一种环保防火无机内墙底漆及其制备方法与流程

1.本发明属于装饰装潢材料领域，更具体地，涉及一种环保防火无机内墙底漆及其制备方法。


背景技术：

2.底漆是材料表界面涂装系统的第一层，用于提高油漆的附着力、增加面漆的丰满度、提供抗碱性以及提供防腐功能等，同时可以保证面漆均匀吸收，使涂装系统发挥出最佳的效果。
3.在公开号为cn111116161的中国发明专利申请文件中公开了一种无机内墙底漆及其制备方法，各原料成分组分以及质量百分比如下所示：硅溶胶40～50％、无碱玻璃鳞片15～25％、填料5～15％、合成树脂乳液6～9％、硅烷偶联剂0.5～2％、助剂1～5％、余量为水。
4.上述申请文件中该无机内墙底漆配料全面，搭配合理，附着力较强，耐久性佳，以无机材料为主，不依赖成膜助剂，有机挥发组分少，更加净味环保。然而，该无机内墙底漆使用了大量的硅溶胶，成膜连续性一般，尤其无法较好地附着在有机涂层，且防火性能并不突出。因此需要提出一种新的方案来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种环保防火无机内墙底漆及其制备方法，解决上述背景技术中提出问题。所制备的无机内墙底漆具有漆膜防火耐燃、voc和游离甲醛等有害物质未检出、加固性能优异、多基材适应性强等优点。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案予以实现。本发明的第一方面提供一种环保防火无机内墙底漆，该环保防火无机内墙底漆的原料组成包括：
7.硅酸钾12～30重量份、乳液4～8重量份、抗冻剂0.1～1重量份、杀菌防霉剂0.1～1重量份、水40～80重量份；
8.所述硅酸钾为硅烷改性的稳定型硅酸钾。
9.优选地，该环保防火无机内墙底漆的原料组成包括：硅酸钾15～25重量份、乳液5～8重量份、抗冻剂0.2～0.8重量份、杀菌防霉剂0.2～0.8重量份、水40～80重量份。
10.本发明所选用的主要成膜物质之一为硅酸钾，保证了成膜的连续性和致密性，且硅酸钾经过表面硅烷改性处理，罐内稳定性较好，储存周期长；此外，较低的乳液添加量降低了漆膜中的有机物含量，从而保证漆膜的不燃性。
11.作为优选方案，所述稳定型硅酸钾的ph为10.5～12.5，模数为3.5～4.0。如上海澳润化工有限公司生产的k100，其ph为11.5，模数为3.9。选择满足上述ph、模数的稳定型硅酸钾的有益之处在于该模数的硅酸钾具有较好的成膜连续性，兼顾持久的罐内稳定性和更低的成膜内应力。
12.作为优选方案，所述乳液选自苯乙烯
‑
丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯
‑
丙烯酸酯共聚乳液、纯丙烯酸乳液和有机硅
‑
丙烯酸酯共聚乳液中的至少一种，最优选为苯乙烯
‑
丙烯
酸酯共聚乳液。进一步地，所述苯乙烯
‑
丙烯酸酯共聚乳液为通过无胺聚合和先进汽提技术制备的乳液，该乳液voc和游离甲醛等有害物质未检出，无胺释放，使产品具有优异的环保性能。进一步地，所述乳液为幂级核壳结构，采用双电层保护技术，结合交联技术，使得其在高碱性环境下能够保持聚合物结构稳定，作为优选方案，所述乳液的玻璃化转变温度为7～9℃，最低成膜温度低于5℃，选用该类型乳液可以有效降低硅酸钾成膜时的内应力，改善漆膜的柔韧性，且在有机类基材表面提供更强的附着力。另外该类型乳液在成膜过程中无需添加成膜助剂，降低了成膜助剂在碱性条件下水解而带来的漆膜不稳定和气味问题。满足上述条件的乳液如巴德富实业有限公司生产的rs
‑
837a，其voc和游离甲醛等有害物质未检出，最低成膜温度低于5℃。
13.作为优选方案，所述抗冻剂选自低碳醇类抗冻剂、二元醇类抗冻剂、表活类抗冻剂、酰胺类抗冻剂、酸性磷酸酯胺盐抗冻剂、烷基胺抗冻剂、聚氧乙烯醚类抗冻剂和有机酸酯类抗冻剂中的至少一种。作为进一步的优选方案，所述抗冻剂为表活类防冻剂，在提供涂料抗冻性能的同时提高底漆对基材的润湿性，以及对上层面漆的重涂性，如由索尔维(化工)上海有限公司集团生产的ft
