CN111484760A - 加固石膏基基层表面的新材料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明的加固石膏基基层表面的新材料、制备方法及其应用，其中加固石膏基基层表面的新材料为有机无机复合材料包括以下重量份的乳液100～200份；增稠剂5～10份；湿润剂1～8份；分散剂10～120份；防冻剂10～50份；pH调节剂1～10份；成膜助剂5～30份；稳定剂20～30份；消泡剂2～10份；水100～600份；与硅酸钾100～400份。本发明的新材料为有机无机复合材料，该材料能够在涂膜干燥过程中快速渗透入基质表面内并产生硅化反应，与墙身永久性的结合为一体，能有效隔离石膏基层的金属离子，从而避免石膏基体系涂层起疹现象。本发明还涉及加固石膏基基层表面的新材料的制备方法及其应用。

Description

加固石膏基基层表面的新材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种加固石膏基基层表面的新材料、制备方法及其应用。
背景技术
我国是以煤为主要能源的国家，国家环保要求越来越高。在国家的环保政策和措施的推动下，燃煤电厂实施烟气脱硫装置势在必行，我国每年约有脱硫石膏1500万吨左右，脱硫石膏的总量会持续增长。这些废弃资源如果处理不好，不仅要占用大量的土地，且易造成二次污染，为了变废为宝，将脱硫石膏综合利用尽可能地取得最佳的经济效益。在建筑领域中，将脱硫石膏进行煅烧，加工成建筑用石膏砂浆，既可以降低粉刷石膏的生产成本，又可以缓解工业副产石膏排放压力，具有较好的经济效益和社会环境效益。磷酸厂、磷肥厂排除的工业废渣磷石膏也在建筑石膏砂浆中得以利用，但是脱硫石膏、磷石膏由于残留的金属离子对整个涂料体系带来负面的影响，引起漆膜表面产生起疹现象。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种加固石膏基基层表面的新材料、制备方法及其应用。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料，采用碱金属硅酸钾及乳液，特别是丙烯酸聚合物乳液，通过有机物无机复合与石膏、水泥、混凝土等矿物基材表面发生石化反应渗透成膜，形成一种防水、防酸的硅石涂层，达到对石膏基基层的加固作用，从而大大降低内墙起疹的风险，减少资源的浪费，同时也延长内墙涂料体系的使用寿命。
本发明的一种加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其包括以下重量份组分：
Figure BDA0001960023460000021
其通过以下步骤进行制备：
(a)将第一部分水、第一部分增稠剂、湿润剂、分散剂、第一部分消泡剂、pH调节剂、防冻剂、乳液混合均匀得到预混液；
(b)向所述预混液中添加硅酸钾、成膜助剂、稳定剂、第二部分消泡剂、第二部分增稠剂、第二部分水混合得到所述加固石膏基基层表面的新材料；
其中：
水的总重量份为第一部分水和第二部分水的重量份之和，第一部分水和第二部分水的重量比为(1～3):(1～3)；
增稠剂的总重量份为第一部分增稠剂和第二部分增稠剂的重量份之和，第一部分增稠剂和第二部分增稠剂的重量比为(2～3):(3～5)；
消泡剂的总重量份为第一部分消泡剂和第二部分消泡剂的重量份之和，第一部分消泡剂和第二部分消泡剂的重量比为(1～3):(3～5)。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的第一部分增稠剂为纤维素类增稠剂；
所述的第二部分增稠剂为聚氨酯类增稠剂、碱溶胀类增稠剂中的一种或组合。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的乳液为BASF德国巴斯夫ACRONAL ECO559ap建筑涂料用苯丙乳液、罗门哈斯公司生产的“特洁士TM08”纯丙乳液上海保利佳化工股份有限公司生产的“BLJ-6511”纯丙乳液中的一种。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的硅酸钾为无机成膜物质，为
Figure BDA0001960023460000031
P 35N、厦门培藤材料科技有限公司生产的稳定化硅酸钾MOS-1010中的一种。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
其还具有以下一个或多个特征：
(1)所述湿润剂为非离子型湿润剂，所述非离子型湿润剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、磷酸酯润湿剂中的一种或组合；
(2)所述分散剂为铵盐分散剂、钠盐分散剂、高分子型分散剂中的一种或几种的混合物；
其中：
所述铵盐分散剂为聚羧酸铵盐分散剂；
所述钠盐分散剂为聚羧酸钠盐分散剂；
所述高分子型分散剂为以丙烯酸类单体为原料采用可控自由基聚合方法得到的酯化的苯乙烯-马来酸酐共聚物，其为带有梳形结构的分散剂；
(3)所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或组合；
(4)所述防冻剂为丙二醇、乙二醇中的一种或组合；
