CN107955472A - 一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料及其制备方法 - Google Patents

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CN107955472A CN201711195423.3A CN201711195423A CN107955472A CN 107955472 A CN107955472 A CN 107955472A CN 201711195423 A CN201711195423 A CN 201711195423A CN 107955472 A CN107955472 A CN 107955472A
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Abstract

本发明公开一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下原料组成：粉剂：水泥30~50份，石膏1~4份，干粉消泡剂0.1~0.5份，憎水剂0.1~0.5份，抑制泛碱助剂0.1~0.3份，有机膨润土0.1~0.5份，偏高岭土0.1~0.5份，石英砂40~70份；液剂：丙烯酸乳液70~85份，分散剂0.1~0.8份，润湿剂0.05~0.5份，颜料2~10份，PH值调节剂0.05~0.3份，流变改性剂0.05~0.3份，乙二醇0.5~1.5份，消泡剂0.05~0.3份，成膜助剂2~10份，防腐剂0.2~0.7份，纤维素醚0.05~0.5份，水1~15份；配比：液剂∶粉剂=1∶0.8~1.2。

Description

一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水领域，具体涉及一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料及其制备方法。
背景技术
饰面砂浆涂料主要由水泥、石英砂、石膏、钙粉、粘土等无机天然材料以及可再分散活性胶粉构成，添加一定量的矿物颜料，涂抹在建筑表面装饰。砂浆直接作用于建筑内、外墙基面上，在砂浆中掺入无机颜料，使得建筑具有丰富多彩的外墙色彩。
饰面砂浆涂料在欧洲己有几百年的历史，是一种较古老的内、外墙抹灰装饰材料。该涂料因使用耐候性很好的无机天然矿物材料作为原材料，使得产品具有良好的物理特性、优异的耐久性、古朴自然和丰富多彩的装饰效果。我国饰面砂浆涂料的历史并不长，在近几年才得到发展，但始终因为泛碱和色差两个因素制约了其发展。
发明内容
为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种抗碱防水一体的饰面砂浆涂料及其制备方法。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶0.8～1.2。
进一步地，上述有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶0.9～1.1。
混凝土泛碱是由于水泥、砂、石及外加剂等材料中的可溶性成分被水溶解后，伴随着砂浆表面的水分蒸发，在硬化体表面析出或与空气中的CO2等作用生成白色沉积物的结果。这些白色沉积物主要成分是Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4、Na2SO4、Na2CO3、K2CO3等。
本发明所提供的抗碱防水一体化涂料，通过采用有机膨润土、高活性偏高岭土及石英砂为填料，水泥和丙烯酸乳液作为主要的凝胶材料和成膜物质，通过有机无机复合使得本发明既具有无机涂料的耐久性，又具有有机涂料的柔韧性。其中，有机膨润土、高活性偏高岭土及石英砂配合，增加混凝土的密实度，封闭混凝土的内部通道，增强混凝土的抗渗性，阻止体系中的盐碱类物质迁移到表面；憎水剂能在涂料的表面形成憎水薄膜，与大气隔离，阻止Ca(OH)2与CO2反应；高活性抑制泛碱助剂可分散形成尺寸为微米级的小颗粒，这些小颗粒不仅能够封闭孔隙、降低水的迁移，还具有束缚自由Ca2+的潜力，且不会对水泥的水化产生缓凝。
本发明由粉料和液料组成，粉料由特种无机胶凝材料、精制骨料、精细填料及其他多种特殊改性助剂配制而成；液料使用特殊高渗透丙烯酸聚合物、多种助剂组合而成；按照指定液料和粉料配比混合搅拌均匀使用，是一款具有优异的耐候性、抗泛碱性、抗开裂性和耐沾污性的防水材料，同时也是一款同时具备装饰和防水功能的新型材料。
另外，本发明附着力强、耐候性好、韧性强，能直接在水泥基面上施工，免腻子、免防水、免底漆、免罩面，一次成型，比传统施工工艺少三道工序以上，相对比传统施工工艺，大大节省了施工成本。
其中，粉剂中，水泥为低碱水泥、硅酸盐高铝水泥和铝酸钙水泥的一种或几种混合；石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO4 82％，CaO 1.1％；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂；憎水剂为有机硅烷疏水剂；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂；石英砂为400目，且SiO2含量为90～99％的普通石英砂。
液剂中，丙烯酸乳液的固含量为46.5％，25℃下的布氏粘度低于1500cps；分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂；润湿剂为非离子乳化润湿剂；PH值调节剂；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂或聚醚改性有机硅消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