‑
100xtrim等。
14.作为优选方案，所述杀菌防霉剂选自异噻唑啉酮衍生物、醛类衍生物、咪唑衍生物、季铵盐、金属离子和酚类衍生物中的至少一种。作为进一步的优选方案，所述杀菌防霉剂为咪唑类衍生物。如托尔专用化学品(镇江)有限公司生产的otw等。
15.本发明的第二方面提供上述的环保防火无机内墙底漆的制备方法，该制备方法包括：将硅酸钾、乳液、抗冻剂、杀菌防霉剂与水混合均匀，得到所述环保防火无机内墙底漆。
16.作为优选方案，该制备方法包括以下步骤：
17.1)将部分水与硅酸钾混合均匀，得到无机预混液；
18.2)将无机预混液与乳液混合均匀；
19.3)将抗冻剂、杀菌防霉剂、剩余水以及步骤2)得到的混合物混合均匀，得到所述环保防火无机内墙底漆。
20.根据本发明，在一个具体的实施方式中，该制备方法包括以下步骤：
21.1)在400～500r/min的搅拌速度下，将部分水与硅酸钾混合，搅拌5～10min，得到均匀的无机预混液；
22.2)进一步地，在400～500r/min的搅拌速度下，将份乳液加入无机预混液中，继续搅拌3～5min；
23.3)进一步地，加入抗冻剂、杀菌防霉剂和剩余去离子水，继续搅拌5～10min后，得到无机内墙底漆。
24.制备的无机内墙底漆具有漆膜防火耐燃、voc和游离甲醛等有害物质未检出、加固性能优异、多基材适应性强等优点。
25.本发明的技术方案具有如下有益效果：
26.1.本发明的底漆中的加固成分为无机硅酸钾，其在高温下具有抗温性能，不会燃烧而且阻燃。按照标准gb 8624
‑
2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》检测，能够通过a级(不燃)建筑材料要求，可以耐高温阻燃，不产生有害气体。可用于公共建筑如学校、办公楼、酒店和医院等。
27.2.本发明的底漆的配方中不人为添加挥发性有机化合物(voc)、游离甲醛等对人体有害的物质，更加绿色环保。按照标准gb 18582
‑
2020《建筑用涂料中有害物质限量》检测，voc、游离甲醛、苯系物和重金属等有害物质均未检出。
28.3.本发明的底漆具有优异的疏松基材加固性能。无机内墙乳液中，硅酸钾溶液对基材的渗透能力极强，能渗透到基材内部，并与基材中的金属离子和砂等形成非常牢固的化合键合作用，可以深层次加固疏松基材，配合无机面漆在疏松基材上使用时，可以改善涂层附着力差，以及应力不均所导致的开裂问题。
29.4.本发明的底漆具有优异的多基材适应性，即使在有机基材上依然有很好的附着力。采用与乳液供应商联合开发出的具有低mfft(最低成膜温度)的乳液，可以在有机基材表面成膜，并提高了无机面漆的附着能力。
30.5.本发明的底漆生产工艺简单易操作，大范围的降低了人工成本，时间成本，极适合大规模生产。
31.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
32.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
33.为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
34.系列实施例中：
35.硅烷改性的稳定型硅酸钾为上海澳润化工有限公司生产的k100，其ph为11.5，模数为3.9。
36.苯乙烯
‑
丙烯酸酯共聚乳液为巴德富实业有限公司生产的rs
‑
837a，其voc和游离甲醛等有害物质未检出，玻璃化转变温度为7～9℃，最低成膜温度小于5℃。
37.抗冻剂为索尔维(化工)上海有限公司集团生产的ft
‑
100xtrim。
38.杀菌防霉剂为托尔专用化学品(镇江)有限公司生产的otw。
39.下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
