CN114988844B - 防水装饰砂浆及其制备方法、应用 - Google Patents

防水装饰砂浆及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种防水装饰砂浆及其制备方法、应用，涉及防水装饰砂浆的技术领域，本发明的砂浆主要由A组分和B组分制备而成；其中，A组分包括如下组分：硅酸盐、硅溶胶、分散剂、乳液以及水；B组分包括如下组分：氧化铝、可溶性钙盐、硅烷偶联剂、柠檬酸盐，以及马来酸‑丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸。本发明提供的砂浆是非水泥基的，因此避免了水泥基的砂浆产品在高湿环境下返碱、石膏基不耐水以及易发霉的问题，同时本发明的砂浆也解决了砂浆涂布在墙体上后容易发霉脱落和腻子开裂起皮的技术问题，达到了防水防霉功效高、反应可控、质量轻、强度高以及硬度高，而且无需批刮腻子和涂刷乳胶漆进而节省了劳动时间的技术效果。

Description

防水装饰砂浆及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及防水装饰砂浆的技术领域，尤其是涉及一种防水装饰砂浆及其制备方法、应用。
背景技术
现有的装饰砂浆，主要有水泥基和石膏基的产品，其中水泥基的产品由于水泥的水化反应不可控，故其会产生大量的游离钙，因而在砂浆的表面容易出现返碱和泛白的现象；另外，水泥水化反应的速度不可控，因此砂浆厚度的落差不易太大，否则会造成砂浆层的开裂；对于石膏基的装饰砂浆，虽然其可塑性很好，但是其本身强度偏低，导致打磨后掉粉严重，而且不耐水，在遇水后容易剥落，受潮后容易发霉。由此可见，目前的装饰砂浆均有较大的缺陷。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种防水装饰砂浆，具有强度高、反应可控、无返碱现象以及可塑性强的特点。
本发明的目的之二在于提供一种所述的防水装饰砂浆的制备方法，工艺简单，易于操作。
本发明的目的之三在于提供一种所述的防水装饰砂浆的应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，一种防水装饰砂浆，主要由A组分和B组分制备而成；
其中，所述A组分包括如下组分：
硅酸盐、硅溶胶、分散剂、乳液以及水；
所述B组分包括如下组分：
氧化铝、可溶性钙盐、硅烷偶联剂、柠檬酸盐，以及马来酸-丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸。
进一步的，所述A组分和B组分的质量比为1:2-1:4；
优选地，所述硅酸盐包括硅酸钾、硅酸钠以及硅酸锂中的至少一种；
优选地，所述分散剂包括聚羧酸钠分散剂和聚磺酸钠分散剂中的至少一种；
优选地，所述乳液包括VAE乳液、苯丙乳液以及丁苯乳液中的至少一种。
进一步的，所述氧化铝包括α相纳米氧化铝；
优选地，所述可溶性钙盐包括氯化钙和硫酸钙中的至少一种；
优选地，所述硅烷偶联剂包括碳酸钙浸渍的硅烷偶联剂，优选为碳酸钙浸渍的硅烷偶联剂KH550；
优选地，所述柠檬酸盐包括柠檬酸钠和柠檬酸铵中的至少一种。
进一步的，所述A组分还包括杀菌剂；
优选地，所述杀菌剂包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种。
进一步的，所述B组分还包括玻化微珠；
优选地，所述玻化微珠包括50-70目的膨胀玻化微珠；
优选地，所述B组分还包括硅气凝胶；
优选地，所述硅气凝胶包括孔径为5-50μm的硅气凝胶；
优选地，所述B组分还包括天然彩砂；
优选地，所述天然彩砂包括40-120目的天然彩砂。
进一步的，所述A组分包括按质量份数计的如下组分：
硅酸盐15-30份、硅溶胶5-15份、分散剂1-4份、乳液15-25份、杀菌剂0.05-2份，以及水14-54份。
进一步的，所述B组分包括按质量百分数计的如下组分：
氧化铝2-7份、可溶性钙盐10-45份、硅烷偶联剂0.2-2份、玻化微珠5-10份、硅气凝胶0.1-3份、天然彩砂35-88份、柠檬酸盐0.07-0.5份，以及马来酸-丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸0.01-0.2份。
第二方面，一种所述的防水装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
分别混合各组分，得到A组分和B组分；
A组分和B组分混合，得到所述防水装饰砂浆。
进一步的，A组分和B组分混合的质量比为1:2-1:4。
