水玻璃无机涂料的研制及发展趋势

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1、水玻璃无机涂料的研制及发展趋势水玻璃无机涂料属于硅酸盐类无机涂料,是无机建筑涂料中重要的涂料之一。在资源和环保等方面，水玻璃无机涂料较有机涂料有着很大优势。本文介绍了水玻璃无机涂料的组成及其特点、国内外的研究现状和发展趋势。匕关键词水玻璃；无机涂料；环保TU5A1674-6708(2011)40-0080-020引言近年来，随着科学技术的进步和经济、社会的发展，建筑涂料的发展也明显地成为了一个国家国民物质生活水平的重要标志。建筑涂料的品种按其化学成分可分为有机和无机建筑涂料两大类。有机高分子建筑涂料的粘结强度、光泽度、柔韧性以及耐污染等性能均比较优良，而且装饰效果也较好

2、。但在耐热性、表面硬度、耐老化以及最低成膜温度等技术性能等方面则不如无机涂料优越。1无机涂料无机涂料主要是指以硅酸盐和磷酸盐类化合物作为粘结剂，加入各种颜、填料、助剂、固化剂配制而成的涂料，其中硅酸盐高分子化合物又可分为碱金属硅酸盐和硅溶胶。1.1无机涂料的优势无机涂料存在着两大优势就是：资源优势和环保优势。大部分无机涂料的基料都是由极普通、储量极为丰富的天然矿石或金属氧化物等为原料（例如石灰石、黏土、石英砂），而且生产工艺也不复杂，能耗相对较低。无机涂料具有明显的环保优势。首先，大多数无机涂料以水为分散介质，从根本上解决了涂料工业中溶剂对环境的污染。其次，无机涂料的基

3、料本身无毒，除水挥发外，无游离单体之类VOC的危害问题，在火焰或高温下也不会向大气释放有害物质。再次，无机涂料的基料在生产过程中只是消耗一定的能源，不会造成其他的环境污染。1.2无机涂料的发展无机建筑涂料的发展，一是利用新技术，提高涂料的性能；二是开发新型无机建筑涂料，扩大它的应用范围。无机水性硅酸盐涂料早已被欧美及日本等先进国家普遍用于桥梁、船舶、海上石油设施、各种储槽及钢铁防锈工程，而且，由于本品可直接与水泥产生化学交联的特性，用于水泥建筑物时，其附着力、物性、化性也优于存机涂料。1.3无机涂料的应用无机涂料是涂料行业中重要的组成部分，其用途很广泛。如：1）内外墙建

4、筑装饰；2）无机防锈；3）桥墩保护；4）高温保护；5）其他特殊用途。无机涂料除了以上所介绍的几种应用以外，还开发出了示温涂料、导电涂料、触媒涂料、防原子辐射涂料、可刮削封严涂料、防水涂料、应力指示涂料等，它们在新技术中得到了较好的应用。2水玻璃无机涂料的主要组分无机涂料一般分为水玻璃系列、磷酸盐系列和水泥系列等。其中水玻璃系列由于具有价格低廉、使用简便等优点，因而应用前景广阔。2.1水玻璃水玻璃是一种透明的玻璃状熔合物，常呈绿色、黄色或介于二色之间的各种色泽。它是由碱金属硅酸盐组成。水玻璃溶液以及它的水溶液分别用下式表示：R2O?nSiO2和R2O?nSiO2?mII2

5、0式中：R20是指碱金属氧化物，如氧化锂，氧化钠以及氧化钾等;n—一通常称为水玻璃模数。n^3的称为中性水玻璃，n〈3的称为碱性水玻璃，实际上水玻璃溶液均明显呈碱性。水玻璃稳定胶体的结构可表示为：2.2固化剂钠水玻璃成膜过程中，钠以离子的形式分散在涂膜中.涂膜遇水后，由于钠离子是易溶的，所以整个涂膜也能在水中离解.这就应将涂膜中的钠离子设法转变成水的不溶物，方法就是“水玻璃的固化技术”。2.2.1固化技术半个多世纪以来，水玻璃涂料的发展都和其固化技术的进展息息相关。归纳起来水玻璃涂料常用的固化技术有如下3种方式：1)加热固化；2)固化液固化；3)固化剂固化。2.2.2固

6、化剂的选择固化剂又称硬化剂，它可以和水玻璃起化学反应，具有提高水玻璃涂料的耐水、抗冻融以及其它性能的作用。有的固化剂还能使无机涂膜发屮结构上的变化，提高涂膜的表面硬度、耐热性和耐腐蚀性等功能。水玻璃系无机建筑涂料，固化剂有金属、金属氧化物和氢氧化物以及金属盐类；有硅化物、氟硅化物；有磷酸盐、硼酸盐化合物以及某些有机化合物等。在这些固化剂中，氟硅酸钠(Na2SiF6)是钠水玻璃涂料常用的固化剂之一。它能水解生成的氢氟酸GIF),中和水玻璃水解生成的游离碱，可以破坏水玻璃的相对稳定性，使反应朝着析出硅胶的方向进行。2.3乳液乳液的种类和添加量多少是影响乳胶漆耐擦洗的最主要因

7、素。目前涂料企业制作内墙乳胶漆采用的乳液有3大类，一种是纯丙烯酸酯聚合物乳液，简称纯丙乳液；一种是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，简称苯丙乳液；一种是醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，简称醋丙乳液。其中又以苯丙和醋丙乳液使用最广。相比而言用同等乳液量配制的涂料，苯丙乳液要比醋丙乳液的耐洗刷性能好。2.4颜填料颜料主要起遮盖和赋予涂层色彩的作用。无机颜填料具有较高的耐候性、耐光性、耐热性和着色性。在建筑涂料中正确使用颜填料不仅降低生产成本外，还有助于提高产品质量。2.5助剂在涂料中助剂的用量通常很少，（一般力配方总量的W左右），但作用却很大。它的加