CN115057666A - 一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法 - Google Patents

一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体为一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法，包括水泥、骨料、粉料、核壳结构苯丙乳胶粉、聚二甲基硅氧烷、玻璃纤维、助剂、水，本发明所制备的防水砂浆具有极佳的力学强度，且抗渗强度高，具有优良防水耐水性能，可以被用于铝合金门窗的安装。

Description

一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体为一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法。
背景技术
铝合金门窗具有牢固耐用、硬度高、材质轻、使用寿命长等诸多优点，还能给人干净明亮的清爽感，是装饰装修的常见选择，目前铝合金门窗安装时常在铝合金门窗框体与墙体洞口缝隙间用水泥砂浆嵌填，虽然在安装后短时间内经淋水测试不漏水，但是由于市售砂浆防水性较差，在使用一段时间后往往就会出现渗水、漏水等情况。
发明内容
发明目的：针对上述技术问题，本发明提供了一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法。
所采用的技术方案如下：
一种铝合金门窗专用防水砂浆，包括水泥、骨料、粉料、核壳结构苯丙乳胶粉、聚二甲基硅氧烷、玻璃纤维、助剂、水。
进一步地，包括以下重量份数的组成成分：
水泥20-25份、骨料40-50份、粉料10-15份、核壳结构苯丙乳胶粉5-15 份、聚二甲基硅氧烷0.1-0.2份、玻璃纤维2-5份、助剂0.5-1份、水20-25 份。
进一步地，所述骨料由20-50目水洗砂和80-140目水洗砂组成，两者重量比为1:1。
进一步地，所述粉料由重钙粉和粉煤灰组成，两者重量比为1:1-3。
进一步地，所述核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将第一份数的核预乳化液升温至75-80℃，保温20-30min，得到种子乳液，将第二份数的核预乳化液及第一份数的过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应80-100min，再滴加壳预乳化液及第二份数的过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应1-2h，用氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速20000-21000r/min，进料速度80-100g/min，进样温度130-150℃，出口温度60-80℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
进一步地，所述核预乳化液包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、N-羟甲基丙烯酰胺、OP-10、碳酸氢钠、水。
进一步地，所述壳预乳化液包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、OP-10、碳酸氢钠、水。
进一步地，第一份数、第二份数的核预乳化液的重量比为1：8-10；
第一份数、第二份数的过硫酸钾溶液的重量比为1：1。
进一步地，所述助剂包括保水剂、减水剂、憎水剂、消泡剂中的任意一种或多种组合。
本发明还公开了一种铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法：
将水泥、骨料、粉料、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌30-60min 后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、助剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种铝合金门窗专用防水砂浆，抗渗性能是防水砂浆很重要的一个判断指标，而灰砂比与抗渗性能息息相关，本发明中水泥、骨料、粉料配合适当，砂浆后期干收缩性较小，减少了砂浆内部和表面裂纹的产生，水泥和粉料可以将所有的骨料颗粒包裹起来，水化后的产物将全部骨料粘接形成一个整体，骨料间存在的缝隙减少，抗渗性能得到提高，核壳结构苯丙乳胶粉具有“软核硬壳”结构，减少了在喷雾干燥过程中乳胶粒子之间的融合机会，当再次在水中分散时，以较小的粒度分散成乳液，降低了乳胶粉在保存过程中发生粘连结块的可能性，成膜性能良好，能显著改善砂浆的内聚力、提高力学强度及降低吸水率，N-羟甲基丙烯酰胺的引入一方面可以提高交联密度，另外未反应的N-羟甲基丙烯酰胺在后续成膜过程中可嵌入聚合物中间，与其相互缠绕，增强成膜能力，硅溶胶不仅可隔离乳胶粒子，而且其表面富集硅醇键，对乳液后期成膜能力具有一定帮助作用，聚二甲基硅氧烷一方面具有促进成膜的作用，而且可以提升砂浆的防水耐水性能，本发明所制备的防水砂浆具有极佳的力学强度，且抗渗强度高，具有优良防水耐水性能，可以被用于铝合金门窗的安装。
具体实施方式
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。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
一种铝合金门窗专用防水砂浆：
水泥2500g、20-50目水洗砂2000g、80-140目水洗砂2000g、重钙粉 500g、粉煤灰1000g、核壳结构苯丙乳胶粉1200g、聚二甲基硅氧烷20g、玻璃纤维400g、聚羧酸减水剂50g、水2500g。
其中，核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯800g、丙烯酸异辛酯21g、N-羟甲基丙烯酰胺10g、OP-10 13g、碳酸氢钠15g、水2000g混合搅拌20min 得到核预乳化液，将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯100g、甲基丙烯酸 50g、苯乙烯500g、OP-10 4g、碳酸氢钠5g、水500g混合搅拌20min得到壳预乳化液，取10％核预乳化液升温至80℃，保温30min，得到种子乳液，将剩余90％核预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应100min，再滴加壳预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应2h，用5wt％氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将重量比为3：100：10的PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速21000r/min，进料速度100g/min，进样温度145℃，出口温度80℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
上述铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法：