(5)所述pH调节剂为多功能胺助剂，为AMP-95、VANTEX-T、SILRES BS16中的一种；
(6)所述的成膜助剂为十二碳醇酯、Coasol、二丙二醇单丁醚DPnB中的一种或几种的组合；
(7)所述的稳定剂为季铵盐化合物。
本发明还涉及一种加固石膏基基层表面的新材料，其根据前面所述的加固石膏基基层表面的新材料制备方法及其优化制备方法制备得到。
本发明还涉及一种加固石膏基基层表面的新材料涂膜，其根据前面所述的加固石膏基基层表面的新材料制备方法及其优化制备方法制备得到的加固石膏基基层表面的新材料涂覆得到。
本发明还涉及一种加固石膏基基层表面的新材料涂膜制品，其包括基材以及将前面所述的加固石膏基基层表面的新材料制备方法及其优化制备方法制备得到的加固石膏基基层表面的新材料涂覆在基材上得到的涂膜；
所述的基材为墙面或表面上涂覆有石膏砂浆的基材。
本发明还涉及一种墙面涂装方法，其包括以下步骤：
(i)将前面所述的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法制备得到的加固石膏基基层表面的新材料用水进行稀释，稀释为质量百分比浓度5％～20％，从而得到稀释的加固石膏基基层表面的新材料；
(ii)将稀释的加固石膏基基层表面的新材料涂覆到墙面或具有石膏基基层膜层的墙面上形成加固石膏基基层表面的新材料涂膜。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料为有机无机复合材料，该材料能够在涂膜干燥过程中快速渗透入基质表面内并产生硅化反应，与墙身永久性的结合为一体，能有效隔离石膏基层的金属离子，从而避免石膏基体系涂层起疹现象。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料具有如下特性：
可提高漆膜的加固性能、附着力、优化配方综合性能、提高石膏基基层与内墙面涂的配套性；
可以有效改善使用脱硫石膏、磷石膏为原料的石膏砂浆引起的漆膜起疹问题；
加固石膏基基层表面的新材料的涂膜附着力≤2级，加固性能≥0.2Mpa。
在装饰材料中的应用研究表明，本发明的加固石膏基基层表面的新材料适用于一切矿物基质表面，如混凝土、水泥、天然材料、石灰、石膏、砖墙、腻子等等所有矿物基质表面，尤其是能够对石膏基基层进行加固，防止漆膜起疹，对墙体起到保护的作用。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料具有如下优点：
一、可以快速渗透入基材内部0.5-2mm产生硅化反应，与矿物质墙面永久结合，形成抗碱抗酸的硅化石涂膜，有效的阻止了金属离子迁入表面，有效地加固和石膏基材间的附着力，而市面上普通涂料只是在表面成膜，无法真正的取到加固作用。从加固性能这个测试数据可以看出，本发明的加固石膏基层表面的新材料的加固性能远高于普通涂料。
二、新材料天然环保，原料主要为无机物成份，有机物含量极低，不含营养物质，VOC低，0甲醛，真正达到环保净味。
三、防霉抗菌，新材料具有碱的特征，可杀灭苔藓孢子，无需添加普通涂料中的防霉杀菌助剂，因此本发明的加固石膏基层表面的新材料无毒、无气味、无刺激性，对环境和人体健康没有危害，符合消费者的环境需求。
四、防火阻燃，新材料主要成份为无机物，在高温下不燃烧且不散发出有毒气体。
墙面施工的产品配套体系尤为重要。目前市场上，大部分墙面的基材都使用石膏砂浆，如果选择普通涂料配套使用，由于底层的碱性，及石膏基中的金属离子会往上迁移，导致整个体系存在缺陷，影响整体效果，这就要求对石膏基基层的加固，新材料可以快速渗透入基材内部0.5-2mm产生硅化反应，与矿物质墙面永久结合，使用本发明的加固石膏基基层表面的新材料，会大大降低漆膜起疹的风险，避免起疹墙面的修复施工带来的材料用量成本及人工费用增加。
具体实施方式
本申请的发明人经过广泛而深入地研究，首次研发出加固石膏基基层表面的新材料，采用能够在涂膜干燥过程中快速渗透入基质表面内并产生硅化反应，与墙身永久性的结合为一体，能有效隔离石膏基层的金属离子，从而避免了最近几年石膏基体系的墙面起疹问题，同时也延长了漆膜的使用寿命。在此基础上，完成了本发明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例详细描述本发明内容。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不限定于本发明。凡在本发明构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明的保护范围之内。
实施例1
本发明的一种加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其通过表1的重量份组分进行制备；
表1加固石膏基基层表面的新材料的原料组成表(重量份)
项目 1# 2# 3# 4# 5#
第一部分水 50 100 300 300 200
第一部分增稠剂 2 3 5 4 2
湿润剂 8 5 4 3 1
分散剂 10 120 60 30 80
第一部分消泡剂 1 5 3 2 1
防冻剂 10 30 40 50 20
pH调节剂 2 8 5 10 1
乳液 200 200 180 150 100
成膜助剂 30 20 15 10 5
