CN112552007B - 一种预拌干混防水保温石膏砂浆 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及砂浆领域，具体公开了一种预拌干混防水保温石膏砂浆。石膏砂浆包括如下重量份的组分：脱硫石膏40‑90份；水泥5‑35份；改性玻化微珠20‑40份；纤维素0.1‑1份；淀粉醚0.1‑1份；石膏缓凝剂0.05‑2份；增韧剂0.1‑1份；所述改性玻化微珠的制备过程如下：先将10‑15份热固性酚醛树脂和25‑30份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂和玻化微珠以(1‑2:5)的质量比混合均匀，加热至140‑160℃，固化20‑30min，得到改性玻化微珠。本申请的石膏砂浆保温性能好且吸水率低，长期使用效果好。
Description
技术领域
本申请涉及石膏砂浆的领域，更具体的说，它涉及一种预拌干混防水保温石膏砂浆。
背景技术
砂浆由无机胶凝材料、细集料和水按比例拌和而成，用于砌筑和抹灰工程。根据所用主料的不同，砂浆分为水泥砂浆、石灰砂浆和石膏砂浆。其中石膏砂浆具有粘结性能强、落地灰少、早强快硬等优点，比水泥砂浆更健康环保、持久耐用。
预拌干混石膏砂浆是指无机胶凝材料、细集料和添加剂按一定比例进行物理混合而形成，呈颗粒状或粉状。预拌干混石膏砂浆以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可施工应用。
根据不同的需求，石膏砂浆的添加剂成分不同。对于保温砂浆而言，石膏砂浆内需要添加导热系数低的填料，如玻化微珠。玻化微珠是由酸性玻璃质熔岩矿物经特殊技术处理而形成的内部多孔、表面玻璃化封闭的球状体细粒径颗粒，具有透气、耐高温、隔热等优点。但是玻化微珠在装卸、搅拌等工序易产生破碎现象，使其吸水率大幅提高，进而导致砂浆后期吸潮，绝热性能降低，强度稳定性变差，有待改进。
发明内容
为了保证砂浆的使用效果，本申请提供一种预拌干混防水保温石膏砂浆。
本申请提供一种预拌干混防水保温石膏砂浆，采用如下技术方案：
一种预拌干混防水保温石膏砂浆，包括如下重量份的组分：
脱硫石膏 40-90份；
水泥 5-35份；
改性玻化微珠 20-40份；
纤维素 0.1-1份；
淀粉醚 0.1-1份；
石膏缓凝剂 0.05-2份；
增韧剂 0.1-1份；
所述改性玻化微珠的制备过程如下：先将10-15份热固性酚醛树脂和25-30份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂和玻化微珠以(1-2:5)的质量比混合均匀，加热至140-160℃，固化20-30min，得到改性玻化微珠。
通过采用上述技术方案，脱硫石膏和水泥共同作为胶凝材料。 纤维素具有优异的保水性能，可提高砂浆的粘聚性和操作性，克服砂浆容易起壳、空鼓的问题。淀粉醚使砂浆增稠，使砂浆表面变得平滑，易于涂抹，装饰效果好。石膏缓凝剂用来降低石膏凝结速度，使新拌和的砂浆能在较长时间内保持塑性，方便施工。增韧剂用来提高石膏砂浆的韧性，防止开裂。
玻化微珠作为填料，玻化微珠理化性质稳定，具有优异的绝热、防火性能，可有效提高砂浆的保温性能。玻化微珠经过改性，表面包覆一层酚醛树脂，阻止玻化微珠对水的吸收，使得吸水率降低，保证石膏砂浆的长期使用效果。
本申请的石膏砂浆为干粉形式，运输和配制十分方便，应用时在施工现场直接与适量的水混合均匀，再刮涂上墙即可。
可选的，所述酚醛树脂为硼改性酚醛树脂。
通过采用上述技术方案，硼改性酚醛树脂是在酚醛树脂的分子结构中引入了无机的硼元素，相比于普通酚醛树脂，其力学性能更为优异，改性玻化微珠的补强作用更显著。此外，硼改性酚醛树脂与玻化微珠之间存在键合，包覆更为紧密，改性效果更好。
可选的，石膏砂浆还包括0.8-1.3份氨基硅油。
通过采用上述技术方案，氨基硅油有利于硼改性酚醛树脂包覆的玻化微珠在胶凝基料中均匀分散，进而提高改性玻化微珠的作用效果，使石膏砂浆的吸水率降低。
可选的，所述改性玻化微珠的制备过程中还添加有改性助剂，所述改性助剂和玻化微珠的质量比为(1-2:10)；
所述改性助剂的制备过程如下：先将有机硅和异丙醇混合，配制得到浓度为25-30wt%的有机硅溶液，再混合50-60份硅溶胶和15-20份有机硅溶液，持续搅拌2-3h，得到改性助剂。
