專利名稱：防水防火雙功能水溶性無機(jī)涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防水防火雙功能水溶性無機(jī)涂料，特別是具有一定粘接固化作用，又有防水防火雙功能的水溶性無機(jī)涂料。
背景技術(shù)：
目前，水溶性無機(jī)涂料一般均為單一功能，而且價(jià)格較高、工藝復(fù)雜，有些甚至有毒。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明針對上述情況，提出一種具有一定粘接固化作用，又有防水防火雙功能的水溶性無機(jī)涂料的配制方法。
本發(fā)明的防水防火雙功能水溶性無機(jī)涂料，主要成份包括主料和功能助劑，主料A包括堿性金屬硅酸鹽和粉煤灰，防水功能助劑B是偏酸金屬鹽的水溶液，其中主料A中的堿性金屬硅酸鹽取40-60公斤，粉煤灰取30-50公斤，功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.8-1.2公斤。
所述的涂料，其主料A中的堿性金屬硅酸鹽取45-55公斤，粉煤灰取40-45公斤，功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.9-1.1公斤。
所述的涂料，其功能助劑B的成份及配比是水 15-20公斤硫酸銅 0.13-0.18公斤硫酸鋁鉀0.50-0.60公斤硫酸亞鐵0.20-0.35公斤紅礬鉀 0.02-0.05公斤。
所述的涂料，其功能助劑B的成份及配比是水 15-20公斤硫酸銅 0.20-0.30公斤硫酸鋁鉀0.65-0.80公斤紅礬鉀 0.02-0.05公斤。
所述的涂料，其功能助劑B的成份還可是硫酸亞鐵9.0-11.0公斤所述的涂料，其功能助劑還可加輔助防火功能助劑C，C的主要成份及配比是氧 化 鋁 0.50-0.70公斤氧 化 鋅 0.80-1.00公斤硼 砂 0.40-0.60公斤。
所述的涂料，其堿性金屬硅酸鹽主要是硅酸鈉Na2O·nSiO2，n是模數(shù)值。
所述的涂料，其堿性金屬硅酸鹽主要是硅酸鉀。
所述的涂料，其堿性金屬硅酸鹽的模數(shù)n大于3.2，PH值在8-8.6之間。
所述涂料的生產(chǎn)方法(1)取液態(tài)堿性金屬硅酸鹽的模數(shù)n大于3.2，PH值偏堿在8-8.6之間，加入適量干法收集的粉煤灰。并讓這兩種物料充分混合、攪拌，直至混合均勻；(2)在動(dòng)態(tài)混合的情況下，按比例加入功能助劑B，主要是水解水化和反應(yīng)，使物料粘度會(huì)迅速降低；(3)再按比例加入防火功能助劑C，以調(diào)整改善和提高其防火功能。
所述涂料用于以紙為原料的制品的處理，尤其是紙基空腔材料的處理，采用淋涂或浸涂均可，使以紙為原料的制品固化。
由于這種無機(jī)涂料的主原材料主要采用硅酸鈉為基料，以粉煤灰為主要填料，配以輔助及功能助劑，使產(chǎn)品達(dá)到具有一定防水和防火的雙重功能。由于這種無機(jī)硅溶膠體纏繞嵌定在具有極高熔點(diǎn)的填料中間，不僅具有很好的防水能力又具有很高的防火功能，更可寶貴的是具有很高粘接和固化作用，使產(chǎn)品具有很高的強(qiáng)度和剛度，而且工藝簡單，無毒、無公害。完全改變了紙質(zhì)性質(zhì)，具有廣泛的用途。
具體實(shí)施例方式
硅酸鈉涂料的主要成分是堿性金屬硅酸鹽。主要是硅酸鈉Na2O·nSiO2或硅酸鉀，其中n稱著為模數(shù)值?，F(xiàn)以硅酸鈉為例詳述其原理和具體實(shí)施方式
。堿性金屬硅酸鈉是以SiO4四面體為基本結(jié)構(gòu)的一種大分子。這個(gè)分子在堿金屬氧化物摩爾含量為10％時(shí)，有一個(gè)相轉(zhuǎn)變。含量大于此值時(shí)，這時(shí)的結(jié)構(gòu)是氧化硅微粒分散于堿金屬硅酸鹽基質(zhì)中，但小于10％的值時(shí)，是堿金屬硅酸鹽微粒分散在氧化硅基質(zhì)中。所以，隨著堿金屬含量變小，模數(shù)就增大，交聯(lián)密度就逐漸增大，在小于堿金屬含量10％時(shí)，發(fā)生突然的相變，結(jié)構(gòu)由分立的離子集結(jié)體突然轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨冉宦?lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這時(shí)物料的耐溫能力急劇提高，軟化溫度迅速上升，物理機(jī)械性能也隨之升高。
