CN115321922B - 一种绿色环保装饰砂浆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及砂浆领域，具体公开了一种绿色环保装饰砂浆及制备方法，其包括以下重量份的原料：白水泥50‑95份，弹性复合材料25‑48份，锂云母粉10‑25份，纳米二氧化硅5‑13份，调节助剂1‑3份，石英砂60‑85份；其制备方法包括以下步骤：步骤一、制备调节助剂备用：将羟丙基淀粉和多巴胺加水形成乳浆液，将pH调至8‑9，滴加十二烯基琥珀酸酐溶液，超声充分反应，得到调节助剂；步骤二、将白水泥，弹性复合材料，锂云母粉，纳米二氧化硅，步骤一制得的调节助剂，石英砂混合均匀，使用时加入水得到装饰砂浆。制得的砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂、起泡现象，且颜色鲜艳，光泽度佳。

Description

一种绿色环保装饰砂浆及制备方法

技术领域

本申请涉及砂浆领域，更具体地说，它涉及一种绿色环保装饰砂浆及制备方法。

背景技术

目前，在国内大多数的建筑物中，墙体装饰材料不外乎为各种色彩鲜艳的有机涂料，富有质感的瓷砖和石材等，随着科学技术的日益进步和人们生活水平的提高，人们对建筑物的建设质量、美观度都有了更高的要求，大大促进了对新型建筑技术以及新型材料的需求。在建筑物外墙的装饰方面，新型的绿色环保型材料如装饰砂浆，开始被人们大量使用，装饰砂浆一般用作建筑物装饰，抹面后，经各种加工工艺，使得其表面呈现出各种不同色彩的、具有美观装饰的效果。

如公开号为CN104230227A的专利申请公开了一种装饰砂浆,由下列重量份的原料制成：氯化钙3-4、硫酸铝2-3、粉煤灰60-70、硫酸钠3-4、明矾粉2-3、氢氧化铁10-15、植物油2-3、水适量、助剂20-25、水泥100-120、石英砂100-120、十二烷基硫酸钠0.8-1.2、松香酸钠1-1.4、羧基丁苯胶乳14-18、硅藻土40-50、海泡石30-40；得到的砂浆流平性好，易涂装，耐久性好，含有硅藻土、海泡石，能够净化空气，不含有毒物质，不粉化；通过上述助剂，提高了砂浆的抗压、抗折强度，改善了和易性、抗流挂性、触变性和防沉降性。

针对上述相关技术，发明人在研究过程中发现，由于装饰砂浆长久经受雨水的冲刷和侵蚀，装饰砂浆的颜色非常容易出现掉色或变黄等现象，同时由于环境中温差或相对湿度变化较大，砂浆内部因内应力的变化而产生变形，也即是因湿热产生的内应力导致砂浆表面出现开裂现象。

发明内容

本申请提供一种绿色环保装饰砂浆及制备方法，得到的砂浆在较大湿热变化环境中，能够有效弥补因湿热产生的内应力而带来的变形，明显减少开裂现象，同时起到优异的护色作用，有效避免砂浆表面出现掉色、变黄等现象。

第一方面，本申请提供的一种绿色环保装饰砂浆采用如下的技术方案：

一种绿色环保装饰砂浆，包括以下重量份的原料：白水泥50-95份，弹性复合材料25-48份，锂云母粉10-25份，纳米二氧化硅5-13份，调节助剂1-3份，石英砂60-85份；

所述弹性复合材料经由以下步骤制得：

步骤1，将颜料粉置于明胶水溶液中分散均匀，得到混料；

步骤2，将氧化淀粉和黏土加入偶联剂中均匀分散，加入混料，搅拌均匀充分反应，得到弹性复合材料。

通过采用上述技术方案，选用白度不低于90的白水泥，既能够保证良好的强度，又便于颜料粉的装饰上色，锂云母粉因其具有特定的层状结构，加入体系中不仅能够提高砂浆的韧性和抗开裂性，还能够通过云母层的偏光作用，减少紫外线对砂浆的伤害，进一步提高砂浆的耐候性，调节助剂能够进一步辅助各原料组分改善砂浆的综合性能。

一般的，明胶水溶液的质量分数为8％-15％，氧化淀粉的氧化度为60％或80％。选用合适的明胶水溶液和氧化度合适的氧化淀粉进行交联，能够得到均匀且力学强度佳的材料，同时能够在高热环境中有更长久的承受力。将颜料粉均匀分散在明胶水溶液中，以氧化淀粉作为交联剂，对明胶进行交联，形成具有良好弹性的凝胶材料，在较大湿热变化环境中，能够有效弥补因湿热产生的内应力而带来的变形，明显减少开裂现象。在充分搅拌交联反应过程中，对颜料粉和黏土进行裹挟，以使得形成的弹性复合材料不仅具有优良的护色作用，同时具有优异的强度，能够有效避免砂浆掉色、变黄等现象，以使得砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象，且颜色鲜艳，光泽度佳。

