CN105272357A - 混凝土表面着色组合物 - Google Patents

Abstract

本发明的混凝土表面着色组合物，其含有：8重量％的0.01-1nm大小的着色用染料、45重量％的离子交换水和乙二醇以7：3重量比混合而成的稀释剂、7重量％的甲基丙烯酸甲酯、0.06重量％的聚二甲基硅氧烷、0.5重量％的含氟聚合物、6重量％的胶态二氧化硅、25重量％的改性硅酸盐。根据本发明，表面着色部分的pH为11-13，与含有Ca[OH]₃羟基的碱性成分的混凝土具有相同的碱性，形成渗透的着色，因而完成坚固而美观的混凝土表面。此外，混凝土表面被赋予了半永久的耐久力，同时实现稳定的颜色表现，防止材料的凝结或不同颜色着色时的斑痕或发色现象。

Description

混凝土表面着色组合物

技术领域

本发明涉及混凝土表面着色组合物，尤其涉及在混凝土表面打磨工序中能够在混凝土表面渗透涂布的混凝土表面着色组合物，因此不仅能够赋予混凝土表面半永久的耐久力，实现稳定的颜色表现，而且还不会发生材料的凝结，或不同颜色进行着色时不会发生斑痕或显色现象，并表现出鲜明颜色的混凝土表面着色组合物。

背景技术

通常，决定混凝土强度的要素有水和水泥的比例、水泥使用量和掺和材料比例、主材的尺寸等。但是仅根据上述要素无法满足混凝土现行标准中规定的冻结融解抵抗性或耐久性等要求。因此为了延长混凝土的寿命，通过混凝土打设及养护、抹浆、混凝土表面处理等多种方法来满足要求。反过来讲，在混凝土表面处理、抹浆、养护等没有正常完成时，混凝土无法发挥其功能。

混凝土地面由于混凝土自身的特性和外部的物理、化学环境条件，在施工前后可能发生大大小小的皲裂。此外，还因为在混凝土打设后养护的过程中，急剧的干燥或收缩而发生。这种皲裂最终导致混凝土的剥离、碳酸化等裂化，尤其是微细的皲裂中渗透水分或其他氧化物质进一步扩大皲裂的情况下，这种裂化变得更严重。

为了解决这种问题而进行将混凝土表面进行研磨的混凝土打磨(polishing)及强化等表面处理作业，此时，根据不同情况，由于表面处理的不完整而导致施工表面变弱而变得稀松或者皲裂面变得严重。使用着色剂的情况时难以表现颜色，发生材料的凝结或与其他颜色着色时发生斑痕或发色现象而给施工带来困难。并且，打磨作业本身依赖高价的进口产品，或因技术欠缺和不合格的产品而带来困难。

此外，为了防止混凝土地面的裂化及粗糙表面，可以进行环氧树脂、聚氨酯、无机类或有机类涂料的涂膜施工，这种现有的涂膜施工，如图1所示，会发生原先根本没有预期到的涂膜的开裂、剥离、起皮、碎裂等多种问题，因此作为防止混凝土地面的裂化和粗糙表面的施工是不太理想的。

因此，韩国注册专利第920672号(2009.10.09.公告)中公开了如下的混凝土表面处理方法：在皲裂发生部位填充保水剂，在混凝土表面渗透表面强化剂之后，在混凝土表面涂布颜料实现着色，然后再次进行表面强化剂的过程，从而在确保混凝土表面耐久性的同时实现涂色。

但是，上述注册专利第920672号的缺点是，通过保水剂和表面强化剂处理的耐久性提高过程和通过颜料处理的着色过程单独繁琐地进行，且为了协同效果，这两个过程的有机结合在现场直接进行，因此为了确保可靠性，在现场作业时必须非常细心的进行。

尤其，上述注册专利第920672号中对视为最重要的着色组合物的组分及含量并没有公开。本发明的着色组合物在组合物本身中已经包含了表面强化剂，因此使用本发明的着色组合物时，无需向上述注册专利第920672号需要在着色过程之外单独进行表面强化剂处理。

此外，韩国注册专利第948196号(2010.03.17.公开)中公开了关于混凝土组合物的内容。但上述注册专利第948196号的内容是关于在地面上铺设彩色混凝土组合物，与本发明的首先形成混凝土地面之后仅在其表面局限地形成着色的方法是有很大区别的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国注册专利第920672号(2009.10.09.公开)

专利文献2：韩国注册专利第948196号(2010.03.17.公开)

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供一种在混凝土表面打磨过程中涂覆到混凝土表面，赋予混凝土地面表面半永久的耐久性，同时实现稳定和美观的颜色表现，而且不发生材料的凝结或与不同颜色着色时的斑痕或发色现象，且环保的混凝土表面着色组合物。

