CN114213886A - 一种双组份微水泥环保涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双组份微水泥环保涂料及其制备方法，该环保涂料包括质量比为1:(2.8‑3.0)的甲组份和乙组分；所述的甲组份包括以下重量份含量的组分：自来水40‑50份、纤维素0.3‑0.5份、分散剂0.1‑0.3份、消泡剂0.1‑0.3份、成膜助剂2‑2.5份、乳液35‑40份、pH调节剂0.1‑0.2份和杀菌剂0.2‑0.4份；所述的乙组份包括以下重量份含量的组分：水泥30‑45份、颜填料70‑55份、胶粉0.5‑1.0份、纤维素0.1‑0.8份、高效减水剂0‑0.5份、流变剂0.2‑0.5份。与现有技术相比，本发明具有早期强度高，柔韧性好，增强防水性的优点，还可以在潮湿和过湿环境中固化的优势。
Description
技术领域
本发明涉及环保涂料领域，具体涉及一种双组份微水泥环保涂料及其制备方法。
背景技术
环保涂料的界定，一般需要满足以下条件：涂料的总有机挥发量(VOC)非常低，尽可能都控制在2g/L以下；有毒的溶剂对生产和施工人员会造成直接危害。环保涂料，一方面会要求溶剂环保，将有害物控制在无害的范围内；二是采用水性漆。环保涂料中，APEO、PFOS不能被检测出，游离甲醛、铅、铬、汞等重金属离子都没有，这样是更高级别的环保涂料；最后是用户的安全问题：一般说来涂料干燥以后，它的溶剂基本上可挥发掉，但这要一个过程，特别是室温固化的涂料，有的溶剂挥发得很慢，这些溶剂的量虽然不大，但由于用户长时间的接触，溶剂若有毒，也会造成对人体健康的伤害，因此在制备时一定要限制有毒溶剂的使用。
目前建筑墙面的装饰，当采用环保涂料涂装方式时，虽然乳胶漆，即含弹性乳胶漆，仍被广泛采用，但因其耐久性差，容易受潮起鼓脱落，市场在逐渐萎缩，乳胶漆在其他基材上无法进行施工尤其是在地面，无法实现无缝连接，只能在混凝土或者砖墙应用，无法形成一体，而微水泥是一种既可以在墙面、地面、木板、铁皮上可以使用的产品。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有早期强度高，柔韧性好，增强防水性的优点，还可以在潮湿和过湿环境中固化的双组份微水泥环保涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种双组份微水泥环保涂料，该环保涂料包括质量比为1:(2.8-3.0)的甲组份和乙组分；
所述的甲组份包括以下重量份含量的组分：自来水40-50份、纤维素0.3-0.5份、分散剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.3份、成膜助剂2-2.5份、乳液35-40份、pH调节剂0.1-0.2份和杀菌剂0.2-0.4份；
所述的乙组份包括以下重量份含量的组分：水泥30-45份、颜填料70-55份、胶粉0.5-1.0份、纤维素0.1-0.8份、高效减水剂0-0.5份、流变剂0.2-0.5份。
聚合物树脂均匀分散在水相中，随着乙组分内的水泥水化，水分减少，聚合物树脂逐渐凝聚成膜，因而聚合物树脂主要存在于乙组分的空隙中形成致密的漆膜，从而达到要求性能。微水泥是双组份材料，早期强度稍微差，后期养护后强度高。为了改善早期强度，在配方内减少纤维素的用量，减少用量后会使材料施工性能变差，减少纤维素用量后漆膜会干燥快，一次性施工厚度较厚时会有开裂的风险，这也是本发明的一个创新点。
进一步地，所述的乳液包括水性环氧系树脂或有机硅水性丙烯酸系树脂；所述的纤维素包括羟丙基甲基纤维素醚。
进一步地，所述的分散剂包括疏水共聚物钠盐分散剂；所述的消泡剂包括改性聚硅氧烷或有机硅改性矿物油。
进一步地，所述的成膜助剂包括十二碳醇酯；所述的pH调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
进一步地，所述的杀菌剂为不含有机挥发物的氮硫杂环类化合物；所述的水泥为42.5白色水泥普通硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料、5％-20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
进一步地，所述的颜填料包括石英砂、滑石粉或金红石型钛白粉；所述的流变剂包括有机改性彭润土。
进一步地，所述的胶粉包括可再分散乳胶粉产品，具体包括丙烯酸共聚物。为水溶性可再分散粉末，喷雾干燥后制成的粉体粘合剂。
进一步地，所述的减水剂包括聚羧酸系高性能减水剂。由含有羧基的不饱和单体和其他单体共聚而成。
一种如上所述双组份微水泥环保涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)甲组份的制作：
(1-1)按质量份，将水和纤维素混合后分散均匀，然后依次加入分散剂和消泡剂后，进行高速分散；
(1-2)降低分散速度，按质量份，依次加入成膜助剂、乳液、pH调节剂和杀菌剂，提高搅拌速度，均速搅拌后，完成甲组份的制作，备用；
(2)乙组份的制作：
(2-1)按质量份，将水泥加入到容器中，然后依次加入流变剂、胶粉、减水剂和纤维素，高速混合；
(2-2)降低混合速度，加入颜填料后提高搅拌速度，均速搅拌后，完成乙组份的制作，备用；