混凝土泛碱的主要原因是：水泥中硅酸盐熟料CaO含量占60％～70％，在水化过程中C3S、C2S水化生成C-S-H凝胶的同时，析出大量Ca(OH)2，这是一种极易溶解的物质。随着水分的蒸发迁移到砂浆的表面，再与空气中的CO2作用生成CaCO3而泛碱。本发明采用低碱水泥、硅酸盐高铝水泥和铝酸钙水泥的一种或几种混合来作为凝胶材料，降低混凝土体系中碱性氧化物的含量；采用分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂等助剂，降低体系中的需水量，使避免Ca(OH)2稳定地存在于砂浆中，不迁移至砂浆表面。
优选地，本发明采用主要成分为铝酸钙水泥的无机凝胶体系，其中水泥中铝酸钙水泥的含量大于80wt％。使用铝酸钙水泥为主要无机胶凝材料，能有效提高涂膜的耐久性、粘结强度、涂膜强度。铝酸钙作为胶凝材料时，由于铝酸钙水泥的水化产物不出现游离Ca(OH)2,能有效降低或避免后期涂膜泛碱，解决后期泛碱的问题。
铝酸钙水泥的主要矿物成分为铝酸一钙(CaO·Al2O3，简写CA)及其他铝酸盐(如CaO·2Al2O3简写CA2,2CaO·Al2O3·SiO2简写C2AS,12CaO·7AI2O3简写C12A7等)。
铝酸盐水泥水化原理：
其中，CAH10和C2AH8为六角片状晶体，C3AH6为方晶型晶体，结构很稳定，增强一体化涂料强度；但后期随时间强度有一定幅度下降，再加入CaSO4可以有效稳定体系的后期强度，具体反应如下：
3CA+3CaSO4+41H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+6AL(OH)3
3CA+CaSO4+21H2O→C3A·CaSO4·12H2O+6Al(OH)3
加入CaSO4后与铝酸钙水泥反应生成钙矾石，水化产物钙矾石的主要特点是：(1)形成速度快；(2)高结合水能力；(3)收缩补偿的能力。钙矾石的快速生成，缩短了体系的凝结时间，提高了体系的早期强度并降低收缩率。
优选地，本发明中所采用的丙烯酸乳液的粒径小于或等于0.05微米，具有优良附着力及强渗透性，能有效封闭底材毛细孔,有效防止盐渗对面漆的破坏。
优选地，丙烯酸乳液为采用陶氏化学AC-8188。
上述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)粉剂的制备
S11：在混合机中按顺序投入配方量的水泥和高活性偏高岭土，再缓慢投入石膏；
S12：用石英砂先与干粉消泡剂、有机硅憎水剂、高活性抑制泛碱助剂、增稠剂混合，混合后在缓慢加入搅拌机内，搅拌15～20min；
(2)液剂的制备
S21：在搅拌釜中加入丙烯酸乳液；
S22：将1/3～2/3的水、成膜助剂与纤维素醚预混合后，再投入搅拌釜，转速400～600转/min搅拌5～8min；
S23：将分散剂、颜料、流变改性剂、乙二醇、PH值调节剂、消泡剂依次投入搅拌釜，采用转速1000～1200转/min搅拌10min；
S24：最后将剩余水与防腐剂预混合后加入到搅拌釜，采用转速1000～1200转/min搅拌10min。
与现有技术比较，本发明防水抗碱，可在水泥基面上直接施工，免防水、免腻子、免底漆、免罩面，一次成型、省工省时；有长达十年的耐候性；同时具有超强的附着力，不仅能够很好地覆盖水泥基面，还能直接涂刷在外墙瓷砖、外墙涂料等光滑表面，与基面完美贴合。本发明适应范围广，对于外墙出新、外墙修补以及外墙翻新都有着卓越的效果，市场前景好。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例提供了一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶0.8。
其中，上述配方中，水泥为国产P.O42.5低碱水泥；石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO4 82％，CaO 1.1％；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂，德国明凌化学AGITANR，P803；憎水剂为有机硅烷疏水剂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，seal80；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，ERA200；有机膨润土采用Attagel50；高活性偏高岭土选自巴斯夫化学；石英砂为400目，且SiO2含量90～99％的普通石英砂。
丙烯酸乳液的固含量为46.5％，25℃下的布氏粘度低于1500cps，乳液粒径小于等于0.05微米；分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂D-26；润湿剂为非离子乳化润湿剂LCN407；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂681F消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
上述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)粉剂的制备
S11：在混合机中按顺序投入配方量的水泥和高活性偏高岭土，再缓慢投入石膏；
S12：用石英砂先与干粉消泡剂、有机硅憎水剂、高活性抑制泛碱助剂、增稠剂混合，混合后在缓慢加入搅拌机内，搅拌15～20min；
(2)液剂的制备
S21：在搅拌釜中加入丙烯酸乳液；
S22：将1/3～2/3的水、成膜助剂与纤维素醚预混合后，再投入搅拌釜，转速400～600转/min搅拌5～8min；
S23：将分散剂、颜料、流变改性剂、乙二醇、PH值调节剂、消泡剂依次投入搅拌釜，采用转速1000～1200转/min搅拌10min；
S24：最后将剩余水与防腐剂预混合后加入到搅拌釜，采用转速1000～1200转/min搅拌10min。
