一种隧道抗污瓷化涂料及其制备的制作方法

2021-02-02 17:02:23|

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本发明属于隧道涂料技术领域，涉及一种隧道抗污瓷化涂料及其制备。

背景技术：

随着国家高速公路大量建设，隧道建设里程大增，如何在保证行车安全的前提下有效降低隧道照明能源消耗已迫在眉睫。城市公路隧道车流量大、行驶缓慢，导致机动车尾气大量产生，由于隧道处于一个相对封闭的环境，通风效果差，尾气中的有害物难以降解、扩散。车辆行驶带来的扬尘、泥水与机动车尾气形成的炭黑、固体颗粒混合在一起，最终沉积在隧道两侧的墙面上形成污渍，越积越多，导致隧道严重污染。针对这些问题相继出现了发光涂料﹑水性反光涂料﹑蓄能发光涂料等通过涂料自身的反光或是吸收隧道内部灯光后发光，达到节能效果，但在实际使用时发现这些产品发光效果一般，表面容易沾污，难清洗，反光效果变差。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了提供一种隧道抗污瓷化涂料及其制备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一方面，本发明提出了一种隧道抗污瓷化涂料，由以下重量份数的组分组成：复合硅酸钾25-35份，玻璃微球5-10份，改性纳米有机硅粉末15-20份，固化剂0.5-0.8份，分散剂0.2-0.3份，增稠剂0.3-0.6份，助溶剂1-3份，去离子水5-10份。

进一步的，所述的复合硅酸钾由高低模数的硅酸钾溶液混合而成，所述硅酸钾溶液的模数分别为2.2、3.8，对应混合质量比为1:1。

进一步的，所述的玻璃微珠为600-750目。

进一步的，所述的改性纳米有机硅粉末通过以下方法制备而成：

取硅粉、氯化亚铜催化剂和十八烷基三甲基氯化铵在800-900℃下进行氯化反应，得到气态三氯氢硅，再将气态三氯氢硅冷凝成液体，再用超纯氢气以1000～1200℃的温度将三氯氢硅液体还原成有机硅粗单体，然后经烘干、研磨成2500～3500目的粉末，即得所述改性纳米有机硅粉末，

其中，氯化亚铜催化剂的质量为硅粉的25%，十八烷基三甲基氯化铵的质量为硅粉的20%。

进一步的，所述的固化剂为封闭性多异氰酸酯类固化剂。

进一步的，所述的分散剂为氟碳表面活性剂、5040分散剂中一种或几种混合物。

进一步的，所述的增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂。

进一步的，所述的助溶剂为十二醇酯。

另一方面，本发明还提出了一种隧道抗污瓷化涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取复合硅酸钾置于反应釜内，室温下搅拌，静置熟化；

（2）继续往反应釜内加入玻璃微球、改性纳米有机硅粉末、固化剂、分散剂、增稠剂、助溶剂和去离子水，搅拌，即得到最终产物。

进一步的，步骤（1）中，静置熟化的时间为12h。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

（1）采用复合硅酸钾与封闭性多异氰酸酯类固化剂复合，其在涂料成膜表面会另外形成一层具有交联密度的无机保护膜，从而使得涂料涂覆后具有良好的耐污性。

（2）采用改性纳米有机硅粉末，其相比于常规填料而言，可显著提高涂料的耐磨度、润滑性、耐冲击性和光扩散性等，同时，配合加入的玻璃微球，可以进一步提高涂料层的漫反射性能，涂料光泽度高。

（3）产品制作与使用过程中无有机挥发物，绿色环保。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下各实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。

实施例1：

本实施例提出了一种隧道抗污瓷化涂料，其通过以下步骤制备得到：

（1）称取复合硅酸钾30份置于反应釜内，室温下搅拌，静置熟化；

（2）继续往反应釜内加入玻璃微球7份、改性纳米有机硅粉末16份、固化剂0.6份、分散剂0.25份、增稠剂0.4份、助溶剂2份和去离子水10份，搅拌，即得到最终产物。

其中，所述的复合硅酸钾由高低模数的硅酸钾溶液混合而成，所述硅酸钾溶液的模数分别为2.2、3.8，对应混合质量比为1:1，所述的玻璃微珠为600-750目，述的固化剂为封闭性多异氰酸酯类固化剂，所述的分散剂为氟碳表面活性剂，所述的增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，所述的助溶剂为十二醇酯。