第三方面，一种所述的防水装饰砂浆在建筑防水上的应用。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的防水装饰砂浆，主要由A组分和B组分制备而成；其中，A组分包括：硅酸盐、硅溶胶、分散剂、乳液以及水；B组分包括：氧化铝、可溶性钙盐、硅烷偶联剂、柠檬酸盐，以及马来酸-丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸。本发明提供的砂浆是非水泥基的，因此避免了水泥基的砂浆产品在高湿环境下返碱、石膏基不耐水以及易发霉的问题。在本发明提供的防水装饰砂浆中，硅酸盐和硅溶胶作为胶凝材料，能够与可溶性钙盐反应得到硅酸钙，而且硅溶胶还会与氧化铝、可溶性钙盐反应得到钙矾石；同时，柠檬酸盐和马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)或乙二胺四乙酸(EDTA)能够协同配合，与钙离子结合成络和钙以有效减缓硅溶胶、硅酸盐、氧化铝与钙离子的反应速度，进而有效地调节反应时间，使得砂浆产品不仅具有较佳的操作时间，而且还能够达到较好的硬化速度；此外，硅烷偶联剂能够将乳液和无机材料进行交联，硅烷偶联剂一端连接有机组分，另一端则连接无机组分，起到有机无机界面桥梁连接的作用。综上所述，本发明提供的防水装饰砂浆，A、B组分的反应速度可控，而且砂浆产品的强度高、耐久性佳、硬化速度快以及施工周期短。
本发明提供的防水装饰砂浆的制备方法，工艺简单，易于操作。
本发明提供的防水装饰砂浆在建筑防水上的应用，具有出色的防水防霉功效。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的第一个方面，提供了一种防水装饰砂浆，主要由A组分和B组分制备而成；
其中，本发明的A组分包括如下组分：
硅酸盐、硅溶胶、分散剂、乳液以及水；
本发明的B组分包括如下组分：
氧化铝、可溶性钙盐、硅烷偶联剂、柠檬酸盐，以及马来酸-丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸。
本发明提供的砂浆是非水泥基的，因此避免了水泥基的砂浆产品在高湿环境下返碱、石膏基不耐水以及易发霉的问题。
在本发明提供的防水装饰砂浆中，硅酸盐和硅溶胶作为胶凝材料，能够与可溶性钙盐(例如氯化钙和/或硫酸钙等)反应得到硅酸钙，而且硅溶胶还会与氧化铝、可溶性钙盐(例如氯化钙和/或硫酸钙等)反应得到钙矾石；同时，柠檬酸盐(例如柠檬酸钠和/或柠檬酸铵等)和马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)或乙二胺四乙酸(EDTA)能够协同配合，与钙离子结合成络和钙以有效减缓硅溶胶、硅酸盐、氧化铝与钙离子的反应速度，进而有效地调节反应时间，使得砂浆产品不仅具有较佳的操作时间，而且还能够达到较好的硬化速度；此外，硅烷偶联剂能够将乳液和无机材料进行交联，硅烷偶联剂一端连接有机组分，另一端则连接无机组分，起到有机无机界面桥梁连接的作用。综上所述，本发明提供的防水装饰砂浆，A、B组分的反应速度可控，而且砂浆产品的强度高、耐久性佳、硬化速度快以及施工周期短。
在本发明中，防水装饰砂浆的A组分和B组分可以单独包装，在防水装饰砂浆使用时，二者以一定的比例混合即可，例如A组分和B组分的混合质量比例可以为1:2-1:4，其典型但非限制性的比例例如为1：2、1：2.5、1：3、1：3.5、1：4，A组分和B组分混合的质量比例在此范围内，有助于控制反应，更有利于提高砂浆产品的强度、硬度以及耐久性，并且也有助于提高砂浆的防水防霉功效。
在本发明中，硅酸盐可以为硅酸钾、硅酸钠以及硅酸锂中的至少一种，但不限于此；硅酸盐的模数可以为2模-4.1模，例如可以为2模、2.2模、2.5模、2.7模、3模、3.2模、3.3模、3.5模、3.7模、4模、4.1模，硅酸盐的模数在此范围内，有利于提高砂浆的性能，而模数过低或过高均会不利于砂浆的性能；本发明所选择的硅酸盐和硅溶胶作为无机胶凝材料能够与氧化铝、氯化钙更好地作用形成硅酸钙和钙矾石，有助于提高砂浆产品的强度、硬度以及耐久性，也有助于提高其防水防霉的功效。
本发明中的分散剂不作特别的限制，只要是能够起到分散作用的助剂均可，例如可以为聚羧酸钠分散剂和聚磺酸钠分散剂中的至少一种，但不限于此，能够使体系的分散效果更佳。
本发明中的乳液可以为VAE乳液、苯丙乳液以及丁苯乳液中的至少一种，但不限于此；乳液能够在硅烷偶联剂的作用下与无机材料进行交联，乳液可以进一步优选为丁苯乳液，丁苯乳液能够在硅烷偶联剂的作用下与无机材料取得更佳的交联效果，有助于提高砂浆产品的性能。
