CN114369272B - 一种基于基膜的耐候型防水建筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种基于基膜的耐候型防水建筑材料及其制备方法，以硅烷树脂与甲基硅酸钠的混合膜为基膜，以竹炭粉与海泡石纤维为多孔原材料，形成轻质中间层，并提供了具体的制备方法。本发明解决了基膜附着力差的问题，利用硅烷树脂与甲基硅酸钠内的羟基结构与聚氨酯自身的活性基团，形成稳定的化学键连接，达到良好的粘附效果，同时利用甲基硅酸钠与硅烷树脂内的羟基聚合，达到缩水聚合效果，实现表面三维聚合效果，不仅具备良好的承压效果，还具备防水和耐候性。

Description

一种基于基膜的耐候型防水建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种基于基膜的耐候型防水建筑材料及其制备方法。
背景技术
在现有技术中，建筑物的围护结构要防止雨水、雪水和地下水的渗透，要防止空气中的湿气、蒸汽和其他有害气体与液体的侵蚀。防水多使用在屋面、地下建筑、建筑物的地下部分和需防水的内室和储水构筑物等。按其采取的措施和手段的不同，分为材料防水和构造防水两大类。材料防水是靠建筑材料阻断水的通路，以达到防水的目的或增加抗渗漏的能力，如基膜防水。基膜虽然具有以下优点：抗霉性能好；抗污性能好；抗水性能好。但是还是存在以下的缺点：基膜渗透能力弱；表面固化能力差，固化后的基膜附着力弱，但附着后对墙体的破坏较大，且无法实现反复黏贴。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于基膜的耐候型防水建筑材料，解决了基膜附着力差的问题，利用硅烷树脂与甲基硅酸钠内的羟基结构与聚氨酯自身的活性基团，形成稳定的化学键连接，达到良好的粘附效果，同时利用甲基硅酸钠与硅烷树脂内的羟基聚合，达到缩水聚合效果，实现表面三维聚合效果，不仅具备良好的承压效果，还具备防水和耐候性。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种基于基膜的耐候型防水建筑材料，以硅烷树脂与甲基硅酸钠的混合膜为基膜。
进一步的，所述建筑材料以竹炭粉与海泡石纤维为多孔原材料，形成轻质中间层。
一种基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将竹炭粉与海泡石纤维加入至蒸馏水中低温超声形成悬浊液，然后烘干得到混合粉体，竹炭粉在蒸馏水中的浓度为100-400g/L，海泡石纤维在蒸馏水中的浓度为300-500g/L，低温超声的温度为5-10℃，超声频率为50-80kHz，烘干温度为130-160℃；该步骤利用海泡石纤维在蒸馏水中的分散软化效果，将竹炭粉加入形成悬浊状态，在低温超声条件下形成快速渗透，促使海泡石纤维与竹炭粉形成均匀混合，在烘干过程中，海泡石纤维逐步硬化并收缩，将竹炭粉形成掺杂固化效果；
步骤2，将混合粉体加入至无水乙醇中搅拌均匀形成悬浊液，加入聚氨酯胶黏液和碳酸铵形成超声搅拌，形成浆料，所述混合粉体在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，聚氨酯胶黏剂的加入量是混合粉体质量20-50％，所述超声搅拌的超声频率为70-90kHz，温度为20-40℃；
步骤3，将甲基三氯硅烷加入至乙醚中形成硅烷-乙醚液，然后将甲基硅酸钠加入并持续超声40-60min，形成稳定的基膜液，甲基三氯硅烷在乙醚中的浓度为60-100g/L，所述甲基硅酸钠的加入量是甲基三氯硅烷质量的10-20％，超声的频率为40-70kHz，温度为5-10℃；
