CN106892629A - 一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石英砂、碳酸钙晶须、有机硅偶联剂、木质素纤维、玄武岩纤维加入到混合均匀得到混合料A；将硅溶胶改性聚丙烯酸乳液、纤维素醚、水和触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆。本发明制得的喷涂砂浆粘结强度大，耐候性能佳，力学性能优异，环保无毒。
Description
技术领域：
本发明涉及建筑材料领域，具体的涉及一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法。
背景技术：
在我国，作为粗放型的传统住宅建筑方式有很多弊端，比如生产效率低下、工程质量差、安全隐患多、建设周期长、建筑业科技含量较低、环保效益差和建筑能耗较高等一系列问题。而如今大热的住宅产业化的建造方式是与之相对的集约型建筑方式，其将建筑的外墙、楼梯、阳台板等构件在工厂预制完成后，运输到施工现场就地装配组装完成房屋的建造，通过该方法构造的建筑产品称为装配式建筑。
与现场施工相比，预制装配式施工具有施工方便、工程进度快、对周围环境影响小且建筑构件的质量容易得到保证等优点，过去我国主要在工业建筑中应用的较多，近年来开始在民用建筑特别是住宅建筑中采用。随着我国城市化进程的加快，装配式建筑也迎来了新的发展契机。
传统建筑物外表面，若依靠现场施工制成多种美观的图案，粉刷彩色涂料不出现色差且久不褪色，是十分困难的。但装配式建筑外墙板通过模具，机械化喷涂、烘烤工艺就可以轻易做到这点。如何得到性能优异的装配式建筑与其所采用的喷涂砂浆的性能是离不开的。
中国专利(201310242008.4)公开了一种外墙保温板粘结砂浆及其制备方法，该外墙保温板粘结砂浆包含以下按重量百分数计的原料：粘结料30-65％、细骨料30-65％、聚合物胶结料2-6％、触变润滑剂0.1-0.3％及速凝剂0.008-0.012％。该粘结料由硅酸盐水泥和高铝水泥按照重量比为15-25:1的比例组成，所述聚合物胶结料由可分散乳胶、有机硅憎水剂和羟丙基甲基纤维素醚组成。该外墙保温板粘结砂浆的粘结强度高、粘接力大、防水抗渗效果好，从而提高了整个保温系统的耐久性，早凝效果好，缩短了养护周期，但是其耐高温、耐水性能以及力学性能还是不能满足装配式建筑越来越高的要求。
发明内容：
本发明的目的是提供一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，该制备方法简单，制得的喷涂砂浆附着力强，抗开裂性能优异，耐水、耐高温性能佳，力学性能好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石英砂、碳酸钙晶须、有机硅偶联剂、木质素纤维、玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在300-800r/min的转速下搅拌混合10-50min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌30-60min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至60-70℃，保温10-27min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至80-90℃，保温1-1.3h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；
(3)将上述制得的改性聚合物乳液、纤维素醚、水和触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆。
作为上述技术方案的优选，混合料A中，各组分的用量以重量份计，分别为：普通硅酸盐水泥75-112份、硫铝酸盐水泥20-40份、石英砂90-150份、碳酸钙晶须0.08-0.15份、有机硅偶联剂2-6份、木质素纤维0.5-1份、玄武岩纤维0.8-1.3份。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述聚合物单体为N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为(10-20)：(0.2-0.8)：(0.5-1)：(0.07-0.35)：5。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：(1-1.5)。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，混合料B中各组分的用量以重量份计分别为：改性聚合物乳液90-130份、纤维素醚1-3份、水100-180份、触变剂2-4份。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述触变剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，混合料A与混合料B的质量比为(0.8-1.5)：1。
本发明具有以下有益效果：
(1)一方面，本发明采用碳酸钙晶须、木质素纤维、玄武岩纤维复合对砂浆进行改性，制得的砂浆韧性大，抗冲击性能好，抗拉、抗折强度大，耐高温性能优异；
(2)本发明在聚合物乳液制备的过程加入纳米硅溶胶进行改性，并合理调节聚合物乳液制备的条件，制得的改性聚合物乳液稳定性好，由其制得的砂浆粘结强度大，且耐水、耐候性能佳，且无毒环保，制备成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将75份普通硅酸盐水泥、20份硫铝酸盐水泥、90份石英砂、0.08份碳酸钙晶须、2份有机硅偶联剂、0.5份木质素纤维、0.8份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在300r/min的转速下搅拌混合10min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌30min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至60℃，保温10min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至80℃，保温1h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为10：0.2：0.5：0.07：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1；
(3)以重量份计，将上述制得的90份改性聚合物乳液、1份纤维素醚、100份水和2份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为0.8：1。
实施例2
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将80份普通硅酸盐水泥、25份硫铝酸盐水泥、100份石英砂、0.1份碳酸钙晶须、3份有机硅偶联剂、0.6份木质素纤维、0.9份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在400r/min的转速下搅拌混合20min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌40min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至65℃，保温15min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至85℃，保温1.1h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为12：0.4：0.6：0.1：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.1；
