CN107010899A - 云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料及其制备方法。该云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料由分散剂、成膜助剂、增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂、0.6份消泡剂、醋酸乙烯‑乙烯共聚物乳液、普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉和云母粉组成，通过混合搅拌制备而成。所采用的云母粉在微观层次上的鳞片状结构具有较好的重叠性和较高的径厚比，能够增加油分渗透所必须通过的路径长度以及聚合物分子链段的空间位阻，使得油分的侵入腐蚀作用得以削弱，同时能够有效防止紫外线的穿透，从而降低了聚合物分子链发生交联硬化反应的概率，使本发明具有良好的耐油性及耐紫外线老化性。

Description

云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，具体是一种云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料的制备方法。

背景技术

机场道面长期暴露于恶劣环境中，对道面接缝处的填缝料提出了很大的挑战，尤其是一些高原地区，高强度的紫外线辐照使得填缝料加速老化硬化，加上航油的腐蚀极易使填缝材料失效破坏，引发接缝类病害，进而影响机场的使用性能，严重威胁飞机的飞行安全。

我国机场使用的填缝材料大多为沥青基填缝材料，部分机场采用较为高档的聚氨酯、硅酮等填缝材料。但相关学者的研究和实际的使用效果表明，沥青基填缝材料易老化、失粘，使用寿命短，基本面临淘汰；聚氨酯类填缝材料具有良好的粘结变形性能，但其在长期日光辐照下容易粉化变黄，对其耐久性能造成严重影响；硅酮类填缝材料具有良好的粘结性、耐高低温性、耐老化性和耐水性，但是其耐油性较差。

CN101418127A公开了一种路面填缝材料，其组分为石油沥青65％～85％；抽出油9％～18％；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6％～17％。制备方法是将沥青加热至100～200℃，加入抽出油和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持制备温度为160～180℃，在剪切速度3500～4500r/min下剪切35～90min，直至混合均匀即为路面填缝材料。该材料具有较好使用性能和耐高、低温性能，但易对环境造成污染。

CN105754537A公开了一种填缝密封材料的制备方法，其方法为分别制备聚氨醋预聚体和固化剂，在施工现场将两组分按照重量配比配料，然后用嵌缝枪进行填缝。该聚氨酯填缝密封材料可在室温条件下固化，不仅具有较高的粘结强度、良好的填缝性能，而且突出了填缝密封材料对混凝土结构伸缩缝的伸缩变形能力，但聚氨酯材料耐紫外线老化性能较差，不适用于高强度紫外线照射的地区。

Khuri(1998年)通过浸水、浸油、紫外线辐照处理以及循环加载试验，模拟研究了交通荷载及环境应力对硅酮填缝料封缝效果的影响规律，研究发现硅酮填缝料的油胀现象较为明显，耐油性较差。

在申请号为201710211210.9的发明创造中，利用VAE乳液、水泥、滑石粉、石英粉、分散剂、成膜助剂、增塑剂、偶联剂、憎水剂、消泡剂制备了一种VAE乳液水泥基路面填缝材料，这种填缝材料性能良好、施工简便、绿色环保、耐久性好、与水泥混凝土路面板粘结相容性好，适用于水泥基路面，但其耐油性和耐紫外线老化性不理想，将其作为高强度紫外线照射环境下的机场道面填缝材料还有待改进。

发明内容

为克服现有技术中存在的耐油性及耐紫外线老化性差的不足，把发明提出了一种云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料及其制备方法。

本发明提出的云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料由0.7～0.9份聚羧酸钠盐类分散剂、4～6份十二碳醇酯成膜助剂、2～4份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.2～0.4份硅烷偶联剂、0.5～0.7份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、74～76份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、11～12份普通硅酸盐水泥、7～9份石英粉、5～7份滑石粉和2～4份云母粉组成。所述的比例为质量份。

所述醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％；所述的云母粉为绢云母粉。

所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目。

本发明提出的制备所述云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料的具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料。将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，搅拌5～8分钟，制得液料。

步骤2，将称取得普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料。

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入至液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，搅拌机搅拌10～15分钟后用有机玻璃棒搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。

本发明中，利用云母粉在微观层次上的鳞片状结构具有较好的重叠性和较高的径厚比，能够增加油分渗透所必须通过的路径长度以及聚合物分子链段的空间位阻，使得油分的侵入腐蚀作用得以削弱，同时能够有效防止紫外线的穿透，从而降低了聚合物分子链发生交联硬化反应的概率。试验发现将云母粉作为增强剂制备的云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料具有良好的耐油性及耐紫外线老化性，这是由于云母粉是一种非金属矿物，资源储量大，其粒度较细，能够有效提升填缝材料的密实度及结构整体强度，同时云母粉鳞片状的晶体结构能有效削弱油分的侵入腐蚀作用，防止紫外线的穿透。将云母粉作为增强剂对上述填缝材料进行改性，能有效提高其耐油性和耐紫外线老化性，适用于高强度紫外线照射环境下机场道面的填缝材料，从而克服了申请号为201710211210.9的发明创造中提出的VAE乳液水泥基路面填缝材料存在的耐油性和耐紫外线老化性较差的缺陷。

