一种多功能液体玉石涂料及其制备方法

专利名称：一种多功能液体玉石涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种液体玉石，特别是一种用于墙体保温层的防护和装饰的液体玉石涂料及其制备方法。
背景技术：
膨胀聚苯板薄抹灰外墙保温系统，是我国目前应用最广，市场最大，造价适中，保温节能效果良好的一种保温系统。该系统是以聚苯乙烯泡沫塑料板(EPS板)或挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS板)为保温隔热 层。采用粘结方式，辅以锚栓固定于基层墙面，并以抗裂砂浆复合玻纤网格布作防护层，柔性腻子和弹性涂料作饰面层的外保温系统。该系统的最大优点是保温隔热层导热系数小，保温效果好；聚苯板为闭孔结构，不吸水，耐腐蚀，而且材质轻，造价低，很适合我国国情。然而该系统的防护层和饰面层，通过近几年的使用实践，出现的问题不少如因高低不均的温差变化，而引发的防护饰面层开裂问题；保温材料陈化时间不够，因自身的热胀冷缩和湿胀干缩而引发的防护饰面裂缝问题；在保温层热导系数与防护层热导系数相差20多倍的情况下，不可逆的热收缩变形，引发的防护饰面层开裂问题；水泥基砂浆的化学收缩、干燥收缩、自收缩、温度收缩、塑性收缩而引发的防护饰面开裂问题；因聚苯板荷载过重而发生徐变、下坠引发的防护饰面层开裂问题；不完全的保温防护和非整体的防护饰面而造成温差应力，引发的保温部位与无保温部位相接处的裂缝问题；保温截止部位材质变换处，因其材质的密度不同，决定了材质间的弹性模量和线形膨胀系数不同，在温度应力作用下的变形也不同，进而引发的层面裂缝问题等。由于裂缝问题的频频出现，随即带来的渗水问题、脱落问题、有机材料的火灾问题、保温系统的寿命问题等等，也就接踵而至。这不仅带来了经济问题，更对人民安全造成了威胁。因此有必要研制一种新的饰面层材料。液体玉石，采用了“分解还原”的原理，将纯天然固体玉石经水洗分色，然后磨成粉粒原料，再雾化成液态膏状产品，最后通过专用喷枪可以喷涂在任何物体表面，经常温干燥凝固后又成为天然玉石的外貌，其形状根据所附着的物品的形状不同而不同，且强度高，柔性好，耐温变，不开裂，不易粉化，不易变色，装饰质感自然，表面可光滑，可玉亮，也可凹凸，是一种非常优异的装饰材料。高层建筑外墙用马富克、烧结面砖、干挂石材等进行高档装饰，这些装饰材料不但给墙体造成很大压力，还易脱落造成事故，且维修不便。90年代大连、上海地区早已规定6层以上的高楼限制和禁止使用这些材料。近年来，这一举措从北京已逐步延展到很多城市，这将大大推进可轻易营造出马富克、烧结面砖、干挂大理石装饰效果的液体玉石涂料的应用。而且液体玉石晶莹的质感、丰富的色彩、天然的品质、耐久的时间、较厚而轻的重量、方便无难度的施工等，远远胜于贴瓷挂石。随着人们对环境和健康的日益重视，对挥发性有机化合物排放标准要求越来越高，而花岗岩、大理石放射性核素难免，溶剂性涂料金属含量较高，存在一定毒性，且可燃几率较高，成本也高；薄膜涂料大多含有人工色素，耐候耐粉化时间极短，且易起皮脱落。由于高层建筑很难进行经常性维修和二次、多次涂装，一般是10年维修一次，有的需要15年。这就要求外墙涂料具有高耐候性、耐玷污性和高保色性，因而对这种高性能、多功能涂料的研发就成为目前较活跃的领域，这也是外墙涂料发展的方向
