CN101709169A - 一种使用循环资源的水性内墙环保腻子及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用循环资源的水性内墙环保腻子，其特征在于：该水性内墙环保腻子的组成成分及含量(按重量百分计)如下：沉淀碳酸钙浆料20-30％；填料20-30％；合成高分子乳液4-8％；纤维素醚溶液20-30％；防腐剂0.1％；防霉剂0.1％；消泡剂0.2％；水补足余量。本发明的目的是提供一种高效、低成本、环保的使用循环资源的水性内墙环保腻子及其制备方法，成功解决了目前利用工业电石渣制备沉淀碳酸钙要使用专业设备、浪费资源、制备的腻子含有可溶性重金属不环保、VOC含量高等问题。

Description

一种使用循环资源的水性内墙环保腻子及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学建筑材料及制备技术领域，特别是一种使用循环资源的水性内墙环保腻子及其制备方法。

背景技术

随着建筑业的不断发展，在建筑物装修中必须用到大量整平的装饰抹灰等“腻子”材料，虽然腻子层目前被视作涂装工程中的辅料、配套材料，但在墙体基层与涂膜层之间腻子起着重要的粘合过渡等作用，同时也对面涂层的质感装饰效果、耐水耐用性起到重要的作用。由于腻子层是掩盖在面涂层之下的材料，加之目前国内低质低价腻子充斥市场，很多用户将漆面开裂、漆面粉化、漆膜起皮、漆面泛碱盐等与腻子层有关的质量问题一概归咎为面涂层，大量因腻子层而导致的漆病已严重影响了建筑内墙的装饰质量。同时，目前很多厂商长期以来大量在腻子中使用的以聚乙烯醇缩甲醛“107胶”等，因含有大量的游离甲醛，对施工者和用户住家都会带来严重的危害。因此，随着近年来家居装饰与民用涂装工程对环保要求的日益提高，以及国家对装饰材料中有毒有害物质限量指标的强强制规范，无毒无刺激性、高抗霉、易施工易打磨的水性环保内墙腻子将取代低品级有毒害产品，成为市场的必然选择。

目前，在化学建材与建筑涂料行业中为了满足腻子等材料增加涂层的不透明度、白度等要求大量使用碳酸钙做填充料，同时使用碳酸钙对提高涂层结构强度也有重要作用。因此，化学建材与建筑涂料行业对于碳酸钙的年消费量已经超过五百万吨，而且随着国民经济的发展此用量每年有超过10％的增长。其中，由天然大理石矿、方解石矿制备的重质碳酸钙约占六成，由石灰石经消化制备的轻质碳酸钙约占四成，无论是重质碳酸钙还是轻质碳酸钙均需要大量开采不可再生的矿产资源。在化学建材与建筑涂料行业，寻找绿色可循环资源部份替代不可再生资源将产生巨大的环境效益和行业示范效应。循环资源是绿色资源，循环资源的使用不仅减少了对现有不可再生资源的消耗，而且可以减少“三废”排放，企业通过对三废的资源化，既保护了环境，又达到节能减排的目标。

电石是一种重要的化工原料，主要用于生产PVC、炭黑、溶解乙炔等行业。电石的使用会产生大量的固体废弃物---电石渣。据统计，全国每年生产的电石约2000万吨，其中国内使用约1500万吨，按每消耗一吨电石产生废渣1.2吨计，每年产生的电石渣就可达1800吨以上。工业电石渣的主要成分是氢氧化钙，含量达90％以上，还含有其它一些杂质如二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁和碳渣，按不同行业产生的电石渣分还可能含有微量可溶性重金属等。此类工业废渣目前利用率不足30％，其余部分以堆积和填埋的方式处理，由于其高碱性特征，不仅占用大片土地，严重污染了周围的环境和水域，还会形成对地下水的潜在影响。