所述的改性纳米有机硅粉末通过以下方法制备而成：

取硅粉、氯化亚铜催化剂和十八烷基三甲基氯化铵在850℃左右进行氯化反应，得到气态三氯氢硅，再将气态三氯氢硅冷凝成液体，再用超纯氢气以1100℃左右的温度将三氯氢硅液体还原成有机硅粗单体，然后经烘干、研磨成2500～3500目的粉末，即得所述改性纳米有机硅粉末，其中，氯化亚铜催化剂的质量为硅粉的25%，十八烷基三甲基氯化铵的质量为硅粉的20%。

对比例1：

与实施例1相比，绝大部分都相同，除了将改性纳米有机硅粉末改为等质量的常规钛白粉。

对比例2：

与实施例1相比，绝大部分都相同，除了将复合硅酸钾替换为等质量份的无机硅树脂乳液。

对比例3：

与实施例1相比，绝大部分都相同，除了省去了固化剂这一成分。

对实施例1、对比例1、对比例2和对比例3所得涂料进行性能测试，具体将涂料稀释至施工要求，然后采用滚涂等方面涂覆在预清洁处理的隧道表面上，经过自然干燥，膜厚约30μm左右，然后，将隧道内空气进行循环流通，自然晾干，各性能测试结果如下：

注：涂膜耐玷污性参照克莱恩公司的耐玷污测试方法进行测试，具体为称取1.0g配制灰与1.0g丁二醇混合均匀，加998.0g水配制成污染物悬浮液，将测试板水平成60°角放置，用泵将污染物悬浮液以200l/min的流速循环均匀的喷淋在测试板上，喷淋30min后再50℃干燥24小时，然后测量涂膜反射系数l值，以喷淋前后涂膜反射系数的下降率来评价耐玷污性。

实施例2：

本实施例提出了一种隧道抗污瓷化涂料，其通过以下步骤制备得到：

（1）称取复合硅酸钾25份置于反应釜内，室温下搅拌，静置熟化；

（2）继续往反应釜内加入玻璃微球5份、改性纳米有机硅粉末20份、固化剂0.5份、分散剂0.3份、增稠剂0.3份、助溶剂3份和去离子水5份，搅拌，即得到最终产物。

其中，所述的复合硅酸钾由高低模数的硅酸钾溶液混合而成，所述硅酸钾溶液的模数分别为2.2、3.8，对应混合质量比为1:1，所述的玻璃微珠为600-750目，述的固化剂为封闭性多异氰酸酯类固化剂，所述的分散剂为5040分散剂，所述的增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，所述的助溶剂为十二醇酯。

所述的改性纳米有机硅粉末通过以下方法制备而成：

取硅粉、氯化亚铜催化剂和十八烷基三甲基氯化铵在800-900℃下进行氯化反应，得到气态三氯氢硅，再将气态三氯氢硅冷凝成液体，再用超纯氢气以1000～1200℃的温度将三氯氢硅液体还原成有机硅粗单体，然后经烘干、研磨成2500～3500目的粉末，即得所述改性纳米有机硅粉末，其中，氯化亚铜催化剂的质量为硅粉的25%，十八烷基三甲基氯化铵的质量为硅粉的20%。

实施例3：

本实施例提出了一种隧道抗污瓷化涂料，其通过以下步骤制备得到：

（1）称取复合硅酸钾35份置于反应釜内，室温下搅拌，静置熟化；

（2）继续往反应釜内加入玻璃微球10份、改性纳米有机硅粉末15份、固化剂0.8份、分散剂0.2份、增稠剂0.6份、助溶剂1份和去离子水10份，搅拌，即得到最终产物。

其中，所述的复合硅酸钾由高低模数的硅酸钾溶液混合而成，所述硅酸钾溶液的模数分别为2.2、3.8，对应混合质量比为1:1，所述的玻璃微珠为600-750目，述的固化剂为封闭性多异氰酸酯类固化剂，所述的分散剂为氟碳表面活性剂、5040分散剂中一种或几种混合物，所述的增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，所述的助溶剂为十二醇酯。

所述的改性纳米有机硅粉末通过以下方法制备而成：

实施例4：

本实施例提出了一种隧道抗污瓷化涂料，其通过以下步骤制备得到：

（1）称取复合硅酸钾30份置于反应釜内，室温下搅拌，静置熟化；

（2）继续往反应釜内加入玻璃微球10份、改性纳米有机硅粉末15份、固化剂0.6份、分散剂0.2份、增稠剂0.4份、助溶剂2份和去离子水6份，搅拌，即得到最终产物。

所述的改性纳米有机硅粉末通过以下方法制备而成：

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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