一種反應(yīng)成膜無機干粉涂料及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，具體涉及一種用于內(nèi)墻裝飾的反應(yīng)成膜無機干粉涂料及其 生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，人們越來越關(guān)注居住環(huán)境對于健康的影 響。對于室內(nèi)涂料揮發(fā)性有機化合物（VOC)的低排放甚至零排放的呼聲愈來愈高。所有建 筑涂料都由三個部分組成：成膜物質(zhì)、填料和助劑。成膜物質(zhì)起著粘接劑的作用，其功能是 形成連續(xù)或準連續(xù)薄膜；填料充填在成膜物質(zhì)中起著耐磨、抗劃傷、降低成本等作用；助劑 則起著調(diào)節(jié)涂料某些性能(如流變性、防霉性)的作用。目前廣泛使用的內(nèi)墻涂料是乳膠漆， 無論何種乳膠漆均以高分子合成樹脂為成膜物質(zhì)，很難達到低VOC指標。市場上也有一些 低VOC甚至零VOC的樹脂產(chǎn)品，但都價格昂貴。此外，乳膠漆為懸濁液體系，固含量大多在 50%左右，其余為水或其它溶劑。因此，至少半數(shù)的運輸成本用于了搬運最終要揮發(fā)掉的水 或溶劑。無機干粉涂料可以克服上述不足。石灰及其衍生物(灰鈣粉、氫氧化鈣粉)大約是最 早的無機干粉涂料，其成膜原理是靠石灰的碳化，存在掉灰嚴重的缺點，已基本退出應(yīng)用領(lǐng) 域。近年在環(huán)保要求的催動下，出現(xiàn)了無機干粉涂料開發(fā)熱潮，有許多文獻和專利公開。概 括起來，所開發(fā)無機干粉涂料大致有三類成膜方式：①以有機再分散膠粉作為主要成膜物 質(zhì)，如CN2009101933522。這種方法實現(xiàn)了不再搬運水或溶劑，但對于降低VOC沒有太多建 設(shè)性作用；②以硅酸鹽水泥等水硬性無機膠凝材料作為成膜物質(zhì)，如CN2013104093689。這 種方法在節(jié)省運輸成本的同時可實現(xiàn)零V0C，但水泥水化、凝結(jié)時間較短，涂料拌和后必須 立即使用，不能放置。③以堿金屬硅酸鹽和固化劑作為成膜物質(zhì)，如CN2011104466990。這 種方法的原理是堿金屬硅酸鹽與固化劑起化學(xué)反應(yīng)形成難溶硅酸鹽膠體從而成膜，由于在 水溶液中堿金屬硅酸鹽與固化劑的反應(yīng)速度較快，因此施工過程中就會出現(xiàn)稠化，施工性 能較差。如果施工速度慢涂料甚至結(jié)塊失效。除上述三種基本類型之外，更多的是①與②、 ③的組合，如 CN2006100366259, CN2014108540807, CN2014108540760 等。這種組合方式降 低了有機樹脂添加量，涂料的VOC也隨之降低，但不能稱之為真正的純無機涂料，其VOC值 仍然依賴于樹脂的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種反應(yīng)成膜的無機干粉涂料。本發(fā)明 所用原料均為無機材料，不存在揮發(fā)性有機物。所發(fā)明涂料是利用納米或亞微米尺度的高 火山灰活性硅鋁質(zhì)原料與鈣質(zhì)原料在有水條件下反應(yīng)生成硅酸鹽凝膠而成膜。這既實現(xiàn)了 純粹的無機反應(yīng)成膜，又克服了【背景技術(shù)】述及的因凝結(jié)快而帶來的施工性能不佳及加水后 不能短期存放等缺點。所述涂料現(xiàn)場加水攪拌即可涂刷，施工方便、耐水耐堿性優(yōu)異、干燥 時間短、粘結(jié)強度高、耐洗刷性好。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，一種反應(yīng)成膜無機干粉涂料，其由無機成膜材料、填料和輔助材 料組成，所述無機成膜材料占所述干粉涂料總質(zhì)量的20-50% ;所述填料占所述干粉涂料的 總質(zhì)量的20-70% ;余量為輔助材料； 所述無機成膜材料由納米或亞微米尺度具有高火山灰活性的硅質(zhì)和/或硅鋁質(zhì)原料 和鈣質(zhì)原料組成，所述硅質(zhì)和/或硅鋁質(zhì)原料占所述無機成膜材料總質(zhì)量的20-50%，余量 為所述鈣質(zhì)原料。
