CN113955966A - 砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物 - Google Patents

砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物，涉及建筑材料技术领域。本发明提供的砂浆用多功能助剂包括如下重量份的组分：椰油酰胺基丙基甜菜碱10‑20份，亚甲基双丙烯酰胺5‑15份，聚氧化乙烯2‑10份，非离子聚丙烯酰胺2‑5份，抗结块剂55‑85份。本发明的砂浆用多功能助剂加入抹灰砂浆体系后，无需再额外添加引气剂、淀粉醚，生产相对简单，玻化微珠的添加量可减少20‑30％；且相较于常规的抹灰砂浆，采用本发明的多功能助剂制备的抹灰砂浆组合物的砂浆强度更高，涂覆干燥后的基体表面更丰满。

Description

砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种砂浆用多功能助剂、制备方法及石膏基轻质抹灰砂浆组合物。
背景技术
近年来，石膏基轻质抹灰砂浆逐渐应用于内墙的找平，其采用电厂脱硫石膏(或磷石膏)经低温锻烧后的半水石膏为胶凝材料，添加玻化微珠，填料，引气剂、淀粉醚等混合而成，具有施工效率高，硬化速度快，不开裂，不空鼓等诸多优点。
由于整个配方体系中石膏占重量比超过70％以上，玻化微珠占重量比的7％以上，体积比的70％以上，因此需添加引气剂(十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠，掺量为重量比的0.05-0.10％)、淀粉醚等来改善施工性。
石膏基轻质抹灰砂浆的生产过程较为特殊，由于其体积较大，且玻化微珠由于强度低容易在搅拌过程中破碎，对搅拌时间与投料顺序有明确要求。且搅拌时间不超过7min，避免过长搅拌导致玻化微珠破碎，严重影响各项性能。这种较短的混合时间，对于添加量较低的小料容易出现分散不均匀，导致品质波动，特别是引气剂与淀粉醚。
引气剂量过小起不到效果，且容易分散不均匀，过大对强度的损失特别严重，并且存在放置30分钟后出现后增稠，稳泡性差，导致浆料出现蜂窝状，严重影响施工性，淀粉醚对于水特别敏感，水量超1％就会变稀，流趟，严重影响施工性和施工厚度。
玻化微珠是珍珠岩高温熔融膨胀而成，是一种高耗能的产品，且在配方中添加量较大，同时价格也每年都增长较多，目前市场价位超过2000元/吨。从低碳节能，性价比来看，我们需要更低的玻化微珠掺量。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的主要目的是提供一种石膏基轻质抹灰砂浆的多功能助剂，加入抹灰砂浆中以后，不需要再额外添加引气剂，淀粉醚，且生产相对简单，同时由于此产品的功能性，相同性能能够降低玻珠掺量20-30％，同时砂浆强度相比更高，干燥后的表面更丰满，且适当降低纤维素醚的掺量，降低总成本，性价比提高。
为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种砂浆用多功能助剂，包括如下重量份的组分：椰油酰胺基丙基甜菜碱10-20份，亚甲基双丙烯酰胺5-15份，聚氧化乙烯2-10份，非离子聚丙烯酰胺2-5份，抗结块剂55-85份。
所述椰油酰胺基丙基甜菜碱优先选择有效成份不低于97％粉状的CAB97,也可选择固含为35％的液体CAB35，采用液体时需采用100目硅藻土进行吸附，离心，干燥。所述亚甲基双丙烯酰胺又称为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，为了获得更好的效果，所述亚甲基双丙烯酰胺含量大于99％，目数需100％通过80目
作为本发明所述砂浆用多功能助剂的优选实施方式，所述聚氧化乙烯的相对分子量为800-1200万。
本发明技术方案中，聚氧化乙烯的相对分子量过低，则粘度较低，增稠效果不佳，保湿性差，分子量过高，则粘度高，影响施工。
作为本发明所述砂浆用多功能助剂的优选实施方式，所述非离子聚丙烯酰胺的相对分子量为800-1200万。
