一种城市绿道无机硅酸盐涂料及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及建筑装饰功能型涂料技术领域，尤其是涉及一种城市绿道无机硅酸盐涂料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
"海绵城市"概念在“2012低碳城市与区域发展科技论坛”中首次提出，就是采取渗、滞、蓄、净、用、排等措施，在提升城市排水系统时优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市。城市绿道是可以供行人和骑行者进入、自然景观良好、以休闲功能为主的绿色开敞空间，能充分体现城市的人文气息。如何将城市绿道建设纳入海绵城市管理一直是一项重要工作。
[0003]
目前传统工艺为在路面铺设大颗粒砂料混凝土，然后在混凝土表面涂装彩色有机涂料(如丙烯酸体系、聚氨酯体系等)，但由于有机涂层的性能局限性，常常导致使用效果不理想，出现耐磨性不持久、色彩褪色较快、漆膜破损等导致的装饰及使用效果不及预期的问题，更为严重的是由于有机涂料干燥后在大颗粒砂料混凝土表层形成致密的涂膜，堵塞混凝土渗水通道，达不到国家要求的“海绵城市”效果，并且容易导致地下水气上升通道受阻所带来的漆膜起鼓脱落问题。且有机涂料需施涂于完全固化后的干燥基层，工期较长。


技术实现要素：

[0004]
本发明要解决的技术问题是提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料及其制备方法，同时在配方中利用无机增韧粉平衡无机涂料硬度与韧性，解决了传统有机涂料在城市绿道涂装领域所存在的耐磨性不好、易褪色、透水透气性不好、工期长的问题，推动无机涂料在海绵城市领域的应用。
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料，由如下重量份数的各组份混合调制得到：
[0006]
水27.9～30.4份，乙基羟乙基纤维素0.3～0.5份，分散剂0.6～0.8份，润湿剂0.2～0.4份，消泡剂0.4～0.6份，分散稳定剂0.4～0.6份，金红石钛白粉6～10份，可与纳米无机硅改性硅酸盐溶液的羟基官能团发生键合反应的改性复合硅酸盐增韧粉16～20份，硫酸钡4～8份；
[0007]
丙烯酸乳液2～4份，成膜助剂0.1～0.2份，纳米无机硅改性硅酸盐溶液30～32份，增稠流平剂0.2～0.4份，无机颜料色浆1～3份。
[0008]
作为优选方式，水29.15份，乙基羟乙基纤维素0.4份，分散剂0.7份，润湿剂0.3份，消泡剂0.5份，分散稳定剂0.5份，金红石钛白粉8份，改性复合硅酸盐增韧粉18份，硫酸钡6份；
[0009]
丙烯酸乳液3份，成膜助剂0.15份，纳米无机硅改性硅酸盐溶液31份，增稠流平剂0.3份，无机颜料色浆2份。
[0010]
作为优选方式，纳米无机硅改性硅酸盐溶液外观为无色透明粘稠液体，固含量为
30％，ph值为8.0～11.0，粘度<10cps，有机物含量<0.1％；所述改性复合硅酸盐增韧粉外观为浅灰白色微细粉末，水悬浮液ph值7.0～8.5，相对密度2.6～2.7；所述无机颜料色浆为科莱恩无机涂料专用色浆。
[0011]
本发明提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0012]
步骤一、在容器中加入水27.9～30.4份，然后在搅拌下加入乙基羟乙基纤维素0.3～0.5份，搅拌分散，然后在搅拌状态下依次加入分散剂0.6～0.8份、润湿剂0.2～0.4份、消泡剂0.4～0.6份、分散稳定剂0.4～0.6份、金红石钛白粉6～10份、改性复合硅酸盐增韧粉16～20份、硫酸钡4～8份，加完后高速分散；
[0013]
