劉帥 沈陽(yáng)市金海韻涂料有限公司

無機(jī)涂料主要是指由硅酸鹽和磷酸鹽復(fù)合粘結(jié)劑組成的涂料，可分為堿金屬硅酸鹽溶膠和以無機(jī)粘結(jié)劑為成膜劑的涂料。該材料具有成膜溫度低、耐候性好、耐熱性高、耐火性好、抗污染性好、不易吸灰的特點(diǎn)。經(jīng)實(shí)踐證明，無機(jī)涂料在生產(chǎn)和使用過程中不含揮發(fā)性有機(jī)化合物，對(duì)環(huán)境非常友好，而且原材料易得，成本低廉，能夠在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。

一、新型無機(jī)涂料及其特點(diǎn)

（一）無機(jī)涂料

涂料屬于化學(xué)混合物，主要用于保護(hù)物體表面，涂料分為有機(jī)涂料和無機(jī)涂料，前者是一種高分子化合物作為成膜材料，后者由無機(jī)聚合物、金屬氧化物、納米材料和稀土超細(xì)粉體組成，對(duì)環(huán)境非常友善?，F(xiàn)階段，無機(jī)涂料主要分為堿金屬硅酸鹽涂料、硅溶膠涂料、磷酸鹽涂料這三類，它們都有自己的特點(diǎn)和具體的使用的場(chǎng)景。

（二）無機(jī)涂料的特點(diǎn)

目前，無機(jī)涂料的應(yīng)用越來越廣泛，它不同于有機(jī)涂料，它的顏色屬于天然無機(jī)色素，不易掉色；其次，無機(jī)涂料的膨脹系數(shù)和收縮系數(shù)是相同的，具有很強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，可與礦物墻化學(xué)粘結(jié)，甚至可滲透到0.5mm的墻體中形成耐酸耐腐蝕的無機(jī)硅化石涂層，具有很強(qiáng)的耐久性。無機(jī)涂料是堿性的，不會(huì)產(chǎn)生靜電，空氣噴涂的方式也可以使墻壁的濕度迅速蒸發(fā)，從而保持墻壁的干燥和清潔。無機(jī)涂料在一般環(huán)境下的使用壽命是普通涂料的3-5倍，且耐高溫，具有阻燃性能。

二、新型無機(jī)涂料的制備

本文所述的新型無機(jī)涂料是一種水性無機(jī)富鋅涂料，它是以水為稀釋劑，以硅酸鋰中的揮發(fā)性有機(jī)物為基本原料，生產(chǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)，而且成品具有良好的抗腐蝕性和抗老化性。這種新型無機(jī)涂料使用硅酸鉀代替常用的硅酸鋰作為基料，硅酸鉀擁有和硅酸鋰相同的水溶性，而且這種基材的固化時(shí)間相對(duì)較短，易于與無機(jī)涂料混合，價(jià)格便宜，可以制備出高固含量、成膜性和熱應(yīng)變的高模量富鉀硅酸鋅涂料。

（一）制備硅酸鉀溶液

1.選擇硅溶膠粒徑

制備過程中，硅溶膠的加入量為20.0%的硅酸鉀溶液，硅橡膠的溶解系數(shù)為0.5-7-min，這種高模量硅酸鉀溶液透明度高，可以穩(wěn)定貯存穩(wěn)定性720h以上，雖然這種高模量硅酸鉀溶液的透明度較高，但粒徑較小，要避免當(dāng)硅溶膠的粒徑為20-40nm時(shí)，反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)。這種膠體顆粒少，包覆能力強(qiáng)，能與水泥等堿性物質(zhì)發(fā)生相互作用，涂層在固化過程中沉積，無須特殊處理和靜電作用即可產(chǎn)生良好的附著力?？諝庵械幕覊m不易粘附，易于清潔。通過以上分析發(fā)現(xiàn)，綜合高模量硅酸鉀溶液的反應(yīng)時(shí)間等因素，在硅溶液中7-9nm顆粒尺寸是最優(yōu)的。