将水泥、20-50目水洗砂、80-140目水洗砂、重钙粉、粉煤灰、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌60min后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、聚羧酸减水剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
实施例2：
一种铝合金门窗专用防水砂浆：
水泥2500g、20-50目水洗砂2500g、80-140目水洗砂2500g、重钙粉 500g、粉煤灰1000g、核壳结构苯丙乳胶粉1500g、聚二甲基硅氧烷20g、玻璃纤维500g、聚羧酸减水剂50g、水2500g。
其中，核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯800g、丙烯酸异辛酯21g、N-羟甲基丙烯酰胺10g、OP-10 13g、碳酸氢钠15g、水2000g混合搅拌20min 得到核预乳化液，将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯100g、甲基丙烯酸 50g、苯乙烯500g、OP-10 4g、碳酸氢钠5g、水500g混合搅拌20min得到壳预乳化液，取10％核预乳化液升温至80℃，保温30min，得到种子乳液，将剩余90％核预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应100min，再滴加壳预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应2h，用5wt％氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将重量比为3：100：10的PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速21000r/min，进料速度100g/min，进样温度150℃，出口温度80℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
上述铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法：
将水泥、20-50目水洗砂、80-140目水洗砂、重钙粉、粉煤灰、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌60min后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、聚羧酸减水剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
实施例3：
一种铝合金门窗专用防水砂浆：
水泥2000g、20-50目水洗砂2000g、80-140目水洗砂2000g、重钙粉500g、粉煤灰1000g、核壳结构苯丙乳胶粉500g、聚二甲基硅氧烷10g、玻璃纤维200g、聚羧酸减水剂50g、水2000g。
其中，核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯800g、丙烯酸异辛酯21g、N-羟甲基丙烯酰胺10g、OP-10 13g、碳酸氢钠15g、水2000g混合搅拌20min 得到核预乳化液，将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯100g、甲基丙烯酸 50g、苯乙烯500g、OP-10 4g、碳酸氢钠5g、水500g混合搅拌20min得到壳预乳化液，取10％核预乳化液升温至75℃，保温20min，得到种子乳液，将剩余90％核预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应80min，再滴加壳预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应1h，用5wt％氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将重量比为3：100：10的PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速21000r/min，进料速度80g/min，进样温度130℃，出口温度60℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
上述铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法：
将水泥、20-50目水洗砂、80-140目水洗砂、重钙粉、粉煤灰、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌30min后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、聚羧酸减水剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
实施例4：
一种铝合金门窗专用防水砂浆：
水泥2500g、20-50目水洗砂2000g、80-140目水洗砂2000g、重钙粉 500g、粉煤灰1000g、核壳结构苯丙乳胶粉1000g、聚二甲基硅氧烷20g、玻璃纤维200g、聚羧酸减水剂50g、水2500g。
其中，核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯800g、丙烯酸异辛酯21g、N-羟甲基丙烯酰胺10g、OP-10 13g、碳酸氢钠15g、水2000g混合搅拌20min 得到核预乳化液，将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯100g、甲基丙烯酸50g、苯乙烯500g、OP-10 4g、碳酸氢钠5g、水500g混合搅拌20min得到壳预乳化液，取10％核预乳化液升温至75℃，保温30min，得到种子乳液，将剩余90％核预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应80min，再滴加壳预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应2h，用5wt％氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将重量比为3：100：10的PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速21000r/min，进料速度80g/min，进样温度150℃，出口温度60℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
上述铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法：
将水泥、20-50目水洗砂、80-140目水洗砂、重钙粉、粉煤灰、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌60min后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、聚羧酸减水剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
实施例5：
一种铝合金门窗专用防水砂浆：