本发明技术方案中，非离子聚丙烯酰胺的分子量过低，则粘度较低，增稠效果不佳，分子量过高，则粘度高，影响施工，目数需100％通过80目。
作为本发明所述砂浆用多功能助剂的优选实施方式，所述椰油酰胺基丙基甜菜碱和亚甲基双丙烯酰胺的重量比为2：(1-1.5)。
作为本发明所述砂浆用多功能助剂的优选实施方式，所述抗结块剂的粒径范围为0.045mm-0.075mm；所述抗结块剂选自碳酸钙、滑石粉、石英粉中的至少一种。
第二方面，本发明还提出一种砂浆用多功能助剂的制备方法，包括如下步骤：按重量比例将各成分充分搅拌均匀，得到砂浆用多功能助剂。
第三方面，本发明还提出一种砂浆用多功能助剂在石膏基轻质抹灰砂浆组合物中的应用。本发明的砂浆用多功能助剂在石膏基轻质抹灰砂浆中的掺量为0.15-0.25％。
本发明所述的石膏基轻质抹灰砂浆组合物，包括如下重量份的组分：石膏700-890份，玻化微珠60-100份，重钙0-250份，灰钙5-15份，纤维素醚2-3份，缓凝剂0.2-0.5份，多功能助剂1-3份。
其中所述石膏为β半水石膏，其中CaSO4·0.5H2O含量不低于85％。
其中所述玻化微珠密度为80-110kg/m3，粒径范围为20-100目。
其中所述重钙为碳酸钙，目数为280-350目。
其中所述灰钙为氢氧化钙，目数为280-350目。
其中所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚或为羟乙基甲基纤维素醚中的一种，黏度范围为40000-80000Pa·s。当黏度过低，保水性与浆料包裹性不足，会导致石膏砂浆失水过快，石膏水化不充分，表面脱粉、强度低等问题。当黏度过高，浆料过粘、施工手感差，表面粗糙；且容易出现表面干缩开裂的问题。
其中所述缓凝剂选自蛋白质类、有机酸类(如柠檬酸、酒石酸)、降解的聚酰胺钠盐中的一种或几种。
本发明所述石膏基轻质抹灰砂浆组合物的制备方法如下：
将石膏、重钙、灰钙、缓凝剂、纤维素醚、多功能助剂一次性投入砂浆混合机中混合5-10分钟，再投入玻化微珠充分混合2-5分钟即可出料。
本发明多功能助剂的作用原理如下：椰油酰胺基丙基甜菜碱由于具有酰胺基团，使其能具有更好的泡沫稳定性，此外由于甜菜碱中还具有季铵基团这种具有强电子诱导作用的基团，可使得椰油酰胺丙基甜菜碱与亚甲基双丙烯酰胺高分子聚合物发生交联，形成立体交联网状结构。此结构有如下作用：其一，保留了甜菜碱的疏水亲水基团，具有良好的发泡性，能产生更细腻、稳定、丰富的泡沫。其二，使混合物之间更加充分接触浸润，使得固液表面能差增大，达到更好得润湿性，从而进一步得使浆体稳定获得更好得触变性。且在亚甲基双丙烯酰胺的部分水解产物和砂浆中的纤维素醚形成的接枝共聚物产生的增稠作用下，效果更好。
其中椰油酰胺基丙基甜菜碱和亚甲基双丙烯酰胺的重量比为2：(1-1.5)，如果亚甲基双丙烯酰胺的用量偏少，与椰油酰胺基丙基甜菜碱反应后，没有足量的亚甲基双丙烯酰胺与抹灰砂浆中的纤维素醚反应，增稠效果变差，强度降低，达不到标准要求。如果亚甲基双丙烯酰胺的用量偏高，反而其影响涂布率，施工性变差，强度变低。
聚氧化乙烯与聚丙烯酰胺为高效水溶性高分子材料，具有较好的水相增稠作用，且有较强的锁水润湿效果，同时也进一步加强了稳泡性。
通过实验表明，获得相当密度时，可以降低玻化微珠掺量20-30％，不仅具有更高的性价比，同时也更加低碳环保。加水量的容许范围更广，施工性更优、抗下滑性更佳，表面状态更丰满，更易抹平。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明的多功能助剂加入抹灰砂浆体系后，无需再额外添加引气剂，淀粉醚等，并可在玻化微珠微掺量降低20-30％的情况下使制备的抹灰砂浆组合物各项技术标准都完全满足标准要求，大大降低了生产的复杂性，提高了生产效率。并且，相较于常规的抹灰砂浆，采用本发明的多功能助剂制备的抹灰砂浆组合物的砂浆强度更高，涂覆干燥后的基体表面更丰满。
附图说明
图1为实施例3涂布率130的照片；