(3)施工前，按质量比将甲、乙组份搅拌混合均匀后即可。
进一步地，所述高速分散的时间为25-35min，转速为1000-1200rpm；所述均速搅拌的时间为10-15min；所述高速混合的时间为5-15min，转速为800-1000rpm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的微水泥是基于单组份环氧聚合物树脂和水泥成膜的材料，是具有早期强度高，柔韧性好，增强防水性的优点，还可以在潮湿和过湿环境中固化的突出优势；
(2)本发明采用双组份产品，相比来说其他企业使用3组份的材料，即树脂乳液：固化剂：粉料，有更好的操作性，容错率会更高；使用甲组份和乙组分混合，更容易操作，不会因为固化剂的比例不对造成漆膜的性能达不到效果；
(3)本发明不仅依靠上述愿望来同时实现稳定、外观、干膜性能三类目标，同时还巧妙地在甲组份与乙组份中与时俱进地引入了反应原理及纳米技术改性原理，使得微水泥涂料的配方及工艺在实现上述目标更为严谨可靠。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种双组份微水泥环保涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)甲组份的制作：包括以下重量份含量的组分：自来水40-50份、纤维素0.3-0.5份、分散剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.3份、成膜助剂2-2.5份、乳液35-40份、pH调节剂0.1-0.2份和杀菌剂0.2-0.4份；乳液为水性环氧系树脂；纤维素为羟丙基甲基纤维素醚；分散剂为疏水共聚物钠盐分散剂；消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅改性矿物油；成膜助剂为十二碳醇酯；pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；杀菌剂为不含有机挥发物的氮硫杂环类化合物；
(1-1)按质量份，将水加入分散缸中，依序加入纤维素，分散20min使其分散均匀，依序加入分散剂、消泡剂后，高速(1000-1200rpm)分散30min；
(1-2)降低分散速度至800-999rpm，按质量份，依序加入成膜助剂、乳液、pH调节剂、杀菌剂，提高搅拌速度，均速搅拌10min，制好储存备用；
(2)乙组份的制作：包括以下重量份含量的组分：水泥30-45份、颜填料70-55份、胶粉0.5-1.0份、纤维素0.1-0.8份、高效减水剂0-0.5份、流变剂0.2-0.5份，水泥为42.5白色水泥普通硅酸盐水泥，由硅酸盐水泥熟料、5-20％的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；颜填料为石英砂、滑石粉、金红石型钛白粉的一种或其混合物；流变剂有机改性彭润土；纤维素为羟丙基甲基纤维素醚；胶粉为可再分散乳胶粉产品为水溶性可再分散粉末，丙烯酸共聚物，喷雾干燥后制成的粉体粘合剂；减水剂为聚羧酸系高性能减水剂；
(2-1)按质量份，将水泥加入混合缸中，依序加入流变剂、胶粉、减水剂、纤维素，高速混合10min，
(2-2)降低混合速度，加入颜填料后提高搅拌速度，均速搅拌15min后，完成乙组份的制作，备用；
(3)施工前，按质量比将甲、乙组份搅拌混合均匀后即可，无需特殊处理，无需加热等。制备过程中，甲组份内环氧聚合物树脂均匀分散在水相中，聚合物分子不溶于水，成膜时水分挥发，在毛细血管作用力和表面张力推动下乳液粒子紧密堆积，并且发生形变，粒子壳表面破裂，粒子之间界面逐渐绒合，聚合物分子链互相渗透和缠绕，乙组分内的水泥水化，水分减少，加速涂料成膜，聚合物树脂主要存在于乙组分的空隙中，从而形成连续均一的涂膜。
施工性：一般而言，常温环境下干燥4小时后就应可以打磨，8小时后强度应可以进行下一步的施工，时间越长越不好；
柔韧性：一般而言，常温养护128小时后，使用漆膜冲击测试仪进行冲击测试，500g冲击锤重量、50cm标准高度自由落体冲击，漆膜表面应无剥落无裂纹，否则就不够优秀；
耐水性：一般而言，常温干燥7天后，在热水，即水温≥90℃，使用恒温浸泡槽浸泡24小时，成品取出后常温晾干应未见水白，鼓泡，脱落等现象，否则就不够优秀。
实施例1
甲组份按照以下组分及含量备料：自来水40.3份、纤维素0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、成膜助剂3.5份、乳液55份、pH调节剂0.2份、杀菌剂0.2份；
乙组分及含量备料：水泥45份、颜填料55份、胶粉0.8份、纤维素0.5份、高效减水剂0.3份、流变剂0.2份；
甲组份和乙组分质量比为1:3。
实施例2
甲组份按照以下组分及含量备料：自来水61.8份、纤维素0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、成膜助剂2份、丙烯酸防水乳液35份、pH调节剂0.2份、杀菌剂0.2份；
乙组分及含量备料：水泥45份、颜填料55份、胶粉0.8份、纤维素0.5份、高效减水剂0.3份、流变剂0.2；
甲组份和乙组分质量比为1:3。
实施例3
