CN107216082A - 一种低氨防水灰浆及其制备方法 - Google Patents

一种低氨防水灰浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低氨防水灰浆及其制备方法，涉及建筑材料领域。以重量份计，本发明的低氨防水灰浆的液料：玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液100‑300份，玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液100‑300份，消泡剂2‑5份，分散剂1‑3份，杀菌剂1‑5份，去离子水400‑600份；粉料：低碱水泥400‑600份，河沙100‑400份，石英砂50‑200份，负离子粉5‑50份，减水剂1‑10份，缓凝剂0.5‑3份；两种丙烯酸乳液的合成组分均为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯及甲基丙烯酸甲酯，其合成中选用醇类物质调节pH。本发明的防水灰浆含氨量低、环保友好和力学性能优秀。

Description

一种低氨防水灰浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种低氨防水灰浆及其制备方法。
背景技术
随着建筑行业的飞速发展，家装防水的必要性受到越来越多的重视，防水灰浆产品由于其粘接强度大、易施工、性价比高等特点在市场中得到广泛应用。目前市场上的防水灰浆主要采用液料与粉料分开包装，使用时现场搅拌然后进行施工。
现有灰浆液料中的主要成分为丙酸酸乳液，粉料主要成分为普通硅酸盐水泥。丙烯酸乳液在合成工艺中一般采用氨水类物质调节其pH值以达到使用要求。除关注产品性能以外，健康环保的理念深入人心，对家装材料的环保性要求也越来越高，建材行业标准JC1066-2008《建筑防水涂料中有害物质限量》中表2-A类中要求防水涂料中氨含量低于500mg/kg，虽然防水用丙烯酸乳液中合成工艺中常用的氨水等PH调节剂已受到控制，但一般防水用丙烯酸乳液的合成组份中含有酰胺基团，当灰浆产品液料与粉料混合使用时，液料中的氨等成分遇到强碱性的水泥会形成氨气等刺激性气体挥发出来，并且酰胺基团在强碱环境下会发生水解，最终形成氨气大量挥发出来，该水解形成的氨气成为刺激性气体的主要来源，对环境造成污染，对人体造成伤害，尤其是应用在厨房、卫生间等相对封闭的区域，伤害性更大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种低氨防水灰浆及其制备方法，主要目的是解决防水灰浆液料中氨含量高不环保，力学性能有待进一步提高的技术问题。
为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种低氨防水灰浆，以重量份计，所述液料由以下重量份的组分组成：
以重量份计，所述粉料由以下重量份的组分组成：
其中，所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液的合成组分均为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯及甲基丙烯酸甲酯；
所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液在制备过程中均选用醇类物质调节其pH。
作为优选，所述液料由以下重量份的组分组成：
所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液为150-250份，
所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液为150-250份，
所述消泡剂为2-4份，
所述分散剂为1-3份，
所述杀菌剂为2-4份，
所述去离子水为450-550份；
所述粉料由以下重量份的组分组成：
所述低碱水泥450-550份，
所述河沙150-350份，
所述石英砂80-180份，
所述负离子粉10-40份，
所述减水剂2-8份，
所述缓凝剂1-3份。
作为优选，所述醇类物质为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
作为优选，所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液的的重量比例为1:0.5-1.5。
作为优选，所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液的的重量比例为1:0.8-1.2。
作为优选，所述河沙的目粒度为70目-140目，所述石英砂的目粒度为40目-80目。
作为优选，所述消泡剂为有机硅类物质；所述分散剂为聚丙烯酸钠盐；所述杀菌剂为异噻唑啉酮类物质。
作为优选，所述低碱水泥为海螺42.5级低碱水泥；所述减水剂为萘系减水剂；所述缓凝剂为葡糖糖酸钠。
另一方面，本发明实施例提供了上述低氨防水灰浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按原料配方准备各原料；
将去离子水、玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液混合并进行第一次搅拌，再加入分散剂、消泡剂和杀菌剂，混合并进行第二次搅拌，得到液料；
将低碱水泥、河沙、石英砂、负离子粉、减水剂及缓凝剂混合并进行第三次搅拌，得到粉料；
所述液料和所述粉料使用时的质量比例为1:3-5。
