水玻璃系无机涂料

ucoat

水玻璃系无机涂料的主要：

水玻璃（M2O·nSiO2）[主要分为钠水玻璃（Na2O·nSiO2）、钾水玻璃（K2O·nSiO2）、改性水玻璃等]做为成膜物、加入颜填料、水等制成涂料。

（M—为碱金属离子，如Na、K 等；n—为水玻璃模数）

其化学反应式如下：

M2O·nSiO2·mH2O M2O· nSiO2+mH2O

M2O·nSiO2·mH2O+NaSiF6 M2O· nSiO2+mH2O+NaF

水玻璃称硅酸钠（钾），又称泡花碱，是一种基本无色透明粘稠液体，在涂料中做成膜物，使涂膜具有非常好的硬度和耐磨性，但最大的缺点是耐水性不好，所以，为了提高耐水性，采用提高模数和化学改性方法（如用氟硅酸钠改性）。

水玻璃选用原则是：

水玻璃的性质是随其中二氧化硅（SiO2）和氧化钠（钾）的比例不同而变化，二氧化硅和氧化钠（钾）的摩尔比为n，就称为水玻璃模数。

SiO2/Na2O（n）＞3，耐水性好，粘接力差

SiO2/Na2O（n）＜3，耐水性好，粘接力好

因此，在选用水玻璃制备涂料时，模数（n）为3.5 较好。

水玻璃成膜固化机理是：

液体水玻璃在空气中吸收二氧化碳（CO2），随着水份蒸发，形成无定型硅酸并逐渐干燥而固化，成膜机理反应如下：

M2O·nSiO2+（2n+1）H2O 2MOH+n Si(OH)4

nSi(OH)4 [Si(OH)4]x X·SiO2 形成网状结构

由于该过程进行非常缓慢，形成网状物少，涂膜遇水后，没有形成网状物的水玻璃又变成溶液态的水玻璃，涂膜耐水性差，如果不进行改性和另加固化剂，达不到实用要求。

水玻璃固化剂：

水玻璃固化剂品种较多，但仍以磷酸铝或缩合磷酸铝固化剂为主，以氧化锌为辅助，涂膜固化效果较好，其反应机理如下：

M2O·nSiO2+Al(PO3)·H2O+ H2O

nSi(OH)4+Na·PO3+Al(OH) 3

nSiO2·H2O+ Al(OH) 3·Na3(PO3) 3·H2O

Zn O+Al(PO3) 3·H2O Zn3 [(PO3)] 2+ Al2O3

其机理可能是缩合磷酸铝在水玻璃溶液中缓慢水解，释放出氢离子促进了水玻璃的胶体化，折出二氧化硅胶体，随着水份蒸发，二氧化硅胶体缩合成硅氧网状结构。其目的还是提高了水玻璃的模数。同时，水玻璃中的金属离子与释放出氢离子的缩合磷酸铝形成一种水不易溶的复盐，存在于涂膜结构之中，涂膜耐水性提高。

水玻璃无机涂料配制原则：

水玻璃涂料，主要有甲、乙两组份构成。

甲组份：水玻璃（或改性水玻璃）颜填料、助剂和水；

乙组份：固化剂。

甲乙组份视涂膜要求而定，一般规律是，甲/乙组份之比值大，涂膜性能相对较差，使用期较长，甲/乙组份比值小，涂膜性能相对较好，但使用期短，使用受到限制。

水玻璃无机涂料主要特性：

和大部分无机涂料一样，具有下列特性：

1. 具有优良的耐老化性能；

2．具有优良的耐水性，耐擦洗性；

3．具有优良的耐热性，在600℃下，不燃；

4．具有耐酸、碱性，耐污染性良好；

5．无毒、无味，环境友好，不含溶剂（VOC）；

6．原料丰富，价格适中。

水玻璃无机涂料主要缺点是：

1．单组份耐水不是很好，双组份给使用者带来不便；

2．涂膜刚性强，易龟裂；

3．涂膜易长霉；

4．涂膜易粉化；

5．不能使用耐碱不好的颜料调色。

云松涂料

无机涂料是好东西，现在都在提倡环保。但感觉现在这方面的应用实例很少。我用钾水玻璃做过富锌底漆。模数3.5是不够的，但起码要4.6以上。但现在市场上高模数的水玻璃没有，江苏扬中有一家公司生产，模数在4.4，模数4.4不够，用15~20%硅溶胶加入到钾水中，调整模数至5。模数不一样带来的涂层性能也不一样。

