CN102976706A - 一种复合砂浆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种复合砂浆，含有固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液5-25份，固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液5-25份，固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.1-2份，三异丙醇胺0.5份。本发明复合砂浆无需现场加水搅拌，无需添加固化剂，可直接上墙施工,即直接水性化了，彻底避免了运输雨淋和潮解等环境风险；采用的各成膜物质具有很好的相容性，可制成成品后长期放置，不受工期影响。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种复合砂浆。
背景技术
在当今社会涂料工业的发展方向是水性节能环保化、无溶剂低VOC化、高性能化和特种功能专业化等。各国涂料研究人员都在不遗余力地朝这些方向发展优化涂料。随着现代有机合成技术的深入发展，以有机聚合物做为成膜物质的有机涂料有长足的发展，但随着世界能源的日益枯竭化，有机聚合物的原材料来源受到威胁，加之现代人们对环保的日益重视以及有机涂料存在抗紫外线耐老化性差及与基材的附着力不强、初期耐水性差易脱落等功能性缺陷。
为了解决有机涂料的缺陷，各国涂料研究人员在进一步深挖有机涂料的潜能的同时开始重新审视有着千年历史的无机涂料，无机涂料以无机聚合物为成膜物质，完全符合现代涂料工业的水性节能环保化、无溶剂低VOC化、高性能化等要求，但无机涂料也有其自身缺陷如涂膜脆硬易开裂、柔韧性差等。
鉴于无机涂料和有机涂料各自的优缺点，涂料研究人员正在尝试综合两者的优点，创新有机无机复合涂料。随着高级水泥生产技术的发展，现在国内已有厂家配制无机有机复合干粉装饰砂浆，此类产品主要以硅酸盐水泥水化成膜固化生成水泥石，再通过有机聚合物干粉自固化成柔性膜来改善水泥石的柔韧性。这种产品具有低VOC、材料易得、生产方便、粘结力好等特点，但此种产品有以下几种弊端:1、施工时必须现场加水搅拌均匀方能上墙施工，由于现场水质不同、加水量难以控制、工人电动搅拌不均等因素影响产品涂膜性能，尤其在配制彩色料时产品颜色难以搅拌均匀，容易出现发花、同批次产品颜色分层等状况；2、硅酸盐水泥的活性期比较短，从而导致产品的存放时间短，容易受工期影响，经济性不高；3、由于水泥的颜色限制，产品的装饰效果一般，难以配制逼真的仿天然石材类等色彩艳丽的产品；4、此类产品由于硅酸盐白水泥水化过程中会出现氢氧化钙，因此会出现不同程度的泛碱情况，此现象无法彻底消除等；5、干粉产品易受雨水和潮湿环境的威胁，运输贮存要求高。
发明内容
为了解决以上有机无机涂料中存在的问题，本发明提供了一种无需现场加水搅拌、存放时间长、装饰性好、不泛碱的复合砂浆。
本发明是通过以下措施实现的：
一种复合砂浆，含有以下重量配比的原料：
固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液5-25份，
固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液5-25份，
固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.1-2份，
三异丙醇胺0.5份。
所述的复合砂浆，含有以下重量配比的原料：
固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液8-18份，
固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液8-18份，
固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.5-1.5份，
三异丙醇胺0.5份。
所述的复合砂浆，含有以下重量配比的原料：
固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液16份，
固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液 9份，
