CN110713369A - 一种雕塑水泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种雕塑水泥，其包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥40‑50份、石膏20‑30份、硼砂40‑50份、玄武岩粉5‑10份、胶水8‑12份、壳聚糖纤维0.05‑1份、添加剂0.3‑0.8份。本发明还公开了所述雕塑水泥的制备方法。本发明公开的雕塑水泥综合性能优异，防开裂和塑形性更好，使用寿命更长，防水抗渗性能更优异，施工性能和稳定性更佳，雕塑出的立体感和视觉美感好，艺术效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种雕塑水泥及其制备方法。
背景技术
近年来，随着经济的发展及生活水平的提高，人们对于建筑工程要求越来越高，不仅要求其具有能抵抗外界物理，化学，生物破坏的作用的结构，还要求其具有一定艺术造型，给人以美感，如塑石，假山，仿木，仿石墙面，园林景观的大型雕塑等。雕塑水泥是这些建筑的常见材质，它是一种通过造型、纹理、质感与色彩表达设计师想象力的材料。其性能的好坏直接影响到建筑材料的美观及艺术效果。因此，开发性能优异的雕塑水泥是业内亟待解决的问题。
水泥，是粉状水硬性无机胶凝材料，其加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。但是普通硅酸盐水泥存在早期水化热高，凝结时间果断，后期强度有不同程度的倒缩等问题，应用到雕塑中时容易产生裂缝和空鼓、喷浆厚度不容易控制，同时，生产制备的雕塑外观效果较难控制。作为改进，现有技术中出现了专门用于雕塑的雕塑水泥，但是市面上的雕塑水泥还普遍存在抹于基面之后，很快脱水，易造成强度降低及产生众多裂痕；凝固时间较早，雕塑造型的时间不够充分；砂浆配合比人为随机操作，缺乏统一的科学配比，质量不稳定，使用寿命短；抹灰厚度在2-3cm，无法达到充分厚度，雕塑出的立体感欠佳等缺陷。
申请号为201410300139.8的中国发明专利公开了一种雕塑砂浆，由以下组分组成：32.5R的普通硅酸盐水泥40％-50％，40-80目的砂(石英砂)45-55％，50-70目的轻质骨料1-2％，纤维素醚0.01-0.1％，可分散乳胶粉0.02-0.2％，减水剂0.2-0.4％，硅粉2-3％，木质素纤维0.3-0.4％，聚丙烯纤维0-0.04％。这样的组分组成的目的在于：操作方便，不用添加任何其它材料直接使用；具有易施工性，有非常好的和易性；抗垂挂性使得一次抹灰厚度更厚，可达5cm以上，营造出了更立体、更丰富的雕塑效果，并提高了施工效率；少发现裂缝，提高了仿真效果；结构紧密，配比合理可延长使用寿命；工厂化生产，质量稳定有保障。但该发明公开的砂浆使用后，防开裂性和塑形性较差，防水、抗渗透性、稳定性、强度和韧性有待进一步提高。
因此，开发一款综合性能优异，防开裂和塑形效果佳，使用寿命长，防水抗渗性能优异，施工性能好的雕塑水泥符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进雕塑材料行业的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种雕塑水泥及其制备方法，该制备方法简单，操作方便，制备成本低；制备得到的雕塑水泥综合性能优异，防开裂和塑形性更好，使用寿命更长，防水抗渗性能更优异，施工性能和稳定性更佳，雕塑出的立体感和视觉美感好，艺术效果显著。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种雕塑水泥，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥40-50份、石膏20-30份、硼砂40-50份、玄武岩粉5-10份、胶水8-12份、壳聚糖纤维0.05-1份、添加剂0.3-0.8份。
进一步地，所述硼砂的粒径为80-120目。
进一步地，所述玄武岩粉的粒径为100-200目。
进一步地，所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚20-30份、卡拉胶10-20份、单棕榈酸甘油3-5份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物5-10份。
优选地，所述超支化聚缩甘油醚为自制，制备方法参考：何源.超支化缩水甘油醚的制备和生物医学应用[D].浙江大学，2011。
优选地，所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、丙烯酸酯、丙酸松油酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物。
优选地，所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、丙烯酸酯、丙酸松油酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1：1：2：1：(0.04-0.06)：(15-20)。
优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
进一步地，所述添加剂为N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸改性聚季铵盐-15。
进一步地，所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：将N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、季铵盐-15溶于四氢呋喃中，在35-45℃下搅拌反应3-6小时，后再向其中加入偶氮二异丁腈，在氮气氛围下，80-90℃发生聚合反应4-6小时，反应结束后，选自除去四氢呋喃，得到添加剂。
优选地，所述N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、季铵盐-15、四氢呋喃、偶氮二异丁腈的质量比为1：1.18：(10-16)：(0.02-0.03)。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述雕塑水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合后加入到搅拌锅中，升温至60-70℃，搅拌2-4小时，后升温至75-85℃，继续搅拌1-2小时，最后冷却至室温，碾磨过200-300目筛，制得所述雕塑水泥。