在本发明中，氯化钙不作特别的限定，例如可以为常规的工业级氯化钙粉末。
在一种优选的实施方式中，本发明的氧化铝可以包含α相纳米氧化铝，但不限于此，α相纳米氧化铝具有一定的亲水性，能够与其他的凝胶材料实现更佳的协同作用以提升砂浆的性能；本发明的可溶性钙盐包括但不限于氯化钙和硫酸钙中的至少一种，在本发明中，硅酸盐和硅溶胶作为胶凝材料，能够与氯化钙和/或硫酸钙反应得到硅酸钙，而且硅溶胶还会与氧化铝、氯化钙和/或硫酸钙反应得到钙矾石。
在本发明中，硅烷偶联剂不作特别的限定，常见的硅烷偶联剂即可，例如可以为硅烷偶联剂KH550，但不限于此；本发明的硅烷偶联剂可进一步优选为碳酸钙浸渍的硅烷偶联剂，例如可以为常见的KH550浸渍碳酸钙，其碳酸钙浸渍的时长为48h，浸渍后烘干磨细至325目，但不限于此。
在一种优选的实施方式中，柠檬酸盐包括但不限于柠檬酸钠和柠檬酸铵中的至少一种，在本发明中，柠檬酸钠和/或柠檬酸铵能够与马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)或乙二胺四乙酸(EDTA)协同配合，与钙离子结合成络和钙以有效减缓硅溶胶、硅酸盐、氧化铝与钙离子的反应速度，进而有效地调节反应时间，使得砂浆产品不仅具有较佳的操作时间，而且还能够达到较好的硬化速度。
在一种优选的实施方式中，本发明的A组分还包括杀菌剂；其中，杀菌剂包括但不限于1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，本发明的B组分还包括玻化微珠，其密度低，是表面玻璃化的填料，作为轻质骨料以防止砂浆整体的收缩；其中，玻化微珠包括但不限于50-70目的膨胀玻化微珠，例如可以为50目的膨胀玻化微珠、55目的膨胀玻化微珠、60目的膨胀玻化微珠、65目的膨胀玻化微珠、70目的膨胀玻化微珠；在本发明中，玻化微珠的容重不作特别限定，例如可以为100kg/m3。
在一种优选的实施方式中，本发明的B组分还包括硅气凝胶，作为密度较低的多孔性固体，将其加入能够减少砂浆整体的密度，使得成品在墙体上不容易坍塌和流挂；其中，硅气凝胶包括但不限于孔径为5-50μm的硅气凝胶，其典型但非限制性的孔径例如为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm，硅气凝胶的孔径在此范围内，更有助于提高砂浆的综合性能，硅气凝胶的孔径过低或过高均达不到应有的效果。
在一种优选的实施方式中，本发明的B组分还包括天然彩砂；本发明加入的天然彩砂能够与其他原料相互作用，使砂浆整体的颜色持久，色彩选择丰富，外观造型多样，外表面有镜面光泽；其中，天然彩砂包括但不限于40-120目的天然彩砂，其典型但非限制性的目数例如为40目、50目、60目、70目、80目、90目、100目、110目、120目，天然彩砂的目数在此范围内，能够与其他原料实现更佳的协同作用效果，提高砂浆整体颜色的持久度和光泽度。
在一种优选的实施方式中，本发明砂浆中的A组分包括按质量份数计的如下组分：
硅酸盐15-30份、硅溶胶5-15份、分散剂1-4份、乳液15-25份、杀菌剂0.05-2份，以及水14-54份。
其中，硅酸盐典型但非限制性的质量份数例如为15份、20份、25份、30份；硅溶胶典型但非限制性的质量份数例如为5份、10份、15份；分散剂典型但非限制性的质量份数例如为1份、2份、3份、4份；乳液典型但非限制性的质量份数例如为15份、20份、25份；杀菌剂典型但非限制性的质量份数例如为0.05份、0.1份、0.5份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份；水典型但非限制性的质量份数例如为14份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、51份、52份、53份、54份。
在一种优选的实施方式中，本发明砂浆中的B组分包括按质量百分数计的如下组分：
氧化铝2-7份、可溶性钙盐10-45份、硅烷偶联剂0.2-2份、玻化微珠5-10份、硅气凝胶0.1-3份、天然彩砂35-88份、柠檬酸盐0.07-0.5份，以及马来酸-丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸0.01-0.2份。
