[发明专利]一种双组分环保型无机聚合物涂覆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于建筑物表面保护的一种双组分环保型无机聚合物涂覆材料及其制备方法，属于化学胶凝材料领域。

背景技术

为了提高建筑物表面各种结构材料(包括水泥混凝土、墙体材料、钢铁)的耐候性、耐腐蚀性和耐久性，以及装饰性的考虑，一般需要在其表面涂上涂料。目前，占市场绝大部分份额的为有机涂料，按其成膜物的不同可分为：粉末涂料、醇酸(聚酯)树脂涂料、氨基(醇酸、聚酯)树脂涂料、丙烯酸树脂涂料、聚氨酯树脂涂料、环氧树脂涂料、有机硅树脂涂料、乙烯类树脂涂料、氟碳涂料等；其中使用最多的外墙涂料主要是丙烯酸树脂及其有机硅改性的系列涂料。它具有色彩丰富艳丽、耐候性较好、易施工的特点。

有机质涂料尽管色彩较丰富、施工性较好、粘结性强，但其缺点在于耐高温性能很差，一般300℃左右涂层就完全破坏；耐紫外线(抗老化)能力较差；作为外墙涂料，使用寿命都不够长。它们以石油工业的下游产品为主要原料，随着石油价格不断攀升，有机涂料的成本价格也节节上升；石油资源是不可再生的资源，这都使有机涂料使用有所限制。此外，有机质涂料大都含有各种对人体和环境有害的物质，有些还会排放有机挥发物(VOC)，因此在安全性方面存在一定问题，使用越来越受到限制。人们注意的目光开始转向无机涂料上来。

目前，国内的无机涂覆材料主要以碱金属硅酸盐或硅溶胶为主要成膜物质，具有粘结力强、耐高温、抗老化、环保等性能。这类涂料成膜机理主要是促进硅酸盐的胶体化，生成SiO₂凝胶。但是，固化后的硅凝胶的孔隙率一般较大，加之SiO₂凝胶在不同pH值下溶解度差异较大，从而导致凝胶体的耐水性较差，在大气环境中凝胶会变性；同时，在水渗透的作用下，碱金属硅酸盐会泛碱，影响外观，因此也不是耐久性好的涂层材料。

碱激发煅烧高岭土型无机聚合物(有文献称为土壤聚合物)与碱硅酸盐型涂覆材料的固化机理有本质的区别，是一种通过化学键合作用而形成的具有致密的Si-O-Al三维网络结构的新型胶凝材料。该胶凝材料耐腐蚀性能、耐高温性能和耐久性能优异；而且原料来源广泛，生产加工污染小、使用中对人体无损害，属于绿色环保型建筑材料。用它作为涂覆材料不仅可以克服市场上大量使用的有机涂覆材料不耐高温、污染环境和生产使用中对人体产生损害、价格高等缺点，还可从根本上解决耐久性问题。但是，目前煅烧高岭土型无机聚合物浆体存在着工作性能差，主要是粘度大、屈服应力低，凝结时间过长，以及硬化后易产生开裂等缺陷，导致其难以在涂覆材料领域应用，至今还没有发现煅烧高岭土型无机聚合物涂覆材料的相关专利报道。

发明内容

本发明的目的就是克服上述无机聚合物浆体工作性能差、硬化后易开裂的缺点，一种双组分环保型无机聚合物涂覆材料及其制备方法。本发明选用了不同粒径的颗粒材料，调整涂料的颗粒全级配提高涂层的抗开裂性能；采用有效的稠化剂提高涂层的屈服应力；使用适宜的促硬剂调整涂料的凝结时间，同时调整激发剂的浓度与用量来适当降低涂层的粘度，但保持了无机聚合反应的速度。本发明的涂覆材料具有牢固粘结力、不泛碱、易涂刷、耐高温、涂层不开裂、不脱落、耐碱、耐水、耐冻融循环、低污染的优点。本发明的技术方案如下。

一种双组分环保型无机聚合物涂覆材料，包括组分A和组分B，所述组分A包括：25-35重量份煅烧高岭土、1-2重量份颜料、1-2重量份促硬剂、55-75重量份填料；所述组分B包括：2-4重量份稠化剂和96-98重量份激发剂溶液，所述稠化剂加在激发剂溶液中；组分A与组分B的重量比为1.6-1.8∶1。该材料尤其适合于厚层涂覆工艺(辊涂、刮涂、喷涂)。

一种双组分环保型无机聚合物涂覆材料，包括组分A和组分B，其特征在于所述组分A包括：65-85重量份煅烧高岭土、1-2重量份颜料、2-4重量份促硬剂、8-35重量份填料；所述组分B包括：2-4重量份稠化剂和96-98重量份激发剂溶液，所述稠化剂加在激发剂溶液中；组分A与组分B的重量比为0.7-0.8∶1。该材料尤其适用于薄层涂覆工艺(刷涂、喷涂)。

上述的双组分环保型无机聚合物涂覆材料中，组分A中煅烧高岭土是由高岭土经600-900℃煅烧1-3h制备而成。

上述的双组分环保型无机聚合物涂覆材料中，组分B中激发剂为硅酸钾、硅酸钠溶液之中的至少一种，其模数为1.0-1.6，质量浓度25-45％。

上述的双组分环保型无机聚合物涂覆材料中，组分A中，所述颜料是钛白粉、氧化铁红中的至少一种，所述促硬剂为磨细高炉矿渣、氟硅酸钠中的至少一种。