由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的雕塑水泥制备方法简单，操作方便，制备成本低；制备得到的雕塑水泥综合性能优异，防开裂和塑形性更好，使用寿命更长，防水抗渗性能更优异，施工性能和稳定性更佳，雕塑出的立体感和视觉美感好，艺术效果显著。
具体实施方式
本发明涉及一种雕塑水泥，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥40-50份、石膏20-30份、硼砂40-50份、玄武岩粉5-10份、胶水8-12份、壳聚糖纤维0.05-1份、添加剂0.3-0.8份；所述硼砂的粒径为80-120目；所述玄武岩粉的粒径为100-200目。
进一步地，所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚20-30份、卡拉胶10-20份、单棕榈酸甘油3-5份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物5-10份；所述超支化聚缩甘油醚为自制，制备方法参考：何源.超支化缩水甘油醚的制备和生物医学应用[D].浙江大学，2011。
所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、丙烯酸酯、丙酸松油酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物；所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、丙烯酸酯、丙酸松油酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1：1∶2∶1：(0.04-0.06)：(15-20)；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
进一步地，所述添加剂为N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸改性聚季铵盐-15；所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：将N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、季铵盐-15溶于四氢呋喃中，在35-45℃下搅拌反应3-6小时，后再向其中加入偶氮二异丁腈，在氮气氛围下，80-90℃发生聚合反应4-6小时，反应结束后，选自除去四氢呋喃，得到添加剂；所述N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、季铵盐-15、四氢呋喃、偶氮二异丁腈的质量比为1∶1.18∶(10-16)∶(0.02-0.03)。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述雕塑水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合后加入到搅拌锅中，升温至60-70℃，搅拌2-4小时，后升温至75-85℃，继续搅拌1-2小时，最后冷却至室温，碾磨过200-300目筛，制得所述雕塑水泥。
由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的雕塑水泥制备方法简单，操作方便，制备成本低；制备得到的雕塑水泥综合性能优异，防开裂和塑形性更好，使用寿命更长，防水抗渗性能更优异，施工性能和稳定性更佳，雕塑出的立体感和视觉美感好，艺术效果显著。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
实施例1提供一种雕塑水泥，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥40份、石膏20份、硼砂40份、玄武岩粉5份、胶水8份、壳聚糖纤维0.05份、添加剂0.3份；所述硼砂的粒径为100目；所述玄武岩粉的粒径为120目。
所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚20份、卡拉胶10份、单棕榈酸甘油3份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物5份。
所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯100g、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯100g、丙烯酸酯200g、丙酸松油酯100g、偶氮二异丁腈4g加入到N，N-二甲基甲酰胺1500g中，在氮气氛围下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物。
所述添加剂为N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸改性聚季铵盐-15；所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：将N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸100g、季铵盐-15118g溶于四氢呋喃1000g中，在35℃下搅拌反应4小时，后再向其中加入偶氮二异丁腈，在氮气氛围下，85℃发生聚合反应5小时，反应结束后，选自除去四氢呋喃，得到添加剂。
一种所述雕塑水泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按比例混合后加入到搅拌锅中，升温至65℃，搅拌3小时，后升温至80℃，继续搅拌1.5小时，最后冷却至室温，碾磨过250目筛，制得所述雕塑水泥。
实施例2
实施例2提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，所述雕塑水泥，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥43份、石膏22份、硼砂42份、玄武岩粉6份、胶水9份、壳聚糖纤维0.2份、添加剂0.4份；所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚23份、卡拉胶12份、单棕榈酸甘油3.5份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物6份。