作为优选，所述第一次搅拌的转速为900r/min-1000r/min，所述第二次搅拌的转速为700r/min-800r/min，所述第三次搅拌的转速为500r/min-600r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明针对防水灰浆中氨含量高不环保以及防水灰浆力学性能有待提高的技术问题，采用了两种玻璃化温度不同的无氨丙烯酸乳液、低碱水泥与负离子粉以及各组分间合理配比的技术手段，达到了降低防水灰浆中氨含量以及提高防水灰浆力学性能的技术目的。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
为方便描述以下实施例文字将玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液代称为高玻璃化温度的丙烯酸乳液，将玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液代称为低玻璃化温度的丙烯酸乳液。
实施例1
以重量份计，按液料配方准备各原料：玻璃化温度为19℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7521丙烯酸乳液)200份，玻璃化温度为-8℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7537丙烯酸乳液)200份，有机硅类消泡剂5份(型号DP-608)，聚丙烯酸钠盐1份(型号731A)，1209异噻唑啉酮类杀菌剂5份(型号1209)，去离子水590份；
以重量份计，按粉料配方准备各原料：海螺42.5低碱水泥500份，70目河沙300份，50目石英砂150份，负离子粉20份(生产厂家为上海谐康新材料)，萘系减水剂3.5份，葡萄糖酸钠0.5份；
将590份去离子水加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将200份巴斯夫7521丙烯酸乳液、200份巴斯夫7537乳液加入到液料搅拌缸中分散10分钟，将搅拌速度降低为800转/分钟并将，再将1份731A聚丙烯酸钠盐、5份DP-608消泡剂、5份1209杀菌剂加入到液料搅拌缸中，搅拌20分钟后得到液料；
开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，将500份42.5低碱水泥加入到粉料搅拌缸，将300份140目河沙加入到搅拌缸中，再将150份80目石英砂、20份负离子粉、3.5份萘系减水剂、0.5份葡萄糖酸钠加入到无重力搅拌缸，搅拌10分钟后得到粉料；
上述液料和上述粉料在使用时的重量比为1:4。
实施例2
以重量份计，按液料配方准备各原料：玻璃化温度为19℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7521丙烯酸乳液)200份，玻璃化温度为-8℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7537丙烯酸乳液)200份，有机硅类消泡剂5份(型号DP-608)，聚丙烯酸钠盐1份(型号731A)，1209异噻唑啉酮类杀菌剂5份(型号1209)，去离子水590份；
以重量份计，按粉料配方准备各原料：海螺42.5低碱水泥400份，70目河沙400份，50目石英砂150份，负离子粉20份(生产厂家为上海谐康新材料)，萘系减水剂3.5份，葡萄糖酸钠0.5份；
将590份去离子水加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将200份巴斯夫7521丙烯酸乳液、200份巴斯夫7537乳液加入到液料搅拌缸中分散10分钟，将搅拌速度降低为800转/分钟并将，再将1份731A聚丙烯酸钠盐、5份DP-608消泡剂、5份1209杀菌剂加入到液料搅拌缸中，搅拌20分钟后得到液料；
开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，将400份42.5低碱水泥加入到粉料搅拌缸，将400份140目河沙加入到搅拌缸中，再将150份80目石英砂、20份负离子粉、3.5份萘系减水剂、0.5份葡萄糖酸钠加入到无重力搅拌缸，搅拌10分钟后得到粉料；
上述液料和上述粉料在使用时的重量比为1:3。
实施例3
以重量份计，按液料配方准备各原料：玻璃化温度为19℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7521丙烯酸乳液)300份，玻璃化温度为-8℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7537丙烯酸乳液)300份，有机硅类消泡剂5份(型号DP-608)，聚丙烯酸钠盐1份(型号731A)，1209异噻唑啉酮类杀菌剂5份(型号1209)，去离子水390份；
以重量份计，按粉料配方准备各原料：海螺42.5低碱水泥400份，70目河沙400份，50目石英砂150份，负离子粉20份(生产厂家为上海谐康新材料)，萘系减水剂3.5份，葡萄糖酸钠0.5份；
将390份去离子水加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将300份巴斯夫7521丙烯酸乳液、300份巴斯夫7537乳液加入到液料搅拌缸中分散10分钟，将搅拌速度降低为800转/分钟并将，再将1份731A聚丙烯酸钠盐、5份DP-608消泡剂、5份1209杀菌剂加入到液料搅拌缸中，搅拌20分钟后得到液料；
