硅溶胶型内墙涂料的研制

硅溶胶涂料作为当前极具发展前景的环保型建筑涂料品类之一 [1]，在行业内备受关注。从成分来看，硅溶胶是二氧化硅（SiO₂）以基本单位形式分散于水中形成的体系，其分子式为 H₂SiO₃，胶团颗粒尺寸细微，粒径通常分布在 5～40nm 范围内。在析胶过程中，SiO₂展现出较高的活性，能够轻松粘接涂料中的粉状颗粒，这一特性使得硅溶胶应用于涂料时，具备无回溶性与优异耐水性两大突出优势 [2]。不过，若单独使用硅溶胶，涂料在常温下固化成膜时，常出现裂纹、内部微孔等严重缺陷，因此实际应用中极少单独用其配制涂料，更多是通过加入有机高分子乳液，制备有机 - 无机复合型涂料。在我国，以硅溶胶与有机高分子乳液复合而成的建筑涂料，已有 20 余年的发展历史，近年来其技术进步与应用拓展再次引发行业广泛关注。

本文以硅溶胶和苯丙乳液作为核心成膜物质，通过优选颜填料，并搭配分散剂、增稠剂等多种涂料助剂，成功研发出一款开罐效果优良、性能符合国家标准 GB/T 9756—2001 要求的实用型低成本内墙涂料。

1 配方设计及生产工艺

1.1 配方设计

• 硅溶胶：选用 SiO₂质量分数为 20%～30%、pH 值处于 8～9 区间的产品。研究表明，在 SiO₂含量相同的条件下，选择粘度更高的硅溶胶，不仅能减少甚至避免涂料成膜后的龟裂问题，还可降低有机高分子乳液的用量，从而控制生产成本 [3]。

• 苯丙乳液：该原料固含量需控制在 47%～49%，pH 值范围为 7.0～9.0，具有粘结强度高、耐碱性佳、耐洗刷性能优良的特点，是提升涂料整体性能的关键成分。

• 膨润土：其主要成分为蒙脱石，具有独特的层状结构，晶层之间主要依靠范德华力结合，键能较弱，易发生离解。这种结构使得水分子能够顺利进入晶层间隙，导致晶格定向膨胀，膨胀幅度可达数十倍。吸水后的膨润土在干燥失水过程中，晶层间可包裹部分颜填料粒子，同时与乳液干燥后形成的薄膜交叉重叠，构建出稳定的网状结构，这一过程不仅大幅增强了乳液的粘结能力，还显著提升了漆膜的耐洗刷性能。基于此，膨润土可替代部分乳液使用，且不会对涂料整体性能造成负面影响 [4]。

• 颜填料选择：钛白粉具有着色力强、遮盖力高、白度好的优势，但价格相对昂贵；立德粉的着色力与遮盖力仅次于钛白粉，不过其耐光性、耐候性较差，通常适用于内墙涂料，且价格远低于钛白粉，可根据成本与性能需求合理搭配。硅灰石粉的主要成分为偏硅酸钙（CaSiO₃），将其应用于建筑涂料中，能使白色涂料呈现明亮色调，并长期保持该色泽。由于硅灰石粉粒子表面具有强亲水性，水分向这些颜料粒子中的扩散速度远快于向乳液中的扩散速度，涂料干燥后，在融合的乳液涂膜内部会形成细微的空气 / 二氧化硅界面，有效提高了涂膜的不透明性，因此可替代 20%～30% 的钛白粉与立德粉。此外，重质碳酸钙、滑石粉等也是涂料配制中常用的填料，可根据实际需求调整用量。

• 涂料助剂：在涂料配制过程中，还需加入分散剂、消泡剂、成膜助剂、增稠剂、防霉防腐剂等多种助剂，以保障涂料的分散稳定性、施工性、成膜质量及长期使用性能。