开林（江西）制漆

关键是模数你一般的厂家是测不出来的，请问老兄有什么简便的方法吗？

云松涂料

1、水玻璃粘结剂的模数的定义  水玻璃粘结剂的一个重要参数就是模数（modulus），它是水玻璃中SiO2和Na2O的摩尔比值，一般用m表示为：
    m＝n(SiO2)/n(Na2O)    …………………………………（1）
   
    式（1）中，n（SiO2）表示水玻璃中SiO2的物质的量，
    n（Na2O）表示水玻璃中Na2O的物质的量。
   
  模数对水玻璃粘结剂的粘度、固化速度和粘结强度提高率都有影响。
  2、水玻璃模数测定的理论依据
  水玻璃的模数虽然是一个很重要的参数，但很多工厂往往很难准确的测定这个重要的参数，导致很多工艺特别是型砂固化工艺不尽如人意，同时对旧砂的回收也有很大的影响。水玻璃模数测定一般采用以下理论：用标准的盐酸溶液滴定总碱度，盐酸与水玻璃生成硅酸（PH≈4）,正好在甲基红的变色范围内（PH=3.1～4.4），测出所耗的盐酸可知Na2O的含量，再在已测出Na2O含量的溶液中加NaF，反应所产生的HCl用NaOH滴定，用返滴法测出NaOH的量就可知道SiO2的物质的量，再用n(SiO2)/n(Na2O)即可测定其模数。试验中为消除NaF的碱性影响，要做空白试验。在不加入待测试样的情况下，按所选用的测定方法，以同样条件、同样试剂进行分析，降低器皿和引入的试剂所引入的系统误差，这种方法叫空白试验。化学反应如下：
    Na2O•mSiO2+2HCl+(m-2)H2O=2NaCl+mH2SiO3
    n(Na2O)=0.5×M1V1
    H2SiO3+6NaF+H2O=Na2SiF6+4NaOH     NaOH+HCl=NaCl+H2O
    即  SiO2   ～   4HCl
    n(SiO2)=0.25×M2(V2-V3－V4)
    这样模数的计算表达式为：
   m= n(SiO2)/n(Na2O)=0.5×M2(V2-V3-V4)/ M1V1=0.5×(V2-V3-V4)/ V1       ………………（2）
    (试验设计中，选定M1=M2，可以简化结果)
  式中M1是标准盐酸的浓度，M2是标准氢氧化钠的浓度，V1是第一次消耗的盐酸标准溶液的体积，V2是第二次消耗的盐酸标准溶液的体积，V3是第三次消耗氢氧化钠标准溶液的体积，V4是空白试验消耗的标准盐酸的体积。
  3、模数常见的测定方法及其测不准的原因
  常见的测定方法大多参照国家标准测试方法：称取约5g的水玻璃固体试样(也有改进的实验方案是直接用玻璃棒蘸取约1g左右的水玻璃试样[5]，还有的用玻璃棒蘸取试样3～4滴)，放入250mL容量瓶中制样。取试液50mL置于300mL的锥形瓶内，加10滴甲基红指示剂，用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变成微红色为终点。记下所消耗的盐酸标准溶液的读数V1。在上述测定氧化钠的试液中，加入3g±0.1gNaF，摇动使其溶解。此时溶液又变为黄色，立即用浓度为0.5mol/L盐酸标准溶液滴定至红色不变，再过量2～3mL，准确记录盐酸标准滴定溶液的总体积（V2）。然后，用NaOH标准溶液返滴至黄色为终点；同时，做空白试验，即在250mL的锥形瓶中，加入约50mL水、10滴甲基红指示剂，加入3g±0.1gNaF，立即用盐酸标准溶液滴定至红色不变，再过量2～3mL，准确记录盐酸标准滴定溶液的总体积。最后，用NaOH标准溶液滴定至黄色为终点。这样可以计算出空白试验消耗的盐酸体积V4。
  但是在工厂检验实际操作，检验人员往往感觉到根据标准方法准确测定模数很困难，仔细分析测不准的原因，大致有以下五个方面：
  （1）取样过多。上述参照国标方法的样品是固体的，而工厂的样品往往是液体，故而容易取样过度，导致水玻璃样品的质量大于5g；
  （2）取样量不固定。即便是改进的方案，由于用每次取用的量也是用玻璃棒蘸取试样，取样量不固定，测定结果偏差很大，难以控制V1、V2的范围。
  （3）过于简化，没有做空白试验。在测定模数的试验中，为了消除NaF的碱性影响必须要做空白试验的。
  （4）反应不完全。NaF不仅溶解很慢且溶解度不大，其溶解度0℃为4g/100g水，100℃为5g/100g水，导致NaF和SiO2反应不充分(检验NaF是否和SiO2反应完全的方法是将反应溶液加热，然后静置一天，看看有没有SiO2胶体生成，有则反应不完全)；
  （5）测定SiO2试验的滴定终点很难确定。国标规定“溶液由黄色变成微红色为终点”，但是颜色的改变是渐变的，而且红色浅的程度用肉眼很难确定，长时间的观察颜色更会引起视觉疲劳。
  4、水玻璃模数测定新方法
  针对以上五个问题特别是最后两个方面的疏忽，笔者设计了一套如下的快速准确的测定方案。
  （1）NaF过饱和热溶液准备。称取15gNaF加入盛有250mL水的烧杯中，加热到60℃~90℃恒温制成过饱和热溶液。
  （2）待测水玻璃溶液准备。在NaF溶液升温期间，取待测（水玻璃）液体试样10mL（若是固体试样，则取5g；如果待测试样的波美度低于40，可适当增大待测试样的用量），再加入到500mL的容量瓶中制样。
  （3）进行空白试验。取已经加热好的NaF溶液50mL加入到锥形瓶中，加入10滴甲基红乙醇指示剂，溶液成为黄色，再滴加HCl滴定至红色不变，过量2～5mL；然后用NaOH返滴至黄色出现，滴定终点的确认采用PH试纸，对要求更精确的模数测定试验，采用PH计测定PH值，测出碱性液消耗的HCl体积V4（经验值可以定为4.4mL左右，PH值在6.0左右）。
  （4）滴定测试，计算模数。取5mL待测水玻璃溶液加入到锥形瓶中，再加入10滴甲基红乙醇指示剂，用0.5mol/L盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变成微红色为终点，记下所消耗的盐酸标准溶液的体积V1，即测定出了Na2O的含量。然后加入50 mL上述过饱和NaF溶液，振荡锥形瓶溶液颜色变黄，滴加标准盐酸直至溶液由黄色变成红色，再多滴加2～5mL，记下第二次所消耗盐酸标准溶液体积V2。返滴NaOH，边滴边用PH试纸测定溶液的PH值，直至PH值与空白试验样品的PH值相同，读出消耗的NaOH体积V3。重复这个步骤做三次平行实验，分别记下V1、V2、V3的值，运用公式（2）就能测定出待测试样的模数。