混凝土打磨的概念引进到韩国的时间短，所以是没有太多积累经验的地面施工方法，到目前还在经历施工错误。本发明的发明人是以使本发明的着色组合物在进一步提高混凝土打磨施工方法方面做出贡献，希望其成为日后出现的更多进步技术的基础的愿望来完成本发明的。

技术方案

为了实现上述目的的本发明的混凝土表面着色组合物，其含有：8重量％的0.01-1nm大小的着色用染料、45重量％的离子交换水和乙二醇以7：3重量比混合而成的稀释剂、7重量％的甲基丙烯酸甲酯、0.06重量％的聚二甲基硅氧烷、0.5重量％的含氟聚合物、6重量％的胶态二氧化硅、25重量％的改性硅酸盐。

发明效果

根据本发明，表面着色部分的pH为11-13，与含有Ca[OH]₃羟基的碱性成分的混凝土具有相同的碱性，形成渗透2-3mm的着色，因而完成坚固而美观的混凝土表面。此外，混凝土表面被赋予了半永久的耐久力，同时实现稳定的颜色表现，防止材料的凝结或不同颜色着色时的斑痕或发色现象。

附图说明

图1是现有技术的涂膜施工缺点的示意照片。

图2是使用根据本发明的着色组合物时的表面着色照片。

图3是色素剂的含量示意照片。

图4是作为渗透强化剂的改性硅酸盐的含量示意照片。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。下面实施例仅为了帮助理解本发明内容而示出，本领域技术人员应当理解的是在本发明技术思想范围内可进行各种变型。因此本发明权利范围不应该解释为由这些实施例所限定。

本发明的混凝土表面着色组合物，其特征在于，含有：7-9重量％的由有机无机颜料或染料形成的色素剂、40-50重量％的由水或醇形成或它们混合而成的稀释剂、6-8重量％的甲基丙烯酸酯、0.05-0.07重量％的聚二甲基硅氧烷、0.4-0.6重量％的含氟聚合物、5-7重量％的胶态二氧化硅，以及20-30重量％改性硅酸盐。

所述色素剂是用于对混凝土表面进行着色的最重要的要素，其颜色和添加比例起到重要作用。色素剂的添加比例可对混凝土的强度产生影响，在同一配比下根据混合方法和混合时间着色效果也会有差异，因此为了充分的再现性，肉眼观察本发明的组合物时，不应产生不同添加比例的浓度差异或颜色分离及异形。为此，有机无机颜料由100nm-1μm的粉末形成，优选所述染料由0.01-1.0nm的粉末形成。

所述色素剂的量过多时可能会有由于凝结而颜色表现效果降低的问题，量过少时颜色表现甚微，因此根据其他成分的含量要适当的投入。

所述稀释剂在本发明的组合物中占最大的摩尔数。本发明中相对于乙醇等一元醇或甘油等三元醇，优选使用乙二醇、聚乙二醇、乙二醇单甲醚(methylglycol)等二元醇。这是因为使用二元醇时，由于化学亲和性而对其他成分的溶解有利。水为了提高溶解性而优选使用离子交换水。

甲基丙烯酸酯对酸和碱性具有强耐性，具有难燃性而具有防止火灾的优点，对人体无害且在施工时不会发生有毒气体引起的现场灾害，因此环保。价格虽然有点高，但在本发明中是为表现优异的色感而必需的要素。

聚二甲基硅氧烷具有5-300cps的粘度，由于其特殊的表面特性而提高分散力，起到表面活性剂的作用，且还起到消泡剂的作用。表面活性剂提供的分散力重要到能够左右整体组合物的性能。

聚二甲基硅氧烷具有耐热性和耐寒性，物理化学性质稳定，具有湿润性，可以用作紫外线固化剂。聚二甲基硅氧烷与混凝土表面紧密贴合而起作用，并且通风性能好而具有有机物的特性，这作为混合剂是非常理想的性能。

含氟聚合物对摩擦系数小的润滑性和环境变化的适应力强，对多种不同种类的树脂溶剂具有优异的相容性。对通常发生的喷火口效果具有抵抗性，无色透明，具有防水、防油、防污功能，具有清洁性，对人体无害，因此环保。

胶态二氧化硅是胶状的SiO₂粒子，具有在半透膜条件下无法通过的10^-7-10^-5mm的大小。这起到提高粘着性，防止斑痕，帮助维持光泽，除湿的功能。此外，从化学角度看对人体无害而环保。能够深入渗透到混凝土内部，与Ca[OH]₂反应后维持碱性实现化学稳定，形成Si-O-Si键。

改性硅酸盐与混凝土反应，具有耐久力，对化学物质的稳定性高，提供表面光泽。这对需要维持高硬度的混凝土表面来说是不可或缺的重要因素。由此混凝土表面具有强化的属性。

实施例1

甲基丙烯酸酯使用甲基丙烯酸甲酯，色素剂使用由0.01-1.0nm粉末形成的greenb绿色染料，但不限于此，可以使用由100nm-1μm粉末形成的无机颜料或有机颜料。稀释剂使用离子交换水和乙二醇7：3重量比混合的，它们的重量比可以根据具体情况加减，也可以只是用水或二元醇。

