商务中心路46701号 邮编:普利茅斯,密歇根州48170 810 599 7286
化工涂料咨询之源
info@chemicaldynamics.网

水性硅酸盐涂料:终极环保涂料

硅酸盐涂料是碱金属硅酸盐 它们是由天然物质如沙子和碱制成的. 碱金属硅酸盐 是由二氧化硅(SiO2)和锂、钠或钾的碳酸盐,从而产生硅酸盐(SiO)2/Na2O). 根据它们的配方,这些出色的涂层可以有多种好处,包括:

  • 不是基于石油的
  • 出色的耐久性
  • 抗紫外线
  • 抗酸雨
  • 硬度高
  • 卓越的耐磨性
  • 杰出的硬度
  • 不易燃的
  • 坚持多种基质
  • 高透湿性和透气性(可以是优点也可以是缺点)
  • 能与矿物表面形成化学键
  • 耐热性(大多数硅酸盐基涂料软化点约1200f)
  • 金属(硅酸盐与铜混合)用耐热涂料, 镍, 铬或不锈钢粉末)
  • 良好的化学和物理性能
  • 零VOC

涂料材料研究

你知道探矿公司为你提供数千种油漆和涂料材料的技术数据吗, 以及要求样品和联系全球供应商的机会?

现在创建您的免费帐户!


硅酸盐基涂料的类型

硅酸盐基涂料的类型包括 硅酸盐,硅酸盐有机乳液 最后 sol-silicate.

各种硅酸盐基涂料的化学结构. 在勘探者知识中心了解更多.

可溶性硅酸盐 包括元素周期表中1A族元素(Li, Na和K). 由于硅酸盐是以碱金属氧化物和二氧化硅为基础的,所以它们的溶液是碱性的. 随着硅:碱金属摩尔重量比的增大,其质量系数增大 pH 降低:

硅:碱摩尔重量比图. 在探矿者知识中心了解水性硅酸盐涂料的更多信息.

相应的, 当碱金属硅酸盐与有机乳剂混合, 对于大多数有机基乳剂来说,重要的是使用更高比例的硅和碱金属来实现最佳的稳定性和可行的pH值为8 - 10.

粘度 硅酸钠溶液的浓度是钠硅浓度、密度和比例的函数. 较高或较低的比值增加粘度,最小粘度达到2.0重量比.

从结构的角度来看, 水性硅酸盐是一种具有多种分子结构的玻璃,其中阴离子为单体, 二聚体, 三聚, 支链, 环形结构, 以及其他三维网络. 碱金属阳离子(Li+, Na+ 和K+)附着在阴离子(Si - O -)上,形成一种复杂的碱硅酸盐.

硅酸盐化学结构图-在探矿者知识中心了解水性硅酸盐涂层.

在碱硅酸盐溶液中有两个平衡,其中包括一个 酸碱平衡:

硅酸基平衡化学式. 在探矿者知识中心了解水性硅酸盐涂料.

以及 缩聚-解聚平衡:

硅酸盐缩聚解聚平衡的化学公式-在探矿者知识中心了解水性硅酸盐涂料.

多价阳离子如Ca也会发生不可逆反应++ 也可能包括镁++Fe或Mn.

碱金属氧化物与二氧化硅的比例对涂层性能有显著影响,如下表所示:

比率越高(高SiO2 低纳科3, e.g. 3.75比1)给予:较低的比例(Low SiO2 高纳科3, e.g. 2比1)给予:
低粘度比重较高
更快的干燥速度更大的溶解度
更快的固化速度更高的pH值
对低温的敏感性增加更容易受到水的影响
涂料具有较高的耐化学腐蚀性更高的附着力和结合力

商用硅酸盐通常以1的比例生产.5分或以上. 涂料 硅酸钠 可用于和需要催化剂 环境治,但容易受到 粉化. 硅酸钠溶液可与溶解的多价离子(Ca++、Al)发生反应或固化+++ 和Mg++形成不溶性硅酸盐.

  • 钾硅酸盐 可是自固化反应慢吗.
  • 锂硅酸盐 具有较低的水溶性,用于减少水溶性副产物和 粉化.
    • 花期呈白色, 粉状沉淀物:物质(石头)表面的粉状沉淀物, 混凝土, 砖和砂浆)是由富含矿物质的水通过毛细作用渗透到表面造成的. 风化通常由石膏、盐或方解石组成.

矿物碳酸钙.g. 方解石)与可溶性硅酸盐反应活性低, 而沉淀碳酸钙具有较高的反应活性. 硅酸钠的粘度很高,而 胶体二氧化硅 (stabilized silica particles less than < 100nm in size) have viscosities closer to that of water. pH has a major impact on the viscosity of 胶体二氧化硅 and form gels at a pH < 7 and a Sol when a pH is >7. 液态的硅酸盐钠和硅酸盐钾还可以与各种酸性或重金属化合物反应生成固体, 不可溶的键或膜.

用酸性物质中和碱硅酸盐.g.硫酸铝)会聚合二氧化硅并形成凝胶. 这就会在凝胶化发生的表面上产生一层键或膜. 可以这样使用的化学固化剂包括:矿物酸和有机酸, 二氧化碳气体, 和酸性盐,如碳酸氢钠和磷酸一钠(NaH2PO4).

Silicate-emulsion油漆 由低含量的聚合物有机乳液(~5%)和碱硅酸盐组成. 乳液有助于提高耐水性,直到硅化反应完成, 这可能需要数周时间. 较高浓度的有机乳剂通常是不相容的.

硅酸盐乳胶漆的典型成分包括:

  • 有机添加剂,如相容性表面活性剂
  • 少量合适的聚结溶剂
  • 增稠剂(e.g. 羟乙基纤维素,或HEC),稳定剂和改性剂
  • 在较高pH值下稳定的乳剂,可能包括:
    • 聚合物的水分散物,如:
      • 丁苯
      • 聚苯乙烯
      • 氯丁橡胶
      • 聚氯乙烯
      • 聚醋酸乙烯酯
      • 丙烯腈共聚物
      • 丙烯酸聚合物和共聚物
    • 无机粘合剂,如硅酸钾和填充颜料
    • 无机耐碱颜料

由于硅酸盐涂料一般不灵活, 它们可以通过添加按重量计1 - 5%的甘油或其他多羟基醇而变得柔韧. 可使用高达30%的山梨糖醇, 只要硅酸盐溶液被稀释以避免过度增稠.

橡胶格也可以用作增塑剂. 细磨粘土和类似填料的掺入将在一定程度上提高柔性. 硅酸盐乳化剂涂料也可配制用于铝, 镀锌钢, 钢, 石头, 砖, 混凝土, 之前用乳胶漆涂过的表面.

Sol-silicate油漆 是硅溶胶和硅酸钾的混合物吗. 有机粘结剂的掺入比例为10%或更低. 与大多数其他硅酸盐涂料不同, 溶胶硅酸盐涂料通过物理和化学键与非矿物基质结合. 二氧化硅溶胶是溶解二氧化硅的稀溶液,pH值为酸性.

资料来源和进一步阅读:

化工涂料咨询之源