发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种多功能液体玉石涂料，该液体玉石涂料涂膜光亮，不龟裂，不变色，用于任何静态物体表面，可防水、防腐、防火及美化装饰，本发明还提供了该液体玉石涂料的制备方法，该方法简单易行。本发明的技术方案为了解决上述技术问题，本液体玉石涂料包含以下成分羟乙基纤维素水溶液10-15份；胶粘剂24-36份；天然彩色玉石粉56-65份； 硼硅酸盐无机玻璃鳞片3-5份；无机阻燃剂3-5份；滑石粉3-5份；天然彩色云母或复合云母钛O. 5份；防霉剂O. 15份；抗氧剂O. 15份；功能助剂O. 2份。所述的羟乙基纤维素水溶液质量浓度为I. 5% _2%。所述的胶粘剂为粒径5-10纳米的杂合物改性乳液，包括16-20份的丙烯酸酯乳液，4-6份的高弹性水性聚氨酯和4-10份的改性无机树脂；该胶粘剂较小的胶粒直径和较窄的粒度分布，既解决了粘结强度和吸附能力，又提高了杂化体成膜层的弹性模量和耐候性、抗水性、耐光耐热性。所述的丙烯酸酯乳液的固含量> 46%。所述的天然彩色玉石粉的规格选用粒径80-160目。所述的硼硅酸盐无机玻璃鳞片的规格选用片径120-160目，厚度为2_5 μ m。所述的无机阻燃剂是添加了硅烷钛酸酯、硬脂酸钠或铝酸酯偶联剂中任意一种物质的改性氢氧化铝。对于前述的多功能液体玉石涂料，依次采用以下步骤制备，A、将羟乙基纤维素水溶液投入到捏合机中；B、开启捏合机进行搅拌，并加入高弹性水性聚氨酯；C、搅拌混合均匀后，边搅拌边缓慢加入丙烯酸酯乳液和成膜助剂；D、搅拌均匀后加入改性无机树脂；E、按比例顺序逐步加入天然彩色玉石粉、硼硅酸盐无机玻璃鳞片、改性氢氧化铝、滑石粉、天然彩色云母或复合云母钛、防霉剂、抗氧剂；F、当捏合机中固液完全捏合均匀并粘度合格后，用功能助剂调节PH值至8-9，继续搅拌捏合15分钟，过筛，出料即为成品。所述的步骤E中使用的硼硅酸盐无机玻璃鳞片经以下预处理先将鳞片在70°C、5%的NaOH溶液中清洗30分钟，至PH = 7_8，然后于室温下在10% -20%钛酸酯偶联剂汽油溶液中浸泡30分钟，过滤后在90°C下烘干、待用。与现有技术相比，本发明不但具有液体玉石强度高，柔性好，耐温变，不开裂，不易粉化，不易变色，装饰质感自然，表面可光滑，可玉亮，也可凹凸，且饰面效果与天然玉石相t匕，可以以假乱真的特性，还因为合理选材以及合理配比，具有以下优点(1)其骨料可以采用纯天然固体玉石工艺品加工后的下脚料和玉石矿浅表料，是自然界极为丰富的材料，相对于有机材料耗能低、经济效益高、不受国内外任何经济风云的影响，价位基本稳定。(2)所用的胶粘材料是丙烯酸酯、聚氨酯、无机树脂构成的杂合物改性乳液，其粒径为5-10纳米，较小的胶粒直径和较窄的粒度分布，既解决了粘结强度和吸附能力，又提高了杂化体成膜层的弹性模量和耐候性、抗水性、耐光耐热性。(3)产品不含任何有机营养物质,故菌类和微生物没有滋生条件，没有任何有毒成分，无味、无公害，属纯天然环保产品。(4)产品制造工艺简单，不依温度反应，无热能消耗，成本低下。(5)产品通过杂合物胶液成膜，杂合物胶液可优、劣势互补，突破了以往单一物质成膜的套路，既发挥了无机材料的高耐候性，又发挥了有机材料的高延展性，较好地处理了粘结强度和冲击强度，保证了高柔韧防裂性能和抗水性能。综上所述，该产品是一种无毒、无味、不易燃、便于保管运输、具有防酸碱、耐高温等特性的高功能高品质涂料。具有隔热、隔音、防水、耐蚀、耐候、柔韧抗裂、强粘防脱、绿色环保、使用范围广的特点。其柔韧性近似橡胶质材料和浙青质材料，夏季极限绕曲度，可以达到Φ20πιπι棒不开裂。冬季极限绕曲度，可以达到Φ40πιπι棒无裂纹。耐候性，纯玉色产品可以接近原玉退色粉化期。工艺简单，成本适中，以水为稀释剂。涂膜光亮，不龟裂，不变色，刚柔并济，用于任何静态物体表面，可防水、防腐、防火及美化装饰。
