一种人工彩砂粘接剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种人工烧结彩砂粘接剂及其应用，所述人工彩砂粘接剂包括如下组分：钠水玻璃、两性氧化物缓冲液、磷酸盐；其中，所述钠水玻璃的重量份数为80‑120份，所述两性氧化物缓冲液的重量份数为5‑10份，所述磷酸盐的重量份数为4‑6份的难溶于水的磷酸盐或12‑16份水溶性磷酸盐；本发明专利技术通过实验筛选有效成分和配比，采用两性氧化物缓冲液和磷酸盐对钠水玻璃进行改性，各组分在特定配方下协同增效，最终优化制得耐水性和耐沸水性均优良的人工彩砂，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值；本发明专利技术工艺简单，可实现工业化大规模生产，可为企业带来良好的经济效益，具备广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种人工彩砂粘接剂及其应用
本专利技术涉及装饰材料领域，主要涉及一种人工彩砂粘接剂及其应用。
技术介绍
随着建筑业的快速发展，个性化的涂料饰面已经成为目前建筑涂料外装的主流，如质感涂料，仿砖涂料，仿石涂料，多彩涂料等。真石漆涂料采用天然花岗岩碎粒作为着色料，具有优良的耐候性，可长时间保护建筑物的美观，能在任何形状的建筑曲面上施工，可喷涂成多色的大理石效果，充分展现天然石材的独特造型和丰富质感，深受人们的喜爱。随着高层比例的增大，真石漆的需求量越来越大。彩砂作为一种装饰材料一直以来都是建筑涂料的重要骨料，并且以色彩鲜艳，性能稳定，质感丰富、无毒、环保等优点在建筑材料中占有重要的地位。目前，生产真石漆的原材料彩砂为天然彩砂，随着环保政策对于矿源的严格要求，天然彩砂的供应越来越受限。同时，天然彩砂由于从自然界中直接破碎，所以大多数色泽混沌，强度差，容易粉化，而那些色泽鲜艳的天然彩砂，数量较少，且价格昂贵，局限性大。人造彩砂由石英砂着色而成，色泽多样、丰富、色彩鲜艳，颜色一致，粒度均匀硬度高，耐久性好，已逐渐成为生产现代真石漆涂料的首选材料。目前为止，国内人工彩砂的制造工艺有两种：一种是用有机粘接剂包裹颜料的染色法，该法主要以丙烯酸酯类及有机硅类的粘接剂为首选，但是由于该法采用的有机树脂耐老化性能有限，导致彩砂在长时间照射下容易出现褪色问题，并且由于有机树脂的特性，耐磨性很难保证真石漆的日常调色需求。第二种是高温烧结法，采用无机颜料、低熔点物和石英砂混合，然后在1200-1350℃的高温结成一体，然后经破碎、筛分成彩砂成品。但是该类方法制备砂的缺点是能耗大，工艺复杂并且颜色不易控制。同时也有采用陶瓷彩釉烧结原理来制备彩砂的方法，但是该工艺对基体材料的要求较高，控制颜色也比较困难，常常还需要进行二次包裹，极大地提高了生产成本。CN107151106A提供了一种耐水性能优异的人工彩砂及其制备方法，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材1000份；色粉5份-15份；无机粘接剂25份-35份；其中，无机粘接剂由钠水玻璃和两性氧化物的缓冲液组成，该专利技术通过采用价格低廉的钠水玻璃作为无机粘接剂，采用价格低廉的两性氧化物的缓冲液来改善钠水玻璃的耐水性能，继而制得具有有益耐水性能的人工彩砂无机粘接剂，将钠水玻璃作为彩砂粘接剂的工业化配方主体从不可能变为可能，进一步推动人工彩砂在建筑涂料工业的推广。CN105753408A公开了一种人工彩砂及其制备方法，其中人工彩砂的原料组分主要包括：颗粒料100份，无机胶凝料5-15份，无机颜料0.5-2份，包膜剂0.2-1.0份，自来水10-15份，其产品通过制浆-着色-养护-包膜加工工序制备而成。但是此种方法仍存在不足之处，其用量成本较高，工艺流程繁琐，制得的彩砂耐水性能较差。CN105130378A公开了一种人工彩砂着色剂以及使用该着色剂的人工彩砂及制备方法，该人工彩砂由所述复合着色剂与碎石砂料制成，其中，所述复合着色剂包括钾水玻璃、水性树脂乳液、无机酸或有机酸、填料、稳定剂、固化剂、色粉和水。该方案可提供耐磨性能好、与水性树脂乳液相容性好的着色剂，并且使得使用这种着色剂的人工彩砂具有同样的性质，此外无需高温煅烧。但是该方案存在着钾水玻璃成本高昂、用量大，使得彩砂产品性价比低，原材料成本高的问题。但上述现有技术方案没有解决彩砂的耐沸水性，工艺配方有待进一步提高。现有技术的无机粘合物通常选择为水玻璃，为了达到标准通常选用耐水性优良的钾水玻璃以及锂水玻璃，但是该两种原料用量大且价格高，达不到性价比的要求。虽然钠水玻璃的价格足够低，但是其耐水性能即抗吸湿性非常差，越来越多的研究者把目光转向了钠水玻璃的改性上。钠水玻璃中吸水性最强的就是就是硅酸盐中的钠离子，因此如何取代或者封闭钠离子是现在对于钠水玻璃改性的主要方向。针对《JC/T2328-2015建筑饰面材料用彩砂》的要求，除了对于耐水性有一定的标准，对于耐沸水性也有较为明确的要求，进一步增加了钠水玻璃改性的难度。现有的改性思路大多都是从耐水性的提高入手，一种方案为对钠水玻璃进行改性使用两性氧化物对钠离子进行封闭，该方法受限于两性氧化物的溶解比例有限，仅仅能提高部分耐水性能，不能完全实现耐沸水性达标，另一种方法是有机无机复合，利用了有机物的疏水作用帮助钠水玻璃的耐水性能提升，对于耐沸水性的帮助也有限。