本实施例所提供的涂料的性能测试按照JG/T_24-2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料；JG/T 210-2007建筑内外墙用底漆，W型；以及JC/T2090-2011聚合物水泥防水浆料，II型。具体测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
由表1所示的结果可知，
实施例2
本实施例提供了一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶1.2。
其中，上述配方中，水泥为国产P.O42.5低碱水泥和铝酸钙水泥混合，混合质量比为1∶5；石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO4 82％，CaO 1.1％；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂，德国明凌化学AGITANR，P803；憎水剂为有机硅烷疏水剂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，seal80；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，ERA200；有机膨润土采用Attagel50；高活性偏高岭土选自巴斯夫化学；石英砂为400目，且SiO2含量90～99％的普通石英砂。
丙烯酸乳液的固含量为46.5％，25℃下的布氏粘度低于1500cps，乳液粒径小于等于0.05微米；分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂D-26；润湿剂为非离子乳化润湿剂LCN407；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂681F消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
本实施例的制备方法和性能测试同实施例1。
实施例3
本实施例提供了一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶1.1。
其中，上述配方中，水泥为硅酸盐高铝水泥和铝酸钙水泥混合，混合质量比为1∶4；石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO4 82％，CaO 1.1％；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂，德国明凌化学AGITANR，P803；憎水剂为有机硅烷疏水剂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，seal80；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，ERA200；有机膨润土采用Attagel50；高活性偏高岭土选自巴斯夫化学；石英砂为400目，且SiO2含量90～99％的普通石英砂。
丙烯酸乳液的固含量为46.5％，25℃下的布氏粘度低于1500cps，乳液粒径小于等于0.05微米；分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂D-26；润湿剂为非离子乳化润湿剂LCN407；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂681F消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
本实施例的制备方法和性能测试同实施例1。
实施例4
本实施例提供了一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶0.9。
其中，上述配方中，水泥为低碱水泥、硅酸盐高铝水泥和铝酸钙水泥混合，混合质量比为1∶1∶8；石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO4 82％，CaO 1.1％；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂，德国明凌化学AGITANR，P803；憎水剂为有机硅烷疏水剂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，seal80；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，ERA200；有机膨润土采用Attagel50；高活性偏高岭土选自巴斯夫化学；石英砂为400目，且SiO2含量90～99％的普通石英砂。
丙烯酸乳液的固含量为46.5％，25℃下的布氏粘度低于1500cps，乳液粒径小于等于0.05微米；分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂D-26；润湿剂为非离子乳化润湿剂LCN407；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂681F消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
本实施例的制备方法和性能测试同实施例1。
实施例5
本实施例提供了一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
液剂：
配比：液剂∶粉剂＝1∶1。