具体实施例方式本发明的实施例I :本发明多功能液体玉石涂料的基本组成如下(其份数均以质量份计算)质量浓度为I. 5% _2%的羟乙基纤维素水溶液10-15份；固含量> 46 %的丙烯酸酯乳液16-20份、高弹性水性聚氨酯4_6份、改性无机树脂4-10份，这三样物质组成的杂合物改性乳液的粒径为5-10纳米；粒径80-160目的天然彩色玉石粉56-65份；片径120-160目，厚度为2_5 μ m的硼硅酸盐无机玻璃鳞片3_5份；添加了硅烷钛酸酯、硬脂酸钠或铝酸酯偶联剂中任意一种物质的改性氢氧化铝3-5份(该改性氢氧化铝作为无机阻燃剂)；滑石粉3-5份；天然彩色云母或云母钛O. 5份；防霉剂O. 15份；抗氧剂(亚磷酸酯)O. 15份；AMP-95功能助剂O. 2份(功能助剂也可以是其他的功能助剂，这里的功能助剂主要用于调节混合物的PH值，同时增加一些其他的辅助性能)。另外，还可以根据需要添加一定量的闪光剂、光稳定剂等添加剂。该多功能液体玉石涂料依次采用以下步骤制备，
A、将羟乙基纤维素水溶液投入到捏合机中；B、开启捏合机进行搅拌，并加入高弹性水性聚氨酯；C、搅拌混合均匀后，边搅拌边缓慢加入丙烯酸酯乳液和成膜助剂；D、搅拌均匀后加入改性无机树脂；E、按比例顺序逐步加入天然彩色玉石粉、硼硅酸盐无机玻璃鳞片、改性氢氧化铝、滑石粉、天然彩色云母或复合云母钛、防霉剂、抗氧剂；其中，所使用的硼硅酸盐无机玻璃鳞片经以下预处理先将鳞片在70°C、5%的NaOH溶液中清洗30分钟，至PH = 7_8，然后于室温下在10% -20%钛酸酯偶联剂汽油溶液中浸泡30分钟，过滤后在90°C下烘干、待用；所使用的改性氢氧化铝可以采用市售活性氢氧化铝产品，市售的活性氢氧化铝即经钛酸酯或·硅烷偶联剂等表面活化而成，具有良好的阻燃性，也可以根据一定配比自行处理得到将氢氧化铝置于捏合设备中进行搅拌，将作为改性剂的硅烷钛酸酯、硬脂酸钠或铝酸酯偶联剂之一用喷淋形式加入到氢氧化铝粉体中，充分搅拌混合后，干燥待用。F、当捏合机中固液完全捏合均匀并粘度合格后，用AMP-95功能助剂调节PH值至8-9，继续搅拌捏合15分钟，过筛，出料即为成品。现行“膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统”，最突出的问题是防护抗裂层和饰面层材料与客体条件的适应性及系统本身受应力后的不可逆变化，不很匹配。因此，裂缝问题、渗水问题、脱落问题、防火问题和使用寿命问题，就接踵而至。如何给液体玉石助以解决这些问题的功能，就成了液体玉石产品的研制关键。着眼于改变材料的本来脆性，降低材料对力的敏感性,是提高液体玉石材料柔韧性的基本途径。纤维增柔是国内外普遍采用的一种方法。液体玉石使用的纤维是韧性较高的羟基有机纤维(还可以采用天然纤维素的原纤维束结构纤维)，通过纤维束内摩擦，提供一个有效的裂纹终止机会和降低裂纹顶端的应力强度。材料的增柔还可以通过胶粒蓄能增韧法或分子桥增柔来实现。丙烯酸酯乳液+高弹性水性聚氨酯+无机树脂，并辅以I. 5% -2%的羟乙基纤维素(美国联碳ER30000)水溶液和防霉剂、抗氧剂(亚磷酸酯)、闪光剂、光稳定剂等构成的杂合物乳液，为液体玉石的成膜物质，这样的杂合物胶液可优、劣势互补，突破了以往单一物质成膜的套路，既发挥了无机材料的高耐候性，又发挥了有机材料的高延展性，较好地处理了粘结强度和冲击强度，保证了高柔韧防裂性能和抗水性能。本发明所用的硼硅酸盐无机玻璃鳞片厚度为2-5口111，片径为80、120、160、200目
