无机矿物环保防火涂料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种无机矿物环保防火涂料及其制备方法，所述无机矿物环保防火涂料由下述重量份的原料制备而成：硅酸钾溶液15‑35份、分散剂1‑1.5份、增稠剂1份‑2.5份、二甲基硅油1‑3份、乳液3‑9份、二氧化钛1‑10份、氧化铁1‑9份、海泡石1‑9份、氧化锌1‑6份、电气石1‑8份、高岭土1‑4份、硅溶胶0.5‑2.5份、水10‑50份。本发明所述一种无机矿物环保防火涂料及其制备方法，通过通过合理的配比，优选出适合外墙涂料增稠剂、分散剂的种类及用量，提高了涂膜防水性、抗刮擦性、耐沾污性、透气性、耐候性，避免了起皮、褪色，同时具有防火阻燃、自身杀菌不长霉斑、环保的优点，而且施工简便，环境适应性更好。

权利要求

1.一种无机矿物环保防火涂料，其特征在于，由下述重量份的原料制备而成：硅酸钾溶液15-35份、分散剂1-1.5份、增稠剂1份-2.5份、二甲基硅油1-3份、乳液3-9份、二氧化钛1-

10份、氧化铁1-9份、海泡石1-9份、氧化锌1-6份、电气石1-8份、高岭土1-4份、硅溶胶0.5-

2.5份、水10-50份；

所述的增稠剂由羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素组成，所述羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)；

所述的分散剂由六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠组成，所述六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。

2.如权利要求1所述的无机矿物环保防火涂料，其特征在于，所述乳液为丙烯酸乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈聚合物乳液中的一种。

3.如权利要求1-2任一项所述的无机矿物环保防火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将各组分加入分散釜中，在转速500-1000转/分下搅拌0.5-1小时，得到浆液；

(2)将浆液注入研磨机，研磨0.5h；

(3)研磨完成后加入氧化铁，在转速100-500转/分下搅拌0.5-1小时。

说明书

无机矿物环保防火涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种无机矿物环保防火涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 涂料涂饰于物体表面能与基体材料很好粘结并形成完整而坚韧保护膜的物料，称为涂料。涂料与油漆是同一概念。油漆是人们沿用已久的习惯名称，引进我国后，就一直利用在建筑行业。涂料的作用可以概括为三个方面：保护作用，装饰作用，特殊功能作用。涂料的一般组成：包含成膜物质、颜填料、溶剂、助剂。

[0003] 建筑涂料具有装饰功能、保护功能和居住性改进功能。各种功能所占的比重因使用目的不同而不尽相同。装饰功能是通过建筑物的美化来提高它的外观价值的功能。主要包括平面色彩、图案及光泽方面的构思设计及立体花纹的构思设计。但要与建筑物本身的造型和基材本身的大小和形状相配合，才能充分的发挥出来。

[0004] 市场上的防水材料通常是是聚氨酯类防水涂料，这类材料一般是由聚氨酯与煤焦油作为原材料制成。它所挥发的焦油气毒性大，且不容易清除，因此于2000年在中国被禁止使用。尚在销售的聚氨酯防水涂料，是用沥青代替煤焦油作为原料。但在使用这种涂料时，一般采用含有甲苯、二甲苯等有机溶剂来稀释，因而也含有毒性。

[0005] 本发明提供了一种无机矿物环保防火涂料，具有良好的防水性、负离子释放性能、自身杀菌不长霉斑、抗刮擦性、耐沾污性，同时具有防火阻燃、环保的优点，特别适用于居民建筑、商业建筑、公共建筑等场合，而且施工简便，环境适应性更好，具有广阔的应用前景。

发明内容

[0006] 针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种无机矿物环保防火涂料。

[0007] 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种无机矿物环保防火涂料的制备方法。

[0008] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：

[0009] 一种无机矿物环保防火涂料，由下述重量份的原料制备而成：

[0010] 硅酸钾溶液15-35份、分散剂1-1.5份、增稠剂1-2.5份、二甲基硅油1-3份、乳液3-9份、二氧化钛1-10份、氧化铁1-9份、海泡石1-9份、氧化锌1-6份、电气石1-8份、高岭土1-4份、硅溶胶0.5-2.5份、水10-50份。

[0011] 优选地，所述的增稠剂为羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种混合物。

[0012] 更优选地，所述的增稠剂由羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素组成，所述羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。

