CN109517425A - 一种自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法。将硅烷、二氧化硅气凝胶加入无水乙醇中，混合搅拌后加热，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒，接着将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于复合微粒表面，最后与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水捏合为膏状，即得自修复长效建筑防水腻子膏。该方法通过聚四氟乙烯包覆含硅烷的二氧化硅气凝胶，将得到的复合微粒添加制备的腻子膏，使用初期具有优异的耐水性和流平性，施工性顺滑易抹平，防水性能优异，并且硅烷在包覆层老化后释放，可有效实现腻子涂层的自修复，从而具有自修复的长效防水性能，提升了腻子膏的耐久性。

Description

一种自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及腻子膏的制备，特别是涉及一种自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法。

背景技术

随着建筑涂料市场的发展，现有墙体装饰对材料要求越来越高，不但要求具有良好的施工性，而且对性能要求越来越高。腻子是作为涂装施工最常用的材料，为了施工，目前大都是工厂调制，现场直接使用。由于腻子是装饰基材，与混凝土墙体直接接触，用于填补凹陷的工作表面，但由于腻子层受风吹日晒、潮湿、表面涂料等影响，极易出现龟裂、泛黄脱落的现象，严重影响墙面装饰效果。

根据已有报道，目前已开发出了防水腻子，如采用防水性的胶粉、疏水性的材料等提高腻子防水性。但由于腻子属于与混凝土直接接触，混凝土长期处于潮湿环境、碱性环境，现有防水腻子耐久性较差，主要表现在腻子层在超过5年后存在脱落、开裂等。因此，对于腻子膏耐久性提升的研究受到广泛关注。

中国发明专利申请号201610301821.8公开了一种外墙防水腻子膏，主要由下列原料制备而成，均为重量份：聚醋酸乙烯酯12~16重量份，可溶性淀粉13~18重量份，聚丙烯酸钠10~15重量份，重质碳酸钙96~104重量份，羧甲基纤维素钠17~23重量份，滑石粉34~42重量份，聚丙烯纤维9~14重量份，凹凸棒土18~22重量份，去离子水30~50重量份，防腐剂1~2重量份，分散剂0.5~1.5重量份。该发明所得产品施工方便，耐水性好，防开裂，防掉粉，粘结强度高，综合性能优越。

中国发明专利申请号201611182840.X公开了一种防水腻子膏及其制备方法，按照重量比，由纤维素醚、膨润土粉、盐石膏粉、灰钙土粉、植物胶粉、羟基硅油乳液、去离子水和防水剂组成。该发明在制备腻子膏时加入防水剂，经过处理的甲基纤维素、硅溶胶和聚丙烯酸钠的混合液与羟基硅油乳液混合后改善了羟基硅油乳液的成膜致密性，使其加入到腻子膏制备过程中后，在腻子空隙中凝聚成膜，封堵住腻子体系中的空隙，使腻子涂刮干燥后表层形成更为致密的膜，从而能有效地阻止水的渗入、降低吸水量，能够提高腻子膏的防水性能，提高腻子膏的防水能力。

中国发明专利申请号201810736995.6公开了一种高强度防水腻子膏的制备方法，该发明以具有优异固氮能力的念珠藻为原料，在适宜的温度和光照条件下培养，得到预处理念珠藻，再将其粉碎后和富含微生物的河底淤泥混合发酵，得到发酵产物，接着以酚醛树脂为主料制得自制胶粉，最后将发酵产物、自制胶粉和白水泥等混合搅拌即得高强度防水腻子膏，本发明制得的高强度防水腻子膏机械性能优异，防水性能好，粘结强度高，具有广阔的应用前景。

中国发明专利申请号201810158042.6公开了一种防水石蜡腻子膏及其制备方法，包括以下重量份成分组成，石蜡5-25重量份，聚丙烯酰胺3~10重量份，硫酸锌8~15重量份，重质碳酸钙35~50重量份，滑石粉10~20重量份，水泥改性剂1~5重量份，氢氧化钙l5~30重量份，水35~50重量份。

根据上述，现有方案中用于建筑防水的腻子膏耐久性差，采用防水胶粉、疏水剂进行改进时，依然存在耐水性难以持久的缺陷。

发明内容

针对目前应用较广的建筑防水的腻子膏耐久性差，采用防水胶粉、疏水剂进行改进时，依然存在耐水性难以持久的缺陷，本发明提出一种自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法，从而赋予了腻子膏的自修复功能，进而实现了长效防水的目的。

本发明涉及的具体技术方案如下：

一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，包括以下步骤：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏。

本发明将硅烷稳定在二氧化硅气凝胶中，然后利用聚四氟乙烯包覆，得到的复合微粒用于腻子膏，由于聚四氟乙烯包覆，在使用初期具有优异的耐水性和流平性，施工性顺滑易抹平，聚四氟乙烯耐水疏水性能优异；在3-5年后，在腻子膏出现粉化迹象时，其中的聚四氟乙烯包覆层出现正常的老化，内包覆的硅烷释放，在混凝土基层碱性、潮湿条件下硅烷水解凝胶化自粘结，实现腻子涂层的自修复功能，从而实现自修复长效防水功能。