多种。该无机玻璃鳞片具有惰性，无毒、耐热、不燃，能在涂层中重叠、平铺、定向排列，形成独特的屏蔽结构。具有极优良的抗介质渗透性，优良的耐磨性，固化时收缩率小，热膨胀系数小，耐温度骤变性好。若涂膜中有一定量和一定厚度，液体玉石一次性涂装可耐候25年以上而不需定期维修。然而，任何物质都不是十全十美的，由于玻璃鳞片是一种高极性的表面物质，易被污染。为了改善高分子树脂对无机玻璃鳞片的浸润性，使用前应对无机玻璃鳞片进行处理。本发明所用的复合云母钛作液体玉石色谱的辅料。该产品具有高的折射率和遮盖力、无毒、耐热、耐候及化学稳定性好的特点，可大大提高液体玉石涂膜的外观质量和使用寿命。
本发明所用的改性氢氧化铝(三水氧化铝)作液体玉石的无机阻燃剂。保温系统中的EPS板、XPS板、塑料锚固件、涂塑网格布、粘结剂和抗裂剂中的聚合物胶粉、溶剂型涂料等，均属可燃物。因此需要提高液体玉石涂料在保温系统应用中的防火功能。氢氧化铝产品无毒、不挥发、不析出、价格便宜，具有良好的阻燃性和消烟功能。但是氢氧化铝作为无机填料和有机高聚物在物理形态和化学结构上极不相同，两者亲和性差。为了增进其与有机高聚物基料的相溶性，需要采用改性强氧化铝，或使用前要进行改性处理。本发明所用的天然彩色玉石粉末，以片状石和纤维状石为主，玻璃光泽，解理面显珍珠光泽晕菜，富有滑腻感，有良好的润滑性能，解理薄片具挠性。电绝缘和耐热性能高，耐火度达1400-150(TC ;耐酸耐碱，收缩率低，膨胀率小，这些都是选择标准。本发明所用的滑石滑石既耐热又不导热，耐火度高达1490-1510°C，与强酸(硫酸、硝酸、盐酸)和强碱(氢氧化钾、氢氧化钠)一般都不起作用。在煮沸的I %六氯乙烷中仅溶解2%-6%。在400°C的高温下和其他物质混合，不起化学作用。超细磨滑石粉，由于其分散性好，表面积大，涂在物体表面可形成一层均匀的防水、抗风化薄膜。液体玉石用滑石主要是因为其质地柔软、优良的悬浮性、良好的流变性和不导热性，防火性，可有效提高·液体玉石的多功能品味。另外天然彩色云母也因其有玉石的光亮度，且具有纯天然色，也作为液体玉石辅助色料，且性能优异。液体玉石涂料，不仅仅是建筑外墙保温层的安全防卫者，而且还拓展了室内、外装饰、城市雕塑、人工山石、书字作画等行业和领域的择才范围及创意空间，可以随心所欲用液体玉石在水泥或石膏、玻璃或塑板等静态物体做出玉石雕塑、山水风景、凹凸玉石字和质感极强的动、植物画卷。液体玉石涂料的进一步改性以液体玉石涂料作母料增加1-2份他料或减少1-2份本料，就可变为另一种高耐候的新型功能涂料(I)在原配方中增加一种长I. 5mm以下的粉状硅酸盐纤维或有机纸筋纤维10% _15%，并以膨润土作增稠剂，可喷涂处花纹明显、斑点较大而圆润的高品质“复层涂料”的效果，且不流挂，不开裂。在涂膜干燥、固化以前，花纹无明显变化。(2)在液体玉石面涂中增加4-15 %的云母钛珠光颜料，用滚垫涂装法或弹涂器弹涂涂装法，即可涂出“云彩涂料”的效果，且能呈现出变幻莫测的图案外墙做大理石，花岗岩装饰；内墙可以蓝天白云，花草丛生。(3)在液体玉石涂料原配方中，增加一种经加捻并在90°C加热定型后的涤纶金银丝(这是一种具有很强折光效果的材料，加捻处理后可产生柔和的点反射，提高装饰效果)5-10%，可形成更高品质的不同装饰格调。如流砂型，浮云型、花雨型等玉石原形涂膜，返璞归真质感更强。该液体玉石涂料还可以根据需要进行其他各种改性处理。本发明的液体玉石涂料、涂层试验技术指标如下表所示
