一种耐水硅酸盐涂料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种耐水硅酸盐涂料及其制备方法，其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：硅酸盐水溶液30％～45％，高分子水溶液1％～3％，纳米SiO25％～10％，绢云母15％～20％，钛白粉15％～25％，碳酸钙10％～20％；制得的硅酸盐涂料有以下特点：价格低廉，应用范围广；涂料耐水性好；涂料采用水溶液体系，无毒，绿色环保。

权利要求

1.一种耐水硅酸盐涂料，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：硅酸盐水溶液30％～45％，高分子水溶液1％～3％，纳米SiO25％～10％，绢云母15％～20％，钛白粉15％～25％，碳酸钙10％～20％；其中硅酸盐水溶液中SiO2质量含量为20％～30％；高分子水溶液为苯丙乳液、水基聚氨酯溶液或质量浓度为3％～6％的聚乙烯醇水溶液；其中所述的硅酸盐水溶液由以下方法制备，其具体步骤如下：将模数为2.5～3.1的钠水玻璃或钾水玻璃加入到蒸馏水中加热25～100℃搅拌，然后向其中加入酸性水溶液至沉淀完全析出，用蒸馏水洗涤沉淀至中性，然后向沉淀中加入碱性有机物，加热30～80℃反应，得澄清透明溶液；其中所述的酸性水溶液为硼酸、硫酸或盐酸水溶液；

所述的碱性有机物为甲基硅酸钠或甲基硅酸钾；钠水玻璃或钾水玻璃与蒸馏水的体积比为

1:(1～3)；碱性有机物的加入量为碱性有机物占沉淀和碱性有机物总质量的15％～30％。

2.一种制备如权利要求1所述的耐水硅酸盐涂料的方法；其具体步骤如下：

A.量取硅酸盐水溶液加热搅拌5～10min；其中加热温度为35～50℃，转速为

500rpm～800rpm；

B.滴加高分子水溶液，搅拌5～10min；

C.再加入纳米SiO2，当纳米SiO2完全溶解在溶液中，然后加入绢云母、钛白粉和碳酸钙，搅拌3～8h出料。

说明书

一种耐水硅酸盐涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于无机涂料技术领域，尤其涉及一种耐水硅酸盐涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 涂料被广泛地应用在建筑领域，但是大多数涂料都是以有机物为成膜物质，这些涂料在使用过程中会产生一些环境污染问题，对人体健康和环境都造成极大的危害。常用的无机涂料主要以硅酸盐为主要成膜物质，主要是硅酸钠或硅酸钾水溶液。但是硅酸钠或硅酸钾成膜之后，遇水很容易溶解，耐水性能很差，在很大程度上限制了硅酸盐无机涂料的使用。

发明内容

[0003] 本发明的目的为了改进现有技术的不足而提供一种耐水硅酸盐涂料，本发明的另一目的是提供上述在于提供一种耐水硅酸盐涂料的制备方法，使制得的硅酸盐涂料获得优异的耐水性能，从而促进无机涂料的发展。

[0004] 本发明的技术方案为：一种耐水硅酸盐涂料，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：硅酸盐水溶液30％～45％，高分子水溶液1％～3％，纳米SiO25％～10％，绢云母15％～20％，钛白粉15％～25％，碳酸钙10％～20％；其中硅酸盐水溶液中SiO2质量含量为20％～30％；高分子水溶液为苯丙乳液、水基聚氨酯溶液或质量浓度为3％～6％的聚乙烯醇(PVA)水溶液。

[0005] 优选上述的硅酸盐水溶液由以下方法制备，其具体步骤如下：将模数为2.5～3.1的钠水玻璃或钾水玻璃加入到蒸馏水中加热25～100℃搅拌，然后向其中加入酸性水溶液至沉淀完全析出，用蒸馏水洗涤沉淀至中性，然后向沉淀中加入碱性有机物，加热30～80℃反应，得澄清透明溶液。

[0006] 优选上述的酸性水溶液为硼酸、硫酸或盐酸等酸性水溶液；所述的碱性有机物为甲基硅酸钠或甲基硅酸钾等。

[0007] 优选上述的钠水玻璃或钾水玻璃与蒸馏水的体积比为1:(1～3)；碱性有机物的加入量为碱性有机物占沉淀和碱性有机物总质量的15％～30％。

[0008] 本发明还提供了上述的耐水硅酸盐涂料的制备方法；其具体步骤如下：

[0009] A.量取硅酸盐水溶液加热搅拌5～10min；其中加热温度为35～50℃，转速为500rpm～800rpm；

[0010] B.滴加高分子水溶液，搅拌5～10min；

[0011] C.再加入纳米SiO2，当纳米SiO2完全溶解在溶液中，然后加入绢云母、钛白粉和碳酸钙，搅拌3～8h出料。

[0012] 本发明通过在稀释的低浓度水玻璃中加入硼酸等无机酸性水溶液，生产了水合硅酸沉淀，之后洗涤去除钠离子，最后和甲基硅酸钠或甲基硅酸钾反应制得透明的硅酸盐水溶液。因为将甲基引入到水玻璃成膜架构中，抵挡了水分子的进攻，改性的水玻璃的成膜后防水能力大大提高。同时涂料中添加的纳米SiO2，提高了水玻璃的模数，也增强了水玻璃的粘结强度和防水能力。绢云母是径厚比很大的一种片状物质，在涂料成膜过程中以片状形式存在，可以有效抵挡水分子渗入。高分子水溶液的加入在很大程度上提高了涂料的成膜性。