稳定剂 20 27 25 20 30
第二部分消泡剂 5 5 4 3 1
第二部分增稠剂 5 7 5 5 3
第二部分水 50 300 100 300 240
硅酸钾 300 200 250 100 400
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其通过以下步骤进行制备：
(a)将第一部分水、第一部分增稠剂、湿润剂、分散剂、第一部分消泡剂、pH调节剂、防冻剂、乳液混合均匀得到预混液；
(b)向所述预混液中添加硅酸钾、成膜助剂、稳定剂、第二部分消泡剂、第二部分增稠剂、第二部分水混合得到所述加固石膏基基层表面的新材料；
其中：
水的总重量份为第一部分水和第二部分水的重量份之和，第一部分水和第二部分水的重量比为(1～3):(1～3)；
增稠剂的总重量份为第一部分增稠剂和第二部分增稠剂的重量份之和，第一部分增稠剂和第二部分增稠剂的重量比为(2～3):(3～5)；
消泡剂的总重量份为第一部分消泡剂和第二部分消泡剂的重量份之和，第一部分消泡剂和第二部分消泡剂的重量比为(1～3):(3～5)。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的第一部分增稠剂为纤维素类增稠剂；
所述的第二部分增稠剂为聚氨酯类增稠剂、碱溶胀类增稠剂中的一种或组合。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的乳液为BASF德国巴斯夫ACRONAL ECO559ap建筑涂料用苯丙乳液、罗门哈斯公司生产的“特洁士TM08”纯丙乳液、上海保利佳化工股份有限公司生产的“BLJ-6511”纯丙乳液中的一种。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
所述的硅酸钾为无机成膜物质，为
Figure BDA0001960023460000091
P 35N、厦门培藤材料科技有限公司生产的稳定化硅酸钾MOS-1010中的一种。
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法的进一步优化为：
其还具有以下一个或多个特征：
(1)所述湿润剂为非离子型湿润剂，所述非离子型湿润剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、磷酸酯润湿剂中的一种或组合；
(2)所述分散剂为铵盐分散剂、钠盐分散剂、高分子型分散剂中的一种或几种的混合物；
其中：
所述铵盐分散剂为聚羧酸铵盐分散剂；
所述钠盐分散剂为聚羧酸钠盐分散剂；
所述高分子型分散剂为以丙烯酸类单体为原料采用可控自由基聚合方法得到的酯化的苯乙烯-马来酸酐共聚物，其为带有梳形结构的分散剂；
(3)所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或组合；
(4)所述防冻剂为丙二醇、乙二醇中的一种或组合；
(5)所述pH调节剂为多功能胺助剂，为AMP-95、VANTEX-T、SILRES BS 16中的一种；
(6)所述的成膜助剂为十二碳醇酯、Coasol、二丙二醇单丁醚DPnB中的一种或几种的组合；
(7)所述的稳定剂为季铵盐化合物
本发明的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其中一个优选的具体组分及其制备方法为：
其通过以下步骤进行制备：
将200重量份的纯水、2重量份的羟乙基纤维素250HBR、7重量份的(非离子型)LCN070湿润剂、10重量份的分散剂(铵盐特好散TMCA 2500)、3重量份的SN-DEFOAMER 154消泡剂(矿物油类)、10重量份的防冻剂(丙二醇)、2重量份的AMP-95pH调节剂(多功能胺)分散均匀后加入200重量份的纯丙乳液(EC0559ap)、10重量份的成膜助剂(十二碳醇酯)、20重量份的稳定剂SPS(季铵盐化合物)、3重量份的DISPELAIR CF 246消泡剂(矿物油类)、5重量份的RM-8W聚氨酯增稠剂、240重量份的纯水搅拌均匀后加入300重量份的MOS1010硅酸钾混合(600r/min),直至均匀。
按照GB/T 9756-2009合成树脂乳液内墙涂料及JG/T 210-2018建筑内外墙用底漆中的加固性能要求进行检验，结果如下表2所示，全部符合要求。
表2本发明的加固石膏基基层表面的新材料的性能
Figure BDA0001960023460000111
数据为温度23℃±2℃，湿度50％±5％条件下的测定值。
表3不添加碱性金属硅酸钾的普通涂料的性能
Figure BDA0001960023460000112
Figure BDA0001960023460000121
数据为温度23℃±2℃，湿度50％±5％条件下的测定值。
从表3可以发现，未加入碱金属硅酸钾，其产品的加固性能变差。
综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本发明中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
本发明中的各种优化技术方案，除非另外说明，否则各种优化的技术方案之间可以相互进行结合。
