一种抗碱防裂外墙漆及其制备方法与流程

【】本发明涉及涂料，具体涉及一种抗碱防裂外墙漆及其制备方法。

背景技术

0、背景技术：

1、具有良好装饰性与多样性等优点的有机涂料一直在国内外的涂料市场占据主体地位，但是从实际应用情况来看，很多有机外墙涂料在经过一段时间之后就会出现开裂、脱落等各种问题，其美观作用和对建筑物的保护作用都会受到很大影响，相比有机涂料，无机涂料的成膜物质无毒，而且大多数无机涂料中分散介质为水而非有机溶剂，此类水性无机涂料不存在有机挥发物质，当受到高温破坏时，不会有有毒的气体放出，无机涂料的成膜机理主要是促进硅酸盐生成sio2凝胶，但其固化后形成的硅酸凝胶孔隙率很高，并且制备过程中加入的可溶性盐碱含量处于较高水平，因此存在吸水率高和易泛碱问题，吸水率高的涂层易脱落、开裂，泛碱涂层颜色稳定性差，其严重影响涂层的外观质量和使用寿命。

2、高炉矿渣是在高炉炼铁过程中产生的固体废弃物，因此实现高炉矿渣的减量化与资源化重复利用也显得尤为重要。

3、因此，提供具有防碱抗裂的节能环保外墙漆解决方案，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种抗碱防裂外墙漆及其制备方法。

2、本发明提供的技术方案能够在一定程度上弥补现有技术所提供的墙面漆存在的抗碱效果不强、易开裂及不节约环保等缺陷。

3、为了实现上述的目的，通过以下技术方案予以实现：

4、一种抗碱防裂外墙漆：包括以下按重量计的组分：：

5、矿渣：50-100份

6、高岭土：400-450份

7、煤灰粉：200-250份

8、硅酸钙：20-50份

9、钠水玻璃：300-360份

10、羟丙基甲基纤维素：10-20份

11、聚乙烯醇：10-20份

12、沸石：2-6份

13、二甲基硅油：40-60份

14、纳米sio2：30-50份

15、氧化石墨烯：2-5份

16、亚硫酸：30-60份。

17、所述抗碱防裂外墙漆制备方法包括以下步骤：

18、1)按照上述重量组份称取所需的原料；

19、2)将称取的聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素加入到搅拌分散机内，加入去离子水，将电机调速至1000—1500转/分钟，分散10-30min分钟得到a组份；

20、3)将称取的高岭土、矿渣、煤灰粉、硅酸钙及沸石进行搅拌混合后，研磨1-3h，得到b组份；

21、4)将称取的氧化石墨烯和水玻璃加入到搅拌分散机内，加入去离子水，将电机调速至800—1000转/分钟，分散10-30min分钟，再加入称取的纳米sio2以及二甲基硅油，在800—1000转/分钟条件下分散10-30min分钟得到c组份；

22、5)将上述a组份和b组份进行混合，并在800—1000转/分钟下搅拌20-30min，搅拌均匀后再将其混合液缓慢地加入至搅拌状态下的c组份中，混合搅拌30-60min，静置2-6h后加入亚硫酸，混合搅拌10-30min即得到抗碱防裂外墙漆。

23、可选地，所述羟丙基甲基纤维素作为增稠剂，所述羟丙基甲基纤维素和所述聚乙烯醇均为市售工业用产品，本发明加入了聚乙烯醇能够减少涂层固化后产生的细微裂纹的问题。

24、可选地，所述煤灰粉为低钙煤灰粉，比表面积为500-1200m2/kg，平均粒径为25μm。

25、可选地，所述矿渣优选为高钙矿渣，所述矿渣为粉末状，比表面积为500-1000m2/kg，粒径为10-20μm的细矿渣微粉。

26、可选地，所述硅酸钙为水化硅酸钙，选择市售粒径≤100nm的球形粉体颗粒；所述钠水玻璃为市售工业用的硅酸钠水溶液，其中氧化钠的质量含量为10-15％，二氧化硅的质量含量为25-29％，固含量为35-44％，其余主要成分为水，模数为2。