通过采用上述技术方案，改性助剂和改性剂共同作用于玻化微珠，在其表面形成包覆层。一般而言，玻化微珠经酚醛树脂改性后导热系数增大，砂浆保温性能有所下降。改性助剂的添加，使玻化微珠改性后导热系数受到的影响小，保证砂浆的保温性能。同时，玻化微珠包覆层的强度提高、吸水率降低，有利于提高砂浆的强度并降低砂浆的吸水率。
可选的，所述有机硅的制备过程如下：先将15-20份苯基三甲氧基硅烷、20-30份异丙醇和5-8份二乙胺混合均匀，升温至85-95℃并通氮气保护，再加入0.04-0.08份四正丁氧基钛，搅拌反应4-6h，最后真空脱除去除低沸物，得到有机硅。
通过采用上述技术方案，该有机硅与酚醛树脂之间相容结合性好，酚醛树脂包覆层紧密，改性效果好。
可选的，所述改性玻化微珠至少占胶凝材料80wt%。
通过采用上述技术方案，改性玻化微珠高填充下，砂浆保温性能显著提升，且其余性能仍满足要求。
可选的，石膏砂浆还包括0.3-0.6份桐油。
通过采用上述技术方案，有利于改性玻化微珠均匀分散。
可选的，石膏砂浆还包括10-30份矿粉。
通过采用上述技术方案，矿粉色泽均匀，颗粒较细，砂浆施工完成后墙面颜色接近内墙腻子，且表面光滑细腻，装饰效果好，无需再刮涂内墙腻子。
可选的，石膏砂浆还包括0.1-0.3份润滑剂。
通过采用上述技术方案，石膏砂浆加水混合时，润滑剂可使各粒子分离而易于移动，减少流动阻力，便于施工进行。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用酚醛树脂改性玻化微珠，玻化微珠经过改性，表面包覆一层酚醛树脂，阻止玻化微珠对水的吸收，使得吸水率降低，保证石膏砂浆的长期使用效果；
2、本申请优选采用有机硅-硅溶胶混合液参与酚醛树脂对玻化微珠的改性，改善酚醛树脂的包覆层的性能，进而提高改性玻化微珠对石膏砂浆的作用效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
本申请的实施例采用如下原料：
脱硫石膏为二水脱硫石膏；水泥为PO42.5普通硅酸盐水泥粉；玻化微珠的粒径为100目；淀粉醚型号为FP6，购买自荷兰艾维贝；硅溶胶为碱性，固含量为30wt%，型号为JN-1430-A1，购买自临沂市科翰硅制品有限公司；润滑剂，型号为987，购买自德国毕克；热固性普通酚醛树脂，型号1411，购买自蚌埠市天宇高温树脂材料有限公司；热固性硼改性酚醛树脂，型号PF9140，购买自衡水昕龙制动绝缘材料有限公司。
有机硅制备例
制备例1：
有机硅的制备过程如下：先将15份苯基三甲氧基硅烷、20份异丙醇和5份二乙胺混合均匀，升温至85℃并通氮气保护，再加入0.04份四正丁氧基钛，搅拌反应4h，最后真空脱除去除低沸物，温度75℃，真空度120kPa，得到有机硅。
制备例2：
有机硅的制备过程如下：先将20份苯基三甲氧基硅烷、30份异丙醇和8份二乙胺混合均匀，升温至95℃并通氮气保护，再加入0.08份四正丁氧基钛，搅拌反应6h，最后真空脱除去除低沸物，温度75℃，真空度120kPa，得到有机硅。
制备例3：
有机硅的制备过程如下：先将18份苯基三甲氧基硅烷、25份异丙醇和6份二乙胺混合均匀，升温至90℃并通氮气保护，再加入0.06份四正丁氧基钛，搅拌反应5h，最后真空脱除去除低沸物，温度75℃，真空度120kPa，得到有机硅。
实施例1：
一种预拌干混防水保温石膏砂浆，按重量份计，由40份脱硫石膏、5份水泥、20份改性玻化微珠、0.1份羟丙基甲基纤维素、0.1份淀粉醚、0.05份柠檬酸钠、0.1份木质纤维素混合制得。
改性玻化微珠的制备过程如下：先将10份普通酚醛树脂和25份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂和玻化微珠以1:5的质量比混合均匀，加热至140℃，固化30min，得到改性玻化微珠。
实施例2：
一种预拌干混防水保温石膏砂浆，按重量份计，由90份脱硫石膏、35份水泥、40份改性玻化微珠、1份羟丙基甲基纤维素、1份淀粉醚、0.05-2份柠檬酸钠、1份木质纤维素混合制得。
改性玻化微珠的制备过程如下：先将15份普通酚醛树脂和30份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂和玻化微珠以2:5的质量比混合均匀，加热至160℃，固化20min，得到改性玻化微珠。
实施例3：
一种预拌干混防水保温石膏砂浆，按重量份计，由60份脱硫石膏、20份水泥、30份改性玻化微珠、0.5份羟丙基甲基纤维素、0.5份淀粉醚、1份柠檬酸钠、0.5份木质纤维素混合制得。