[0005] 進一步，所述娃質(zhì)原料為白炭黑、微娃粉、超細玻璃微珠、二氧化娃干溶膠中的至 少一種，其一次粒子的粒徑< 1微米。所述硅鋁質(zhì)原料包括超細煅燒高嶺土、納米管狀硅鋁 粉中的至少一種，其一次粒子的粒徑< 1微米。所述硅質(zhì)和/或硅鋁質(zhì)原料的總和占所述 無機反應(yīng)成膜材料總重量的20-50%。
[0006] 進一步，所述鈣質(zhì)原料為灰鈣粉、生石灰粉、熟石灰粉中的任意一種或幾種的混合 物。
[0007] 所述填料為雙飛粉(重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉)、滑石粉、鈦白粉，其分別占所述反應(yīng) 成膜無機干粉涂料總重量的15-45%、5-20%、1-4%，其中雙飛粉、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉既可 單獨添加，也可任意組合使用。
[0008] 所述輔助材料有激活劑、增稠劑、減水劑、消泡劑和無機顏料。以上輔助材料是按 照實際需要進行添加，添加種類可以為一種，也可以是多種組合。
[0009] 進一步，所述激活劑為水玻璃、硅酸鈉、鉀明礬中的任意一種或幾種的混合物，這 些物質(zhì)可以與具有火山灰活性的硅質(zhì)原料、硅鋁質(zhì)原料在有水的條件下發(fā)生水化反應(yīng)，由 于形成的水化產(chǎn)物凝結(jié)時間短，有利于提高無機干粉涂料的早期粘結(jié)強度，從而有效解決 了本無機成膜材料在前期水化成膜較為緩慢、粘結(jié)強度不夠的問題，其占所述反應(yīng)成膜無 機干粉涂料總重量的〇_1%。
[0010] 進一步，所述增稠劑為硅藻土、凹凸棒土、膨潤土中的任意一種或幾種的混合物， 這些物質(zhì)具有很好的懸浮性和分散性，既能避免施工中出現(xiàn)的流掛現(xiàn)象，又能使涂料具有 良好的機械性能和貯存穩(wěn)定性，占所述反應(yīng)成膜無機干粉涂料總重量的0-8%，其中硅藻土 由于其特殊的多孔結(jié)構(gòu)，使得該涂料具備與硅藻泥類似的調(diào)濕和隔音吸音作用，從而整體 功能與硅藻泥相同。
[0011] 進一步，所述減水劑、消泡劑均為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的可用作無機干粉涂料添 加劑的常規(guī)物料，本領(lǐng)域技術(shù)人員可自行選擇是否添加以及在確定添加時選擇相應(yīng)合適的 物料加入本發(fā)明所述的反應(yīng)成膜無機干粉涂料中，均可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述減水劑、消 泡劑分別占所述反應(yīng)成膜無機干粉涂料總重量的0-2%、0-2%。
[0012] 進一步，所述無機顏料為氧化鐵紅、鎘紅、鐵藍、鈷藍、鎘黃、氧化鐵黃、鋅鉻黃、鉛 鉻黃、氧化鉻綠、鉛鉻綠、氧化鐵棕、炭黑、等中的任意一種物質(zhì)，占所述反應(yīng)成膜無機干粉 涂料總重量的0-8%。
[0013] 為獲得所述反應(yīng)成膜無機干粉涂料應(yīng)采用以下制備方法和工藝(其流程圖如附圖 所示）： ① 稱量硅質(zhì)原料和(或）硅鋁質(zhì)原料與鈣質(zhì)原料，混合后球磨。球磨在將無機反應(yīng)成膜 材料的粒度磨得更細的同時，也使無機反應(yīng)成膜材料充分混合，彼此均勻接觸，從而提高反 應(yīng)成膜無機干粉涂料的火山灰反應(yīng)活性； ② 向球磨后的無機反應(yīng)成膜混合料中加入稱量好的填料和輔助材料，并繼續(xù)球磨，從 而得到本發(fā)明的反應(yīng)成膜無機干粉涂料。
[0014] 使用時直接加水攪拌均勻，刮涂、滾涂或噴涂在內(nèi)墻上。
[0015] 涂料兌水比例，刮涂時，涂料：水=1:0. 5-1. 0,滾涂和噴涂時，涂料：水 =1:1. 0-1. 5〇