步骤4，将基膜液喷雾在模具内恒温静置形成基膜，然后将浆料平铺在基膜表面并缓慢烘干形成半固化状态，最后喷洒一层碳酸铵，并在碳酸铵层表面铺设一层基膜，得到预制板材；基膜液的喷雾量是10-20g/cm2，恒温静置的温度为40-60℃；所述浆料的平铺量是30-100g/cm2，缓慢烘干的温度为70-80℃，所述碳酸铵的喷洒量为1-3g/cm2；
步骤5，将预制板材进行恒温压制，然后在潮湿环境下升温压制，得到建筑材料；恒温压制的压力为1-2MPa，温度为40-45℃，所述潮湿环境的水蒸气体积含量是8-10％，升温压制的温度为100-120℃，压力为1-3MPa。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了基膜附着力差的问题，利用硅烷树脂与甲基硅酸钠内的羟基结构与聚氨酯自身的活性基团，形成稳定的化学键连接，达到良好的粘附效果，同时利用甲基硅酸钠与硅烷树脂内的羟基聚合，达到缩水聚合效果，实现表面三维聚合效果，不仅具备良好的承压效果，还具备防水和耐候性。
2.本发明利用海泡石纤维自身的水软化特性，将纤维丝结构打开，并将竹炭粉夹杂在纤维丝结构内，待烘干后形成掺杂结构，并且竹炭粉自身的活性基团与纤维丝内的硅羟基形成化学连接，因此，该结构能够形成多孔结构的同时还具备稳定的连接性，同时兼具了海泡石纤维和竹炭粉的自身承压性。
3.本发明利用硅烷树脂和甲基硅酸钠的羟基与海泡石纤维内的硅羟基形成稳定的聚合连接，从而实现了整体的硅氧结构体，并且竹炭粉形成多孔结构与海泡石自身的多孔性，能够实现整体的轻质化。
4.本发明利用碳酸铵的热分解特性，能够转化为蒸馏水，促使基膜中的甲基三氯硅烷水解形成预聚合树脂，达到内外同时水解的效果，同时内层的水蒸气形成促进了竹炭粉表面活性基团、海泡石纤维的羟基、甲基硅酸钠和甲基三氯硅烷的水解聚合，大大提升了整体的稳固连接性。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种基于基膜的耐候型防水建筑材料，以硅烷树脂与甲基硅酸钠的混合膜为基膜，以竹炭粉与海泡石纤维为多孔原材料，形成轻质中间层。
其制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将竹炭粉与海泡石纤维加入至蒸馏水中低温超声形成悬浊液，然后烘干得到混合粉体，竹炭粉在蒸馏水中的浓度为100g/L，海泡石纤维在蒸馏水中的浓度为300g/L，低温超声的温度为5℃，超声频率为50kHz，烘干温度为130℃；
步骤2，将混合粉体加入至无水乙醇中搅拌均匀形成悬浊液，加入聚氨酯胶黏液和碳酸铵形成超声搅拌，形成浆料，所述混合粉体在无水乙醇中的浓度为100g/L，聚氨酯胶黏剂的加入量是混合粉体质量20％，所述超声搅拌的超声频率为70kHz，温度为20℃；
步骤3，将甲基三氯硅烷加入至乙醚中形成硅烷-乙醚液，然后将甲基硅酸钠加入并持续超声40-60min，形成稳定的基膜液，甲基三氯硅烷在乙醚中的浓度为60-100g/L，所述甲基硅酸钠的加入量是甲基三氯硅烷质量的10-20％，超声的频率为40kHz，温度为5℃；
步骤4，将基膜液喷雾在模具内恒温静置形成基膜，然后将浆料平铺在基膜表面并缓慢烘干形成半固化状态，最后喷洒一层碳酸铵，并在碳酸铵层表面铺设一层基膜，得到预制板材；基膜液的喷雾量是10g/cm2，恒温静置的温度为40℃；所述浆料的平铺量是30g/cm2，缓慢烘干的温度为70℃，所述碳酸铵的喷洒量为1g/cm2；
步骤5，将预制板材进行恒温压制，然后在潮湿环境下升温压制，得到建筑材料；恒温压制的压力为1MPa，温度为40℃，所述潮湿环境的水蒸气体积含量是8％，升温压制的温度为100℃，压力为1MPa。
实施例2
一种基于基膜的耐候型防水建筑材料，以硅烷树脂与甲基硅酸钠的混合膜为基膜，以竹炭粉与海泡石纤维为多孔原材料，形成轻质中间层。