[0013] 优选地，所述的分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠中一种或多种的混合物。

[0014] 更优选地，所述的分散剂由六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠组成，所述六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠的质量比为(1-3)：(1-3)：(1-3)。

[0015] 优选地，所述的乳液为丙烯酸乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈聚合物乳液中的一种。

[0016] 所述硅酸钾溶液的质量浓度为25-35wt％。

[0017] 本发明还提供了上述无机矿物环保防火涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0018] (1)将各组分加入分散釜中，在转速500-1000转/分下搅拌0.5-1小时，得到浆液；

[0019] (2)将浆液注入研磨机，研磨0.5h；

[0020] (3)研磨完成后加入氧化铁，在转速100-500转/分下搅拌0.5-1小时。

[0021] 本发明所述一种无机矿物环保防火涂料及其制备方法，通过合理的配比，优选出适合外墙涂料增稠剂、分散剂的种类及用量，提高了涂膜防水性、抗刮擦性、耐沾污性、透气性、耐候性，避免了起皮、褪色，同时具有防火阻燃、自身杀菌不长霉斑、环保的优点，而且施工简便，环境适应性更好。

具体实施方式

[0022] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

[0023] 实施例中各原料介绍：

[0024] 羟丙基淀粉，CAS号：9049-76-7，郑州龙生化工产品有限公司提供。

[0025] 羧甲基淀粉，CAS号：9063-38-1，济南元通化工有限公司提供。

[0026] 羟丙基甲基纤维素，CAS号：9004-65-3，济南元通化工有限公司提供。

[0027] 六偏磷酸钠，CAS号：10124-56-8。

[0028] 焦磷酸钠，CAS号：13472-36-1。

[0029] 三聚磷酸钠，CAS号：7758-29-4。

[0030] 二甲基硅油，CAS号：63148-62-9。

[0031] 丙烯酸乳液，CAS号：79-10-7，由山东开泰石化股份有限公司提供。

[0032] 二氧化钛，CAS号：1317-80-2，粒径20-40nm。

[0033] 氧化铁，CAS号：1309-37-1。

[0034] 海泡石，由灵寿县灵泽矿产品加工厂提供。

[0035] 氧化锌，CAS号：1314-13-2，粒径20-40nm。

[0036] 电气石，采用灵寿县岩石矿物粉体厂生产的晶体电气石，规格80目。

[0037] 高岭土，上海跃江钛白化工制品有限公司提供，规格4000目。

[0038] 硅溶胶，采用专利申请号：201210235302.8中实施例2的方法制备。

[0039] 硅酸钾溶液，采用专利申请号：90109316.5中实施例1的方法制备，质量浓度为28％。

[0040] 实施例1

[0041] 称取各原料(重量份)：硅酸钾溶液3000g、分散剂150g、增稠剂150g、二甲基硅油300g、丙烯酸乳液600g、二氧化钛1000g、氧化铁600g、海泡石600份、氧化锌500g、电气石
600g、高岭土300g、硅溶胶200g、水2000g。

[0042] 所述的增稠剂由50g羟丙基淀粉、50g羧甲基淀粉、50g羟丙基甲基纤维素混合而成。

[0043] 所述的分散剂由50g六偏磷酸钠、50g焦磷酸钠、50g三聚磷酸钠混合而成。

[0044] 无机矿物环保防火涂料制备，包括以下步骤：

[0045] (1)将硅酸钾溶液3000g、分散剂150g、增稠剂150g、二甲基硅油300g、丙烯酸乳液600g、二氧化钛1000g、氧化铁600g、海泡石600份、氧化锌500g、电气石600g、高岭土300g、硅溶胶200g、水2000g加入分散釜中，在转速800转/分下搅拌0.5小时，得到浆液；

[0046] (3)将浆液注入圆盘式研磨机(采用山东方邦生物科技有限公司型号为001的圆盘式研磨机)，研磨0.5h；

[0047] (4)研磨完成后加入氧化铁600g，在转速100-500转/分下搅拌0.5小时。

[0048] 实施例2

[0049] 按实施例1的原料配比和方法制备无机矿物环保防火涂料，区别仅在于：所述的增稠剂由75g羟丙基淀粉、75g羧甲基淀粉混合而成。得到实施例2的无机矿物环保防火涂料。

[0050] 实施例3

[0051] 按实施例1的原料配比和方法制备无机矿物环保防火涂料，区别仅在于：所述的增稠剂由75g羟丙基淀粉、75g羟丙基甲基纤维素。得到实施例3的无机矿物环保防火涂料。

