一种高性能无机粉末涂料用凝胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及粉末涂料技术领域，特别是涉及一种高性能无机粉末涂料用凝胶及其制备方法。


背景技术：

2.涂料，在中国传统名称为油漆。涂料包括水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料、高固体分涂料等。
3.乳胶漆主要是以合成树脂乳液为基料加入颜料、填料及各种助剂配制而成的一类水性涂料，又称合成树脂乳液涂料，是有机涂料的一种。采用乳胶工艺生产的涂料对墙体能起到装饰作用，随着施工技术的不断提高也能根据客户喜好做出不同的肌理以满足不同的美学追求。
4.例如公开号为cn109233376a的中国专利公开了一种环保型无机涂料及其制备方法，该环保型无机涂料包括如下按重量份数计的原料：硅酸钾40～50份、填料30～40份、二氧化硅0.5～5份、改性贝壳粉5～10份、纤维素0.1～0.2份、消泡剂0.1～0.2份、分散剂0.1～0.3份、颜料5～10份、纯丙乳液1～5份、水20～30份。
[0005][0006]
该发明制备的无机提料既符合国家标准，又保持了无机涂料节能、经济、环保、低碳、阻燃、快干、附着性强、耐水、耐酸、耐碱等特点。但是包括该发明在内的大多数无机涂料采用的原材料的地域性特征明显，例如贝壳粉等，需要各地采购原材料运输至企业所在地，制备完成后再运输至各地销售；此外填料的质量较大，导致原材料运输和成品运输成本增加，影响了企业利润和市场价格，增加了企业和用户的经济负担。


技术实现要素：

[0007]
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种高性能无机粉末涂料用凝胶及其制备方法。
[0008]
为了解决以上技术问题，本发明提供一种高性能无机粉末涂料用凝胶及其制备方法。
[0009]
技术效果：改变了无机粉末涂料用凝胶的配方和比例，对影响产品质量的核心凝胶进行集中复配，再运输到使用区域添加骨料进行混合，有效降低了无机粉末涂料各原材料的运输成本，将总体运输成本降低75％以上，解决了原材料和成品运输距离长，运输成本高的经济成本问题，降低了无机粉末涂料的市场价格；同时集中复配凝胶也能够降低投料误差，减少生产质量事故。
[0010]
本发明进一步限定的技术方案是：一种高性能无机粉末涂料用凝胶，由如下重量份数的物质混合组成：
[0011]
高铝水泥微粉90～120份
[0012]
可再分散乳胶粉8～11份
[0013]
羟丙基甲基纤维素醚0.9～1.2份；
[0014]
其中，高铝水泥微粉由高铝水泥粉末研磨制得，高铝水泥微粉的粒度为600目。
[0015]
进一步的，各项所述材料的添加混合比例为，高铝水泥微粉:可再分散乳胶粉:羟丙基甲基纤维素醚＝1:0.09:0.01。
[0016]
本发明还提供一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0017]
s1，高铝水泥微粉制备，取定量高铝水泥，用球磨机研磨成粒度为600目的颗粒，形成高铝水泥微粉；
[0018]
s2，投料混合，将制得的高铝水泥微粉与定量可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素按照1:0.09:0.01的比例进行投料混合，搅拌混合均匀，制得混合粉末涂料；
[0019]
s3，筛分及分散，将混合制得的粉末涂料进行筛分、均化，并将因搅拌成团的粉末打散，形成均质粉末，得到凝胶材料；
[0020]
s4，包装成品，将制得的凝胶材料用编织袋进行打包，编织袋内覆合有防水内膜，得到包装后的凝胶成品，并将凝胶成品置于干燥阴凉条件存储，避免凝胶材料雨淋、吸潮硬化。
[0021]