固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液1份，
三异丙醇胺0.5份。
所述的复合砂浆，三异丙醇胺中95%的颗粒尺寸小于200um。
所述水性苯丙或纯丙乳液pH为8-10；所述有机硅改性丙烯酸乳液pH为8-10；其中水性无机硅酸盐溶液为硅酸钾或硅酸钠溶液，pH为10-12。
所述的复合砂浆还包括膨润土0.05-0.5份，天然彩砂40-70份，无机颜填料0-20份，助剂0.5-4份，水8-20份。
所述的助剂包括增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂。
所述增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚或水性聚氨酯增稠剂。
所述防裂剂为木质纤维。
所述的复合砂浆的粘度KU值为110-140，固含量为60-90%。
与水性无机硅酸盐溶液配伍的水性有机聚合物乳液多，可以是各种苯丙乳液，也可以是各种纯丙乳液，故而在有机原材料选择比较多。虽然在现有技术中，在水泥基砂浆中，也有使用水性无机硅酸盐溶液或者水性有机聚合物乳液的砂浆，但用量都比较少，最多占有机材料的三分之一，主要成膜物还是水泥。国内现有的粉末型的无机硅酸钠或无机硅酸钾等粉末型的硅酸盐制成的砂浆可以用于建筑结构以及修补砂浆体系，但必须是配备有聚磷酸铝等硅酸盐固化剂，使用起来比较麻烦且硬化时间不宜控制。
本发明的复合砂浆施工时可以一次生产成型，无需现场加水搅拌，无需添加固化剂，可直接上墙施工，生产工序比较简单。
与单纯使用水性有机聚合物乳液在基材表面成膜的装饰砂浆相比，本发明的复合砂浆在基材表面28天后，水性无机硅酸盐溶液可渗入基材内部0.6-1.8mm深，并能与矿物质基材发生化合反应，生产一种防酸抗碱的硅晶体，使之与矿物质基材混合为一体，由于产品本身含有大量的无机矿物基质，故而两者的热系数相近，从而能避免产品在基材产生龟裂和脱落，具有全天候的适用性。
本发明的复合砂浆防水透气性好，产品渗入基材微孔中发生固化结晶反应，反应生成的硅晶体，可以填充到基材的沙眼和微裂缝，与有机成膜物形成致密的涂层，产生良好的防水封闭性能，防水封闭性能符合国际标准。硅晶体具有良好的透气性能，能使基材的气态水充分的蒸发，保持基材干燥。
本发明的复合砂浆抗酸性好，固化成膜反应时生成的硅晶体化学性质极为稳定，不易受到酸性物质的侵蚀，尤其是防止大气中的酸雨和硫化物的侵蚀。
矿物质基底均呈碱性，而使用的很多有机涂料则呈弱酸性，因此，有机涂料的作业必须依赖严密的防碱底漆，但经过一段时间后，一旦底漆被墙体碱性破坏，就会造成粉化，然后起泡，脱落等。而本发明的复合砂浆适用于任何矿物质基底，无论是化学附着还是物理附着均能相容。
本发明的复合砂浆能有效防止菌类及苔藓滋长，本产品自身呈碱性，因此能抑制菌类及苔藓生长，此外产品中的多种助剂能起到杀死菌类和苔藓生长的作用。
本发明的复合砂浆中添加彩砂，色彩持久不褪色；产品的颜色均为天然金属氧化物，具有无机物的特性，能有效防止紫外线的辐射，产品颜色持久不褪色。
本发明的复合砂浆能防火阻燃；产品成分含有大量的无机矿物质，不易燃烧，具有良好的防火阻燃性能，不像乳胶漆和其他胶质涂料，在火灾中着火燃烧并散发毒气。
本发明的复合砂浆能防尘自洁，一方面，产品中含有一部份有机成分，有一定导电性，因静电而吸附的灰尘与有机涂料相比较少； 另一方面，硅化的表面在太阳和大气的作用下，会像岩石一样的“老化”形成极薄的粉化层，在风雨的冲刷下，使其连同污物一起脱离，保持了涂膜表面清洁。
本发明的复合砂浆无毒环保，产品不含任何对人体有害的有机溶剂，在生产和施工过程中产品均具有无臭、无毒等环保特性。
本发明的复合砂浆贮存时间长，不受成膜物质活性的限制，不像水泥制品那样受到水泥活性期的限制。
本发明的有益效果：
1、本发明可直接施工于商业建筑、民用建筑、交通工程和军事防御工程等外表的功能防护与装饰；
2、复合砂浆呈厚浆体特征，无需现场加水搅拌，无需添加固化剂，可直接上墙施工,即直接水性化了，彻底避免了运输雨淋和潮解等环境风险；
3、选用国外先进的可自固化成膜的透明的无机硅酸盐溶液和有机聚合物乳液作为主成膜物质，再配以一种无机胶凝材料和一种水性有机聚合物乳液作为辅助成膜物质，成膜固化时无氢氧化钙产生，而且四种成膜物质成膜后涂膜的抗泛碱性强，被涂物无需做封闭处理；
4、本专利中的无机成膜物质为透明的无机硅酸盐溶液，可像任意配制顾客需要的装饰效果，尤其是仿石漆的产品；