试验数据见下表：

具体实施方式

本发明将通过五个实施例详细描述具体的技术方案。

实施例1：

本实施例是一种云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料，由0.7份聚羧酸钠盐类分散剂、4份十二碳醇酯成膜助剂、2份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.2份硅烷偶联剂、0.5份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、74份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、11份、P.O42.5普通硅酸盐水泥、7份石英粉、5份滑石粉、3份云母粉组成。所述的比例为质量份。

本实施例中，所述的醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％，所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目，云母粉为绢云母粉。

制备所述云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料的具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料。将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，采用电钻搅拌机搅拌5分钟，制得液料。

步骤2，将P.O42.5普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料。

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，采用电钻搅拌机搅拌10分钟后用有机玻璃棒搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。

实施例2：

本实施例是一种云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料，由0.8份聚羧酸钠盐类分散剂、5份十二碳醇酯成膜助剂、3份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.4份硅烷偶联剂、0.6份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、75份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、12份、P.O42.5普通硅酸盐水泥、9份石英粉、5份滑石粉、3份云母粉组成。所述的比例为质量份。

本实施例中，所述的醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％，所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目，云母粉为绢云母粉。

制备所述云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料的具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料。将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，采用电钻搅拌机搅拌7分钟，制得液料。

步骤2，将P.O42.5普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料。

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，采用电钻搅拌机搅拌10分钟，而后用有机玻璃棒人工搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。

实施例3：

本实施例是一种云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料，由0.9份聚羧酸钠盐类分散剂、6份十二碳醇酯成膜助剂、4份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.4份硅烷偶联剂、0.7份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、76份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、13份、P.O42.5普通硅酸盐水泥、9份石英粉、5份滑石粉、2份云母粉组成。所述的比例为质量份。

本实施例中，所述的醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％，所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目，云母粉为绢云母粉。

制备所述云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料的具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料。将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，采用电钻搅拌机搅拌7分钟，制得液料。

步骤2，将P.O42.5普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料。

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，采用电钻搅拌机搅拌13分钟，而后用有机玻璃棒人工搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。

实施例4：

本实施例是一种云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料，由0.8份聚羧酸钠盐类分散剂、4份十二碳醇酯成膜助剂、3份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.3份硅烷偶联剂、0.5份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、75份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、12份、P.O42.5普通硅酸盐水泥、8份石英粉、6份滑石粉、4份云母粉组成。所述的比例为质量份。

本实施例中，所述的醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％，所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目，云母粉为绢云母粉。

制备所述云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料的具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料。将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，采用电钻搅拌机搅拌8分钟，制得液料。

步骤2，将P.O42.5普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料。

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，采用电钻搅拌机搅拌15分钟，而后用有机玻璃棒人工搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。

实施例5：

本实施例是一种云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料，由0.7份聚羧酸钠盐类分散剂、5份十二碳醇酯成膜助剂、3份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.4份硅烷偶联剂、0.5份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、76份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、13份、P.O42.5普通硅酸盐水泥、7份石英粉、7份滑石粉、4份云母粉组成。所述的比例为质量份。

本实施例中，所述的醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％，所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目，云母粉为绢云母粉。

制备所述云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料的具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料。将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，采用电钻搅拌机搅拌8分钟，制得液料。

步骤2，将P.O42.5普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料。

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，采用电钻搅拌机搅拌15分钟，而后用有机玻璃棒人工搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。

对上述实施例的云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料进行了性能测试，数据如下表：

	定伸粘结性	拉伸强度/MPa	峰值应变	断裂伸长率/％
					实施例1	无破坏	0.663	1.909	456.9
实施例2	无破坏	0.641	2.006	477.6
					实施例3	无破坏	0.597	2.148	501.7
实施例4	无破坏	0.632	1.987	469.3
					实施例5	无破坏	0.674	1.887	447.6

Claims (4)

1.一种云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料，其特征在于，由0.7～0.9份聚羧酸钠盐类分散剂、4～6份十二碳醇酯成膜助剂、2～4份邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、0.2～0.4份硅烷偶联剂、0.5～0.7份有机硅憎水剂、0.6份金属皂类消泡剂、74～76份醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液、11～12份普通硅酸盐水泥、7～9份石英粉、5～7份滑石粉和2～4份云母粉组成；所述的比例为质量份。

2.如权利要求1所述云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料，其特征在于，所述醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液固含量为54％～56％；所述的云母粉为绢云母粉。

3.如权利要求1所述云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料，其特征在于，所述石英粉、滑石粉、云母粉粒径分别为300目、600目、800目。

4.一种制备权利要求1所述云母粉增强的聚合物水泥复合填缝材料的方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，按所述质量份称取物料；将称取的聚羧酸钠盐类分散剂、十二碳醇酯成膜助剂、邻苯二甲酸二辛脂增塑剂、硅烷偶联剂、有机硅憎水剂以及1/2质量份的金属皂类消泡剂依次加入到醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中，搅拌5～8分钟，制得液料；

步骤2，将称取得普通硅酸盐水泥、石英粉、滑石粉以及云母粉干混搅拌均匀，制得粉料；

步骤3，将制得的粉料边搅拌边加入至液料中，并加入余下的1/2质量份的金属皂类消泡剂，搅拌机搅拌10～15分钟后用有机玻璃棒搅拌3分钟，制得云母粉增强的聚合物水泥复合道面填缝材料。