步骤二、分散完成后，降低转速，依次加入丙烯酸乳液2～4份、成膜助剂0.1～0.2份、纳米无机硅改性硅酸盐溶液30～32份、增稠流平剂0.2～0.4份，加完后搅拌混均匀，然后在搅拌状态下加入无机颜料色浆1～3份，搅拌均匀，调制成所需颜色的无机硅酸盐涂料。
[0014]
本发明涉及一种城市绿道无机硅酸盐涂料及其制备方法，与现有设计相比，其优点在于：本发明利用纳米无机硅对传统硅酸盐进行改性，使改性后的硅酸盐溶液结构上具有更多用于交联反应的羟基官能团，使交联后的漆膜强度及耐磨性大幅度提升，并通过添加可与纳米无机硅改性的硅酸盐的羟基官能团发生键合反应的改性复合硅酸盐增韧粉，平衡无机涂料的硬度与韧性；调色时采用无机颜料色浆代替有机颜料色浆；解决了传统有机涂料在城市绿道涂装领域使用强度差、耐磨性不好、易褪色、透水性透气不好、工期长的问题，推动无机涂料在海绵城市领域的应用。
[0015]
本发明无机硅酸盐涂料以经纳米无机硅改性的碱金属硅酸盐为粘结剂，使用后可与混凝土中的碳酸盐、铝酸盐、硫酸盐等多价金属离子及砂充分发生硅化反应，产生非常牢固的键合体。所形成的无机硅酸盐涂层具有高达5h的硬度，耐磨性极高，耐候性优异。硅酸盐涂料可渗入大颗粒砂料混凝土内部进行石化反应，并形成类似天然的多孔结构，不会堵塞混凝土渗水通道，所以具有良好的水透过率，雨水可轻易渗透进绿道下层的土壤中，并且晴天高温时地下水气可轻易透过硅酸盐涂膜而不会出现有机涂层所固有的容易起鼓脱落的弊病，可“呼吸”的涂膜结构能真正实现城市道路所需要的“海绵”效果。而且无机硅酸盐涂料可以在没完全固化的潮湿混凝土基层施工，可以大大缩短工期。
具体实施方式
[0016]
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的说明，各实施例仅作为优选实施方式以说明本发明的技术方案，不构成对本发明的限定。
[0017]
本发明的各种组分均采用现有市售产品。本发明中的“份”均指重量份。
[0018]
本发明提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料，由如下重量份数的各组份混合调制得到：
[0019]
水27.9～30.4份，乙基羟乙基纤维素0.3～0.5份，分散剂0.6～0.8份，润湿剂0.2～0.4份，消泡剂0.4～0.6份，分散稳定剂0.4～0.6份，金红石钛白粉6～10份，改性复合硅酸盐增韧粉16～20份，硫酸钡4～8份；
[0020]
丙烯酸乳液2～4份，成膜助剂0.1～0.2份，纳米无机硅改性硅酸盐溶液30～32份，增稠流平剂0.2～0.4份，无机颜料色浆1～3份。
[0021]
所述纳米无机硅改性硅酸盐溶液外观为无色透明粘稠液体，固含量为30％，ph值
(25℃)为8.0～11.0，粘度(25℃)<10cps，有机物含量<0.1％；所述改性复合硅酸盐增韧粉外观为浅灰白色微细粉末，质量含量10％水悬浮液ph值为7.0～8.5，相对密度为2.6～2.7；所述乙基羟乙基纤维素外观为白色粉末，颗粒粒径为98％<500μm，含水量<4％，含盐量<5％，ph值(1％水溶液)为5～7，20℃的粘度(1％水溶液)为3000～4000mpa.s；所述分散剂为低分子量聚丙烯酸钠盐，外观为清澈至半透明液体，固含量为41～44％，比重(25℃)为1.30，ph值为7～8；所述润湿剂外观(25℃)为透明液体，活性物含量约为70％，ph值(1％水溶液)为6～8，25℃时粘度约为640mpa.s；所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物乳液，外观为白色触变性液体，不挥发物含量为22.0～26.0％，25℃时粘度为50～150mpa.s，ph值为7～9；所述分散稳定剂外观为粘性液体，固体成分为48～52％，ph值约为10～11，比重(25℃)为1.12；所述金红石钛白粉，tio