其他方案诸如改变钠水玻璃的硬化方式，在本质上无法改变钠离子分散于彩砂表面，对于耐沸水性没有任何帮助。综上所述，研发一种耐水性及耐沸水性能优良的人工彩砂，解决现有技术的不足和市场的需求，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足和市场的需求，本专利技术提供了一种人工彩砂粘接剂及其应用，通过设计复杂实验筛选组分和配比，采用两性氧化物溶液和磷酸盐对钠水玻璃进行改性，最终制得耐水性和耐沸水性均优良的人工彩砂，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种人工彩砂粘接剂，所述人工彩砂粘接剂包括如下组分：钠水玻璃、两性氧化物缓冲液和磷酸盐；其中，所述钠水玻璃的重量份数为80-120份，所述两性氧化物缓冲液的重量份数为5-10份，所述磷酸盐的重量份数为4-6份的难溶于水的磷酸盐或12-16份水溶性磷酸盐。本专利技术中，专利技术人深入研究钠水玻璃耐沸水性欠佳的问题，通过复杂实验筛选有效组分和配比，采用两性氧化物溶液和磷酸盐对钠水玻璃进行改性，各组分在特定配比下协同增效，保证了耐水性并提高了耐沸水性，最终制得性能优良的人工彩砂粘接剂。其中，所述钠水玻璃的重量份数例如可以是80份、90份、100份、110份或120份。所述两性氧化物缓冲液的重量份数例如可以是5份、6份、7份、8份、9份或10份。优选地，所述磷酸盐为难溶于水的磷酸盐或水溶性磷酸盐。优选地，所述难溶于水的磷酸盐占所述人工彩砂的重量份数为4-6份；所述难溶于水的磷酸盐的重量份数例如可以是4份、5份或6份。优选地，所述水溶性磷酸盐占所述人工彩砂的重量份数为12-16份；所述水溶性磷酸盐的重量份数例如可以是12份、13份、14份、15份或16份。优选地，所述两性氧化物缓冲液中的两性氧化物为氧化锌和/或氧化铝。优选地，所述钠水玻璃为模数为1.5-3.5的饱和硅酸钠水溶液，例如可以是模数为1.5、2、2.5、3或3.5的饱和硅酸钠水溶液，优选为模数为2的饱和硅酸钠水溶液。第二方面，本专利技术提供一种制备第一方面所述人工彩砂粘接剂中的两性氧化物缓冲液的方法，方法如下：将碳酸氢盐、碱性溶液、两性氧化物以及去离子水混合均匀，制得两性氧化物缓冲液。优选地，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵中任意一种或至少两种的组合。优选地，所述两性氧化物缓冲液中碳酸氢盐的浓度为15-25wt％，例如可以是15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％或25wt％。优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中任意一种或至少两种的组合。优选地，所述碱性溶液的浓度为15-20wt％，例如可以是15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人工彩砂粘接剂，其特征在于，所述人工彩砂粘接剂包括如下组分：钠水玻璃、两性氧化物缓冲液和磷酸盐；其中，所述钠水玻璃的重量份数为80‑120份，所述两性氧化物缓冲液的重量份数为5‑10份，所述磷酸盐的重量份数为4‑6份的难溶于水的磷酸盐或12‑16份水溶性磷酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种人工彩砂粘接剂，其特征在于，所述人工彩砂粘接剂包括如下组分：钠水玻璃、两性氧化物缓冲液和磷酸盐；其中，所述钠水玻璃的重量份数为80-120份，所述两性氧化物缓冲液的重量份数为5-10份，所述磷酸盐的重量份数为4-6份的难溶于水的磷酸盐或12-16份水溶性磷酸盐。2.根据权利要求1所述的人工彩砂粘接剂，其特征在于，所述两性氧化物缓冲液中的两性氧化物为氧化锌和/或氧化铝。3.根据权利要求1或2所述的人工彩砂粘接剂，其特征在于，所述钠水玻璃为模数为1.5-3.5的饱和硅酸钠水溶液，优选为模数为2的饱和硅酸钠水溶液。4.一种制备如权利要求1-3中任一项所述人工彩砂粘接剂中的两性氧化物缓冲液的方法，其特征在于，方法如下：将碳酸氢盐、碱性溶液、两性氧化物以及去离子水混合均匀，制得两性氧化物缓冲液；优选地，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾或碳酸氢铵中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述两性氧化物缓冲液中碳酸氢盐的浓度为15-25wt％；优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述碱性溶液的浓度为15-20wt％。5.一种如权利要求1-3中任一项所述人工彩砂粘接剂用于制备人...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹旭光，王毓江，
申请(专利权)人：上海贝塔建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31