27、可选地，所述高岭土优选为煅烧后得到的高活性偏高岭土。

28、可选地，本发明所述粉煤灰、矿渣和高岭土均选取自于工业固废，实现工业固废资源化利用，满足低碳节能环保的要求。

29、所述的氧化石墨烯可为本领域常规使用的氧化石墨烯，一般是指石墨经过hummmers法氧化之后得到的氧化石墨，再用超声波分散，使得氧化石墨片层剥离即得。

30、可选地，所述沸石为沸石粉，其通过磨粉机将沸石小颗粒加工至600目以上1200目以下的细粉，细粉的平均粒径为800目，加入所述沸石粉不仅能够吸附有害甲醛气体，多孔的沸石粉末也可以吸附盐碱离子，有利于减少盐碱的析出现象发生。

31、可选地，所述二甲基硅油为端甲基聚二甲基硅氧烷，所述端甲基聚二甲基硅氧烷在25℃的粘度为100～10000mpa〃s；加入二甲基硅油能够改善涂料的吸水性，提高涂层的疏水性，减少涂层的脱落以及开裂；所述亚硫酸为市售分析纯试剂产品，cas:7782-99-2。

32、可选地，所述纳米sio2粒径为5-50nm，选择生达化工的sd-5281。

33、本发明的有益效果在于：

34、1、由于硅酸钙凝胶生成速度较快，粉体颗粒还未及时分散便被包裹至涂料中出现大颗粒团聚现象，阻止了其他反应的进行，本技术制备过程采用三组分设计，能够将导致快速凝固的原料分开添加，减少结块团聚的产生，并且避免了碱性物质还没开始反应被直接中和稀释，分组份进行有利于钠水玻璃反应更加充分均匀，提高涂料的性能。

35、2、石墨烯表面具有很多官能团，在形成的c组份中，氧化石墨烯与水玻璃形成的反应溶液具有良好的分散作用，可以很好的解决纳米二氧化硅以及二甲基硅油在聚合物中易分散不均匀的问题，能够更好的发挥纳米二氧化硅和二甲基硅油的疏水效果，水玻璃能够将氧化石墨烯还原，还原后的石墨烯结构发生改变，形成了折叠状石墨烯，其结构类似三维网孔结构，且具有更好的结晶性和许多边缘褶皱形成，有利于纳米二氧化硅的诱导成核以及填充效应的发挥，二氧化硅可以依托上述结构促进凝胶的生成和延展，能够形成独特的三维凝胶网络结构，其可以填充基体的空隙和微裂纹，降低孔隙率提高涂层致密性和力学性能，从而防止涂层的开裂。

36、3、本技术最后添加有亚硫酸，煤灰粉及矿物内的氧化钙、氧化铁等金属氧化物成分均能够与其反应，生成的亚硫酸盐等难溶物质，这些不溶物会作为晶核加速凝胶产物的凝结固化，因此能够促进凝胶产物的结构发育，亚硫酸的加入由外而内也改变矿物颗粒的完整性及致密程度，能够产生更多的颗粒内部孔洞，提升矿物颗粒比表面积，使得涂层内部大量游离的盐碱离子被吸附固定于矿物颗粒内部，阻止了其迁移涂层的表面，从而提高抗碱能力，由于亚硫酸的弱酸性，破坏凝胶的结构有限，相比于强酸其可以减少矿物成分活性的丧失，在能反应掉过量的氢氧根离子降低体系ph值的同时也不会改变碱性的环境，有利于凝胶的稳定形成。

37、4、本发明的墙面漆主要原料选自工业固体废弃的煤灰和矿渣，能够实现高炉矿渣的减量化与资源化重复利用，实现绿色节能环保，制备成本低，所得墙面漆涂料抗开裂及防碱等效果非常显著，可进行广泛应用。

38、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施例中了解到。