[0013] 有益效果：

[0014] (1)价格低廉，应用范围广；

[0015] (2)、涂料耐水性好；

[0016] (3)涂料采用水溶液体系，无毒，绿色环保；

具体实施方式

[0017] 为了便于说明，原料各组分用量均为重量百分比。

[0018] 实例1

[0019]硅酸盐水溶液 30％
高分子水溶液 1％
纳米SiO2 10％
绢云母 15％
钛白粉 24％
碳酸钙 20％

[0020] 制备过程如下：

[0021] 1.将模数为2.5的钠水玻璃加入到体积比为1:1的蒸馏水中，在30℃条件下搅拌稀释，然后向其中加入硼酸水溶液，沉淀先析出后溶解，继续加入硼酸水溶液至大量沉淀析出，用蒸馏水洗涤沉淀至中性，然后向沉淀中加入甲基硅酸钠(甲基硅酸钠的加入量为碱性有机物占沉淀和碱性有机物总质量的15％)，在80℃反应5min得澄清透明，SiO2质量含量为30％的硅酸盐水溶液。

[0022] 2.(1)取硅酸盐水溶液加热搅拌10min,加热温度为50℃，转速为500rpm。

[0023] (2)慢慢滴加质量分数3％的PVA水溶液，搅拌10min,使之充分溶合。

[0024] (3)加入纳米SiO2，至SiO2完全溶解在溶液中，然后分别加入绢云母，钛白粉，碳酸钙填料，搅拌8h出料。

[0025] 将制得的涂料PH值在8～9之间，表干时间为1.2h,涂料浸泡在水中240h,无起泡，无裂纹，无剥落。耐酸、碱时间170h.

[0026] 实例2

[0027]硅酸盐水溶液 45％
高分子水溶液 3％
纳米SiO2 5％
绢云母 15％
钛白粉 22％
碳酸钙 10％

[0028] 制备过程如下：

[0029] 1.将模数为3.1的钠水玻璃加入到体积比为1:2的蒸馏水中，在50℃条件下搅拌稀释，然后向其中加入硼酸水溶液，沉淀先析出后溶解，继续加入硼酸水溶液至大量沉淀析出，用蒸馏水洗涤沉淀至中性，然后向沉淀中加入甲基硅酸钠(甲基硅酸钠的加入量为碱性有机物占沉淀和碱性有机物总质量的15％)，在30℃反应35min得澄清透明，SiO2含量为30％的硅酸盐水溶液。

[0030] 2.(1)取硅酸盐水溶液加热搅拌5min,加热温度为40℃，转速为800rpm。

[0031] (2)慢慢滴加质量分数6％的PVA水溶液，搅拌5min,使之充分溶合。

[0032] (3)加入纳米SiO2，当SiO2完全溶解在溶液中，然后分别加入绢云母，钛白粉，碳酸钙填料搅拌5h出料。

[0033] 将制得的涂料PH值在8～9之间，表干时间为2h,涂料浸泡在水中230h,无起泡，无裂纹，无剥落。耐酸、碱时间168h.

[0034] 实例3

[0035]硅酸盐水溶液 43％
高分子水溶液 2％
纳米SiO2 10％
绢云母 15％
钛白粉 15％
碳酸钙 15％

[0036] 制备过程如下：

[0037] 1.将模数为2.5的钠水玻璃加入到体积比为1:3的蒸馏水中，在90℃条件下搅拌稀释，然后向其中加入硫酸水溶液，沉淀先析出后溶解，继续加入硫酸水溶液至大量沉淀析出，用蒸馏水洗涤沉淀至中性，然后向沉淀中加入甲基硅酸钠(甲基硅酸钠的加入量为碱性有机物占沉淀和碱性有机物总质量的30％)，在60℃反应10min得澄清透明，SiO2含量为20％的硅酸盐水溶液。

[0038] 2.(1)取硅酸盐水溶液加热搅拌8min,加热温度为35℃，转速为600rpm。

[0039] (2)慢慢滴加质量分数5％的PVA水溶液，搅拌8min,使之充分溶合。

[0040] (3)加入纳米SiO2，当SiO2完全溶解在溶液中，然后分别加入绢云母，钛白粉，碳酸钙填料搅拌3h出料。

[0041] 将制得的涂料PH值在8～9之间，表干时间为1h,涂料浸泡在水中160h,无起泡，无裂纹，无剥落。耐酸、耐碱时间为120h.

[0042] 实例4

[0043]硅酸盐水溶液 38％
高分子水溶液 2％
纳米SiO2 8％
绢云母 20％
钛白粉 15％
碳酸钙 17％

[0044] 制备过程如下：

[0045] 1.将模数为2.5的钾水玻璃加入到体积比为1:3的蒸馏水中，在90℃条件下搅拌稀释，然后向其中加入硫酸水溶液，沉淀先析出后溶解，继续加入硫酸水溶液至大量沉淀析出，用蒸馏水洗涤沉淀至中性，然后向沉淀中加入20％的甲基硅酸钠，在60℃反应10min得澄清透明，SiO2含量为20％的硅酸盐水溶液。

[0046] 2.(1)取硅酸盐水溶液加热搅拌10min,加热温度为50℃，转速为800rpm。

[0047] (2)滴加苯丙乳液，搅拌5min,使之充分溶合。

[0048] (3)加入纳米SiO2，当SiO2完全溶解在溶液中，然后分别加入绢云母，钛白粉，碳酸钙填料搅拌8h出料。

[0049] 将制得的涂料PH值在8～9之间，表干时间为1.5,涂料浸泡在水中170h,无起泡，无裂纹，无剥落。耐酸、碱时间为150h.

[0050] 实例5

[0051]