其中，氧化铝典型但非限制的质量份数例如为2份、3份、4份、5份、6份、7份；可溶性钙盐典型但非限制的质量份数例如为10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份；硅烷偶联剂典型但非限制的质量份数例如为0.2份、0.5份、1份、1.5份、2份；玻化微珠典型但非限制的质量份数例如为5份、8份、10份；硅气凝胶典型但非限制的质量份数例如为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份；天然彩砂典型但非限制的质量份数例如为35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、88份；柠檬酸盐典型但非限制的质量份数例如为0.07份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份；马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)和/或乙二胺四乙酸(EDTA)典型但非限制的质量份数例如为0.01份、0.05份、0.1份、0.15份、0.2份。
通过以上特定的组分及其质量份数的协同作用，本发明的砂浆能够长期使用而不易开裂，不易变色，不仅A、B组分反应速度可控，产品强度高，硬化速度快，而且外观造型多样，色彩选择丰富，外表面有镜面光泽。
综上所述，本发明的砂浆是非水泥基的，配方环保，无甲醛，入住周期短，零VOC，不仅避免了水泥基产品在高湿环境下的返碱现象，还避免了石膏基不耐水和易发霉的缺点；同时，通过特定的组分及其质量份数的协同作用，本发明的砂浆具有施工周期短、兼具保温性能(冬暖夏凉)、硬化速快以及耐久性佳的特点，而且A、B组分反应速度可控。
根据本发明的第二个方面，提供了一种上述任一项所述的防水装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
分别混合各组分，得到A组分和B组分；
A组分和B组分混合，得到防水装饰砂浆。
在本发明中，A组分和B组分混合的质量比为1:2-1:4，其典型但非限制性的比例例如为1：2、1：2.5、1：3、1：3.5、1：4，A组分和B组分混合的质量比例在此范围内，有助于控制反应，更有利于提高砂浆产品的强度、硬度以及耐久性，并且也有助于提高砂浆的防水防霉功效。
本发明提供的防水装饰砂浆的制备方法，工艺简单且高效。
根据本发明的第三个方面，提供了一种上述任一项所述的防水装饰砂浆在建筑防水上的应用。
本发明提供的防水装饰砂浆在建筑防水上的应用，具有出色的防水防霉功效，而且不易发霉脱落或者开裂起皮。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
本发明在实施例和对比例所使用的原料中，硅溶胶来自诺力昂，硅酸钾以及硅烷偶联剂(CaCO3浸渍)来自西亚化学，VAE乳液来自瓦克，硅气凝胶来自河北凯华节能。
实施例1-5
实施例1-5提供的防水装饰砂浆的组分及其质量份数见表1。
表1
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的硅酸钾的模数为2，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的硅酸钾的模数为4.1，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的硅酸钾替换为硅酸钠，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的硅酸钾替换为硅酸锂，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的乳液为丁苯乳液，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的乳液为苯丙乳液，其余均与实施例1相同。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例B组分中还包括60目的膨胀玻化微珠8份，其余均与实施例1相同。
实施例13
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的硅酸钾为10份，硅溶胶为2份；
本实施例B组分中的氧化铝为1份，氯化钙为5份；
其余均与实施例1相同。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例A组分中的硅酸钾为35份，硅溶胶为2份；
本实施例B组分中的氧化铝为10份，氯化钙为5份；
其余均与实施例1相同。
实施例15
与实施例1相比，本对比例B组分中以等量的柠檬酸铵替换柠檬酸钠，其余均与实施例1相同。
实施例16
与实施例1相比，本对比例B组分中以等量的乙二胺四乙酸(EDTA)替换马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)，其余均与实施例1相同。