由于工业电石渣中富含氢氧化钙，因此它是非常有价值的可循环资源，目前有些利用工业电石渣制备沉淀碳酸钙要使用专业设备、浪费资源，也有些由于处理工艺的缺陷，使得到的产品不环保，如专利CN03114879.4一种建筑用水性内墙腻子及其制备方法，由于仍然是直接使用高氢氧化钙含量的电石渣，因此腻子所表现的强碱性将会对内墙面涂层产生强烈的破坏做用，内墙涂层的泛碱泛盐也将难以避免。此外，在工业电石渣中少量或微量的杂质及可溶性重金属也会在民用场所有潜在的环保隐患。

发明内容：

为了解决目前利用工业电石渣制备沉淀碳酸钙要使用专业设备、浪费资源、制备的腻子含有可溶性重金属不环保、VOC含量高等问题，本发明的目的是提供一种高效、低成本、环保的使用循环资源的水性内墙环保腻子及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种使用循环资源的水性内墙环保腻子，该内墙腻子的组成成分及含量(按重量百分计)如下：

沉淀碳酸钙浆料                         20-30％

填料                                   20-30％

合成高分子乳液                         4-8％

纤维素醚溶液                           20-30％

防腐剂                                 0.1％

防霉剂                                 0.1％

消泡剂                                 0.2％

水                                     补足余量

所述沉淀碳酸钙浆料固含量为46％-56％。

所述沉淀碳酸钙浆料微径分布D90＝20μm。

所述沉淀碳酸钙浆料白度值70％-90％。

上述的填料为：200目至325目的微细无机矿物粉体；

上述的合成高分子乳液为有机高分子合成乳液；上述的纤维素醚溶液为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素的2-5％水溶液；

防腐剂为工业用甲基异噻唑啉酮类化合物；

防霉剂为工业用辛基异噻唑啉酮类化合物；

消泡剂为工业用矿物油类。

上述的微细无机矿物粉体为重质碳酸钙、滑石粉、云母粉或高岭土；

上述的有机高分子合成乳液为苯丙乳液、醋丙乳液、醋乙乳液或VEOVA共聚合乳液；

上述的纤维素醚溶液为羧甲基纤维素CMC、羟乙基纤维素HEC、甲基纤维素MC；

上述的工业用甲基异噻唑啉酮类化合物为MIT；

上述的工业用辛基异噻唑啉酮类化合物为OIT；

上述的消泡剂为罗地亚产681F。

一种制备本发明所述的一种使用循环资源的水性内墙环保腻子的方法，主要包含以下步骤：

a.制备沉淀碳酸钙浆料：

a1.将工业电石渣加入10-15倍水中，中速搅拌二十至三十分钟，使达至均匀悬浮状态，以1∶0.8--1的重量比加入工业级盐酸，在室温下保持500-800r/min的转速反应3-5小时，然后将反应混合物过滤，将澄清的氯化钙溶液转入下道工序，将滤渣重新倒反应装置1中再加工；

a2.将澄清的氯化钙溶液置于反应装置2中，加入过量的碳酸钠溶液进行充分反应，用PH计监控反应进程，当反应混合物PH值在7-7.4时即可结束反应；

a3.将反应物过滤，将滤饼两次水洗以减少滤饼中含盐量，然后补加适量的水，并在1000-1200r/min下高速搅拌20分钟，使滤浆回复可流动状态。

b.制备水性内墙环保腻子：

b1.按重量比例，在300-600r/min的搅拌速度下往定量的沉淀碳酸钙滤浆中依次加入水、合成高分子乳液、纤维素醚溶液、消泡剂、防腐剂，保持在600-800r/min下搅拌10分钟使浆料成均匀状态；

b2.提高转速至1000-1200r/min的转速，均匀投入配方量的填料、防霉剂，搅拌10分钟后即得本发明所述水性内墙环保腻子。

性能测试结果见表1、表2：

表1：沉淀碳酸钙浆料的重金属含量组成分析(ICP-AES分析)：

元素	含量(％)	GB1898-87(沉沉淀碳酸钙：强制性国标)
			Pb	0.0015	＜0.003％
As	0.0006	＜0.0004％
			Fe	0.0003	＜0.04％
Mn	0.00037	＜0.006％
			Ba	0.0023	＜0.05％
Ca	99.2％	＞98.2％