2
含量>90％，水悬浮液ph值为7.0～8.5，吸油量≤20g/100g；所述硫酸钡外观为白色粉末，800目，密度为4.25～4.5g/ml，吸油量≤25g/100g；所述丙烯酸乳液外观为乳白色液体，固含量(％)48
±
1，ph值为7.5～9.0，mft约为20℃；所述成膜助剂为醇酯类高沸点有机化合物；所述增稠流平剂为缔合型疏水改性聚氨酯，外观为灰白至米黄色浑浊粘稠液体，固含量为19～21％，ph值为5.0～8.0，密度为1.02～1.08g/cm
3
，粘度<10000cps；所述无机颜料色浆为科莱恩无机涂料专用色浆。
[0022]
特别地，本发明中所述纳米无机硅改性硅酸盐溶液为佛山荷叶化工销售的型号为wj-8801的产品；所述改性复合硅酸盐增韧粉为佛山荷叶化工销售的型号为sr-637的产品；所述乙基羟乙基纤维素为阿克苏公司生产的型号为ebs451fq的产品；所述分散剂为法国爱森公司生产的型号为flosperse 3000的产品；所述润湿剂为德国科莱恩公司生产的型号为lcn407的产品；所述消泡剂为深圳海润公司销售的型号为cf-1615的产品；所述分散稳定剂为德国科莱恩公司生产的型号dispersogen s plus的产品；所述金红石钛白粉为山东道恩公司生产的型号为r-2195的产品；所述硫酸钡为佛山太合矿业公司销售的产品；所述丙烯酸乳液为巴斯夫公司生产的型号为acroanl 296ds的产品；所述成膜助剂为鲁格化学公司生产的型号为ruger re70的产品；所述增稠流平剂为深圳海润公司销售的型号为tu2881的产品；所述无机颜料色浆为广州科迪公司生产的“sx”系列水性产品。
[0023]
实施例1～3以及对比例1～2的组分、重量及各组分的用量如表一所示；对比例1中使用碳酸钙替代改性复合硅酸盐增韧粉；对比例2中使用广州科迪公司生产的水性有机色浆调色；并购买市售传统聚氨酯城市绿道涂料作为对比例3进行测试，该体系是聚氨酯作为主要成膜物质。
[0024]
表一
[0025][0026]
实施例1
[0027]
本实施例提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料的制备方法，步骤如下：
[0028]
步骤一、在生产缸中加入水27.9kg，然后在搅拌下加入乙基羟乙基纤维素0.5kg，在400转/分转速下分散30min，然后搅拌下依次加入分散剂0.6kg、润湿剂0.2kg、消泡剂0.6kg、分散稳定剂0.6kg、金红石钛白粉6.0kg、改性复合硅酸盐增韧粉20.0kg、800目硫酸钡4.0kg，加完后提升搅拌速度至1500转/分，高速分散30min。
[0029]
步骤二、分散完成后，降低转速至800转/分，依次加入丙烯酸乳液4.0kg、成膜助剂0.2kg、纳米无机硅改性硅酸盐溶液32.0kg、增稠流平剂0.4kg，加完后800转/分转速下搅拌混合10～15min。混合均匀后，在搅拌下加入无机颜料色浆3.0kg，搅拌均匀，调制成所需颜色的无机硅酸盐涂料。
[0030]
实施例2
[0031]
本实施例提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料的制备方法，步骤如下：
[0032]
步骤一、在生产缸中加入水29.15kg，然后在搅拌下加入乙基羟乙基纤维素0.4kg，在400转/分转速下分散30min，然后搅拌下依次加入分散剂0.7kg、润湿剂0.3kg、消泡剂0.5kg、分散稳定剂0.5kg、金红石钛白粉8.0kg、改性复合硅酸盐增韧粉18.0kg、800目硫酸钡6.0kg，加完后提升搅拌速度至1500转/分，高速分散30min。
[0033]