实施例3
实施例3提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，所述雕塑水泥，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥45份、石膏25份、硼砂45份、玄武岩粉7份、胶水10份、壳聚糖纤维0.5份、添加剂0.6份；所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚25份、卡拉胶15份、单棕榈酸甘油4份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物7份。
实施例4
实施例4提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，所述雕塑水泥，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥48份、石膏28份、硼砂47份、玄武岩粉9份、胶水11份、壳聚糖纤维0.9份、添加剂0.7份；所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚29份、卡拉胶18份、单棕榈酸甘油4.5份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物9份。
实施例5
实施例5提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，所述雕塑水泥，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥50份、石膏30份、硼砂50份、玄武岩粉10份、胶水12份、壳聚糖纤维1份、添加剂0.8份；所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚30份、卡拉胶20份、单棕榈酸甘油5份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物10份。
对比例1
对比例1提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，没有添加石膏和硼砂。
对比例2
对比例2提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，没有添加玄武岩粉和胶水。
对比例3
对比例3提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，没有添加壳聚糖纤维和添加剂。
对比例4
对比例4提供一种雕塑水泥，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的在于，没有添加超支化聚缩甘油醚和单棕榈酸甘油。
为了说明本发明实施例的技术效果，将所述雕塑水泥的相关性能参照国标进行测试，测试结果见表1所示。
表1
从表1中可以看出，实施例1-5中的雕塑水泥具有优异的机械力学性能、抗裂性和抗渗防水性。可见，胶水和各组分的添加都有利于提高其上述性能，上述性能是各组分协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种雕塑水泥，其特征在于，包括如下重量份的各组分制成：普通硅酸盐水泥40-50份、石膏20-30份、硼砂40-50份、玄武岩粉5-10份、胶水8-12份、壳聚糖纤维0.05-1份、添加剂0.3-0.8份。
2.根据权利要求1所述的雕塑水泥，其特征在于，所述硼砂的粒径为80-120目。
3.根据权利要求1所述的雕塑水泥，其特征在于，所述玄武岩粉的粒径为100-200目。
4.根据权利要求1所述的雕塑水泥，其特征在于，所述胶水是由如下重量份的各原料制成的：超支化聚缩甘油醚20-30份、卡拉胶10-20份、单棕榈酸甘油3-5份、D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物5-10份。
5.根据权利要求4所述的雕塑水泥，其特征在于，所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、丙烯酸酯、丙酸松油酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯/烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯/丙烯酸酯/丙酸松油酯共聚物。
6.根据权利要求4所述的雕塑水泥，其特征在于，所述D-葡糖糖酸2-丙烯-1-酯、烯丙基琥珀酰亚胺基碳酸酯、丙烯酸酯、丙酸松油酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1∶1∶2∶1∶(0.04-0.06)∶(15-20)。
7.根据权利要求4所述的雕塑水泥，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的雕塑水泥，其特征在于，所述添加剂为N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸改性聚季铵盐-15；所述添加剂的制备方法，包括如下步骤：将N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、季铵盐-15溶于四氢呋喃中，在35-45℃下搅拌反应3-6小时，后再向其中加入偶氮二异丁腈，在氮气氛围下，80-90℃发生聚合反应4-6小时，反应结束后，选自除去四氢呋喃，得到添加剂。
9.根据权利要求8所述的雕塑水泥，其特征在于，所述N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、季铵盐-15、四氢呋喃、偶氮二异丁腈的质量比为1∶1.18∶(10-16)∶(0.02-0.03)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的雕塑水泥，其特征在于，所述雕塑水泥的制备方法，包括如下步骤：将各组分按比例混合后加入到搅拌锅中，升温至60-70℃，搅拌2-4小时，后升温至75-85℃，继续搅拌1-2小时，最后冷却至室温，碾磨过200-300目筛，制得所述雕塑水泥。
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