优选的，以弹性复合材料为基准，以重量份计，颜料粉3-6份，明胶水溶液14-22份，氧化淀粉0.8-1.5份，黏土1-3份，偶联剂0.1-0.3份。

通过实验研究发现，弹性复合材料中的各组分：颜料粉、明胶水溶液、氧化淀粉、黏土和偶联剂在上述重量份的配比下，形成的弹性复合材料具有良好的强度和优异的护色作用，能够有效避免砂浆掉色、变黄等现象，以使得砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象，且颜色鲜艳，光泽度佳。

优选的，所述颜料粉选自钛白粉、氧化铁系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、DPP系颜料中的至少一种。

通过采用上述技术方案，颜料粉的选用可根据实际所需颜色进行调配和选择，以使得装饰砂浆具有优异的装饰性能，以满足相应的装饰需要。

优选的，所述调节助剂包括羟丙基淀粉、多巴胺、十二烯基琥珀酸酐溶液。

通过研究试验发现，将羟丙基淀粉、多巴胺、十二烯基琥珀酸酐溶液在一定条件下处理，不仅能够改善有效胶结各原料组分，提高组分之间的粘结力，改善砂浆的力学性能，还能够使得砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象。

优选的，以调节助剂计，包括以下重量份的原料，羟丙基淀粉0.4-1份，多巴胺0.3-1.2份，十二烯基琥珀酸酐溶液0.3-0.8份。

通过采用上述技术方案，进一步优化羟丙基淀粉、多巴胺和十二烯基琥珀酸酐溶液的用量关系，发现在上述用量范围中，能够进一步促进各原料组分紧密结合，有效减少砂浆内部的空隙和微通道，改善砂浆内部结构，提高砂浆的综合性能。

优选的，所述偶联剂选自偶联剂KH550或偶联剂KH560。

通过采用上述技术方案，选用偶联剂KH550或偶联剂KH560能够有效改善有机组分和无机组分之间的相容性，利于组分的均匀分散，促进弹性复合材料的效用发挥。

优选的，所述石英砂由以下质量百分比的原料组成：10-20目石英砂6-12％，20-40目石英砂8-18％，70-140目石英砂4-16％，40-70目石英砂余量。

通过采用上述技术方案，选用不同粒径组成的石英砂进行填充，改善砂浆内部结构，提高砂浆综合性能。

优选的，所述黏土选自高岭土、凹凸棒土、蒙脱土中的至少一种。

通过采用上述技术方案，高岭土、凹凸棒土、蒙脱土均能够赋予弹性复合材料一定的强度和可塑性，比表面积大，具有良好的吸附和表面活性，既能够辅助弹性复合材料填充在砂浆内部，又能够辅助形成的弹性复合材料具有优良的护色作用，能够有效避免砂浆掉色、变黄等现象，从而使得砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象，且颜色鲜艳，光泽度佳。

第二方面，本申请提供的一种绿色环保装饰砂浆的制备方法采用如下的技术方案：一种绿色环保装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备调节助剂备用：将羟丙基淀粉和多巴胺加水形成乳浆液，将pH调至8-9，滴加十二烯基琥珀酸酐溶液，超声充分反应，得到调节助剂；

步骤二、按配方量将白水泥，弹性复合材料，锂云母粉，纳米二氧化硅，步骤一制得的调节助剂，石英砂混合均匀，使用时加入水得到装饰砂浆。

通过上述技术方案，羟丙基淀粉具有良好的水溶性，对体系能够起到良好的悬浮和增稠的作用，将乳浆液的pH调至碱性，不仅能够使得多巴胺在碱性条件下能够自聚形成能够具有优异黏附作用的物质，能够有效胶结各原料组分，提高组分之间的粘结力，改善砂浆内部结构，而且能够有利于十二烯基琥珀酸酐溶液能够对羟丙基淀粉的改性，有利于辅助砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1.采用弹性复合材料既能够有效改善各原料组分之间的粘结性，改善砂浆力学性能的同时，还能够有效避免砂浆掉色、变黄等现象，以使得砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象，且颜色鲜艳，光泽度佳。

2.羟丙基淀粉具有良好的水溶性，对体系能够起到良好的悬浮和增稠的作用，将乳浆液的pH调至碱性，不仅能够使得多巴胺在碱性条件下能够自聚形成能够具有优异黏附作用的物质，能够有效胶结各原料组分，提高组分之间的粘结力，改善砂浆内部结构，而且能够有利于十二烯基琥珀酸酐溶液能够对羟丙基淀粉的改性，有利于辅助砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂现象。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请所用原料均为普通市售原料，白水泥白度90、标号325。