图2为对比例1涂布率130的照片，标尺均为1：30。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将通过具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明多功能助剂的配方见表1，单位为千克。
表1中椰油酰胺基丙基甜菜碱的生产厂家为山东临沂绿森化工有限公司，牌号为CAB-97；亚甲基双丙烯酰胺的生产厂家为山东济南鑫顺化工有限公司，牌号为MBA；聚氧化乙烯的生产厂家为美国陶氏，牌号为POLYOX WSR308；非离子聚丙烯酰胺的生产厂家为巩义市元成环保科技有限公司，牌号为NPAM；抗结块剂为石英粉，生产厂家为武汉广福建材有限公司，325目。
表1
Figure BDA0003405213230000041
Figure BDA0003405213230000051
备注：表1中助剂4在助剂3的基础上将椰油酰胺基丙基甜菜碱和亚甲基双丙烯酰胺的用量调换，其它不变。
按上述配方将各组分充分搅拌均匀，得到本发明的多功能助剂。
将上述多功能助剂应用于石膏基轻质抹灰砂浆中，下面表2、表4是现有石膏基轻质抹灰砂浆的配方(对比样)和添加本发明多功能助剂的砂浆的配方。
在轻质抹灰石膏的实际工程应用中，产品通常会以涂布率来区分，主要由涂布率130与150两种主要产品。
涂布率的表述：1吨成品轻质抹灰石膏在施工厚为10mm时，能够涂抹的单位平米数，130表示1吨可以施工130平方；150表示1吨可以施工150平方，这样能快速的核算成本。也可以理解为10mm厚度时一平方需要多少公斤轻质抹灰石膏。
涂布率的计算公式＝[(1+加水量)/湿密度]×100单位：m2/T。
以下实施例分别按涂布率130与150两种来实施。
涂布率130的实施例配方见表2，涂布率150的实施例配方见表4，单位为千克。
表2、表4中实施例石膏基轻质抹灰砂浆组合物的制备方法如下：
将石膏、重钙、灰钙、缓凝剂、纤维素醚、多功能助剂一次性投入砂浆混合机中混合5分钟，再投入玻化微珠充分混合2分钟即可出料。
表2、表4中各成分的生产厂家如下：
石膏为武汉每天建材科技有限公司生产；玻化微珠为信阳光友矿业有限公司生产；重钙与灰钙为武汉广福建材有限公司；纤维素醚牌号为广东龙湖科技股份有限公司牌号为G45K，缓凝剂牌号为意大利SICIT2000公司的PE，引气剂牌号为广东龙湖科技股份有限公司的AE-2，淀粉醚牌号为荷兰AVEBE的CMT。
表2
Figure BDA0003405213230000052
Figure BDA0003405213230000061
根据GB/T 28627-2012《抹灰石膏》对表2的试样进行测试，结果见表3。
表3
Figure BDA0003405213230000062
通过表3的结果来看：
性能参数对比：将实施例1-3与对比样比较，添加了本发明的多功能助剂，其各项技术标准都完全满足标准要求，个别指标比对比样更高。通过实施例5与对比样比较，在不降低玻化微珠与纤维素醚掺量，采用助剂3时，不仅涂布率有大幅提升，且各项指标并未降低。通过对比例1和实施例3，可以清楚的看到若是按照助剂4，椰油酰胺基丙基甜菜碱掺量小于亚甲基双丙烯酰胺掺量，在玻化微珠掺量同为5％时，涂布率并未有提升，且强度也无增长。
物料对比：将实施例1-3与对比样比较，添加了本发明的多功能助剂，玻化微珠的掺量从7％降为5％，纤维素醚的掺量从0.25％降为0.22％，同时无需再额外添加引气剂与淀粉醚，生产相对更便捷，效率更高。
表4
对比样2 实施例6 实施例7 实施例8
石膏 890 890 890 890
玻珠 100 70 70 70
重钙 - 30 30 30
灰钙 10 10 10 10
MC 3.0 2.7 2.7 2.7
缓凝剂 0.5 0.5 0.5 0.5
引气剂 0.12 - - -
淀粉醚 0.8 - - -
助剂1 - 2 - -
助剂2 - - 2 -
助剂3 - - - 2
根据GB/T 28627-2012《抹灰石膏》对上述试样进行测试，结果见表5。