实施例17
本实施例为实施例1-16的防水装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：
按比例分别混合各组分，得到A组分和B组分；
A组分和B组分混合，得到防水装饰砂浆；
其中，A组分和B组分混合的质量比为1:3。
对比例1
与实施例1相比，本对比例A组分中不含有硅酸钾，以等量的硅溶胶补齐，其余均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，本对比例A组分中不含有硅溶胶，以等量的硅酸钾补齐，其余均与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，本对比例B组分中不含有氧化铝，以等量的氯化钙补齐，其余均与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比，本对比例B组分中不含有硅烷偶联剂，其余均与实施例1相同。
对比例5
与实施例1相比，本对比例B组分中不含有柠檬酸钠，其余均与实施例1相同。
对比例6
与实施例1相比，本对比例B组分中不含有马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)，其余均与实施例1相同。
试验例
实施例1-16和对比例1-6的防水装饰砂浆进行性能测试，结果见表1和表2。
表1
表2
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种防水装饰砂浆，其特征在于，主要由A组分和B组分制备而成；
所述A组分包括按质量份数计的如下组分：
硅酸盐15-30份、硅溶胶5-15份、分散剂1-4份、乳液15-25份、杀菌剂0.05-2份，以及水14-54份；
所述B组分包括按质量份数计的如下组分：
氧化铝2-7份、可溶性钙盐10-45份、硅烷偶联剂0.2-2份、玻化微珠5-10份、硅气凝胶0.1-3份、天然彩砂35-88份、柠檬酸盐0.07-0.5份，以及马来酸-丙烯酸共聚物和/或乙二胺四乙酸0.01-0.2份；
所述A组分和B组分的质量比为1:2-1:4。
2.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述硅酸盐包括硅酸钾、硅酸钠以及硅酸锂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述分散剂包括聚羧酸钠分散剂和聚磺酸钠分散剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述乳液包括VAE乳液、苯丙乳液以及丁苯乳液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述氧化铝包括α相纳米氧化铝。
6.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述可溶性钙盐包括氯化钙和硫酸钙中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括碳酸钙浸渍的硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述柠檬酸盐包括柠檬酸钠和柠檬酸铵中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述杀菌剂包括1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮以及2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的防水装饰砂浆，其特征在于，所述玻化微珠包括50-70目的膨胀玻化微珠；
所述硅气凝胶包括孔径为5-50μm的硅气凝胶；
所述天然彩砂包括40-120目的天然彩砂。
11.一种权利要求1-10任一项所述的防水装饰砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别混合各组分，得到A组分和B组分；
A组分和B组分混合，得到所述防水装饰砂浆。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，A组分和B组分混合的质量比为1:2-1:4。
13.一种权利要求1-10任一项所述的防水装饰砂浆在建筑防水上的应用。
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