甲组份按照以下组分及含量备料：自来水50份、纤维素0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、成膜助剂3.5份、乳液45份、pH调节剂0.2份、杀菌剂0.2份；
乙组分及含量备料：水泥45份、颜填料55份、胶粉0.8份、纤维素0.5份、高效减水剂0.3份、流变剂0.2份；
甲组份和乙组分质量比为1:3。
实施例4
甲组份按照以下组分及含量备料：自来水50份、纤维素0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、成膜助剂3.5份、乳液45份、pH调节剂0.2份、杀菌剂0.2份；
乙组分及含量备料：水泥55份、颜填料45份、胶粉0.8份、纤维素0.5份、高效减水剂0.3份、流变剂0.2份；
甲组份和乙组分质量比为1:3。
实施例5
甲组份按照以下组分及含量备料：自来水50份、纤维素0.4份、分散剂0.3份、消泡剂0.1份、成膜助剂3.5份、乳液45份、pH调节剂0.2份、杀菌剂0.2份；
乙组分及含量备料：颜填料100份、胶粉0.8份、纤维素0.5份、高效减水剂0.3份、流变剂0.2份；
甲组份和乙组分质量比为1:3。
将以上测试配方制成成品漆膜按照要求进行性能评估，硬度、耐水性、柔韧性、施工性，如表1。
表1
注：◎优○中等▽差
配方中环氧树脂乳液和水泥起到关键性作用，添加量直接影响了产品的性能。水泥的添加量过高影响漆膜的柔韧性，水泥添加量大漆膜干燥快漆膜厚度没有控制好就会有开裂现象，水泥添加量高硬度好，耐水性也良好，柔韧性差。随着水泥添加量减少后漆膜性能随着直线下降。随着环氧树脂乳液添加量加大漆膜柔韧性好，耐水性能一般，强度变差。环氧树脂乳液添加量减少柔韧性和耐水性能直线下降，水泥和树脂在合适的添加量时才能有最优秀的漆膜性能。在实施例2和实施例5中没有添加环氧树脂和水泥，对产品性能没有任何帮助。因此可见水泥和环氧树脂乳液对产品性能影响显著。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种双组份微水泥环保涂料，其特征在于，该环保涂料包括质量比为1:(2.8-3.0)的甲组份和乙组分；
所述的甲组份包括以下重量份含量的组分：自来水40-50份、纤维素0.3-0.5份、分散剂0.1-0.3份、消泡剂0.1-0.3份、成膜助剂2-2.5份、乳液35-40份、pH调节剂0.1-0.2份和杀菌剂0.2-0.4份；
所述的乙组份包括以下重量份含量的组分：水泥30-45份、颜填料70-55份、胶粉0.5-1.0份、纤维素0.1-0.8份、高效减水剂0-0.5份、流变剂0.2-0.5份。
2.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的乳液包括水性环氧系树脂或有机硅水性丙烯酸系树脂；所述的纤维素包括羟丙基甲基纤维素醚。
3.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的分散剂包括疏水共聚物钠盐分散剂；所述的消泡剂包括改性聚硅氧烷或有机硅改性矿物油。
4.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的成膜助剂包括十二碳醇酯；所述的pH调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
5.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的杀菌剂为不含有机挥发物的氮硫杂环类化合物；所述的水泥为42.5白色水泥普通硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的颜填料包括石英砂、滑石粉或金红石型钛白粉；所述的流变剂包括有机改性彭润土。
7.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的胶粉包括可再分散乳胶粉产品，具体包括丙烯酸共聚物。
8.根据权利要求1所述的双组份微水泥环保涂料，其特征在于，所述的减水剂包括聚羧酸系高性能减水剂。
9.一种如权利要求1-8任一项所述双组份微水泥环保涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)甲组份的制作：
(1-1)按质量份，将水和纤维素混合后分散均匀，然后依次加入分散剂和消泡剂后，进行高速分散；
(1-2)降低分散速度，按质量份，依次加入成膜助剂、乳液、pH调节剂和杀菌剂，提高搅拌速度，均速搅拌后，完成甲组份的制作，备用；
(2)乙组份的制作：
(2-1)按质量份，将水泥加入到容器中，然后依次加入流变剂、胶粉、减水剂和纤维素，高速混合；
(2-2)降低混合速度，加入颜填料后提高搅拌速度，均速搅拌后，完成乙组份的制作，备用；
(3)施工前，按质量比将甲、乙组份搅拌混合均匀后即可。
10.根据权利要求9所述的双组份微水泥环保涂料的制备方法，其特征在于，所述高速分散的时间为25-35min，转速为1000-1200rpm；所述均速搅拌的时间为10-15min；所述高速混合的时间为5-15min，转速为800-1000rpm。
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