2.選擇溫度

在制備高模量硅酸鉀溶液的過程中，溫度是一個(gè)非常重要的因素。在不同溫度下，反應(yīng)的時(shí)間也會(huì)不同，當(dāng)縮聚反應(yīng)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為30-40min時(shí)，硅酸鉀溶液的系數(shù)在前四個(gè)溫度下明顯增大，但在反應(yīng)溫度為50度時(shí)反應(yīng)達(dá)到最大值，縮聚反應(yīng)時(shí)間為1。水分子的重排對(duì)鄰硅醇的聚合反應(yīng)起催化作用。當(dāng)加熱到120-130℃以上時(shí)，剩余的水分子催化硅和醇的進(jìn)行反應(yīng)，形成三元結(jié)構(gòu)，這種新型有機(jī)水玻璃建筑涂料可以成功地噴涂在普通無機(jī)基材上，可以專門作為一種用于高層建筑的石棉涂料。

3.選擇固含量

固含量對(duì)硅酸鉀溶液的貯存穩(wěn)定性有一定影響，不同固含量的硅酸鉀溶液對(duì)施工性能也有一定影響。當(dāng)固溶體含量小于25%時(shí)，50%以下溶液的貯存穩(wěn)定性可大于0.720，使含鋅22%溶液的貯存穩(wěn)定性和粘度可提高，當(dāng)富鍍層體積小，固含量較輕時(shí)，可采用固體系數(shù)高的硅酸鉀溶液。由于水溶性堿渣固化后耐水性差，易回收水分，不適合水不溶性化合物引起的潮濕環(huán)境。使用固化劑與堿金屬離子的相互作用是的堿金屬離子的固化技術(shù)制備的新型水玻璃涂料，可以解決水玻璃固化劑耐水性差的問題。該涂料對(duì)水泥砂漿等無機(jī)建筑材料有很強(qiáng)的附著力，具有良好的耐水性、耐洗性、耐腐蝕性。

（二）制備無機(jī)富鋅涂料

鋅粉是一種具有高強(qiáng)度、高防銹性和耐大氣腐蝕性的犧牲陽(yáng)極深灰色粉末狀材料，鋅粉在真空鍍膜過程中會(huì)發(fā)生腐蝕并沉積不溶物，在屏蔽材料中起著重要的作用。大大降低了鋅粉的腐蝕速率，提高了鋅粉的耐久性，使鋅粉具有較高的活性。通過加入適量的硅酸鉀溶液，可以產(chǎn)生高模量的金屬交聯(lián)反應(yīng)。無機(jī)富鋅涂料中鋅含量越高，干燥時(shí)間越短，抗沖擊性為也越強(qiáng)；這種混合涂料從以上結(jié)果來看，在無機(jī)富鋅涂料的制備中，鋅粉的用量并不高，但在無機(jī)富鋅涂料的制備中富鋅、含量、鋅粉含量都很高。根據(jù)上述技術(shù)指標(biāo)，可以選擇單位為5.5、固溶溫度為40.9°、粒徑為7-9的納米硅溶膠，最后可以摻入百分之七十的鋅粉，這時(shí)候涂料的耐沖擊性達(dá)到最佳，最終形成這種新型無機(jī)富鋅涂料。

（三）新型無機(jī)富鋅涂料的性能測(cè)試

1.適用期測(cè)試

將無機(jī)富鋅涂料的各組分按一定比例混合均勻后，得到30ml樣本，裝在金屬密封容器中，室溫下保存，試驗(yàn)后經(jīng)過一定量的處理，觀察涂膜外觀，得出以下結(jié)論：這種新型水性無機(jī)富鋅涂料的試用期可達(dá)八個(gè)小時(shí)。

2.耐鹽水試驗(yàn)

采用無機(jī)富鋅涂層制備三層鋼板，然后在NaCl溶液中進(jìn)行濃縮。達(dá)到規(guī)定時(shí)間后，將鋼板取下，洗凈，將表面水吸干，仔細(xì)觀察漆膜有無變色、起泡、生銹、剝落等現(xiàn)象，如兩塊鋼板和三塊鋼板符合規(guī)定要求，則合格。

三、結(jié)論

本文介紹了一種新型無機(jī)涂料的制備方法，并分析了無機(jī)涂料的性能測(cè)試方法，介紹了用硅橡膠粒徑、溫度系數(shù)、固含量和硅氧烷制備硅酸鉀溶液的主要技術(shù)指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上測(cè)定了鋅粉的含量，研制了一種新型水性無機(jī)富鋅涂料。結(jié)果表明，新型無機(jī)水性富鋅涂料性能優(yōu)良，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合要求。