其制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将竹炭粉与海泡石纤维加入至蒸馏水中低温超声形成悬浊液，然后烘干得到混合粉体，竹炭粉在蒸馏水中的浓度为400g/L，海泡石纤维在蒸馏水中的浓度为500g/L，低温超声的温度为10℃，超声频率为80kHz，烘干温度为160℃；
步骤2，将混合粉体加入至无水乙醇中搅拌均匀形成悬浊液，加入聚氨酯胶黏液和碳酸铵形成超声搅拌，形成浆料，所述混合粉体在无水乙醇中的浓度为200g/L，聚氨酯胶黏剂的加入量是混合粉体质量50％，所述超声搅拌的超声频率为90kHz，温度为40℃；
步骤3，将甲基三氯硅烷加入至乙醚中形成硅烷-乙醚液，然后将甲基硅酸钠加入并持续超声60min，形成稳定的基膜液，甲基三氯硅烷在乙醚中的浓度为100g/L，所述甲基硅酸钠的加入量是甲基三氯硅烷质量的20％，超声的频率为70kHz，温度为10℃；
步骤4，将基膜液喷雾在模具内恒温静置形成基膜，然后将浆料平铺在基膜表面并缓慢烘干形成半固化状态，最后喷洒一层碳酸铵，并在碳酸铵层表面铺设一层基膜，得到预制板材；基膜液的喷雾量是20g/cm2，恒温静置的温度为60℃；所述浆料的平铺量是100g/cm2，缓慢烘干的温度为80℃，所述碳酸铵的喷洒量为3g/cm2；
步骤5，将预制板材进行恒温压制，然后在潮湿环境下升温压制，得到建筑材料；恒温压制的压力为2MPa，温度为45℃，所述潮湿环境的水蒸气体积含量是10％，升温压制的温度为120℃，压力为3MPa。
实施例3
一种基于基膜的耐候型防水建筑材料，以硅烷树脂与甲基硅酸钠的混合膜为基膜，以竹炭粉与海泡石纤维为多孔原材料，形成轻质中间层。
其制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将竹炭粉与海泡石纤维加入至蒸馏水中低温超声形成悬浊液，然后烘干得到混合粉体，竹炭粉在蒸馏水中的浓度为300g/L，海泡石纤维在蒸馏水中的浓度为400g/L，低温超声的温度为8℃，超声频率为70kHz，烘干温度为150℃；
步骤2，将混合粉体加入至无水乙醇中搅拌均匀形成悬浊液，加入聚氨酯胶黏液和碳酸铵形成超声搅拌，形成浆料，所述混合粉体在无水乙醇中的浓度为150g/L，聚氨酯胶黏剂的加入量是混合粉体质量40％，所述超声搅拌的超声频率为80kHz，温度为30℃；
步骤3，将甲基三氯硅烷加入至乙醚中形成硅烷-乙醚液，然后将甲基硅酸钠加入并持续超声50min，形成稳定的基膜液，甲基三氯硅烷在乙醚中的浓度为80g/L，所述甲基硅酸钠的加入量是甲基三氯硅烷质量的15％，超声的频率为60kHz，温度为8℃；
步骤4，将基膜液喷雾在模具内恒温静置形成基膜，然后将浆料平铺在基膜表面并缓慢烘干形成半固化状态，最后喷洒一层碳酸铵，并在碳酸铵层表面铺设一层基膜，得到预制板材；基膜液的喷雾量是15g/cm2，恒温静置的温度为50℃；所述浆料的平铺量是80g/cm2，缓慢烘干的温度为75℃，所述碳酸铵的喷洒量为2g/cm2；
步骤5，将预制板材进行恒温压制，然后在潮湿环境下升温压制，得到建筑材料；恒温压制的压力为2MPa，温度为43℃，所述潮湿环境的水蒸气体积含量是9％，升温压制的温度为110℃，压力为2MPa。
性能检测
将实施例1-3进行性能检测，其数据如下：
实施例1 实施例2 实施例3
1个月光照情况 无老化 无老化 无老化
抗压压强 3.7MPa 4.2MPa 3.8MPa
温度 512℃ 550℃ 529℃
该实施例检测明确指出了该材料不仅具有良好的抗压性与耐温型，同时在光照条件下无老化现象，具备良好的耐候性。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了基膜附着力差的问题，利用硅烷树脂与甲基硅酸钠内的羟基结构与聚氨酯自身的活性基团，形成稳定的化学键连接，达到良好的粘附效果，同时利用甲基硅酸钠与硅烷树脂内的羟基聚合，达到缩水聚合效果，实现表面三维聚合效果，不仅具备良好的承压效果，还具备防水和耐候性。