前所述的一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，在步骤s2中，搅拌混合的时间在600s以上，以保证各项材料混合均匀。
[0022]
前所述的一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，制得的凝胶材料在使用时，需要按照凝胶材料:石英粉＝1:2的比例加水搅拌混合使用，石英粉的粒度为400目。
[0023]
本发明的有益效果是：
[0024]
(1)本发明中，由于无机涂料是以无机材料作为主要成膜物质的涂料，主要由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐等凝胶材料与无机填料混合而成，而填料的加入是为了改善涂料的强度、降低膨胀系数、提高耐候性等作用，因此不难看出，凝胶材料为整个无机粉末涂料的核心材料；因此本发明通过改善无机粉末涂料中凝胶材料的配方和用料，使得凝胶材料能够独立包装，在需要时再与无机填料混合使用，并且提升了凝胶材料对最终形成的建筑无机粉末涂料的增稠性和保水性，改善了贮藏稳定性，提升了凝胶材料的使用和运输效果；
[0025]
(2)本发明中，将凝胶材料独立包装运输，则可以将凝胶材料独立生产，在运输到使用地后与填料进行混合使用，由于填料用量大、质量大，制备方式简单，可以在使用地直接购买或制备，该种方式能够极大程度上减少对填料的运输成本，减少运力消耗；而凝胶材料用量少，质量轻，企业和用户只需要承担凝胶材料的运输成本，极大程度上降低了无机粉末涂料的运输成本；
[0026]
(3)本发明中，通过改善凝胶材料的制备成分，提升了凝胶材料普适性，其中，高铝水泥微粉、可再分散乳胶粉与羟丙基甲基纤维素均为市面上常见成分，购买较为方便，进一步缩减了运输所需的成本；而根据本发明优化的凝胶材料比例，提升了凝胶材料在使用时的保水性、施工爽滑性、增稠作用和增稠效率，提高了整体的使用稳定性和贮藏稳定性；
[0027]
(4)本发明中，使用高铝水泥作为凝胶材料，使其具有早强、高强的特点，同时支撑了涂料的使用寿命，代替乳胶涂料用树脂乳液做凝胶材料的方式，使得整个无机涂料的使用寿命能够长达70年；此外，将凝胶材料集中配置，能够大大降低涂料生产投料误差产生的质量事故，可以实现异地复配运输成本最低，实现涂料生产的经济性原则；
[0028]
(5)本发明中，改变了无机粉末涂料用凝胶的配方和比例，对影响产品质量的核心
凝胶进行集中复配，再运输到使用区域添加骨料进行混合，有效降低了无机粉末涂料各原材料的运输成本，将总体运输成本降低75％以上，解决了原材料和成品运输距离长，运输成本高的经济成本问题，降低了无机粉末涂料的市场价格；同时集中复配凝胶也能够降低投料误差，减少生产质量事故。
具体实施方式
[0029]
本发明提供的一种高性能无机粉末涂料用凝胶，主要由以下重量份数的物质混合制得：
[0030]
高铝水泥微粉90～120份
[0031]
可再分散乳胶粉8～11份
[0032]
羟丙基甲基纤维素醚0.9～1.2份。
[0033]
其中，各项材料的添加混合比例为，高铝水泥微粉:可再分散乳胶粉:羟丙基甲基纤维素醚＝1:0.09:0.01。
[0034]
本发明还提供了一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0035]
s1，高铝水泥微粉制备，取定量高铝水泥，用球磨机或其他研磨机研磨成粒度为600目的颗粒，形成高铝水泥微粉。
[0036]
在本步骤中，用高铝水泥作为胶凝材料，具有早强、高强的特点，一天强度可以达到最高强度的80％，而乳胶涂料具有成膜速度慢，成膜强度低等特点，水泥作为现代建筑主要的生产原材料，使用寿命长达70年，支撑了涂料的使用寿命；此外，将高铝水泥研磨成600目的微粉，不仅能够增加水泥的比表面积，还能够使涂料成膜后光滑细腻。
[0037]
另外，铝酸盐水泥在普通的硬化条件下不含铝酸三钙和氢氧化钙，且密实度较大，具有较强的硫酸盐腐蚀作用。
[0038]