[0052] 实施例4

[0053] 按实施例1的原料配比和方法制备无机矿物环保防火涂料，区别仅在于：所述的所述的增稠剂由75g羧甲基淀粉、75g羟丙基甲基纤维素混合而成。得到实施例4的无机矿物环保防火涂料。

[0054] 实施例5

[0055] 按实施例1的原料配比和方法制备无机矿物环保防火涂料，区别仅在于：所述的分散剂由75g六偏磷酸钠、75g焦磷酸钠混合而成。得到实施例5的无机矿物环保防火涂料。

[0056] 实施例6

[0057] 按实施例1的原料配比和方法制备无机矿物环保防火涂料，区别仅在于：所述的分散剂由75g六偏磷酸钠、75g三聚磷酸钠混合而成。得到实施例6的无机矿物环保防火涂料。

[0058] 实施例7

[0059] 按实施例1的原料配比和方法制备无机矿物环保防火涂料，区别仅在于：所述的分散剂由75g焦磷酸钠、75g三聚磷酸钠混合而成。得到实施例7的无机矿物环保防火涂料。

[0060] 测试例1

[0061] 对实施例1-7制备得到的无机矿物环保防火涂料的防水性能进行测试。

[0062] 本测试严格按照GB 18445-2012对其迎水面抗渗压力、迎水面二次抗渗压力、背水面抗渗压力进行了测试，具体结果见表1和表2。

[0063] 表1：迎水面防水性能测试数据表

[0064]

[0065] 表2：背水面抗渗压力测试数据表

[0066]  一次抗渗压力/MPa
实施例1 1.7
实施例2 0.9
实施例3 0.8
实施例4 1.0
实施例5 0.8
实施例6 1.1
实施例7 0.9

[0067] 比较实施例1与实施例2-4，实施例1(羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素复配)防水性能明显优于实施例2-4(羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素任意两种复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸复配)防水性能明显优于实施例5-7(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸中任意二者复配)。

[0068] 测试例2

[0069] 对实施例1-7制备得到的无机矿物环保防火涂料的抗菌性能进行测试，抗菌性能按GB/T21866-2008抗菌涂料抗菌性能测定方法和抗菌效果、HG/T 3980-2007抗菌涂料测定，检测项目为抗菌测试和防霉测试。

[0070] 抗菌测试：大肠杆菌ATYCC 25922、金黄色葡萄球菌ATCC 6538。

[0071] 具体测试结果见表3。

[0072] 表3：无机矿物环保防火涂料抗菌性能测试数据

[0073]

[0074]

[0075] 比较实施例1与实施例2-4，在抗菌剂加入总量相同的情况下，实施例1(羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素复配)的抗菌性能明显优于实施例2-4(羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素任意二者复配)。比较实施例1与实施例5-7，实施例1(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸复配)抗菌性能明显优于实施例5-7(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸中任意二者复配)。

[0076] 测试例3

[0077] 采用《HG/T 4109-2009负离子功能涂料》标准，对实施例1-7制备的无机矿物环保防火涂料进行空气负离子诱生量测试，具体测试数据见表4。

[0078] 表4：空气负离子诱生量测试数据表

[0079]试样名称 空气负离子诱生量，个/s·cm2
实施例1 1620
实施例2 1430
实施例3 1410
实施例4 1460
实施例5 1510
实施例6 1500
实施例7 1510

[0080] 比较实施例1-4，实施例1(羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素复配)空气负离子诱生量明显高于实施例2-4(采羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸复配)空气负离子诱生量明显高于实施例5-7(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸中任意二者复配)。

[0081] 测试例4

[0082] 采用《HG/T 4109-2009负离子功能涂料》标准，对实施例1-7制备的无机矿物环保防火涂料进行阻火性和耐燃时间测试，阻火性：按GB/T15442.4的规定进行试验，耐燃时间：按GB/T15442.2的规定进行试验。具体测试数据见表5。

[0083] 表5：阻火性和耐燃时间测试数据表

[0084]

[0085] 比较实施例1-4，实施例1(羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素复配)阻火性和耐燃时间明显优于实施例2-4(采羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、羟丙基甲基纤维素中任意二者复配)；比较实施例1与实施例5-7，实施例1(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸复配)阻火性和耐燃时间明显优于实施例5-7(六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸中任意二者复配)。