(3)以重量份计，将上述制得的100份改性聚合物乳液、1.5份纤维素醚、110份水和2-4份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1：1。
实施例3
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将90份普通硅酸盐水泥、30份硫铝酸盐水泥、110份石英砂、0.12份碳酸钙晶须、4份有机硅偶联剂、0.7份木质素纤维、1份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在500r/min的转速下搅拌混合30min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌50min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至65℃，保温20min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至85℃，保温1.2h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为14：0.6：0.7：0.2：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.2；
(3)以重量份计，将上述制得的110份改性聚合物乳液、2份纤维素醚、140份水和3份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1.1：1。
实施例4
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将100份普通硅酸盐水泥、35份硫铝酸盐水泥、130份石英砂、0.13份碳酸钙晶须、5份有机硅偶联剂、0.8份木质素纤维、1.2份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在700r/min的转速下搅拌混合40min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌50min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至70℃，保温20min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至85℃，保温1.2h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为18：0.7：0.8：0.3：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.3；
(3)以重量份计，将上述制得的120份改性聚合物乳液、2.5份纤维素醚、170份水和3.5份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1.4：1。
实施例5
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将112份普通硅酸盐水泥、40份硫铝酸盐水泥、150份石英砂、0.15份碳酸钙晶须、6份有机硅偶联剂、1份木质素纤维、1.3份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在800r/min的转速下搅拌混合50min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌60min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至70℃，保温27min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至90℃，保温1.3h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为20：0.8：1：0.35：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.5；
(3)以重量份计，将上述制得的130份改性聚合物乳液、3份纤维素醚、180份水和4份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1.5：1。
对比例1
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将112份普通硅酸盐水泥、40份硫铝酸盐水泥、150份石英砂、0.15份碳酸钙晶须、6份有机硅偶联剂、1份木质素纤维、1.3份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在800r/min的转速下搅拌混合50min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌60min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至70℃，保温27min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至90℃，保温1.3h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、乳化剂、引发剂、水的质量比为20：1：0.35：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.5；
(3)以重量份计，将上述制得的130份改性聚合物乳液、3份纤维素醚、180份水和4份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1.5：1。
对比例2
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将112份普通硅酸盐水泥、40份硫铝酸盐水泥、150份石英砂、6份有机硅偶联剂、1份木质素纤维、1.3份玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在800r/min的转速下搅拌混合50min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌60min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至70℃，保温27min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至90℃，保温1.3h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为20：0.8：1：0.35：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.5；
(3)以重量份计，将上述制得的130份改性聚合物乳液、3份纤维素醚、180份水和4份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1.5：1。