开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，将400份42.5低碱水泥加入到粉料搅拌缸，将400份140目河沙加入到搅拌缸中，再将150份80目石英砂、20份负离子粉、3.5份萘系减水剂、0.5份葡萄糖酸钠加入到无重力搅拌缸，搅拌10分钟后得到粉料；
上述液料和上述粉料在使用时的重量比为1:4。
实施例4
以重量份计，按液料配方准备各原料：玻璃化温度为19℃的低氨丙烯酸乳液(选自巴斯夫7521丙烯酸乳液)100份，玻璃化温度为-8℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7537丙烯酸乳液)300份，有机硅类消泡剂5份(型号DP-608)，聚丙烯酸钠盐1份(型号731A)，1209异噻唑啉酮类杀菌剂5份(型号1209)，去离子水590份；
以重量份计，按粉料配方准备各原料：海螺42.5低碱水泥400份，70目河沙400份，50目石英砂150份，负离子粉20份(生产厂家为上海谐康新材料)，萘系减水剂3.5份，葡萄糖酸钠0.5份；
将590份去离子水加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将100份巴斯夫7521丙烯酸乳液、300份巴斯夫7537乳液加入到液料搅拌缸中分散10分钟，将搅拌速度降低为800转/分钟并将，再将1份731A聚丙烯酸钠盐、5份DP-608消泡剂、5份1209杀菌剂加入到液料搅拌缸中，搅拌20分钟后得到液料；
开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，将400份42.5低碱水泥加入到粉料搅拌缸，将400份140目河沙加入到搅拌缸中，再将150份80目石英砂、20份负离子粉、3.5份萘系减水剂、0.5份葡萄糖酸钠加入到无重力搅拌缸，搅拌10分钟后得到粉料；
上述液料和上述粉料在使用时的重量比为1:4.5。
实施例5
以重量份计，按液料配方准备各原料：玻璃化温度为19℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7521丙烯酸乳液)300份，玻璃化温度为-8℃的丙烯酸乳液(选自巴斯夫7537丙烯酸乳液)100份，有机硅类消泡剂5份(型号DP-608)，聚丙烯酸钠盐1份(型号731A)，1209异噻唑啉酮类杀菌剂5份(型号1209)，去离子水590份；
以重量份计，按粉料配方准备各原料：海螺42.5低碱水泥400份，70目河沙400份，50目石英砂150份，负离子粉20份(生产厂家为上海谐康新材料)，萘系减水剂3.5份，葡萄糖酸钠0.5份；
将590份去离子水加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将300份巴斯夫7521丙烯酸乳液、100份巴斯夫7537乳液加入到液料搅拌缸中分散10分钟，将搅拌速度降低为800转/分钟并将，再将1份731A聚丙烯酸钠盐、5份DP-608消泡剂、5份1209杀菌剂加入到液料搅拌缸中，搅拌20分钟后得到液料；
开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，将400份42.5低碱水泥加入到粉料搅拌缸，将400份140目河沙加入到搅拌缸中，再将150份80目石英砂、20份负离子粉、3.5份萘系减水剂、0.5份葡萄糖酸钠加入到无重力搅拌缸，搅拌10分钟后得到粉料；
上述液料和上述粉料在使用时的重量比为1:5。
以上各实施例按照JC/T2090-2011《聚合物水泥防水浆料》中I型规定的性能指标检测粘接强度、抗压强度、抗折强度，按照JC1066-2008《防水涂料中有害物质限量》中规定的性能指标及方法检测氨含量，对应的性能测试结果如表1所示：
表1.本发明各实施例性能测试结果
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
粘接强度/MPa 2.2 1.9 2.7 2.4 2.0
抗压强度/MPa 24.7 22.5 24.1 25.8 22.7
抗折强度/MPa 11.5 10.3 12.6 12.1 10.4
氨/mg/Kg 0 0 0 0 0
由表1检测结果可知本发明的各个实例中均未检测出氨的成分，产品具有极好的环保性能。对比实施例1和实施例2，随着粉料中水泥量的减少，粘接强度、抗折强度、抗压强度均下降；
对比实施例1和实施例3，随着乳液量的上升，水泥与聚合物之间的接触增多，相互之间的作用增强，所以粘接性能与抗折性能提升，同时更多的聚合物乳液包裹水泥颗粒，水泥水化反应减少，抗压强强度下降；
对比实例1、实例4和实例5，随着高玻璃化温度乳液量的增减，产品的刚性更大，强度增加，但是高玻璃化温度乳液过多会导致产品成膜温度过高，室温下不易形成完成、连续的防水膜，出现剥落、开裂等情况；综合对比各实例性能，实例3为最优配比。
传统的丙烯酸乳液采用氨水或者为降低丙烯酸乳液含氨量选用低挥发性的氨类化合物调节pH以达到要求；本发明选用的丙烯酸乳液采用了醇类物质(如2-氨基-2-甲基-1-丙醇)作为调节剂调节其pH值以达到要求，本发明选用的两种丙烯酸乳液的合成组分不包含酰胺基团，避免了常规丙烯酸乳液因含有酰胺基团(N-羟甲基丙烯酰胺)而在灰浆产品的液料与粉料混合使用时，液料中的氨等成分遇到强碱性的水泥会形成氨气等刺激性气体挥发出来的现象，并且酰胺基团在强碱环境下会发生水解，最终形成氨气大量挥发出来，该水解形成的氨气成为刺激性气体的主要来源；本发明未选用常规丙烯酸乳液作为本发明的防水灰浆组分，而是选用优化的丙烯酸乳液，具体组分包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯及甲基丙烯酸甲酯，并可根据预设的玻璃化温度对上述各组分配比进行调试得到要求的玻璃化温度的丙烯酸乳液，优选的，上述优化的丙烯酸乳液可从巴斯夫公司选购。