优选的，步骤（1）所述硅烷为甲硅烷、乙硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷中的至少一种。

优选的，步骤（1）所述混合搅拌的搅拌速度为300~400r/min，时间为30~40min。

优选的，步骤（1）所述加热的温度为40~50℃。

优选的，步骤（1）中，硅烷5~10重量份、无水乙醇50~60重量份、二氧化硅气凝胶35~40重量份。

优选的，步骤（2）所述聚四氟乙烯乳液的固含量为40~60%。

优选的，步骤（2）所述包覆层的厚度为5~20μm。

优选的，步骤（3）所述胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉中的至少一种。

优选的，步骤（3）中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒10~13重量份、滑石粉11~13重量份、胶粉6~8重量份、纤维素醚1~3重量份、膨润土13~16重量份、轻质碳酸钙10~12重量份、硅灰石11~14重量份、瓷土7~10重量份、水11~31重量份。

本发明还提供一种上述制备方法制备得到的自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法。将硅烷分散在无水乙醇，然后加入二氧化硅气凝胶；使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中；然后加热条件下使乙醇自然挥发；得到吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；进一步采用聚四氟乙烯乳液喷涂包覆，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；接着与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水捏合为膏状，密封包装，得到产品。

本发明提供了一种自修复长效建筑防水腻子膏及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1、提出以聚四氟乙烯包覆制备自修复长效建筑防水腻子膏的方法。

2、通过聚四氟乙烯包覆含硅烷的二氧化硅气凝胶，将得到的复合微粒添加制备的腻子膏，使用初期具有优异的耐水性和流平性，施工性顺滑易抹平，防水性能优异。

3、通过复合微粒包覆的硅烷，在包覆层老化后释放，可有效实现腻子涂层的自修复，从而具有自修复的长效防水性能，提升了腻子膏的耐久性。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

实施例1

制备过程为：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；硅烷为甲硅烷；混合搅拌的搅拌速度为320r/min，时间为38min；加热的温度为42℃；其中，硅烷6重量份、无水乙醇57重量份、二氧化硅气凝胶37重量份；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；聚四氟乙烯乳液的固含量为45%；包覆层的平均厚度为10μm；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏；所述胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉；其中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒11重量份、滑石粉12重量份、胶粉6重量份、纤维素醚1重量份、膨润土14重量份、轻质碳酸钙11重量份、硅灰石12重量份、瓷土8重量份、水25重量份。

测试方法为：

将实施例1制得的防水腻子膏涂敷于玻璃板表面，厚度为1.5mm，静放7天，然后放入烘箱内50℃±2℃烘24h，取出后放置3h后，利用涂料透水性能测试仪进行测试，测得抗渗透压强；然后将试样放入老化试验箱中，参照GB/T 10125标准进行高湿度高低温循环测试，在老化试验紫外光老化200h，进行抗渗透性能测试。

通过上述方法测得的实施例1的防水腻子膏的老化试验中抗渗透压强如表1所示。

实施例2

制备过程为：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；硅烷为乙硅烷；混合搅拌的搅拌速度为370r/min，时间为33min；加热的温度为48℃；其中，硅烷9重量份、无水乙醇52重量份、二氧化硅气凝胶39重量份；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；聚四氟乙烯乳液的固含量为55%；包覆层的平均厚度为15μm；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏；所述胶粉为乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉；其中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒12重量份、滑石粉12重量份、胶粉8重量份、纤维素醚3重量份、膨润土15重量份、轻质碳酸钙11重量份、硅灰石13重量份、瓷土9重量份、水17重量份。

测试方法为：

将实施例2制得的防水腻子膏涂敷于玻璃板表面，厚度为1.5mm，静放7天，然后放入烘箱内50℃±2℃烘24h，取出后放置3h后，利用涂料透水性能测试仪进行测试，测得抗渗透压强；然后将试样放入老化试验箱中，参照GB/T 10125标准进行高湿度高低温循环测试，分别在老化试验紫外光老化200h，进行抗渗透性能测试。在老化试验500h、1000h和2000h时取出样品，重复进行抗渗透性能测试。

通过上述方法测得的实施例2的防水腻子膏的老化试验中抗渗透压强如表1所示。

实施例3

制备过程为：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；硅烷为乙烯基三乙氧基硅烷；混合搅拌的搅拌速度为300r/min，时间为40min；加热的温度为40℃；其中，硅烷5重量份、无水乙醇60重量份、二氧化硅气凝胶35重量份；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；聚四氟乙烯乳液的固含量为40%；包覆层的平均厚度为5μm；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏；所述胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉；其中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒10重量份、滑石粉11重量份、胶粉6重量份、纤维素醚1重量份、膨润土13重量份、轻质碳酸钙10重量份、硅灰石11重量份、瓷土7重量份、水1重量份。