5、本专利中采用的各成膜物质具有很好的相容性，可制成成品后长期放置，不受工期影响。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。
所述水性苯丙或纯丙乳液pH为8-10；所述有机硅改性丙烯酸乳液pH为8-10；其中水性无机硅酸盐溶液pH为10-12；三异丙醇胺中95%的颗粒尺寸小于200um。
实施例1：
一种复合砂浆，由以下组分组成：
固含量为30%的硅酸钠溶液25份，pH为10；
固含量为45%的建筑材料行业中通常使用的苯丙乳液5份；
固含量为47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.1份；
稳定剂三异丙醇胺0.5份，
另外还含有膨润土0.05-0.5份，50-70份砂或填料，再加入本领域常用的增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂，用量也参考常用量，去离子水的加入量根据复合砂浆的最终固含60%来确定，在8-20份范围内选择，调节粘度KU值110-140制得复合砂浆。
制备方法：
（1）将去离子水加入罐体中，将改性膨润土加入，搅拌均匀，将稳定剂和常用的消泡剂、分散剂等助剂加入，搅拌均匀；
（2）将有机硅乳液加入，搅拌均匀；
（3）将苯丙乳液加入，搅拌均匀；
（4）将硅酸钠溶液加入，搅拌均匀；
（5）按客户对质感的需求将砂或填料加入，
（6）使用增稠剂调整粘度达到要求，即得。
所用设备可同真石漆设备相同。
实施例2：
一种复合砂浆，由以下组分组成：
固含量为30%的硅酸钾溶液5份，pH为10；
固含量为45%的建筑材料行业中通常使用的苯丙乳液25份；
固含量为47%的有机硅改性丙烯酸乳液2份；
稳定剂三异丙醇胺0.5份，
另外还含有膨润土0.05-0.5份，，50-70份砂或填料，再加入本领域常用的增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂，用量也参考常用量，去离子水的加入量根据复合砂浆的最终固含90%来确定，在8-20份范围内选择，调节粘度KU值110-140制得复合砂浆。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种复合砂浆，由以下组分组成：
固含量为30%的硅酸钾溶液8份，pH为10；
固含量为45%的建筑材料行业中通常使用的苯丙乳液18份；
固含量为47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.5份；
稳定剂三异丙醇胺0.5份，
另外还含有膨润土0.05-0.5份，50-70份砂，再加入本领域常用的增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂，用量也参考常用量，去离子水的加入量根据复合砂浆的最终固含70%来确定，在8-20份范围内选择，调节粘度KU值110-140制得复合砂浆。
制备方法同实施例1。
实施例4：
一种复合砂浆，由以下组分组成：
固含量为30%的硅酸钾溶液18份， pH为10；
固含量为45%的建筑材料行业中通常使用的苯丙乳液8份；
固含量为47%的有机硅改性丙烯酸乳液1.5份；
稳定剂三异丙醇胺0.5份，
另外还含有膨润土0.05-0.5份，50-70份砂，再加入本领域常用的增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂，用量也参考常用量，去离子水的加入量根据复合砂浆的最终固含80%来确定，在8-20份范围内选择，调节粘度KU值110-140制得复合砂浆。
制备方法同实施例1。
实施例5：
一种复合砂浆，由以下组分组成：
固含量为30%的硅酸钾溶液16份， pH为10；
固含量为45%的建筑材料行业中通常使用的纯丙乳液9份；
固含量为47%的有机硅改性丙烯酸乳液1份；
稳定剂三异丙醇胺0.5份，
另外还含有膨润土0.05-0.5份，50-70份砂，再加入本领域常用的增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂，用量也参考常用量，去离子水的加入量根据复合砂浆的最终固含75%来确定，在8-20份范围内选择，调节粘度KU值110-140制得复合砂浆。
制备方法同实施例1。