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點在于： 1、本發(fā)明是純粹的無機反應(yīng)成膜方式，涂料中納米或亞微米尺度的高火山灰活性娃錯 質(zhì)原料與鈣質(zhì)原料在有水條件下反應(yīng)生成硅酸鹽凝膠而成膜，隨著時間的推移，粘結(jié)強度 會越來越高，結(jié)實耐用。
[0017] 2、本發(fā)明克服了無機干粉涂料凝結(jié)過快的缺點，施工性能上佳，并且加水后可以 存放。
[0018] 3、所用原料都是無毒無害的無機礦物材料，而且不用涂刷乳膠漆，就可達到內(nèi)墻 裝飾的效果，不會對環(huán)境造成污染，也不會對人體健康造成危害。
[0019] 4、本發(fā)明的原材料成本低，生產(chǎn)工藝簡單，所述涂料現(xiàn)場加水攪拌即可涂刷，使用 方便。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明提供的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的制備方法工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來說明本發(fā)明方案。需要說明，以下實施例為 優(yōu)選實施例，其僅為解釋說明本方案之用。
[0022] 實施例1 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑15%、灰鈣粉30%、雙飛粉 33%、滑石粉14%、鈦白粉3. 8%、水玻璃0. 2%，硅藻土 2. 8%、減水劑0. 5%、消泡劑0. 7%，無機顏 料0〇
[0023] 實施例2 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑22%、灰鈣粉10%、雙飛粉 44%、滑石粉5%、鈦白粉2. 5%、水玻璃0. 5%、硅藻土 6%、減水劑1. 4%、消泡劑1. 5%，氧化鐵紅 7. 1%〇
[0024] 實施例3 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑4%、灰鈣粉26%、雙飛粉45%、 滑石粉16%、鈦白粉2%、水玻璃0. 7%、硅藻土 2. 8%、減水劑0. 8%、消泡劑1. 8%，氧化鐵紅 0. 9%〇
[0025] 實施例4 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑7%、灰鈣粉33%、雙飛粉30%、 滑石粉12%、鈦白粉3%、水玻璃0. 1%、硅藻土 8%、減水劑1. 8%、消泡劑2%，氧化鐵紅3. 1%。
[0026] 實施例5 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑19%、灰鈣粉14%、雙飛粉 27%、滑石粉20%、鈦白粉4%、水玻璃0. 9%、硅藻土 6. 8%、減水劑1. 4%、消泡劑I. 1%，氧化鐵紅 5. 8%〇
[0027] 實施例6 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑14%、灰鈣粉23%、雙飛粉 30%、滑石粉17%、鈦白粉1%、水玻璃0. 6%、硅藻土 3. 2%、減水劑1. 8%、消泡劑1. 4%，氧化鐵紅 8% 〇
[0028] 實施例7 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑25%、灰鈣粉25%、雙飛粉 15%、滑石粉19%、鈦白粉2. 8%、水玻璃0. 1%、硅藻土 4. 5%、減水劑1. 3%、消泡劑1. 9%，氧化鐵 紅 5. 4%。
[0029] 實施例8 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑10%、灰鈣粉32%、雙飛粉 35%、滑石粉13%、鈦白粉1. 9%、水玻璃0、硅藻土 4. 8%、減水劑1. 8%、消泡劑0,氧化鐵紅 1. 5% 〇
[0030] 實施例9 : 本實例的反應(yīng)成膜無機干粉涂料的組分和含量為：白炭黑11%、灰鈣粉37%、雙飛粉 29%、滑石粉9%、鈦白粉1. 4%、水玻璃1%、硅藻土