其中，上述配方中，水泥为铝酸钙水泥；石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO482％，CaO 1.1％；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂，德国明凌化学AGITANR，P803；憎水剂为有机硅烷疏水剂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，seal80；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司，ERA200；有机膨润土采用Attagel50；高活性偏高岭土选自巴斯夫化学；石英砂为400目，且SiO2含量90～99％的普通石英砂。
丙烯酸乳液的固含量为46.5％，25℃下的布氏粘度低于1500cps，乳液粒径小于等于0.05微米；分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂D-26；润湿剂为非离子乳化润湿剂LCN407；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂681F消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
本实施例的制备方法和性能测试同实施例1。
上述实施例所提供的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料由丙烯酸乳液，特种无机胶凝材料、填料及多种功能添加剂组成配方独特，有效避免彩色装饰砂浆泛碱和色差的风险、具有优异的耐水性、高耐沾污性和透气性、高耐候性，超长使用年限；
防水抗碱，可在水泥基面上直接施工，免防水、免腻子、免底漆、免罩面，一次成型、省工省时；有长达十年的耐候性。同时具有超强的附着力，不仅能够很好地覆盖水泥基面，还能直接涂刷在外墙瓷砖、外墙涂料等光滑表面，与基面完美贴合。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
水泥 30~50份
石膏 1~4份
干粉消泡剂 0.1~0.5份
憎水剂 0.1~0.5份
高活性抑制泛碱助剂 0.1~0.3份
有机膨润土 0.1~0.5份
高活性偏高岭土 0.1~0.5份
石英砂 40~70份
液剂：
丙烯酸乳液 70~85份
分散剂 0.1~0.8份
润湿剂 0.05~0.5份
颜料 2~10份
PH值调节剂 0.05~0.3份
流变改性剂 0.05~0.3份
乙二醇 0.5~1.5份
消泡剂 0.05~0.3份
成膜助剂 2~10份
防腐剂 0.2~0.7份
纤维素醚 0.05~0.5份
水 1~15份
配比：液剂∶粉剂=1∶0.8~1.2。
2.根据权利要求1所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：
粉剂：
水泥 35~45份
石膏 2~3份
干粉消泡剂 0.2~0.3份
憎水剂 0.2~0.3份
高活性抑制泛碱助剂 0.15~0.2份
有机膨润土 0.2~0.3份
高活性偏高岭土 0.2~0.3份
石英砂 50.6~62.5份
液剂：
丙烯酸乳液 75~80份
分散剂 0.3~0.6份
润湿剂 0.1~0.3份
颜料 5~8份
PH值调节剂 0.1~0.2份
流变改性剂 0.1~0.2份
乙二醇 0.8~1份
消泡剂 0.1~0.2份
成膜助剂 5~7份
防腐剂 0.3~0.5份
纤维素醚 0.1~0.3份
水 1.7~13.1份
配比：液剂∶粉剂=1∶0.9~1.1。
3.根据权利要求2所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，水泥为低碱水泥、硅酸盐高铝水泥和铝酸钙水泥的一种或几种混合。
4.根据权利要求3所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，水泥中铝酸钙水泥的含量大于80wt%。
5.根据权利要求1~4任一项所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，石膏为无水硬石膏，主要组成为CaSO4 82%，CaO 1.1%；干粉消泡剂为有机硅粉体消泡剂；憎水剂为有机硅烷疏水剂；高活性抑制泛碱助剂为脂肪酸衍生物改性树脂；石英砂为400目，且SiO2含量90~99%的普通石英砂。
6.根据权利要求1~4任一项所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，丙烯酸乳液的固含量为46.5%，25℃下的布氏粘度低于1500 cps。
7.根据权利要求1~4任一项所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料，其特征在于，分散剂为疏水改性共聚物铵盐分散剂；润湿剂为非离子乳化润湿剂；PH值调节剂；流变改性剂为非离子型聚氨酯流变改性剂；消泡剂为矿物油类消泡剂或聚醚改性有机硅消泡剂；成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇-异丁酸单酯；防腐剂为异噻唑啉酮类；纤维素醚为羟乙基纤维素类增稠剂。
8.根据权利要求1~7任一项所述的有机无机复合装饰抗碱防水一体化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
粉剂的制备
S11：在混合机中按顺序投入配方量的水泥和高活性偏高岭土，再缓慢投入石膏；
S12：用石英砂先与干粉消泡剂、有机硅憎水剂、高活性抑制泛碱助剂、增稠剂混合，混合后在缓慢加入搅拌机内，搅拌15~20 min；
液剂的制备
S21：在搅拌釜中加入丙烯酸乳液；
S22：将1/3~2/3的水、成膜助剂与纤维素醚预混合后，再投入搅拌釜，转速400~600转/min搅拌5~8 min；
S23：将分散剂、颜料、流变改性剂、乙二醇、PH值调节剂、消泡剂依次投入搅拌釜，采用转速1000~1200转/min搅拌10 min；
S24：最后将剩余水与防腐剂预混合后加入到搅拌釜，采用转速1000~1200转/min搅拌10 min。
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