对比例3
一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)以重量份计，将112份普通硅酸盐水泥、40份硫铝酸盐水泥、150份石英砂、0.15份碳酸钙晶须、6份有机硅偶联剂加入到混合搅拌机中，在800r/min的转速下搅拌混合50min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌60min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至70℃，保温27min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至90℃，保温1.3h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；其中，聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为20：0.8：1：0.35：5；第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：1.5；
(3)以重量份计，将上述制得的130份改性聚合物乳液、3份纤维素醚、180份水和4份触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆，其中，混合料A与混合料B的质量比为1.5：1。
下面对本发明制得的喷涂装饰砂浆进行性能检测。
1、粘接强度
试验方法参照JG/T157-2004《建筑外墙用腻子》中粘接强度试验进行。
基材的制备：尺寸为70mm×70mm×70mm，质量为(220±10g)的砂浆试块。将强度等级为32.5的水泥、砂子和水按1:2:0.4的比例重量比倒入容器内搅拌均匀至呈浆状，将砂浆倒入的金属模具内压实成型，放置后24h脱模，放入水中养护14d后取出于室温干燥，干燥时间不少于7d，备用。
试样的制备：
成型前用0号(120目)砂纸将基材试验面打磨平整，除去表面浮尘。用与砂浆试块一样大小，厚为2mm，内部开有40mm×40mm方孔的钢质或硬质塑料置于基材表面。将调制好的聚合物砂浆填满方框，表面刮平，无凹坑、孔洞、缺角。1d后除去方框，平放与标准环境下养护14d。在测试前一天用高强度粘接剂(环氧树脂与固化剂)将上夹具粘在聚合物砂浆表面。
粘接强度的测试：
使用ZQS6-2000型饰面砖粘接强度检测仪，测定拉伸粘接强度，拉伸速度为2mm/min。拉伸粘接强度用下式计算：
T＝F/A
其中：T——拉伸粘接强度，MPa；
F——最大拉力，KN；
A——受力面积，mm2。
| 拉伸粘接强度 | 抗拉强度，MPa | 抗折强度，MPa | |
| 实施例1 | 2.33 | 18.5 | 39.5 |
| 实施例2 | 2.15 | 18.3 | 40.1 |
| 实施例3 | 2.07 | 20.5 | 39.3 |
| 实施例4 | 2.19 | 19.4 | 40.5 |
| 实施例5 | 2.36 | 20.6 | 40.5 |
| 对比例1 | 0.89 | 11.5 | 24.3 |
| 对比例2 | 1.12 | 9.9 | 21.5 |
| 对比例3 | 1.31 | 10.5 | 20.9 |
从上述数据看来，本发明制得的混合砂浆在加入硅溶胶、木质素纤维、玄武岩纤维后，粘接强度和力学性能大大得到改善。
Claims (10)
1.一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、石英砂、碳酸钙晶须、有机硅偶联剂、木质素纤维、玄武岩纤维加入到混合搅拌机中，在300-800r/min的转速下搅拌混合10-50min，得到混合料A；
(2)将聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂和水混合均匀，常温下搅拌30-60min，然后加入引发剂混合均匀，以3℃/min的升温速率升温至60-70℃，保温10-27min，然后滴加剩余的引发剂，滴加完毕后并以5℃/min的升温速率升温至80-90℃，保温1-1.3h，然后冷却至30℃，过滤，得到改性聚合物乳液；
(3)将上述制得的改性聚合物乳液、纤维素醚、水和触变剂混合搅拌均匀，制得混合料B；
(4)将上述制得的混合料A和混合料B混合均匀即得高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆。
2.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：混合料A中，各组分的用量以重量份计，分别为：普通硅酸盐水泥75-112份、硫铝酸盐水泥20-40份、石英砂90-150份、碳酸钙晶须0.08-0.15份、有机硅偶联剂2-6份、木质素纤维0.5-1份、玄武岩纤维0.8-1.3份。
3.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述聚合物单体为N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或多种混合。
4.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯。
5.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
6.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述聚合物单体、纳米硅溶胶、乳化剂、引发剂、水的质量比为(10-20)：(0.2-0.8)：(0.5-1)：(0.07-0.35)：5。
7.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，第一次加入引发剂与第二次加入引发剂的质量比为1：(1-1.5)。
8.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，混合料B中各组分的用量以重量份计分别为：改性聚合物乳液90-130份、纤维素醚1-3份、水100-180份、触变剂2-4份。
9.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述触变剂为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种。
10.如权利要求1所述的一种装配式建筑用高粘接力聚合物环保喷涂装饰砂浆的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，混合料A与混合料B的质量比为(0.8-1.5)：1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation method of environmentally friendly spray decorative mortar with high adhesion polymer for prefabricated construction Granted publication date: 20191025 Pledgee: Zhejiang Shaoxing Hengxin Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Jianhu Sub branch Pledgor: ZHEJIANG YISEN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980039380 |