水泥2000g、20-50目水洗砂2500g、80-140目水洗砂2500g、重钙粉 500g、粉煤灰1000g、核壳结构苯丙乳胶粉1500g、聚二甲基硅氧烷15g、玻璃纤维300g、聚羧酸减水剂50g、水2500g。
其中，核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯800g、丙烯酸异辛酯21g、N-羟甲基丙烯酰胺10g、OP-10 13g、碳酸氢钠15g、水2000g混合搅拌20min 得到核预乳化液，将甲基丙烯酸甲酯100g、丙烯酸丁酯100g、甲基丙烯酸 50g、苯乙烯500g、OP-10 4g、碳酸氢钠5g、水500g混合搅拌20min得到壳预乳化液，取10％核预乳化液升温至80℃，保温30min，得到种子乳液，将剩余90％核预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应100min，再滴加壳预乳化液及75mL10wt％过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应2h，用5wt％氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将重量比为3：100：10的PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速21000r/min，进料速度90g/min，进样温度150℃，出口温度60℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
上述铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法：
将水泥、20-50目水洗砂、80-140目水洗砂、重钙粉、粉煤灰、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌50min后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、聚羧酸减水剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，区别在于，不加入核壳结构苯丙乳胶粉。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，区别在于，用市售苯丙胶粉ACQUOS Dehydro 7660代替实施例1中自制核壳结构苯丙乳胶粉。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，区别在于，核壳结构苯丙乳胶粉制备时不加入硅溶胶。
对比例4
对比例4与实施例1基本相同，区别在于，不加入聚二甲基硅氧烷。
性能测试：
对本发明实施例1-5及对比例1-4所制备的防水砂浆进行性能测试，其中，强度测试按GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》，砂浆成型和养护：执行JC/T984-2011《聚合物水泥防水砂浆》，抗渗性测试参照DL/T5126-2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》；
吸水性测试方法参照JC474-2008《砂浆、混凝土防水剂》，将本发明实施例1-5及对比例1-4所制备的防水砂浆制成70.7mm×0.7mm×0.7mm 立方体试块，在(20±3)℃环境中成型24h后脱模置于标准养护条件下养护，将养护28d的试块放置于80℃烘箱中烘干，取出，将试块放置于底部有三角支架的平底容器中，倒入去离子水直至水面高出试块底面35mm，测定砂浆吸水量。
测试结果如下表1所示：
表1：
Figure RE-GDA0003736340240000111
由上表1的测试结果可知，本发明所制备的防水砂浆具有极佳的力学强度，且抗渗强度高，具有优良防水耐水性能。
以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，包括水泥、骨料、粉料、核壳结构苯丙乳胶粉、聚二甲基硅氧烷、玻璃纤维、助剂、水。
2.如权利要求1所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，包括以下重量份数的组成成分：
水泥20-25份、骨料40-50份、粉料10-15份、核壳结构苯丙乳胶粉5-15份、聚二甲基硅氧烷0.1-0.2份、玻璃纤维2-5份、助剂0.5-1份、水20-25份。
3.如权利要求1所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，所述骨料由20-50目水洗砂和80-140目水洗砂组成，两者重量比为1:1。
4.如权利要求1所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，所述粉料由重钙粉和粉煤灰组成，两者重量比为1:1-3。
5.如权利要求1所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，所述核壳结构苯丙乳胶粉的制备方法如下：
将第一份数的核预乳化液升温至75-80℃，保温20-30min，得到种子乳液，将第二份数的核预乳化液及第一份数的过硫酸钾溶液滴入，滴毕后，保温反应80-100min，再滴加壳预乳化液及第二份数的过硫酸钾溶液，滴毕后，保温反应1-2h，用氢氧化钠溶液调节体系pH至中性，冷却至室温，出料，得到核壳结构苯丙乳液，将PVA、核壳结构苯丙乳液和硅溶胶混合制成料液，在喷雾干燥器中对料液进行干燥，雾化盘转速20000-21000r/min，进料速度80-100g/min，进样温度130-150℃，出口温度60-80℃，在出口处收集核壳结构苯丙乳胶粉。
6.如权利要求5所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，所述核预乳化液包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、N-羟甲基丙烯酰胺、OP-10、碳酸氢钠、水。
7.如权利要求5所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，所述壳预乳化液包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、苯乙烯、OP-10、碳酸氢钠、水。
8.如权利要求5所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，第一份数、第二份数的核预乳化液的重量比为1：8-10；
第一份数、第二份数的过硫酸钾溶液的重量比为1：1。
9.如权利要求1所述的铝合金门窗专用防水砂浆，其特征在于，所述助剂包括保水剂、减水剂、憎水剂、消泡剂中的任意一种或多种组合。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的铝合金门窗专用防水砂浆的制备方法，其特征在于，将水泥、骨料、粉料、玻璃纤维、聚二甲基硅氧烷高速混合搅拌30-60min后，再将核壳结构苯丙乳胶粉、助剂与水混合搅拌均匀，最后两者混合搅拌均匀即可。
CN202210642753.7A 2022-06-08 2022-06-08 一种铝合金门窗专用防水砂浆及其制备方法 Active CN115057666B (zh)

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