无机涂料简介

　　无机涂料是一种以无机材料为主要成膜物质的涂料，是全无机矿物涂料的简称，广泛用于建筑 、绘画等日常生活领域。

　　无机涂料分类

　　无机涂料的分类方法较多，常用的分类方法有以下几种：根据主要的成膜物质来分类(这也是目前国内广泛采用的分类方法)，无机涂料分为碱金属硅 酸盐涂料、硅溶胶 涂料、磷酸盐 涂料等;根据无机涂料或成膜物质的性状、形态来分类，分为溶液涂料、乳液涂料、粉末涂料等;根据涂膜的特殊功能来分类，分为无机防腐涂料、无机防霉涂料、无机耐热涂料、无机防火涂料、无机导电涂料、无机金属热处理 保护涂料、无机润滑耐磨涂料等;根据被涂物用途来分类，分为建筑用无机涂料、船舶用无机涂料、汽车用无机涂料等。

　　1.碱金属硅酸盐涂料

　　碱金属硅酸盐涂料又称水玻璃基无机涂料，它是以硅酸钾和硅酸钠为粘结剂 的一类涂料。水玻璃系无机涂料的主要组分是水玻璃、固化剂、填充料以及颜料和辅助剂等，其成膜机理为硅酸钠或硅酸钾与空气中的CO2反应形成硅酸溶胶，随着水分的蒸发，脱水形成无机硅氧链网状大分子。

　　水玻璃分子式通式M2O.mSiO2.nH2O，M可以是钠、钾、锂和铵4种离子，m为模数。水玻璃根据M离子的不同可分为钾水玻璃、钠水玻璃、锂水玻璃、铵水玻璃。锂水玻璃和铵水玻璃价格太高，实用价值不大;钾水玻璃价格中等;钠水玻璃因价格低廉，用途范围最广。目前国内主要产品随着水玻璃的类型不同，大致可以分为钾水玻璃涂料，钠水玻璃涂料，钾、钠水玻璃涂料3种。

　　基料对涂料的性能起着决定性作用。水玻璃的主要特性有：良好的粘结性能;硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔隙而防止水渗透的作用;不燃烧，耐热、耐燃性好，耐酸性极好。因而水玻璃作为涂料基料使用时具有许多优点，但水玻璃用作涂料基料时，由于碱金属以离子形式分散在涂膜中，当涂膜遇水时，涂膜会因碱金属离子的离解而破坏，即造成涂膜的不耐水性。碱金属硅酸盐涂料耐水性不良是性能上的不足，可以通过一些改性措施来提高耐水性能，常用的改性方法有：水玻璃的酸改性、与合成树脂乳液复合使用、水玻璃的综合改性等。

　　2.硅溶胶涂料

　　硅溶胶涂料是以胶体二氧化硅的水分散液为成膜物质，混以颜料、填料、助剂搅拌研磨分散调制而成的一种无机涂料。硅胶的分子式为H2SiO3，是以SiO2为基本单位在水中的分散体，其胶团颗粒细微，粒径范围一般在5～100nm，即处于纳米尺度。硅溶胶的制备通常以水玻璃为原料，用离子交换法制备而成，它的成膜机理是，在硅溶胶失去水分时，单体硅酸逐渐聚合，随着水分蒸发，胶体分子增大，SiO2粒子间能形成牢固的Si-O键面，继而形成硅氧链网状结构，成为连续涂膜。硅溶胶作为涂料基料使用时具有如下特点：

　　(1)因硅溶胶颗粒细微，析胶时的SiO2具有较高的活性，SiO2能够包裹住涂料中的粉状颗粒，使粉状颗粒与某些无机盐类、金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物，硬化成膜;细微的颗粒对基层渗透力强，可通过毛细管 作用渗到基层的内部，使涂料具有较强的粘结力;

　　(2)硅溶胶中NaO2含量低，因而使涂膜具有较好的耐水性;由于与基层反应缓慢可使涂料具有较好的涂刷性，在发生无盐析现象时，颜色均匀，因此装饰 效果比较好;

　　(3)硅溶胶具有较大的比表面积，容易形成网状结构，而且这种结构是不可逆的，因此涂膜坚硬、附着力强、耐水、耐化学性能优异;

　　(4)硅溶胶涂膜不产生静电，不易吸灰，耐污性优异;

　　(5)涂膜具有较好的稳定性，耐候、耐高温性能好。

　　3.磷酸盐涂料

　　磷酸盐类无机涂料是以酸式磷酸盐(即磷酸二氢盐、磷酸倍半氢盐、磷酸一氢盐及他们的混合物)的水溶液为成膜物，配以颜料、填料、固化剂而成，是一种新型无机涂料。

　　磷酸盐通式为MmOn.xP2O5.yH2O，式中M为金属原子，m和n分别为正整数，x、y为正实数，金属原子和磷原子之比即M/P一般在0.25～1的范围内。水性磷酸盐溶液可以直接用结晶状的磷酸氢盐产品溶于水制备而成，但较常用的是，磷酸与金属氧化物和氢化物在水溶液中反应而成。与硅酸和硅酸盐相似，磷酸及磷酸二氢盐具有复杂的网状结构，可在一定条件下发生脱水缩聚反应，生成高分子聚合磷酸盐，磷酸盐的成膜就基于此。然而，磷酸及磷酸盐耐水性好，它们的缩聚反应均在200℃以上，难以常温固化，因而用水溶性磷酸盐作基料制得的涂料一般需高温烘烤才能固化，在加热过程中形成固体的缩合磷酸盐而成膜。为解决磷酸盐涂料必须在高温环境下才能成膜的问题，可以使用加入固化剂的方法来降低磷酸盐涂料的成膜温度并提高涂膜的耐水性，常用的固化剂一般有金属氧化物、金属盐、硅酸盐和硼酸盐等。此外，磷酸盐涂料具有酸性，故需加入缓蚀剂，否则会腐蚀金属基底，使涂膜起泡。

　　磷酸盐涂料具有较好的附着力和耐热性，由于其在耐热、防腐、耐油、耐候性等方面性能优异，已用作飞机发动机耐热防腐涂料、化工高温设备耐热防腐涂料及耐热防绣的导电涂料。目前已有磷酸盐涂料用于宇航耐热涂层、金属耐腐蚀保护涂层以及耐热电绝缘涂层等方面的报道。