表2：经上述步骤所制备的水性内墙环保腻子经性能测试，按GB18582、JG/T3049检测，其主要性能指标见下表所示：

从上述表1、表2的数据可以看出，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明的水性内墙环保腻子坚实致密，快干，易施工易打磨，也克服了传统内墙腻子产品含有甲醛、耐水性差、易开裂粉化等缺陷。

2.本发明的水性内墙环保腻子完全使用合成高分子乳液代替传统内墙腻子中使用的聚乙烯醇缩甲醛类建筑胶水，因而从根本上去除了传统内墙腻子中因甲醛释放而引发的环保问题；极低VOC(可挥发性有机物)含量，可溶性重金属和生态毒性等各项环保指标均符合国家标准。

3.本发明以“三废资源化”为研发方向，变废为宝，通过对工业循环资源的使用来达至节能减排目的，不仅可大量减少工业电石渣的排放对环境带来的严重环境污染问题，而且开发的的制造工艺和设备简单有利于在全国工业化推广，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，具有很好的推广价值。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

a.制备沉淀碳酸钙浆料：

a1.在烧杯1中按电石渣∶水(质量比)＝1∶15的比例配制混合液，在高速分散机下搅拌达至均匀悬浮状态，在600转/分钟的速度下滴加入4mol/L的盐酸，盐酸与上述电石渣分散浆的比例为1∶1，在室温下保持800r/min的转速反应3小时后静置，然后将反应混合物过滤，取澄清的氯化钙溶液备用。

a2.将取出的氯化钙溶液放入烧杯2中，在1000-1200r/min高速搅拌氯化钙溶液并加入足量的0.1mol/L碳酸钠钠溶液，直至反应达到终点。用PH计监控反应进程，当反应混合物PH值在7-7.4时即可结束反应。

a3.过滤并加水将滤饼做两次水洗，加入水在1000-1200r/min高速搅拌使滤饼与水的悬浮液回复均匀状态。

b.制备水性内墙环保腻子：

1.上步骤制备的沉淀碳酸钙浆料                    30％

2.水                                            11.6％

3.D353(DOW产)合成高分子乳液                     5％

4.681F(Rhodia消泡剂)                            0.2％

5.2％纤维素醚溶液(250HBR，Aqualon产)            30％

6.325目重钙                                     20％

7.325目云母粉                                   3％

8.LXE(Rohm&hass产)防腐剂                        0.1％

9.361(Rohm&hass产)防霉剂                        0.1％

将1至5项材料预混并在600r/min下搅拌均匀，提高转速至1000r/min并依次加入6至9项材料，高速分散十分钟后即可使浆料均匀，低速搅拌十分钟后即可出料。

实施例2：

a.制备沉淀碳酸钙浆料：

a1.在烧杯1中按电石渣∶水(质量比)＝1∶10的比例配制混合液，在高速分散机下搅拌达至均匀悬浮状态，在600转/分钟的速度下滴加入4mol/L的盐酸，盐酸与上述电石渣分散浆的比例为1∶1，在室温下保持800r/min的转速反应5小时后静置，然后将反应混合物过滤，取澄清的氯化钙溶液备用。

a2.将取出的氯化钙溶液放入烧杯2中，在1000-1200r/min高速搅拌氯化钙溶液并加入足量的0.1mol/L碳酸钠钠溶液，直至反应达到终点。用PH计监控反应进程，当反应混合物PH值在7-7.4时即可结束反应。