步骤二、分散完成后，降低转速至800转/分，依次加入丙烯酸乳液3.0kg、成膜助剂0.15kg、纳米无机硅改性硅酸盐溶液31.0kg、增稠流平剂0.3kg，加完后800转/分搅拌混合10～15min。混合均匀后，在搅拌下加入无机颜料色浆2.0kg并搅拌均匀，调制成所需颜色的无机硅酸盐涂料。
[0034]
实施例3
[0035]
本实施例提供一种城市绿道无机硅酸盐涂料的制备方法，步骤如下：
[0036]
步骤一、在生产缸中加入水30.4kg，然后在搅拌下加入乙基羟乙基纤维素0.3kg，在400转/分转速下分散30min，然后搅拌下依次加入分散剂0.8kg、润湿剂0.4kg、消泡剂0.4kg、分散稳定剂0.4kg、金红石钛白粉10.0kg、改性复合硅酸盐增韧粉16.0kg、800目硫酸钡8.0kg，加完后提升搅拌速度至1500转/分，高速分散30分钟。
[0037]
步骤二、分散完成后，降低转速至800转/分，依次加入丙烯酸乳液2.0kg、成膜助剂0.1kg、纳米无机硅改性硅酸盐溶液30.0kg、增稠流平剂0.2kg，加完后800转/分搅拌混合10～15min。混合均匀后，在搅拌下加入无机颜料色浆1.0kg并搅拌均匀，调制成所需颜色的无机硅酸盐涂料。
[0038]
对比例1
[0039]
在生产缸中加入水29.15kg，然后在搅拌下加入乙基羟乙基纤维素0.4kg，在400转/分转速下分散30min，然后搅拌下依次加入分散剂0.7kg、润湿剂0.3kg、消泡剂0.5kg、分散稳定剂0.5kg、金红石钛白粉8.0kg、700目碳酸钙18.0kg、800目硫酸钡6.0kg，加完后提升搅拌速度至1500转/分，高速分散30分钟。
[0040]
分散完成后，降低转速至800转/分，依次加入丙烯酸乳液3.0kg、成膜助剂0.15kg、纳米无机硅改性硅酸盐溶液31.0kg、增稠流平剂0.3kg，加完后800转/分搅拌混合10～15min。混合均匀后，在搅拌下加入广州科迪公司的“sx”系列无机水性色浆2.0kg并搅拌均匀，调制成所需颜色的涂料。
[0041]
对比例2
[0042]
在生产缸中加入水29.15kg，然后在搅拌下加入乙基羟乙基纤维素0.4kg，在400转/分转速下分散30min，然后搅拌下依次加入分散剂0.7kg、润湿剂0.3kg、消泡剂0.5kg、分散稳定剂0.5kg、金红石钛白粉8.0kg、改性复合硅酸盐增韧粉18.0kg、800目硫酸钡6.0kg，加完后提升搅拌速度至1500转/分，高速分散30分钟。
[0043]
分散完成后，降低转速至800转/分，依次加入丙烯酸乳液3.0kg、成膜助剂0.15kg、纳米无机硅改性硅酸盐溶液31.0kg、增稠流平剂0.3kg，加完后800转/分搅拌混合10～15min。混合均匀后，在搅拌下加入有机水性色浆2.0kg并搅拌均匀，调制成所需颜色的涂料。
[0044]
对比例3
[0045]
购买市售传统聚氨酯城市绿道涂料作为对比例3。
[0046]
根据下述相关检测标准对本发明实施例1～3所制得的无机硅酸盐涂料和对比例1～3进行检测，性能检测结果见下表二。
[0047]
表二
[0048]
[0049]
从表二的结果可以看出，使用本发明技术制得的城市绿道无机硅酸盐涂料，由于相比对比例1、对比例2、对比例3，利用纳米无机硅改性的硅酸盐溶液代替传统有机材料(如丙烯酸、聚氨酯等)作为主要成膜物质；并通过添加可与纳米无机硅改性的硅酸盐成膜物质的羟基官能团发生键合反应的改性复合硅酸盐增韧粉，平衡无机涂料的硬度与韧性；调色时采用无机颜料色浆代替有机颜料色浆。依据该发明技术配制的产品具有更高的硬度、更好的基层附着力、更低的磨耗、更快的水透过性、更强的保色性、更适宜的施工性，有效地解决了传统有机涂料在城市绿道涂装领域使用强度差、耐磨性不好、易褪色、透水透气性不好、工期长的问题，推动无机涂料在海绵城市领域的应用。

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