  5、新方案和常规测试方案的测试效果比较
  选用一种（低模）水玻璃，进行模数测试比较，测试结果如表1所示。测试结果的波动值用△来衡量，△＝（测定结果的最大值－测定结果的最小值）。△值越小，表明测试结果越准确，也越接近真实值。

天上人间

写的很详细谢谢

wangxd

这个东东可以用在特殊场合

雷诺777

学习了.iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

找不着北

请问，最近我做了个水玻璃无机涂料，用的模数3.5的水玻璃和磷酸铝组成A、B组分混合以后（因为想做清漆，所以未加颜填料），涂在铝板上，一百度烘烤，漆膜起皮、附着力极差。是什么原因？还要加什么助剂吗？

天上人间

应该添加成膜助剂和润湿剂加哪个呵呵做几个实验就可以了

Mooerhan

水玻璃中能加水吗？

SLS20002003

没有使用价值
硅溶胶最不稳定了

涂料120

这东西我曾经看过这方面的资料  从资料上看好象不错   但用在水性这方面似乎还不是很成熟。

flydragon76

有机改性，加耐碱性强的乳液，比如苯丙乳液

天上人间

13楼的朋友像你说的那样我也做了，可是依然不耐水，你是不是做过能给介绍点经验吗？

flydragon76

加硅树脂乳液，这样耐水性提高了

zxqyzxj

我做的水玻璃和苯丙的涂料 总是很容易破乳，请问哪位高人有高招

一阵风

水玻璃碱性太高 很容易使乳液破乳

bobmouse

我做地坪涂料的,不是太了解水玻璃,所以想请教楼上各位高手，市场上有没有类似的水玻璃涂料可以在常温下施工,达到镜面效果,并且具有很好的耐磨和耐腐蚀性能的?谢谢!

henry78

学习了，很专业啊。

31009900

我做外墙涂料，用PVA加水玻璃反应作为基料。然后再涂料中加入一定量的基料，各种体质颜料，最后放入苯丙乳液。破乳概率很大，谁知道如何解决

补充内容 (2012-6-4 18:58):
怎么没人知道呢，我现在就做这种涂料，配方不太成熟。这种涂料不成膜怎么解决？？？谁知道。成膜助剂我还没加，不知道加什么成膜助剂呢

补充内容 (2012-6-4 19:00):
这种涂料，目前最大优点：对墙面粘接力很好   最大缺点：不成膜，容易表面粉化