性能检测及结果：
根据JG/T24-2000和GB/T9779-2005的检测方法，对上述实施例1-5中制备得到的复合砂浆进行性能检测。
容器中状态：搅拌后均无结块，呈均匀状态；
施工性：喷涂、抹涂均无困难；
耐水性：标准要求48h涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分，允许颜色轻微变化，上述各实施例96h无异常；
耐碱性：标准要求48h涂层无起鼓、开裂、剥落，与未浸泡部分，允许颜色轻微变化，上述各实施例96h无异常；
耐冲击性：标准要求涂层无裂纹、剥落及明显变化，上述实施例1、2达到合格的要求，实施例3、4达到良好的要求，实施例5达到优异的要求；
涂层耐温变性：标准要求10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓，于标准板相比允许颜色轻微变化，上述实施例1、2达到合格的要求，实施例3、4达到良好的要求，实施例5达到优异的要求；
低温贮存稳定性：标准要求3次试验后，无结块、霉变、凝聚及组成物的变化，上述实施例1-5均达到良好的要求；
热贮存稳定性：标准要求1个月试验后，无结块、霉变、凝聚及组成物的变化，上述实施例均达到良好的要求；
初期干燥抗裂性：标准要求无裂痕，上述各实施例都达到合格的要求。
其余性能见下表。
并且本发明的复合砂浆在成膜固化时无氢氧化钙产生，而且四种成膜物质成膜后涂膜的抗泛碱性强，被涂物无需做封闭处理。
Claims (10)
1.一种复合砂浆，其特征在于含有以下重量配比的原料：
固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液5-25份，
固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液5-25份，
固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.1-2份，
三异丙醇胺0.5份。
2.根据权利要求1所述的复合砂浆，其特征在于含有以下重量配比的原料：
固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液8-18份，
固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液8-18份，
固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液0.5-1.5份，
三异丙醇胺0.5份。
3.根据权利要求1所述的复合砂浆，其特征在于含有以下重量配比的原料：
固含量为30%的水性无机硅酸盐溶液16份，
固含量为45-47%的水性苯丙或纯丙乳液 9份，
固含量为45-47%的有机硅改性丙烯酸乳液1份，
三异丙醇胺0.5份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合砂浆，其特征在于三异丙醇胺中95%的颗粒尺寸小于200um。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合砂浆，其特征在于所述水性苯丙或纯丙乳液pH为8-10；所述有机硅改性丙烯酸乳液pH为8-10；其中水性无机硅酸盐溶液为硅酸钾或硅酸钠溶液，pH为10-12。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合砂浆，其特征在于还包括膨润土0.05-0.5份，
天然彩砂40-70份，无机颜填料0-20份，助剂0.5-4份，水8-20份。
7.根据权利要求6所述的复合砂浆，其特征在于所述的助剂包括增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂和防裂剂。
8.根据权利要求7所述的复合砂浆，其特征在于所述增稠剂为羟乙基甲基纤维素醚或水性聚氨酯增稠剂。
9.根据权利要求7中所述的复合砂浆，其特征在于所述防裂剂为木质纤维。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的复合砂浆，其特征在于所述的复合砂浆的粘度KU值为110-140，固含量为60-90%。
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