將固體硅酸鈉加水在反應(yīng)釜中制備成液態(tài)硅酸鈉，即水玻璃。這時(shí)硅酸鈉的模數(shù)應(yīng)大于3.2，PH值偏堿在8-8.6之間。這種堿金屬硅酸鹽是一個(gè)不穩(wěn)定體系。當(dāng)進(jìn)一步稀釋時(shí)，Si-O-Si鍵發(fā)生水解，所有的鏈節(jié)會(huì)進(jìn)一步水化，水解與水化的程度與其模數(shù)n以及濃度有關(guān)，反應(yīng)式為水解物又逐漸聚會(huì)形成凝膠。因而具有溶液和膠體的性質(zhì)。在這種狀態(tài)時(shí)加入適量干法收集的粉煤灰。并讓這兩種物料充分混合。當(dāng)液相與固相混合時(shí)應(yīng)采用高速剪切、攪拌、混合多種手段并用，并多次循環(huán)直至混合均勻。
在動(dòng)態(tài)混合的情況下，加入功能助劑B的偏酸金屬鹽水溶液，如硫酸銅，硫酸鋁鉀、紅礬鉀、硫酸亞鐵等與水混合，這些酸性金屬鹽按一定比例在水中攪拌混合溶解。在上述物料動(dòng)態(tài)的混合中，按比例參入反應(yīng)，這一過程主要是水解水化和反應(yīng)，加入后的物料粘度會(huì)迅速降低。這時(shí)加入一定量的防火輔助填料C。
在硅酸鹽膠粘劑涂料固化階段，因水解產(chǎn)生的氧化硅膠體因CO2作用析出氧化硅膠體形成凝膠層。反應(yīng)式為
凝膠層隨之產(chǎn)生微細(xì)的纖維分枝，由每個(gè)膠粒向周圍伸展。細(xì)小的氧化物顆粒，有的在堿金屬鹽溶液中產(chǎn)生反應(yīng)，生成一種不溶性的硅酸鹽，有的則形成新的陰離子，如氧化鋁在PH很高的體系內(nèi)形成鋁酸陰離子，以AlO4四面體置換部分的SiO4四面體，并在硅酸鹽的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中共存。這種反應(yīng)也促進(jìn)了析出氧化硅膠體的凝結(jié)過程。另外一些粉狀顆粒又作為嵌定劑，增加膠體與固體的表面嵌定作用。這些未反應(yīng)的輔助功能助劑與粉煤灰一樣具有很高的防火隔熱能力，同時(shí)還作為凝結(jié)生長的纏結(jié)的基礎(chǔ)。在反應(yīng)的過程中，凝膠進(jìn)一步增多，分子量迅速增大成為巨大的膠團(tuán)，這時(shí)的涂料也隨之增濃變稠，并由于水份的揮發(fā)而與剩下的堿金屬鹽形成網(wǎng)狀的膜，從而把固體填料等包裹、穿插、纏結(jié)在一起，成為結(jié)構(gòu)致密的物質(zhì)而固化在一起。這種無機(jī)硅溶膠體纏繞嵌定在具有極高熔點(diǎn)的填料中間，不僅具有很好的防水能力又具有很高的防火功能，更可寶貴的是具有很高的強(qiáng)度和剛度。
實(shí)施例1其主料A中的堿性金屬硅酸鹽取45-55公斤，粉煤灰取40-45公斤，功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.9-1.1公斤。
其功能助劑B的成份及配比是水 15-20公斤硫酸銅 0.13-0.18公斤硫酸鋁鉀0.50-0.60公斤硫酸亞鐵0.20-0.35公斤紅礬鉀 0.02-0.05公斤。
實(shí)施例2其主料A中的堿性金屬硅酸鹽取45-55公斤，粉煤灰取40-45公斤，功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.9-1.1公斤。
其功能助劑B的成份及配比是水15-20公斤硫酸銅0.20-0.30公斤硫酸鋁鉀0.65-0.80公斤紅礬鉀 0.02-0.05公斤。
實(shí)施例3其主料A中的堿性金屬硅酸鹽取45-55公斤，粉煤灰取40-45公斤，其功能助劑B的成份是硫酸亞鐵0.90-1.10公斤以上實(shí)施例均可加入輔助防火功能助劑C，其功能助劑還可加輔助防火功能助劑C，C的主要成份及配比是氧 化 鋁 0.50-0.70公斤氧 化 鋅 0.80-1.00公斤硼 砂 0.40-0.60公斤。
輔助防火功能助劑還可加氟硅酸鈉和六偏磷酸鈉，主要成份及配比是氧 化 鋁 0.40-0.50公斤氧 化 鋅 0.50-0.70公斤硼 砂 0.30-0.40公斤。
氟硅酸鈉0.20-0.40公斤六偏磷酸鈉 0.15-0.25公斤我們按中國專利93118396.0的方法制作了一種以黃板紙為基本原料的紙基三角空腔結(jié)構(gòu)墻體材料，經(jīng)浸泡涂料后，這種材料進(jìn)行了40次的凍融循環(huán)試驗(yàn)，經(jīng)國家化學(xué)建材檢測中心檢測氧指數(shù)大于70％，并判定為一組不燃材料。常言道“紙包不住火”，當(dāng)高溫灼燒時(shí)，材料中的草纖維只能炭化，而無明火，且離火即熄，燃燒過程中沒有煙霧和有害氣體逸出。環(huán)保監(jiān)測單位檢測，其放射性計(jì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它建筑材料。由于大量采用了工業(yè)廢棄物粉煤灰和農(nóng)業(yè)廢棄物稻草、麥秸等制作的紙板，實(shí)為一種難得的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