除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。
说明书以及实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
本发明中使用各种原料、试剂、组分，除非另外说明，均为本领域内常用的相应原材料。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

Claims (10)

1.一种加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其特征在于:
其包括以下重量份组分：
Figure FDA0001960023450000011
其通过以下步骤进行制备：
(a)将第一部分水、第一部分增稠剂、湿润剂、分散剂、第一部分消泡剂、pH调节剂、防冻剂、乳液混合均匀得到预混液；
(b)向所述预混液中添加硅酸钾、成膜助剂、稳定剂、第二部分消泡剂、第二部分增稠剂、第二部分水混合得到所述加固石膏基基层表面的新材料；
其中：
水的总重量份为第一部分水和第二部分水的重量份之和，第一部分水和第二部分水的重量比为(1～3):(1～3)；
增稠剂的总重量份为第一部分增稠剂和第二部分增稠剂的重量份之和，第一部分增稠剂和第二部分增稠剂的重量比为(2～3):(3～5)；
消泡剂的总重量份为第一部分消泡剂和第二部分消泡剂的重量份之和，第一部分消泡剂和第二部分消泡剂的重量比为(1～3):(3～5)。
2.根据权利要求1所述的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其特征在于：
所述的第一部分增稠剂为纤维素类增稠剂；
所述的第二部分增稠剂为聚氨酯类增稠剂、碱溶胀类增稠剂中的一种或组合。
3.根据权利要求1所述的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其特征在于：
所述的乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种。
4.根据权利要求1所述的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其特征在于：
所述的乳液为BASF德国巴斯夫ACRONAL ECO559ap建筑涂料用苯丙乳液、罗门哈斯公司生产的“特洁士TM08”纯丙乳液、上海保利佳化工股份有限公司生产的“BLJ-6511”纯丙乳液中的一种。
5.根据权利要求1所述的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其特征在于：
所述的硅酸钾为无机成膜物质，为
Figure FDA0001960023450000021
P 35N、厦门培藤材料科技有限公司生产的稳定化硅酸钾MOS-1010中的一种。
6.根据权利要求1所述的加固石膏基基层表面的新材料的制备方法，其特征在于：
其具有以下一个或多个特征：
(1)所述湿润剂为非离子型湿润剂，所述非离子型湿润剂为环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、磷酸酯润湿剂中的一种或组合；
(2)所述分散剂为铵盐分散剂、钠盐分散剂、高分子型分散剂中的一种或几种的混合物；
其中：
所述铵盐分散剂为聚羧酸铵盐分散剂；
所述钠盐分散剂为聚羧酸钠盐分散剂；
所述高分子型分散剂为以丙烯酸类单体为原料采用可控自由基聚合方法得到的酯化的苯乙烯-马来酸酐共聚物，其为带有梳形结构的分散剂；
(3)所述的消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或组合；
(4)所述防冻剂为丙二醇、乙二醇中的一种或组合；
(5)所述pH调节剂为多功能胺助剂，为AMP-95、VANTEX-T、SILRES BS16中的一种；
(6)所述的成膜助剂为十二碳醇酯、Coasol、二丙二醇单丁醚DPnB中的一种或几种的组合；
(7)所述的稳定剂为季铵盐化合物。
7.一种加固石膏基基层表面的新材料，其特征在于：
其根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到。
8.一种加固石膏基基层表面的新材料涂膜，其特征在于：
其根据权利要求1～6任一项所述的制备方法制备得到的加固石膏基基层表面的新材料涂覆得到。
9.一种加固石膏基基层表面的新材料涂膜制品，其特征在于：
其包括基材以及将权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的加固石膏基基层表面的新材料涂覆在基材上得到的涂膜；
所述的基材为墙面或表面上涂覆有石膏砂浆的基材。
10.一种墙面涂装方法，其特征在于：
其包括以下步骤：
(i)将权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的加固石膏基基层表面的新材料用水进行稀释，稀释为质量百分比浓度5％～20％，从而得到稀释的加固石膏基基层表面的新材料；
(ii)将稀释的加固石膏基基层表面的新材料涂覆到墙面或具有石膏基基层膜层的墙面上形成加固石膏基基层表面的新材料涂膜。
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