改性玻化微珠的制备过程如下：先将12份普通酚醛树脂和28份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂和玻化微珠以3:10的质量比混合均匀，加热至150℃，固化25min，得到改性玻化微珠。
实施例4：
一种预拌干混防水保温石膏砂浆，按重量份计，由40份脱硫石膏、5份水泥、40份改性玻化微珠、0.5份羟丙基甲基纤维素、0.5份淀粉醚、1份柠檬酸钠、0.5份木质纤维素混合制得。
改性玻化微珠的制备过程如下：先将12份普通酚醛树脂和28份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂和玻化微珠以3:10的质量比混合均匀，加热至150℃，固化25min，得到改性玻化微珠。
实施例5：
与实施例4的区别仅在于，改性玻化微珠的制备过程如下：先将12份普通酚醛树脂和28份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂、改性助剂和玻化微珠以3:1:10的质量比混合均匀，加热至150℃，固化25min，得到改性玻化微珠。
改性助剂的制备过程如下：先将乙氧基三甲基硅烷和异丙醇混合，配制得到浓度为25wt%的有机硅溶液，再混合50份硅溶胶和15份有机硅溶液，持续搅拌2h，得到改性助剂。
实施例6：
与实施例4的区别仅在于，改性玻化微珠的制备过程如下：先将12份普通酚醛树脂和28份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂、改性助剂和玻化微珠以3:2:10的质量比混合均匀，加热至150℃，固化25min，得到改性玻化微珠。
改性助剂的制备过程如下：先将乙氧基三甲基硅烷和异丙醇混合，配制得到浓度为30wt%的有机硅溶液，再混合60份硅溶胶和20份有机硅溶液，持续搅拌3h，得到改性助剂。
实施例7：
与实施例4的区别仅在于，改性玻化微珠的制备过程如下：先将12份普通酚醛树脂和28份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂、改性助剂和玻化微珠以3:2:10的质量比混合均匀，加热至150℃，固化25min，得到改性玻化微珠。
改性助剂的制备过程如下：先将乙氧基三甲基硅烷和异丙醇混合，配制得到浓度为28wt%的有机硅溶液，再混合55份硅溶胶和18份有机硅溶液，持续搅拌2.5h，得到改性助剂。
实施例8：
与实施例7的区别仅在于，乙氧基三甲基硅烷等质量替换为制备例1所得的有机硅。
实施例9：
与实施例7的区别仅在于，乙氧基三甲基硅烷等质量替换为制备例2所得的有机硅。
实施例10：
与实施例7的区别仅在于，乙氧基三甲基硅烷等质量替换为制备例3所得的有机硅。
实施例11：
与实施例10的区别仅在于，普通酚醛树脂等质量替换为硼改性酚醛树脂。
实施例12：
与实施例11的区别仅在于，石膏砂浆还包括0.8份氨基硅油。
实施例13：
与实施例11的区别仅在于，石膏砂浆还包括1.3份氨基硅油。
实施例14：
与实施例13的区别仅在于，石膏砂浆还包括0.3份桐油。
实施例15：
与实施例13的区别仅在于，石膏砂浆还包括0.6份桐油。
实施例16：
与实施例15的区别仅在于，石膏砂浆还包括10份矿粉。
实施例17：
与实施例15的区别仅在于，石膏砂浆还包括30份矿粉。
实施例18：
与实施例16的区别仅在于，石膏砂浆还包括0.1份润滑剂。
实施例19：
与实施例16的区别仅在于，石膏砂浆还包括0.3份润滑剂。
对比例1：
与实施例3的区别仅在于，普通玻化微珠等质量替代改性玻化微珠。
对比例2：
与实施例4的区别仅在于，普通玻化微珠等质量替代改性玻化微珠。
石膏砂浆性能测试：
将实施例1-19及对比例1、对比例2的石膏砂浆和拌合水混合，配制得到施工用浆料，拌合水的用量根据GB/T 28627-2012《抹灰石膏》中“标准扩散度用水量的测定”的方法测定。
参照GB/T 28627-2012《抹灰石膏》和GB/T 5486.3-2001《无机硬质绝热制品试验方法 密度、含水率及吸水率》的规定，将上述施工用浆料制成试件并测试7d抗压强度、吸水率和导热系数，所得结果记录在表1。
表1 石膏砂浆性能测试结果记录表
| 抗压强度/MPa | 吸水率/% | 导热系数 | 抗压强度/MPa | 吸水率/% | 导热系数 | ||