2.本发明利用海泡石纤维自身的水软化特性，将纤维丝结构打开，并将竹炭粉夹杂在纤维丝结构内，待烘干后形成掺杂结构，并且竹炭粉自身的活性基团与纤维丝内的硅羟基形成化学连接，因此，该结构能够形成多孔结构的同时还具备稳定的连接性，同时兼具了海泡石纤维和竹炭粉的自身承压性。
3.本发明利用硅烷树脂和甲基硅酸钠的羟基与海泡石纤维内的硅羟基形成稳定的聚合连接，从而实现了整体的硅氧结构体，并且竹炭粉形成多孔结构与海泡石自身的多孔性，能够实现整体的轻质化。
4.本发明利用碳酸铵的热分解特性，能够转化为蒸馏水，促使基膜中的甲基三氯硅烷水解形成预聚合树脂，达到内外同时水解的效果，同时内层的水蒸气形成促进了竹炭粉表面活性基团、海泡石纤维的羟基、甲基硅酸钠和甲基三氯硅烷的水解聚合，大大提升了整体的稳固连接性。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于基膜的耐候型防水建筑材料，其特征在于：以硅烷树脂与甲基硅酸钠的混合膜为基膜；所述建筑材料以竹炭粉与海泡石纤维为多孔原材料，形成轻质中间层；
所述基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将竹炭粉与海泡石纤维加入至蒸馏水中低温超声形成悬浊液，然后烘干得到混合粉体；
步骤2，将混合粉体加入至无水乙醇中搅拌均匀形成悬浊液，加入聚氨酯胶黏液和碳酸铵形成超声搅拌，形成浆料；
步骤3，将甲基三氯硅烷加入至乙醚中形成硅烷-乙醚液，然后将甲基硅酸钠加入并持续超声40-60min，形成稳定的基膜液；
步骤4，将基膜液喷雾在模具内恒温静置形成基膜，然后将浆料平铺在基膜表面并缓慢烘干形成半固化状态，最后喷洒一层碳酸铵，并在碳酸铵层表面铺设一层基膜，得到预制板材；
步骤5，将预制板材进行恒温压制，然后在潮湿环境下升温压制，得到建筑材料。
2.根据权利要求1所述的基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的竹炭粉在蒸馏水中的浓度为100-400g/L，海泡石纤维在蒸馏水中的浓度为300-500g/L，低温超声的温度为5-10℃，超声频率为50-80kHz，烘干温度为130-160℃。
3.根据权利要求1所述的基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的混合粉体在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，聚氨酯胶黏剂的加入量是混合粉体质量20-50％，所述超声搅拌的超声频率为70-90kHz，温度为20-40℃。
4.根据权利要求1所述的基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的甲基三氯硅烷在乙醚中的浓度为60-100g/L，所述甲基硅酸钠的加入量是甲基三氯硅烷质量的10-20％，超声的频率为40-70kHz，温度为5-10℃。
5.根据权利要求1所述的基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的基膜液的喷雾量是10-20g/cm2，恒温静置的温度为40-60℃；所述浆料的平铺量是30-100g/cm2，缓慢烘干的温度为70-80℃，所述碳酸铵的喷洒量为1-3g/cm2。
6.根据权利要求1所述的基于基膜的耐候型防水建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5中的恒温压制的压力为1-2MPa，温度为40-45℃，所述潮湿环境的水蒸气体积含量是8-10％，升温压制的温度为100-120℃，压力为1-3MPa。
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