硅溶胶型建筑涂料的研制

李春芳1，李东祥2
(1.济南大学化学工程系，山东济南250022;2.山东省科技厅成果处，山东济南250011)

随着建筑涂料的不断发展，出现了许多新型产品。硅溶胶涂料是继代水泥涂料、第二代合成树脂系涂料以后的第三代无机系建筑涂料。其特点是:抗霉变性好，涂料硬度高，附着力强，可适用于多种基材的装饰保护;耐水、耐碱，具有超常的耐候性，使用寿命长;耐低温性好，耐污染:生产施工安全，无环境污染。在日本，它被称为建筑涂料的第三代产品，发展迅速.
    硅溶胶是以水为分散介质的高分子聚偏硅酸的胶体溶液，其二氧化硅粒子多以球状单个或多个聚结分散，能牢固附着在基材和填料颗粒表面，随水分的不断蒸发，二氧化硅粒子间能形成牢固的Si一O键而成为连续涂膜。但若单独使用硅溶胶，常温固化成膜往往存在裂纹、内部微孔等致命缺陷，引入有机高分子乳液后，高分子成膜物能均匀分布在Si一0涂膜间隙中，不仅消除了上述缺陷，而且增加了涂膜的韧性，提高了抗冲击性。因此，硅溶胶建筑涂料是以硅溶胶和有机高分子乳液为主要成膜物，加入各种填料和助剂制得的。
    本文研究了硅溶胶涂料的配制及各种因素对涂料性能的影响，结果表明涂料性能指标达到或超过了相关标准的要求，是一种很有前途的涂料。
1.实验部分
I.1原料
    (1)纯丙乳液，pH= 7，固含量，42%，济南美联化工有限公司;
    (2)苯丙乳液，pH=7，固含量，43%，济南美联化工有限公司;
    (3)醋丙乳液，pH= 5，固含量，45%，济南美联化工有限公司:
    (4)硅溶胶，Si场含量20士1%>,PH= 8.5一9.0，比重:1.12一1. 13(20º C )，粒径:10一20nm，浙江宇达化工有限公司:
    (5)其他原料:如填料(TiO3、滑石粉、轻质Ca-CO3、分散剂(六偏磷酸钠)、增稠剂(梭甲基纤维素)、消泡剂(有机硅消泡剂)、流平剂(自制)等。
1.2配漆工艺
1.3性能测试
    按gB/T9755一1995标准测定。
2结果与讨论
2.1硅溶胶与乳液的复配稳定性
    硅溶胶和有机高分子乳液均属胶体溶液，二者混合必须电性能一致才能保证体系稳定。若乳液所带电荷与硅溶胶不一致，则乳液微粒与硅溶胶粒子发生电中和而破坏胶体。分别配制不同重量比的硅溶胶/乳液混合体系，观察其放置稳定性，结果见表1-表3.



由此可见，苯丙乳液、纯丙乳液与硅溶胶的电性能一致，混合体系稳定性好，可用作涂料的基料。
2.2硅溶胶/乳液配比对涂层性能的影响
    配制一系列硅溶胶/全丙乳液的混合体系，编号见表4，分别在石棉板上涂膜，观察涂膜外观。

从涂膜表面看，1号和2号干燥后，涂层无色，有光泽:3号、4号、5号、6号涂层干燥后，乳白色，无光泽:7号、8号、9号涂层脱落。
    可见，有机高分子乳液与硅溶胶的相对比例对涂层性能有较大的影响。初步选择硅胶含量小于60%,配制一系列涂料，测其附着力，结果见表5，表6.

为了保证涂料具有较强的附着力，纯丙乳液含量一般大于50%，苯丙乳液含量一般大于40%.