无机硅溶胶外墙涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 0 引言从环境保护的角度来看，涂料产品应向水性化、无公害化、节约能源和资源的方向发展，欧美等国家已大量使用无机涂料作为外墙装饰与保护，其优异的耐候保色性及透气性已得到人们的认可。无机硅溶胶外墙涂料近几年开始在我国发展起来。硅溶胶的化学式为mSiO2H2O，通常以水玻璃为原料，用离子交换法制备而成，其成膜机理是，在硅溶胶失去水分时，单体硅酸逐渐聚合，随着水分蒸发，胶体分子增大，SiO2 粒子间能形成牢固的SiO键面，继而形成硅氧链网状结构，成为连续涂膜。硅溶胶涂料的特点是耐候性、耐水性、耐沾污性优异，附着力强，但贮存稳定性差，涂膜易出现龟裂缺陷。本研究以硅溶胶与丙烯酸乳液复配的复合乳液为基料，配用pH 值稳定剂和颜填料，制得稳定性好及耐沾污等性能优异的无机硅溶胶外墙涂料。1 实验部分11 试剂主要试剂：硅溶胶、丙烯酸乳液、成膜助剂、pH值稳定剂、钛白粉、滑石粉、重钙粉、分散剂、消泡剂、增稠剂等。12 实验过程将纤维素醚增稠剂及润湿分散剂、pH 值稳定剂分散均匀，然后加入硅溶胶、钛白粉及填料，研磨分散至合适的细度，再加入丙烯酸乳液和成膜助剂，依次加入杀菌防霉剂、消泡剂及增稠剂，将黏度调整到90~100 KU，搅拌均匀即可。2 结果与讨论21 硅溶胶与有机乳液复配通过实验证明，研制硅溶胶外墙涂料时，如果选用硅溶胶为单一成膜物的话，涂膜会出现明显的开裂现象，通过硅溶胶与有机乳液的复配能够很好地解决龟裂现象。根据德国DIN 18363 241 标准中无机硅酸盐涂料的定义，分散硅酸盐涂料可以包含有机成分（乳化剂）的最高限额为涂料总质量的5%，本涂料配方中使用的有机乳液用量为9%（乳液固含量为50%，这样总的有机成分用量小于涂料总质量的5%）。选用有机乳液296DS、998A、261P 进行试验，热贮存30 d，比较其稳定性，结果见表1。由表1 可知：无有机乳液复配的硅溶胶涂料热贮存后胶化，开裂；998A 乳液与硅溶胶复配后稳定性不佳；261P 乳液与硅溶胶复配后的黏度比较稳定，达到了常规乳胶漆的水平，复配效果最佳。22 pH 值稳定剂的选择pH 值是影响无机硅溶胶涂料性能的重要因素。因此pH 值稳定剂的选择及用量极为重要，本实验配方中采用9% 的261P 乳液，选用AMP95 及PD15 2 个pH 值稳定剂进行实验，具体数据见表2。由表2 可见：PD15 作为pH 值稳定剂时，硅溶胶容易胶化凝固，因此PD15 不能作为无机硅溶胶涂料的pH 值稳定剂使用。采用AMP95 作为pH 值稳定剂，当其用量为05% 时，热贮存30 d 后涂料pH 值下降较大，涂料黏度上升将近20 KU，稳定性较差；当其用量为06% 时，涂料pH 值下降较少，涂料黏度上升较少，能够满足贮存要求。23 无机硅溶胶外墙涂料的配方综合以上分析，提出以下无机硅溶胶外墙涂料的优化配方，见表3。24 无机硅溶胶外墙涂料的性能检测按JG/T 262002《外墙无机建筑涂料》的标准进行涂料各项性能的检测，结果见表4。3 结语（1） 有机乳液与硅溶胶的复配能够极大改善无机硅溶胶涂料的成膜性及稳定性。实验表明，9% 的261P 乳液与硅溶胶复配后稳定性最佳，能通过30 d的热贮存稳定性试验。（2） pH 值稳定剂是影响无机硅溶胶涂料性能的重要因素。实验表明，AMP95 与硅溶胶相容性好，当AMP95 用量为06% 时，涂料的pH 值在10 左右，此时涂料的稳定性最佳。（3） 硅溶胶复配有机乳液的无机硅溶胶涂料综合了乳胶漆和硅溶胶的特点，大大优化了涂料性能，各方面数据均满足JG/T 262002《外墙无机建筑涂料》的标准。