而普通乳胶涂料用树脂乳液做为胶凝材料，从开始上墙即进入老化过程，从开始的膨胀收缩开裂，再到老化泛黄，最后粉化，整改生命周期大约为5年，由此可以看出使用高铝水泥微粉作为凝胶材料的巨大优势。
[0039]
s2，投料混合，将制得的高铝水泥微粉与定量可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素按照1:0.09:0.01的比例进行投料混合，搅拌混合均匀，制得混合粉末涂料。为保证本步骤中物料的混合效果，搅拌混合的时间需要在600s以上。
[0040]
使用胶粉作为助剂，掺量低，能够有效增加涂料的黏稠度和内聚力，改善涂料的润滑度；而少量掺入羟丙基甲基纤维素醚具有增加粉末涂料稠度和保水作用，保持涂料中的自由水，让水泥有更多的时间反应，改变涂的流变性。
[0041]
由上述材料制得的无机凝胶能够在水中吸附数倍于自身重量的水并形成凝胶状物质，产生较高的黏度，并且在涂料形成后增加其中的剪切黏度；三种材料混合后能够一起发挥协同增稠作用，并将体系中的固体颗粒固定在三维的网络结构中，支撑并阻止其下沉，配合黏性提升整体稳定性。还能够起到增稠保水作用，改善施工性，在一定程度上延缓干燥数度，延长可刮涂施工时间。
[0042]
s3，筛分及分散，将混合制得的粉末涂料进行筛分、均化，并将因搅拌成团的粉末打散，形成均质粉末，得到凝胶材料。
[0043]
s4，包装成品，将制得的凝胶材料用编织袋进行打包，编织袋内覆合有防水内膜，
得到包装后的凝胶成品，并将凝胶成品置于干燥阴凉条件存储，避免凝胶材料雨淋、吸潮硬化。
[0044]
本发明中的凝胶材料在使用时，常规使用方式只需要将制得的凝胶材料与400目粒度的石英粉以1:2的比例进行混合，并加入适量水进行搅拌，搅拌均匀后即可使用。
[0045]
为提升凝胶材料的使用效果，本发明还提供一种凝胶材料的使用方法：
[0046]
首先取比例为1:2的凝胶材料和石英粉，将凝胶粉分为两份，一份占总量的70％，另一份占总量的30％。
[0047]
再取配方目标份数80～85％的水，将70％的凝胶粉倒入水中，搅拌均匀充分溶解，形成预凝胶。
[0048]
最后将预凝胶与石英粉进行混合搅拌，在搅拌过程中分别缓慢加入剩余的凝胶粉和水以调节粘稠度，形成可供直接涂覆的涂料。
[0049]
使用该方式进行混合的原因在于，凝胶材料与石英粉直接混合时，加入水后，凝胶材料无法与足够的自由水进行接触，严重影响了凝胶材料的增稠速度，使得后增稠现象严重，并且部分凝胶材料容易不充分溶解，依然形成凝胶状物质，影响了涂料的配置和施工。
[0050]
而使用该方式进行混合，凝胶材料能够与足够的水进行混合溶解，形成预凝胶，使得凝胶材料的增稠速度快、增稠效果好，避免少量的凝胶材料不充分溶解，使得涂料与水在低速搅拌下即可在短时间内充分水合形成网络结构，便于凝胶材料的施工使用。而剩余的部分水和凝胶粉则可以用于调节整体的粘稠度，使得涂料的粘稠度更为精准合适。
[0051]
本发明中，通过若干个实施例验证各种配比下凝胶材料的施工性能和贮藏稳定性，以得出最佳的材料配比。具体实施例中各材料所占重量份数如表1所示。
[0052]
表1各实施例中不同材料重量份数表
[0053]
实施例高铝水泥微粉(份)可再分散乳胶粉(份)羟丙基甲基纤维素醚(份)1906.50.82957.60.931009.01.0411011.01.1512014.01.2
[0054]
在各个实施例中，分别采用不同实施例制备的凝胶材料，进行无机凝胶液的静置条件下黏度测试，其结果如表2所示。
[0055]
表2不同静置时间下无机凝胶液的黏度变化表
[0056][0057]
由表2中可见，该凝胶材料的黏度基本在7d时稳定，水化充分，增稠作用明显，同时静置0.5h时硬度变化小，能够给操作人员留出更多的操作时间；而静置一天后，强度能够达到最高强度的80％以上，显示出该凝胶材料早强、高强的特性。此外，由实施例3中的配比制备的凝胶材料，其黏度变化情况最佳，最终强度最高，因此该比例下制备的凝胶材料性能最佳，过多的可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素都会影响到凝胶材料的最终性能。
