重要无机涂料

来源:世界化工网:worldchem
无机涂料是涂料工业中最重要的组成部分。一般说来,以水溶液无机聚合物为粘结剂的涂料就叫无机涂料。在世界范围内,无机涂料占建筑涂料总量的40%左右。传统的石灰水,大白粉,可赛银等就是以生石灰,碳酸钙,滑石粉等为主要原料加适量东周胶配制而成的内墙涂刷材料。他们的耐水性差,涂膜质地疏松,易起粉,早已被以合成树脂为基础配制成的各种涂料所取代。但硅溶胶,水玻璃的出现,又赋予无机涂料以新的生命。80年代末我国开始研制,现已开始生产的以硅酸钾为主要粘结剂的JH80-1和以硅溶胶为主要粘结剂的JH80-2系列无机涂料,已成功地用于内外墙的建筑装饰。另外还开发了用于桥梁,石油钻井平台,石油贮槽,造船以及海洋及结构方面的无机富锌底漆,磷酸盐系列涂料以及适于涂覆陶瓷,玻璃,水泥制品,塑料,木材等表面上的新型陶瓷涂覆剂等。人么对无机涂料的要求也会越来越高,今后将趋于高装饰性,噶耐久性及高性能涂料的方向发展。颜料专用助剂
建筑涂料按其化学成分分为有机涂料和无机涂料两大类。尽管有机高分子建筑涂料具有粘结强度高,装饰性和韧性好等优点;但从防燃性,耐酸碱性,低温成膜性及节约能源,防污染
方面看,无机涂料具有有机涂料无法达到的性能。概括起来无机涂料有以下特点:
1原料资源丰富,生产工艺比较简单,价格较低,节约能源,减少环境污染;
2粘结力较强,对基层处理要求不是很严;
3材料的耐久性好,遮盖力强,装饰效果好;
4温度适应范围宽;
5颜均匀,保性能持久;
6有良好的耐热性,防火性,无毒等。
可见,无机涂料是一种极具发展前途的建筑涂料。
一、碱金属硅酸盐涂料
1.成膜特征与典型配方
碱金属硅酸盐(M2O·mSiO2·nH2O)又称水玻璃,常指硅酸钠,硅酸钾,硅酸锂,还包括硅酸按在内的四种水溶液。其中,常用的是硅酸钠和硅酸钾作为主要成膜物。他们的成膜特征见表7-2.
    以硅酸钾为主要成膜物的建筑涂料耐水性较好,与水泥基层粘结牢固,又有较优异的耐候性,以及成膜温度低等特点,所以该类产品发展迅速,按目前国内使用时间较长的箭镞涂料进行比较,有工程实例可查的建筑外墙涂料,能坚持10年以上涂膜无大裱花的仅有2~3种,其中之一就是硅酸钾作为主要成膜物的涂料。
    硅酸钾箭镞涂料的配方有多种,但基本配方相近,详见表7-3
    一般情况下,由于硅酸锂价贵,很少使用于建筑涂料。使用多得是来源最容易,最廉价的硅酸钠,也有使用硅酸钾或硅酸钠,钾混合物的。
2.涂料固化成膜机理的探讨
有碱金属硅酸盐为基料所形成的涂膜,其固化成膜是个复杂过程,目前说法颇多,尚未定论,这里就常温固化问题进行探讨。
液体状的钠水玻璃不同于一般的无机盐水溶液,它是具有一定聚合度硅酸的胶体溶液。
        Na2O·mSiO2+(2m+1)H2O——→2NaOH+mSi(OH)4  (1)
        nSi(OH)4 ——→{Si(OH)4}n                              (2)
其中聚合度n不等于模数m,一般n >m,且随着模数m的增加,则n更快地增加。
当钠水玻璃涂布于建筑物表面之后,一方面会与空气中二氧化碳发生反应,有硅酸生成:
  Na2O·mSiO2+2mH2O+CO2——→2NaCO3+mSi(OH)(3)
    另一方面,由于硅酸具有自聚合的特征,在加之水分的不断增啊,最后就聚合成更大的涂膜。这种涂膜的结构和性能还与涂料的配方有关,更决定于涂膜形成过程中的酸碱度,是一种较复杂的物理,化学过程。
    整个涂膜固化过程,生成了大连的钠离子分散在涂膜之中。当涂膜遇水后,由于钠离子是易溶的,所以整个涂膜也就易于在水中离解。这就是涂膜的不耐水性,也是钠水玻璃为粘结剂的箭镞涂料的一大缺点,为了克服这个致命弱点,采用的方法就是通常所说的“水玻璃涂料的固化技术”,及采用添加固化剂的方法来促进涂膜固化,并最大限度地降低涂膜遇水发生离解。如钠水玻璃中同时存在过度金属氧化物,高活性SiO2时,再加入缩合磷酸盐,
才会在涂膜的干燥过程中形成坚固的耐水涂膜。
    可供选择的固化剂品种较多(如表7-4),可以使单组分,也可以事先进行复配。由于涂料是多组分的,这就又给固化剂的品种选择和用量带来更大的难度。固化技术现已成为无机硅酸盐涂料的关键技术,是生产厂家的保密终点。所有固化剂品种也已超出表7-4所列范围,此外,对填料,颜料及其他辅助添加剂的选择和用量,也是不能忽视的因素;制备的工艺过程和操作条件的控制显然同样是很重要的。还有很多待研究的课题需要努力去探索。

本文发布于:2024-09-24 10:16:52,感谢您对本站的认可!

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