表5
标准要求 对比样2 实施例6 实施例7 实施例8
加水量/％ - 70 70 70 70
保水率/％ ≥60 75 76 74 77
湿密度/kg·m<sup>-3</sup> - 1.056 1.030 1.063 1048
干密度/kg·m<sup>-3</sup> ≤1000 780 728 736 730
涂布率(m<sup>2</sup>/T) - 155 165 160 166
抗折强度/MPa ≥1.1 1.6 2.1 2.0 1.7
抗压强度/MPa ≥2.5 2.8 3.4 3.4 3.3
通过表5可以看出：
性能参数对比：将实施例与对比样相比，添加了本发明的多功能助剂，其各项技术标准都完全满足标准要求，特别是抗压抗折大幅超过对比样。
物料对比：将实施例均与对比样相比，添加了本发明的多功能助剂，玻化微珠的掺量从10％降为7％，纤维素醚的掺量从0.30％降为0.27％，同时无需再额外添加引气剂与淀粉醚。生产相对更便捷，效率更高。
图1为实施例3涂布率130的照片，图2为对比例1涂布率130的照片，从图1-2可知，同样130涂布率的石膏砂浆，采用实施例3的表观丰满度、细腻感更佳，也利于节省下遍腻子的消耗，更省人工。
综合以上结果可以看出，在两种涂布率的要求下，添加有本发明的多功能性助剂的石膏基轻质抹灰砂浆，在降低玻化微珠和纤维素醚掺量以及不添加引气剂和淀粉醚的情况下，仍能维持其物理性能，且以低玻化微珠的掺量达到高玻珠掺量的涂布率和抗折抗压强度，其施工性等仍可以得到保证，浆体的丰满度也更高，有更明显的表观美感度。从生产效率来看，更低的玻化微珠掺量以及更少的添加剂种类，使生产更快捷，大幅提高生产效率，降低生产成本。玻化微珠的降低，不仅只是成本的降低，更符合低碳绿色的要求，降低综合碳排放
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种砂浆用多功能助剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：椰油酰胺基丙基甜菜碱10-20份，亚甲基双丙烯酰胺5-15份，聚氧化乙烯2-10份，非离子聚丙烯酰胺2-5份，抗结块剂55-85份。
2.如权利要求1所述的砂浆用多功能助剂，其特征在于，所述聚氧化乙烯的相对分子量为800-1200万。
3.如权利要求1所述的砂浆用多功能助剂，其特征在于，所述非离子聚丙烯酰胺的相对分子量为800-1200万。
4.如权利要求1所述的砂浆用多功能助剂，其特征在于，所述椰油酰胺基丙基甜菜碱和亚甲基双丙烯酰胺的重量比为2：(1-1.5)。
5.如权利要求1所述的砂浆用多功能助剂，其特征在于，所述抗结块剂的粒径范围为0.045mm-0.075mm；所述抗结块剂为碳酸钙、滑石粉、石英粉中的至少一种。
6.如权利要求1所述的砂浆用多功能助剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量比例将各成分充分搅拌均匀，得到砂浆用多功能助剂。
7.一种石膏基轻质抹灰砂浆组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：石膏700-890份，玻化微珠60-100份，重钙0-250份，灰钙5-15份，纤维素醚2-3份，缓凝剂0.2-0.5份，砂浆用多功能助剂1-3份。
8.如权利要求7所述的石膏基轻质抹灰砂浆组合物，其特征在于，所述石膏为β半水石膏。
9.如权利要求7所述的石膏基轻质抹灰砂浆组合物，其特征在于，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素醚或为羟乙基甲基纤维素醚中的一种，黏度范围为40000-80000Pa·s。
10.如权利要求7所述的石膏基轻质抹灰砂浆组合物，其特征在于，所述缓凝剂选自蛋白质类、有机酸类、降解的聚酰胺钠盐中的至少一种。
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