[0058]
本发明还将不同实施例中的凝胶材料应用在腻子中进行测试。测试结果如表3所示。
[0059]
表3不同实施例制得的凝胶材料应用在腻子中的性能对照表
[0060][0061][0062]
由表3可以看出，使用该无机凝胶后，可以提高腻子的触变性，改善施工爽滑性，延缓腻子表层的干燥速度，延长可刮涂施工的时间，起到增稠保水的作用，且实施例3中制备的无机凝胶性能最佳。
[0063]
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形
成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：
1.一种高性能无机粉末涂料用凝胶，其特征在于，由如下重量份数的物质混合组成：高铝水泥微粉
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90～120份可再分散乳胶粉
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8～11份羟丙基甲基纤维素醚
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0.9～1.2份；其中，高铝水泥微粉由高铝水泥粉末研磨制得，高铝水泥微粉的粒度为600目。2.根据权利要求1所述的一种高性能无机粉末涂料用凝胶，其特征在于：各项所述材料的添加混合比例为，高铝水泥微粉:可再分散乳胶粉:羟丙基甲基纤维素醚＝1:0.09:0.01。3.一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，高铝水泥微粉制备，取定量高铝水泥，用球磨机研磨成粒度为600目的颗粒，形成高铝水泥微粉；s2，投料混合，将制得的高铝水泥微粉与定量可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素按照1:0.09:0.01的比例进行投料混合，搅拌混合均匀，制得混合粉末涂料；s3，筛分及分散，将混合制得的粉末涂料进行筛分、均化，并将因搅拌成团的粉末打散，形成均质粉末，得到凝胶材料；s4，包装成品，将制得的凝胶材料用编织袋进行打包，编织袋内覆合有防水内膜，得到包装后的凝胶成品，并将凝胶成品置于干燥阴凉条件存储，避免凝胶材料雨淋、吸潮硬化。4.根据权利要求3所述的一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，搅拌混合的时间在600s以上，以保证各项材料混合均匀。5.根据权利要求3所述的一种高性能无机粉末涂料用凝胶的制备方法，其特征在于：所述凝胶材料在使用时，按照凝胶材料:石英粉＝1:2的比例加水搅拌混合使用，石英粉的粒度为400目。

技术总结
本发明公开了一种高性能无机粉末涂料用凝胶及其制备方法，涉及粉末涂料技术领域。该凝胶材料由90～120份高铝水泥微粉、8～11份可再分散乳胶粉，以及0.9～1.2份羟丙基甲基纤维素醚混合制得，本发明改变了无机粉末涂料用凝胶的配方和比例，对影响产品质量的核心凝胶进行集中复配，再运输到使用区域添加骨料进行混合，有效降低了无机粉末涂料各原材料的运输成本，将总体运输成本降低75％以上，解决了原材料和成品运输距离长，运输成本高的经济成本问题，降低了无机粉末涂料的市场价格；同时集中复配凝胶也能够降低投料误差，减少生产质量事故。故。


技术研发人员：丁福林 李河
受保护的技术使用者：漳州海耀绿阑新材料有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/7/11