a3.过滤并加水将滤饼做两次水洗，加入水在1000-1200r/min高速搅拌使滤饼与水的悬浮液回复均匀状态。

b.制备水性内墙环保腻子：

1.上步骤制备的沉淀碳酸钙浆料                    20％

2.水                                            23.6％

3.D353(DOW产)合成高分子乳液                     8％

4.681F(Rhodia消泡剂)                            0.2％

5.2％纤维素醚溶液(250HBR，Aqualon产)            20％

6.325目重钙                                     25％

7.325目云母粉                                   3％

8.LXE(Rohm&hass产)防腐剂                        0.1％

9.361(Rohm&hass产)防霉剂                        0.1％

将1至5项材料预混并在600r/min下搅拌均匀，提高转速至1000r/min并依次加入6至9项材料，高速分散十分钟后即可使浆料均匀，低速搅拌十分钟后即可出料。

Claims (7)

1.一种使用循环资源的水性内墙环保腻子，其特征在于：该水性内墙环保腻子的组成成分及含量(按重量百分计)如下：

沉淀碳酸钙浆料                       20-30％

填料                                 20-30％

合成高分子乳液                       4-8％

纤维素醚溶液                         20-30％

防腐剂                               0.1％

防霉剂                               0.1％

消泡剂                               0.2％

水                                   补足余量

2.根据权利要求1所述的水性内墙环保腻子，其特征在于：所述沉淀碳酸钙浆料固含量为46％-56％。

3.根据权利要求1所述的水性内墙环保腻子，其特征在于：所述沉淀碳酸钙浆料微径分布D90＝20μm。

4.根据权利要求1所述的水性内墙环保腻子，其特征在于：所述沉淀碳酸钙浆料白度值70％-90％。

5.根据权利要求1所述的水性内墙环保腻子，其特征在于：

上述的填料为：200目至325目的微细无机矿物粉体；

上述的合成高分子乳液为有机高分子合成乳液；

上述的纤维素醚溶液为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素的2-5％水溶液；

防腐剂为工业用甲基异噻唑啉酮类化合物；

防霉剂为工业用辛基异噻唑啉酮类化合物；

消泡剂为工业用矿物油类。

6.根据权利要求5所述的水性内墙环保腻子，其特征在于：

上述的微细无机矿物粉体为重质碳酸钙、滑石粉、云母粉或高岭土；

上述的有机高分子合成乳液为苯丙乳液、醋丙乳液、醋乙乳液或VEOVA共聚合乳液；

上述的纤维素醚溶液为羧甲基纤维素CMC、羟乙基纤维素HEC、甲基纤维素MC；

上述的工业用甲基异噻唑啉酮类化合物为MIT；

上述的工业用辛基异噻唑啉酮类化合物为OIT；

上述的消泡剂为罗地亚产681F。

7.一种制备权利要求1所述的一种使用循环资源的水性内墙环保腻子的方法，其特征在于：主要包含以下步骤：

a.制备沉淀碳酸钙浆料：

a1.将工业电石渣加入10-15倍水中，中速搅拌二十至三十分钟，使达至均匀悬浮状态，以1∶0.8--1的重量比加入工业级盐酸，在室温下保持500-800r/min的转速反应3-5小时，然后将反应混合物过滤，将澄清的氯化钙溶液转入下道工序，将滤渣重新倒反应装置1中再加工；

a2.将澄清的氯化钙溶液置于反应装置2中，加入过量的碳酸钠溶液进行充分反应，用PH计监控反应进程，当反应混合物PH值在7-7.4时即可结束反应；

a3.将反应物过滤，将滤饼两次水洗以减少滤饼中含盐量，然后补加适量的水，并在1000-1200r/min下高速搅拌20分钟，使滤浆回复可流动状态。

b.制备水性内墙环保腻子：

b1.按重量比例，在300-600r/min的搅拌速度下往定量的沉淀碳酸钙滤浆中依次加入水、合成高分子乳液、纤维素醚溶液、消泡剂、防腐剂，保持在600-800r/min下搅拌10分钟使浆料成均匀状态；

b2.提高转速至1000-1200r/min的转速，均匀投入配方量的填料、防霉剂，搅拌10分钟后即得本发明所述水性内墙环保腻子。