[发明专利]一种反应成膜无机干粉涂料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种用于内墙装饰的反应成膜无机干粉涂料及其生产方法。

背景技术

随着社会和现代科学技术的发展和进步，人们越来越关注居住环境对于健康的影响。对于室内涂料挥发性有机化合物(VOC)的低排放甚至零排放的呼声愈来愈高。所有建筑涂料都由三个部分组成：成膜物质、填料和助剂。成膜物质起着粘接剂的作用，其功能是形成连续或准连续薄膜；填料充填在成膜物质中起着耐磨、抗划伤、降低成本等作用；助剂则起着调节涂料某些性能（如流变性、防霉性）的作用。目前广泛使用的内墙涂料是乳胶漆，无论何种乳胶漆均以高分子合成树脂为成膜物质，很难达到低VOC指标。市场上也有一些低VOC甚至零VOC的树脂产品，但都价格昂贵。此外，乳胶漆为悬浊液体系，固含量大多在50%左右，其余为水或其它溶剂。因此，至少半数的运输成本用于了搬运最终要挥发掉的水或溶剂。无机干粉涂料可以克服上述不足。石灰及其衍生物（灰钙粉、氢氧化钙粉）大约是最早的无机干粉涂料，其成膜原理是靠石灰的碳化，存在掉灰严重的缺点，已基本退出应用领域。近年在环保要求的催动下，出现了无机干粉涂料开发热潮，有许多文献和专利公开。概括起来，所开发无机干粉涂料大致有三类成膜方式：①以有机再分散胶粉作为主要成膜物质，如CN2009101933522。这种方法实现了不再搬运水或溶剂，但对于降低VOC没有太多建设性作用；②以硅酸盐水泥等水硬性无机胶凝材料作为成膜物质，如CN2013104093689。这种方法在节省运输成本的同时可实现零VOC，但水泥水化、凝结时间较短，涂料拌和后必须立即使用，不能放置。③以碱金属硅酸盐和固化剂作为成膜物质，如CN2011104466990。这种方法的原理是碱金属硅酸盐与固化剂起化学反应形成难溶硅酸盐胶体从而成膜，由于在水溶液中碱金属硅酸盐与固化剂的反应速度较快，因此施工过程中就会出现稠化，施工性能较差。如果施工速度慢涂料甚至结块失效。除上述三种基本类型之外，更多的是①与②、③的组合，如CN2006100366259，CN2014108540807，CN2014108540760等。这种组合方式降低了有机树脂添加量，涂料的VOC也随之降低，但不能称之为真正的纯无机涂料，其VOC值仍然依赖于树脂的质量。

发明内容

发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种反应成膜的无机干粉涂料。本发明所用原料均为无机材料，不存在挥发性有机物。所发明涂料是利用纳米或亚微米尺度的高火山灰活性硅铝质原料与钙质原料在有水条件下反应生成硅酸盐凝胶而成膜。这既实现了纯粹的无机反应成膜，又克服了背景技术述及的因凝结快而带来的施工性能不佳及加水后不能短期存放等缺点。所述涂料现场加水搅拌即可涂刷，施工方便、耐水耐碱性优异、干燥时间短、粘结强度高、耐洗刷性好。

为实现上述目的，一种反应成膜无机干粉涂料，其由无机成膜材料、填料和辅助材料组成，所述无机成膜材料占所述干粉涂料总质量的20-50%；所述填料占所述干粉涂料的总质量的20-70%；余量为辅助材料；

所述无机成膜材料由纳米或亚微米尺度具有高火山灰活性的硅质和/或硅铝质原料和钙质原料组成，所述硅质和/或硅铝质原料占所述无机成膜材料总质量的20-50%，余量为所述钙质原料。

进一步，所述硅质原料为白炭黑、微硅粉、超细玻璃微珠、二氧化硅干溶胶中的至少一种，其一次粒子的粒径≤1微米。所述硅铝质原料包括超细煅烧高岭土、纳米管状硅铝粉中的至少一种，其一次粒子的粒径≤1微米。所述硅质和/或硅铝质原料的总和占所述无机反应成膜材料总重量的20-50%。

进一步，所述钙质原料为灰钙粉、生石灰粉、熟石灰粉中的任意一种或几种的混合物。

所述填料为双飞粉（重质碳酸钙、硅灰石粉）、滑石粉、钛白粉，其分别占所述反应成膜无机干粉涂料总重量的15-45%、5-20%、1-4%，其中双飞粉、重质碳酸钙、硅灰石粉既可单独添加，也可任意组合使用。

所述辅助材料有激活剂、增稠剂、减水剂、消泡剂和无机颜料。以上辅助材料是按照实际需要进行添加，添加种类可以为一种，也可以是多种组合。

进一步，所述激活剂为水玻璃、硅酸钠、钾明矾中的任意一种或几种的混合物，这些物质可以与具有火山灰活性的硅质原料、硅铝质原料在有水的条件下发生水化反应，由于形成的水化产物凝结时间短，有利于提高无机干粉涂料的早期粘结强度，从而有效解决了本无机成膜材料在前期水化成膜较为缓慢、粘结强度不够的问题，其占所述反应成膜无机干粉涂料总重量的0-1%。