测试方法为：

将实施例3制得的防水腻子膏涂敷于玻璃板表面，厚度为1.5mm，静放7天，然后放入烘箱内50℃±2℃烘24h，取出后放置3h后，利用涂料透水性能测试仪进行测试，测得抗渗透压强；然后将试样放入老化试验箱中，参照GB/T 10125标准进行高湿度高低温循环测试，在老化试验紫外光老化200h，进行抗渗透性能测试。通过上述方法测得的实施例3的防水腻子膏的老化试验中抗渗透压强如表1所示。

实施例4

制备过程为：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷；混合搅拌的搅拌速度为400r/min，时间为30min；加热的温度为50℃；其中，硅烷10重量份、无水乙醇50重量份、二氧化硅气凝胶40重量份；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；聚四氟乙烯乳液的固含量为60%；包覆层的平均厚度为20μm；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏；所述胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉；其中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒13重量份、滑石粉13重量份、胶粉8重量份、纤维素醚3重量份、膨润土16重量份、轻质碳酸钙12重量份、硅灰石14重量份、瓷土10重量份、水11重量份。

测试方法为：

将实施例4制得的防水腻子膏涂敷于玻璃板表面，厚度为1.5mm，静放7天，然后放入烘箱内50℃±2℃烘24h，取出后放置3h后，利用涂料透水性能测试仪进行测试，测得抗渗透压强；然后将试样放入老化试验箱中，参照GB/T 10125标准进行高湿度高低温循环测试，在老化试验紫外光老化200h，进行抗渗透性能测试。通过上述方法测得的实施例4的防水腻子膏的老化试验中抗渗透压强如表1所示。

实施例5

制备过程为：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；硅烷为异丁基三乙氧基硅烷；混合搅拌的搅拌速度为360r/min，时间为36min；加热的温度为46℃；其中，硅烷7重量份、无水乙醇56重量份、二氧化硅气凝胶37重量份；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；聚四氟乙烯乳液的固含量为55%；包覆层的平均厚度为11μm；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏；所述胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉；其中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒11重量份、滑石粉12重量份、胶粉7重量份、纤维素醚2重量份、膨润土14重量份、轻质碳酸钙11重量份、硅灰石12重量份、瓷土8重量份、水23重量份。

测试方法为：

将实施例5制得的防水腻子膏涂敷于玻璃板表面，厚度为1.5mm，静放7天，然后放入烘箱内50℃±2℃烘24h，取出后放置3h后，利用涂料透水性能测试仪进行测试，测得抗渗透压强；然后将试样放入老化试验箱中，参照GB/T 10125标准进行高湿度高低温循环测试，在老化试验紫外光老化200h，进行抗渗透性能测试。通过上述方法测得的实施例5的防水腻子膏的老化试验中抗渗透压强如表1所示。

对比例1

腻子膏中未加入聚四氟乙烯包覆的复合微粒,其余与实施例5一致。

测试方法为：

将对比例1制得的防水腻子膏涂敷于玻璃板表面，厚度为1.5mm，静放7天，然后放入烘箱内50℃±2℃烘24h，取出后放置3h后，利用涂料透水性能测试仪进行测试，测得抗渗透压强；然后将试样放入老化试验箱中，参照GB/T 10125标准进行高湿度高低温循环测试，在老化试验紫外光老化200h，进行抗渗透性能测试。通过上述方法测得的对比例1的防水腻子膏的老化试验中抗渗透压强如表1所示。

表1：

Claims (10)

1.一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将硅烷加入无水乙醇中，接着加入二氧化硅气凝胶，混合搅拌，使硅烷进入二氧化硅气凝胶的网络中，得到混合液，接着加热使得乙醇自然挥发，制得吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒；

（2）将聚四氟乙烯乳液均匀喷涂于步骤（1）制得的吸附硅烷的二氧化硅气凝胶复合微粒表面，形成包覆层，得到微米级的聚四氟乙烯包覆的复合微粒；

（3）将步骤（2）制得的聚四氟乙烯包覆的复合微粒与滑石粉、胶粉、纤维素醚、膨润土、轻质碳酸钙、硅灰石、瓷土、水混合，捏合为膏状，密封包装，即得自修复长效建筑防水腻子膏。

2.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述硅烷为甲硅烷、乙硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述混合搅拌的搅拌速度为300~400r/min，时间为30~40min。

4.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述加热的温度为40~50℃。

5.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，硅烷5~10重量份、无水乙醇50~60重量份、二氧化硅气凝胶35~40重量份。

6.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述聚四氟乙烯乳液的固含量为40~60%。

7.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述包覆层的厚度为5~20μm。

8.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉中的至少一种。

9.根据权利要求1所述一种自修复长效建筑防水腻子膏的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，聚四氟乙烯包覆的复合微粒10~13重量份、滑石粉11~13重量份、胶粉6~8重量份、纤维素醚1~3重量份、膨润土13~16重量份、轻质碳酸钙10~12重量份、硅灰石11~14重量份、瓷土7~10重量份、水11~31重量份。

10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的一种自修复长效建筑防水腻子膏。