权利要求
1.一种多功能液体玉石涂料，其特征在于该液体玉石涂料包含以下成分 轻乙基纤维素水溶液10-15份； 胶粘剂24-36份； 天然彩色玉石粉56-65份； 硼硅酸盐无机玻璃鳞片3-5份； 无机阻燃剂3-5份； 滑石粉3-5份； 天然彩色云母或复合云母钛O. 5份； 防霉剂O. 15份； 抗氧剂O. 15份； 功能助剂O. 2份。
2.根据权利要求I所述的多功能液体玉石涂料，其特征在于所述的羟乙基纤维素水溶液质量浓度为1.5% -2%。
3.根据权利要求I所述的多功能液体玉石涂料，其特征在于所述的胶粘剂为粒径5-10纳米的杂合物改性乳液，包括16-20份的丙烯酸酯乳液，4-6份的高弹性水性聚氨酯和4-10份的改性无机树脂。
4.根据权利要求3所述的多功能液体玉石涂料，其特征在于所述的丙烯酸酯乳液的固含量> 46%。
5.根据权利要求I所述的多功能液体玉石涂料，其特征在于所述的天然彩色玉石粉的规格选用粒径80-160目。
6.根据权利要求I所述的多功能液体玉石涂料，其特征在于硼硅酸盐无机玻璃鳞片的规格选用片径120-160目，厚度为2-5 μ m。
7.根据权利要求I所述的多功能液体玉石涂料，其特征在于所述的无机阻燃剂是添加了硅烷钛酸酯、硬脂酸钠或铝酸酯偶联剂中任意一种物质的改性氧氧化铝。
8.根据权利要求I至7任意一项权利要求所述的多功能液体玉石涂料的制备方法，其特征在于依次采用以下步骤制备， A、将羟乙基纤维素水溶液投入到捏合机中； B、开启捏合机进行搅拌，并加入高弹性水性聚氨酯； C、搅拌混合均匀后，边搅拌边缓慢加入丙烯酸酯乳液和成膜助剂； D、搅拌均匀后加入改性无机树脂； E、按比例顺序逐步加入天然彩色玉石粉、硼硅酸盐无机玻璃鳞片、改性氢氧化铝、滑石粉、天然彩色云母或复合云母钛、防霉剂、抗氧剂； F、当捏合机中固液完全捏合均匀并粘度合格后，用功能助剂调节PH值至8-9，继续搅拌捏合15分钟，过筛，出料即为成品。
9.根据权利要求8所述的多功能液体玉石涂料的制备方法，其特征在于所述的步骤E中使用的硼硅酸盐无机玻璃鳞片经以下预处理先将鳞片在70°C、5%的NaOH溶液中清洗30分钟，至PH = 7-8，然后于室温下在10% -20%钛酸酯偶联剂汽油溶液中浸泡30分钟，过滤后在90°C下烘干、待用。
全文摘要
本发明公开了一种多功能液体玉石涂料，该液体玉石涂料包含羟乙基纤维素水溶液10-15份；胶粘剂24-36份；天然彩色玉石粉56-65份；硼硅酸盐无机玻璃鳞片3-5份；无机阻燃剂3-5份；滑石粉3-5份；天然彩色云母或复合云母钛0.5份；防霉剂0.15份；抗氧剂0.15份；功能助剂0.2份。本发明的多功能液体玉石涂料是一种无毒、无味、不易燃、便于保管运输、具有防酸碱、耐高温等特性的过功能高品质涂料。具有隔热、隔音、防水、耐蚀、耐候、柔韧抗裂、强粘防脱、绿色环保、使用范围广的特点。本发明还公开了该液体玉石涂料的制备方法，简单易实现。
文档编号C04B26/16GK102951871SQ201110235209
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者田祖荣 申请人:陕西亨宇建材科技有限公司