| 实施例1 | 0.82 | 7.5 | 0.091 | 实施例12 | 1.12 | 4.8 | 0.041 |
| 实施例2 | 0.84 | 7.2 | 0.088 | 实施例13 | 1.15 | 4.8 | 0.038 |
| 实施例3 | 0.81 | 7.5 | 0.092 | 实施例14 | 1.18 | 4.7 | 0.036 |
| 实施例4 | 0.77 | 8.1 | 0.057 | 实施例15 | 1.21 | 4.5 | 0.033 |
| 实施例5 | 0.93 | 6.2 | 0.048 | 实施例16 | 1.22 | 4.6 | 0.033 |
| 实施例6 | 0.96 | 6.1 | 0.051 | 实施例17 | 1.23 | 4.9 | 0.034 |
| 实施例7 | 0.95 | 6.0 | 0.050 | 实施例18 | 1.22 | 4.7 | 0.032 |
| 实施例8 | 1.03 | 5.3 | 0.046 | 实施例19 | 1.24 | 4.6 | 0.031 |
| 实施例9 | 0.98 | 5.2 | 0.048 | 对比例1 | 0.68 | 18.7 | 0.085 |
| 实施例10 | 1.02 | 5.2 | 0.045 | 对比例2 | 0.33 | 23.2 | 0.052 |
| 实施例11 | 1.07 | 4.9 | 0.041 | / | / | / | / |
从表1可以看出：
1、实施例1-3和对比例1的测试结果对比可得，玻化微珠经过改性，砂浆吸水率降低、强度提高，但保温性能略微变差；
2、实施例3、4和对比例2的测试结果对比可得，改性玻化微珠填充量提高，石膏砂浆的保温性能显著提升，但抗压强度和防水性能略微降低，而普通玻化微珠填充量提高，石膏砂浆的保温性能显著提升，但抗压强度和防水性能均显著降低；
3、实施例4和实施例5-7的测试结果对比可得，玻化微珠改性过程中添加改性助剂，有助于改善酚醛树脂包覆层的性能，进而提高石膏砂浆的抗压强度，降低石膏砂浆的导热系数和吸水率；
4、实施例7和实施例8-10的测试结果对比可得，相比于乙氧基三甲基硅烷，本申请制得的有机硅对于包覆层的改善效果更好，有助于全方面提高石膏砂浆的性能；
5、实施例10和实施例11的测试结果对比可得，相比于普通酚醛树脂，硼改性酚醛树脂形成的包覆层作用效果更好，有利于提高石膏砂浆的抗压强度，降低石膏砂浆的导热系数和吸水率；
6、实施例11和实施例12-15的测试结果对比可得，桐油和氨基硅油均有利于改性玻化微珠均匀分布并有利于改性玻化微珠和胶凝材料结合，提高石膏砂浆的综合性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (3)
1.一种预拌干混防水保温石膏砂浆，其特征在于，包括如下重量份的组分：
脱硫石膏 40份；
水泥 5份；
改性玻化微珠 40份；
纤维素 0.1-1份；
淀粉醚 0.1-1份；
石膏缓凝剂 0.05-2份；
增韧剂 0.1-1份；
氨基硅油 0.8-1.3份；
桐油 0.3-0.6份；
所述改性玻化微珠的制备过程如下：先将10-15份热固性酚醛树脂和25-30份无水乙醇混合均匀，得到改性剂，再将改性剂、改性助剂和玻化微珠按质量比混合均匀，所述改性剂和玻化微珠的质量比为1-2:5，所述改性助剂和玻化微珠的质量比为1-2:10，加热至140-160℃，固化20-30min，得到改性玻化微珠；
所述酚醛树脂为硼改性酚醛树脂；
所述改性助剂的制备过程如下：先将有机硅和异丙醇混合，配制得到浓度为25-30wt%的有机硅溶液，再混合50-60份硅溶胶和15-20份有机硅溶液，持续搅拌2-3h，得到改性助剂；所述有机硅的制备过程如下：先将15-20份苯基三甲氧基硅烷、20-30份异丙醇和5-8份二乙胺混合均匀，升温至85-95℃并通氮气保护，再加入0.04-0.08份四正丁氧基钛，搅拌反应4-6h，最后真空脱除去除低沸物，得到有机硅。
2.根据权利要求1所述的一种预拌干混防水保温石膏砂浆，其特征在于：石膏砂浆还包括10-30份矿粉。
3.根据权利要求1所述的一种预拌干混防水保温石膏砂浆，其特征在于：石膏砂浆还包括0.1-0.3份润滑剂。
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