本发明选用的玻璃化温度为10℃-20℃的丙烯酸乳液和玻璃化温度为-10℃-0℃的丙烯酸乳液以及二者合理的质量配比改善了防水灰浆的力学性能。
本发明选用的低碱水泥降低了液粉料混合后整个体系的pH值，间接降低了其他碱性气体的挥发性，因为液料中的氨等成分遇到强碱性水泥会形成氨气释放出来而污染环境；同时低碱水泥可有效预防碱集料反应，提高了防水层的抗开裂性能和耐久性，增强了防水效果。
本发明的负离子粉可有效分解灰浆产生使用过程中释放的VOC等残留物质，提高产品的环保性能。因此，本发明的防水灰浆因含氨量较低具有较优的环保性能，其粘结强度、抗压强度及抗折强度均可达到国家标准，满足使用要求。
本发明通过选用合适的组分，如两种不同玻璃化温度的丙烯酸乳液、低碱水泥和负离子粉等各组分，并设计了其合理的质量配比，充分发挥各组分间的协同作用，明显提高了防水层的抗开裂性能、提高了防水层的耐久性以及对环境友好。在本发明配方中，若只选用上述各组分，而未规定各组分范围及各组分间的配比，只能达到无氨环境友好，不能达到本发明力学性能优秀的目的，甚至可能不能达到国家要求的基本性能的标准。
本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低氨防水灰浆，由液料和粉料组成，其特征在于，以重量份计，所述液料由以下重量份的组分组成：
以重量份计，所述粉料由以下重量份的组分组成：
其中，所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液的合成组分均为苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯及甲基丙烯酸甲酯；
所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液在制备过程中均选用醇类物质调节其pH。
2.根据权利要求1所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述液料由以下重量份的组分组成：
所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液为150-250份，
所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液为150-250份，
所述消泡剂为2-4份，
所述分散剂为1-3份，
所述杀菌剂为2-4份，
所述去离子水为450-550份；
所述粉料由以下重量份的组分组成：
所述低碱水泥450-550份，
所述河沙150-350份，
所述石英砂80-180份，
所述负离子粉10-40份，
所述减水剂2-8份，
所述缓凝剂1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述醇类物质为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
4.根据权利要求1所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液的的重量比例为1:0.5-1.5。
5.根据权利要求4所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和所述玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液的的重量比例为1:0.8-1.2。
6.根据权利要求1所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述河沙的目粒度为70目-140目，所述石英砂的目粒度为40目-80目。
7.根据权利要求1所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类物质；所述分散剂为聚丙烯酸钠盐；所述杀菌剂为异噻唑啉酮类物质。
8.根据权利要求1所述的一种低氨防水灰浆，其特征在于，所述低碱水泥为海螺42.5级低碱水泥；所述减水剂为萘系减水剂；所述缓凝剂为葡糖糖酸钠。
9.权利要求1-8任一项所述的一种低氨防水灰浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按原料配方准备各原料；
将去离子水、玻璃化温度为零上10℃至零上20℃的丙烯酸乳液和玻璃化温度为零下10℃至0℃的丙烯酸乳液混合并进行第一次搅拌，再加入分散剂、消泡剂和杀菌剂，混合并进行第二次搅拌，得到液料；
将低碱水泥、河沙、石英砂、负离子粉、减水剂及缓凝剂混合并进行第三次搅拌，得到粉料；
所述液料和所述粉料使用时的质量比例为1:3-5。
10.根据权利要求9所述的一种低氨防水灰浆的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌的转速为900r/min-1000r/min，所述第二次搅拌的转速为700r/min-800r/min，所述第三次搅拌的转速为500r/min-600r/min。
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