将greenb绿色颜料、稀释剂(水+乙二醇)、甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、含氟聚合物、胶态二氧化硅、改性硅酸盐以8：45：7：0.06：0.5：6：25的重量比在常温下使用自动搅拌机混合，此时组合物的总量为1L。

混凝土打设试片以15天养护基准在15Mpa条件常温下进行制备，经过表面研削和打磨，使用柔软的刷子将实施例1的着色组合物涂布到试片表面。涂布后干燥10小时，然后进行特性评价。

图2是实施例1的图表面结果照片，表1是其特性评价结果。

表1

特性评价结果表

将表1的物理化学实验的试片浸泡于蒸馏水中后pH值为碱性，混凝土表面化学性质与下部层的碱性成分(pH11-13)一致而理想，强度及材料的铺展性也良好。没有发生剥离和白化，因此判断为具有强化的属性，光泽也优异。没有发现皲裂，渗透到2-3mm的适当的深度，如图2所示，实现了优异的表面。

组合物的渗透过浅，着色后可能会发生显色，材料的浅渗透会导致发生没有形成强化和保护且产生皲裂。相反，组合物的渗透太深，除了渗透难于实现之外，还会有颜色表现发暗，不必要的过多消耗组合物的问题。

对比例1

相比实施例1，色素剂的量少。即，greenb绿色染料、稀释剂(水+乙二醇)、甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、含氟聚合物、胶态二氧化硅、改性硅酸盐以1：45：7：0.06：0.5：6：25重量比提供。

对比例2

相比实施例1，色素剂的量多。即，greenb绿色染料、稀释剂(水+乙二醇)、甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、含氟聚合物、胶态二氧化硅、改性硅酸盐以12:45:7:0.06:0.5:6:25重量比提供。

对比例3

相比实施例1，起渗透强化剂的改性硅酸盐的量少。即，greenb绿色染料、稀释剂(水+乙二醇)、甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、含氟聚合物、胶态二氧化硅、改性硅酸盐以8:45:7:0.06:0.5:6:10重量比提供。

对比例4

相比实施例1，起渗透强化剂的改性硅酸盐的量多。即，greenb绿色染料、稀释剂(水+乙二醇)、甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、含氟聚合物、胶态二氧化硅、改性硅酸盐以8:45:7:0.06:0.5:6:40重量比提供。

表2是实施例1和对比例1至对比例4的成分含量。

表2

图3是用于说明色素剂含量的图，图3a是对比例1的，图3b是对比例2的。

在对比例1的情况时，出现了混合材料比较软，材料混合过程中色素剂不足的现象。此外，涂布时如图3a所示，出现色素剂浮现的情况。

在对比例2的情况时，由于过多使用色素剂而出现材料混合时轻微的凝结现象，涂布时组合物无法顺滑地展开而不能均匀涂布，涂布厚度较厚。此外，如图3b所示，颜色混浊，表现出的颜色发暗而无法实现美观的表面。

实施例1的情况时，肉眼观察混合材料，没有异形和异色，材料形成一体化。涂布时，如图2所示，没有发生材料凝结，涂布顺滑展开。

图4是用于说明作为渗透强化剂的改性硅酸盐的含量，图4a是对比例3的，图4b是对比例4的。

在对比例3的情况时，材料混合中没有发现特别的问题，但是在涂布时如图4a所示，在混凝土表面很轻薄的展开感觉上是有颜色表现，但是渗透太浅，涂布材料浮现，不太适合涂布。

在对比例4的情况时，混合材料在混合的过程中出现轻微的凝结现象。这是由于强化剂属性根据渗透而导致的，增加用量时渗透会好，但是在混合的过程中发生一点问题，因此在长期保存方面会有混合的物质分离的可能性，如图4b所示，具有部分的凝结。同样作为涂布材料不太适合。

如上所述，本发明的各组分以适当含量混合时，其功能才会正常发挥。本发明制备的着色组合物在材料混合时也没有发生问题，具有稳定性，表现出优异的颜色表现，在给混凝土表面赋予半永久性的耐久力的同时不发生材料的凝结或与其他颜色着色时的斑痕或发色现象。

Claims (1)

1.混凝土表面着色组合物，其特征在于，该组合物含有：8重量％的0.01-1nm大小的着色用染料、45重量％的离子交换水和乙二醇以7：3重量比混合而成的稀释剂、7重量％的甲基丙烯酸甲酯、0.06重量％的聚二甲基硅氧烷、0.5重量％的含氟聚合物、6重量％的胶态二氧化硅、25重量％的改性硅酸盐。