40.实施例1～3
41.本发明实施例提供了无机内墙底漆及其制备方法，实施例中各组分用量均指重量份。
42.表1实施例1～3各组分用量(重量份)
[0043][0044]
对比例1～3
[0045]
本发明对比例提供了无机内墙底漆及其制备方法，对比例中各组分用量均指重量份。
[0046]
表2对比例1～3各组分用量(重量份)
[0047][0048]
以上实施例和对比例中所提供的无机内墙底漆具体制备方法如下：
[0049]
1)在450r/min搅拌速度下，将部分去离子水和改性硅酸钾混合，搅拌5～10min至搅拌均匀得到无机预混液；
[0050]
2)在450r/min搅拌状态下，向步骤1)得到的无机预混液中加入水性苯乙烯
‑
丙烯酸酯共聚乳液继续搅拌5min，搅拌均匀；
[0051]
3)向步骤2中所得物料加入抗冻剂、杀菌防霉剂和剩余配方量的水，在转速400r/min的速度下搅拌10min，搅拌混合，得到所述无机内墙底漆。
[0052]
检验例
[0053]
本测试对实施例1～3和对比例1～3的无机内墙底漆进行测试，包括：燃烧性能、voc和游离甲醛等有害物质、加固性能和多基材适用性。
[0054]
燃烧性能参照gb 8624
‑
2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》检测方法检测。
[0055]
voc和游离甲醛等有害物质含量参照gb 18582
‑
2020《建筑用涂料中有害物质限量》检测方法检测。
[0056]
加固性能参照jg/t 210
‑
2018《建筑内外墙用底漆》(内墙渗透型)检测方法检测。
[0057]
多基材适用性通过粉化和与基材的适应性评估，检测方法为：选用不同基材，包括水泥板、批了内墙腻子的水泥板、玻璃板、pvc聚酯膜片和内墙优等品漆膜(模拟致密有机涂
层)，分别在基材表面刷涂实施例1～3和对比例1～3的无机内墙底漆(涂布量约为100g/m2)，室温下完全干燥后观察基材表面底漆情况。基材表面完全不掉粉为0分，严重掉粉为5分。基材表面底漆无开裂，无明显缩孔、流挂或其他病态为0分；严重开裂，有明显缩孔、流挂或其他病态为5分。
[0058]
实施例1～3和对比例1～3的无机内墙底漆的燃烧性能、voc和游离甲醛等有害物质、加固性能检测结果如表3和表4所示。可以看出，实施例1～3的无机内墙底漆的燃烧性能均能达到a级(不燃)建筑材料要求，而对比例3的无机内墙底漆的有机物添加量较高，燃烧性能仅能达到b级建筑材料要求。实施例1～3的无机内墙底漆的voc和游离甲醛等有害物质的测试结果均为未检出，本发明的无机内墙底漆环保性能优异。实施例1～3的无机内墙底漆的加固性能均大于jg/t 210
‑
2018《建筑内外墙用底漆》内墙渗透型≥0.2mpa的要求，而对比例2的无机内墙底漆的硅酸钾含量过低，对基材的渗透性和加固程度不足，因此加固性能不能满足标准要求。
[0059]
表3实施例1～3的检验结果
[0060][0061]
表4对比例1～3的检验结果
[0062][0063]
实施例1～3和对比例1～3的无机内墙底漆的多基材适用性检测结果如表5和表6所示。可以看出实施例1～3的无机内墙底漆在不同基材，包括水泥板、批了内墙腻子的水泥板、玻璃板、pvc聚酯膜片和内墙优等品漆膜(模拟致密有机涂层)上均未出现明显掉粉且与基材适应性良好。而对比例1的无机内墙底漆的未添加乳液，体系成膜性比较差，在致密基材(玻璃板、pvc聚酯膜片和内墙优等品漆膜)上干燥后有明显掉粉。此外，对比例1的无机内墙底漆的成膜韧性低且与有机基材不发生反应，在pvc聚酯膜片和内墙优等品漆膜上面会严重开裂，适应性比较差。
[0064]
表5实施例1～3的检验结果
[0065][0066]
表6对比例1～3的检验结果
[0067][0068]
以上所述仅为发明的较佳实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。