本發(fā)明的無機(jī)涂料的主原材料采用硅酸鈉為基料，以粉煤灰為主要填料，配以防水功能助劑偏酸金屬鹽及輔助防火填料，達(dá)到具有一定防水和防火的雙重功能，因此本發(fā)明中助劑的成分采用實(shí)施例以外的其它偏酸金屬鹽及輔助防火填料也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種防水防火雙功能水溶性無機(jī)涂料，主要成份包括主料和功能助劑，主料A包括堿性金屬硅酸鹽和粉煤灰，防水功能助劑B是偏酸金屬鹽的水溶液，其中主料A中的堿性金屬硅酸鹽取40-60公斤，粉煤灰取30-50公斤，功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.8-1.2公斤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是主料A中的堿性金屬硅酸鹽取45-55公斤，粉煤灰取40-45公斤，功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.9-1.1公斤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂料，其特征是功能助劑B的成份及配比是水 15-20公斤硫酸銅 0.13-0.18公斤硫酸鋁鉀 0.50-0.60公斤硫酸亞鐵 0.20-0.35公斤紅礬鉀 0.02-0.05公斤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂料，其特征是功能助劑B的成份及配比是水 15-20公斤硫酸銅 0.20-0.30公斤硫酸鋁鉀 0.65-0.80公斤紅礬鉀 0.02-0.05公斤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂料，其特征是功能助劑B的成份是硫酸亞鐵9.0-11.0公斤
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂料，其特征是功能助劑還可加輔助防火功能助劑C，C的主要成份及配比是氧 化 鋁 0.50-0.70公斤氧 化 鋅 0.80-1.00公斤硼 砂 0.40-0.60公斤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是堿性金屬硅酸鹽主要是硅酸鈉Na2O·nSiO2，n是模數(shù)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是堿性金屬硅酸鹽主要是硅酸鉀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征是堿性金屬硅酸鹽的模數(shù)n大于3.2，PH值在8-8.6之間。
10.上述涂料的生產(chǎn)方法(1)取液態(tài)堿性金屬硅酸鹽的模數(shù)n大于3.2，PH值偏堿在8-8.6之間，加入適量干法收集的粉煤灰。并讓這兩種物料充分混合、攪拌，直至混合均勻；(2)在動(dòng)態(tài)混合的情況下，按比例加入功能助劑B，主要是水解水化和反應(yīng)，使物料粘度會(huì)迅速降低；(3)再按比例加入防火功能助劑C，以調(diào)整改善和提高其防火功能。
11.上述涂料的用途，其特征是用于以紙為原料的制品的處理，尤其是紙基空腔材料的處理，采用淋涂或浸涂均可。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防水防火雙功能水溶性無機(jī)涂料,主要成份包括主料和功能助劑,主料A包括堿性金屬硅酸鹽和粉煤灰,防水功能助劑B是偏酸金屬鹽的水溶液,其中主料A中的堿性金屬硅酸鹽取40—60公斤,粉煤灰取30—50公斤,功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.8—1.2公斤。其主料A中的堿性金屬硅酸鹽取45—55公斤,粉煤灰取40—45公斤,功能助劑B中的偏酸金屬鹽取0.9—1.1公斤最佳。其功能助劑B的成份及配比是:水:15—20公斤、硫酸銅:0.13—0.18公斤、硫酸鋁鉀:0.50—0.60公斤、硫酸亞鐵:0.20—0.35公斤、紅礬鉀:0.02—0.05公斤。
文檔編號(hào)C09D1/00GK1348974SQ0113366
公開日2002年5月15日 申請日期2001年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月12日
發(fā)明者李群楫 申請人:李群楫