料(包括水泥混凝土、墻體材料、鋼鐵)的耐候性、耐腐蝕性和耐久性，以及裝飾性的考慮，一般需要在其表面涂上涂料。目前，占市場絕大部分份額的為有機涂料，按其成膜物的不同可分為：粉末涂料、醇酸(聚酯)樹脂涂料、氨基(醇酸、聚酯)樹脂涂料、丙烯酸樹脂涂料、聚氨酯樹脂涂料、環氧樹脂涂料、有機硅樹脂涂料、乙烯類樹脂涂料、氟碳涂料等；其中使用最多的外墻涂料主要是丙烯酸樹脂及其有機硅改性的系列涂料。它具有色彩豐富艷麗、耐候性較好、易施工的特點。

有機質涂料盡管色彩較豐富、施工性較好、粘結性強，但其缺點在于耐高溫性能很差，一般300℃左右涂層就完全破壞；耐紫外線(抗老化)能力較差；作為外墻涂料，使用壽命都不夠長。它們以石油工業的下游產品為主要原料，隨著石油價格不斷攀升，有機涂料的成本價格也節節上升；石油資源是不可再生的資源，這都使有機涂料使用有所限制。此外，有機質涂料大都含有各種對人體和環境有害的物質，有些還會排放有機揮發物(VOC)，因此在安全性方面存在一定問題，使用越來越受到限制。人們注意的目光開始轉向無機涂料上來。

目前，國內的無機涂覆材料主要以堿金屬硅酸鹽或硅溶膠為主要成膜物質，具有粘結力強、耐高溫、抗老化、環保等性能。這類涂料成膜機理主要是促進硅酸鹽的膠體化，生成SiO₂凝膠。但是，固化后的硅凝膠的孔隙率一般較大，加之SiO₂凝膠在不同pH值下溶解度差異較大，從而導致凝膠體的耐水性較差，在大氣環境中凝膠會變性；同時，在水滲透的作用下，堿金屬硅酸鹽會泛堿，影響外觀，因此也不是耐久性好的涂層材料。

堿激發煅燒高嶺土型無機聚合物(有文獻稱為土壤聚合物)與堿硅酸鹽型涂覆材料的固化機理有本質的區別，是一種通過化學鍵合作用而形成的具有致密的Si-O-Al三維網絡結構的新型膠凝材料。該膠凝材料耐腐蝕性能、耐高溫性能和耐久性能優異；而且原料來源廣泛，生產加工污染小、使用中對人體無損害，屬于綠色環保型建筑材料。用它作為涂覆材料不僅可以克服市場上大量使用的有機涂覆材料不耐高溫、污染環境和生產使用中對人體產生損害、價格高等缺點，還可從根本上解決耐久性問題。但是，目前煅燒高嶺土型無機聚合物漿體存在著工作性能差，主要是粘度大、屈服應力低，凝結時間過長，以及硬化后易產生開裂等缺陷，導致其難以在涂覆材料領域應用，至今還沒有發現煅燒高嶺土型無機聚合物涂覆材料的相關專利報道。

發明內容

本發明的目的就是克服上述無機聚合物漿體工作性能差、硬化后易開裂的缺點，一種雙組分環保型無機聚合物涂覆材料及其制備方法。本發明選用了不同粒徑的顆粒材料，調整涂料的顆粒全級配提高涂層的抗開裂性能；采用有效的稠化劑提高涂層的屈服應力；使用適宜的促硬劑調整涂料的凝結時間，同時調整激發劑的濃度與用量來適當降低涂層的粘度，但保持了無機聚合反應的速度。本發明的涂覆材料具有牢固粘結力、不泛堿、易涂刷、耐高溫、涂層不開裂、不脫落、耐堿、耐水、耐凍融循環、低污染的優點。本發明的技術方案如下。

一種雙組分環保型無機聚合物涂覆材料，包括組分A和組分B，所述組分A包括：25-35重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、1-2重量份促硬劑、55-75重量份填料；所述組分B包括：2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，所述稠化劑加在激發劑溶液中；組分A與組分B的重量比為1.6-1.8∶1。該材料尤其適合于厚層涂覆工藝(輥涂、刮涂、噴涂)。

一種雙組分環保型無機聚合物涂覆材料，包括組分A和組分B，其特征在于所述組分A包括：65-85重量份煅燒高嶺土、1-2重量份顏料、2-4重量份促硬劑、8-35重量份填料；所述組分B包括：2-4重量份稠化劑和96-98重量份激發劑溶液，所述稠化劑加在激發劑溶液中；組分A與組分B的重量比為0.7-0.8∶1。該材料尤其適用于薄層涂覆工藝(刷涂、噴涂)。

上述的雙組分環保型無機聚合物涂覆材料中，組分A中煅燒高嶺土是由高嶺土經600-900℃煅燒1-3h制備而成。

上述的雙組分環保型無機聚合物涂覆材料中，組分B中激發劑為硅酸鉀、硅酸鈉溶液之中的至少一種，其模數為1.0-1.6，質量濃度25-45％。

上述的雙組分環保型無機聚合物涂覆材料中，組分A中，所述顏料是鈦白粉、氧化鐵紅中的至少一種，所述促硬劑為磨細高爐礦渣、氟硅酸鈉中的至少一種。