PDF《新型无机涂料的制备及其应用》

而对于 Na + 和K+ ,成膜物浸水时 ,这种交联作用随之失去 , 因此钠水玻璃和钾水玻璃在不加固化剂或者不加 热时形成的涂膜耐水性差.所以要使无机涂料具 有好的性能 ,必须提高其耐水性. 2. 1.

2 耐水性的提高途径 目前提高水玻璃涂料的耐水性的方法主要有 以下途径 : (1) 加热固化.D. Glasser 认为[3] ,约到

80 ℃ 时水分子重排并对相邻硅醇基之间的缩合起催化 作用 ,进一步加热至 120~130 ℃ 以上 ,残存的水分 子促使硅醇基的缩合 , 形成坚固的三维结构 ;

Na + 、 OH- 则被关闭在三维结构的笼子里而固定 , 加热到

200 ℃,耐水性大大提高.1971 年日本研 制成功的新型无机水玻璃建筑涂料采用普通的空 气喷涂法喷涂在无机基材上 ,在250~300 ℃ 下烘 烤1h 即可得到性能极好的无机涂膜.涂装这类 涂料的石棉用于高层建筑装饰具有

20 年之久的 寿命. (2) 水玻璃改性.一般是通过加入合适的物 质 ,使某种憎水基团取代一部分水玻璃分子两端 的碱金属离子 ,以提高耐水性.改性处理时必须 考虑粘性、 耐水性和凝胶时间的相互制约关系. 李振阳[4] 用无机酸对钠水玻璃进行改性所形成的 涂膜干燥后在水中连续浸泡

6 个月仍保持水洗性 而不坏.杨志刚[5] 用无机盐对水玻璃改性也获得 了耐水性较好的涂膜.也有不少专利[6~9] 介绍了 水玻璃改性的研究. (3) 固化剂固化.由于水玻璃涂膜固化后残 留有水溶性碱 ,从而耐水性差 ,易返潮 ,不适用于 潮湿环境 ,故水玻璃涂料特别是建筑涂料必须加 入一定的固化剂以改善耐水性和固化性能.固化 剂与碱金属离子发生反应生成水不溶化合物 ,并 促进了二氧化硅胶体进一步缩合成耐水涂膜.这 一技术 ,国外称为 碱金属离子的固定化技术 . 目前常用的固化剂有缩合磷酸盐[10 ,11] 、 氟硅酸 盐、 金属氧化物、 有机化合物等.邱学婷[12] 等人 合成的磷酸硅固化剂较好地解决了水玻璃的耐水 性差问题.1975 年日本大阪曹达公司研制成功 的一种新型水玻璃涂料系固化剂固化的碱金属硅 酸盐涂料.该涂料使用时间 10h 以上 (气温

35 ℃ 时) ,最低施工温度零下

2 ℃,涂膜表干后气温下 降到零下

10 ℃也能完全固化.此涂料对于混凝 土水泥砂浆及石棉水泥板等无机建筑材料均有很 强的附着力 ,而且有很好的耐水性、 耐洗擦性 ,在1000 ℃ 的高温下燃烧时也不产生烟气. (4) 涂覆保护层.水玻璃涂膜表干后再涂覆 一道诸如甲基硅酸钠的保护层 ,可进一步提高涂 膜的耐水性、 耐冻融性、 硬度以及防污染能力.如NW -

811 无机外墙涂料施加保护涂层时 ,耐水天 数从

6070 天增加到了

100110 天 ,铅笔硬度从 6H 提高到了 9H. 2.

2 硅溶胶涂料 硅溶胶涂料是以胶体二氧化硅的水分散液为 成膜物质 ,混以颜、 填料、 助剂搅拌分散而成的一 种无机涂料.成膜物质硅溶胶是一种粒径为 1~100nm的多聚硅酸的高度分散物.成膜性能的 好坏不仅与胶体粒子的大小有关 ,更重要的是粒 子表面应具有一定的活性.一般硅溶胶的粒子呈 球形 ,粒子表面大部分被硅醇基 Si - OH 所包围 , 小部分吸附了作为稳定剂的钠离子.由于粒子表 面吸附了钠离子 ,胶粒带有电荷 ,并且具有足够大 的ξ电位 ,保证了胶体的稳定性.成膜时 ,随着水 分的蒸发 ,胶体粒子不断靠紧 ,Si - OH 中相邻的 - OH基脱水而形成 - Si - O - Si - 键.由于不含 碱金属离子 ,故涂膜耐水性好.但由于成膜过程 中体积收缩较大而易出现龟裂等不良现象 ,因此 一般在该无机涂料中添加纤维或纤维状、 片状颜、 填料 ,或者用有机高分子成膜物改性 ,使有机树脂 填充在 - Si - O - Si - 网状结构的间隙中 ,屏蔽残 存的羟基 ,减少涂膜对水的敏感程度 ,弛缓涂膜在 冷热交替时的伸缩作用. 胶体二氧化硅具有极小的粒子 ,对颜料的包 覆性能和对底材的渗透能力很强 ,而且与水泥类 碱性底材在养护期所析出的 CaO、 Ca (OH)