弹性复合材料制备例

制备例1

弹性复合材料经由以下步骤制得：

步骤1，将喹吖啶酮颜料6kg置于质量分数为8％的明胶水溶液22kg中，在转速为800r/min的转速下分散均匀，得到混料；

步骤2，将氧化度为60％的氧化淀粉1.5kg和高岭土3kg加入0.3kg偶联剂KH550中均匀分散，加入混料，在30℃的水浴条件下，搅拌均匀充分反应，得到弹性复合材料。

制备例2

弹性复合材料经由以下步骤制得：

步骤1，将偶氮颜料3kg置于质量分数为15％的明胶水溶液14kg中，在转速为800r/min的转速下分散均匀，得到混料；

步骤2，将氧化度为80％的氧化淀粉0.8kg和凹凸棒土1kg加入0.1kg偶联剂KH560中均匀分散，加入混料，在30℃的水浴条件下，搅拌均匀充分反应，得到弹性复合材料。

制备例3

弹性复合材料经由以下步骤制得：

步骤1，将钛白粉2.5kg和氧化铁红2kg置于质量分数为10％的明胶水溶液20kg中，在转速为800r/min的转速下分散均匀，得到混料；

步骤2，将氧化度为60％的氧化淀粉1.1kg和蒙脱土1kg和高岭土0.5kg加入0.22kg偶联剂KH560中均匀分散，加入混料，在30℃的水浴条件下，搅拌均匀充分反应，得到弹性复合材料。

制备例4

弹性复合材料经由以下步骤制得：

步骤1，将酞菁颜料2kg置于质量分数为12％的明胶水溶液25kg中，在转速为800r/min的转速下分散均匀，得到混料；

步骤2，将氧化度为40％的氧化淀粉0.5kg和凹凸棒土1kg和高岭土3kg加入0.2kg偶联剂KH560中均匀分散，加入混料，在30℃的水浴条件下，搅拌均匀充分反应，得到弹性复合材料。

实施例

实施例1

一种绿色环保装饰砂浆，包括以下重量份的原料：白水泥50kg，制备例1制得的弹性复合材料25kg，锂云母粉10kg，纳米二氧化硅5kg，调节助剂1kg，石英砂60kg；

英砂由以下质量百分比的原料组成：10-20目石英砂6％，20-40目石英砂18％，70-140目石英砂4％，40-70目石英砂余量；

调节助剂包括羟丙基淀粉0.4kg、多巴胺0.3kg、十二烯基琥珀酸酐溶液0.3kg。

一种绿色环保装饰砂浆的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备调节助剂备用：将羟丙基淀粉0.4kg和多巴胺0.3kg加水形成固含量为65％的乳浆液，将pH调至8，滴加质量分数为5％的十二烯基琥珀酸酐溶液0.3kg，超声充分反应4h，得到调节助剂；

步骤二、按上述配方量将白水泥，弹性复合材料，锂云母粉，纳米二氧化硅，步骤一制得的调节助剂，石英砂混合均匀，使用时加入水得到装饰砂浆。

实施例2

一种绿色环保装饰砂浆，包括以下重量份的原料：白水泥95kg，制备例1制得的弹性复合材料45kg，锂云母粉25kg，纳米二氧化硅13kg，调节助剂3kg，石英砂60kg；

石英砂由以下质量百分比的原料组成：10-20目石英砂12％，20-40目石英砂8％，70-140目石英砂16％，40-70目石英砂余量；

其他均与实施例1相同。

实施例3

与实施例2的区别在于，白水泥78kg，制备例1制得的弹性复合材料38kg，锂云母粉14kg，纳米二氧化硅10kg，调节助剂2.2kg，石英砂72kg；其余均与实施例2相同。

实施例4

与实施例3的区别在于，石英砂由以下质量百分比的原料组成：10-20目石英砂8％，20-40目石英砂12％，70-140目石英砂15％，40-70目石英砂余量；其余均与实施例3相同。

实施例5

与实施例4的区别在于，调节助剂经由以下步骤制得：将羟丙基淀粉1kg和多巴胺1.2kg加水形成固含量为55％的乳浆液，将pH调至9，滴加质量分数为5％的十二烯基琥珀酸酐溶液0.8kg，超声充分反应4h，得到调节助剂；其他均与实施例4相同。

实施例6

与实施例4的区别在于，调节助剂经由以下步骤制得：将羟丙基淀粉1kg和多巴胺0.7kg加水形成固含量为60％的乳浆液，将pH调至8.5，滴加质量分数为5％的十二烯基琥珀酸酐溶液0.8kg，超声充分反应4h，得到调节助剂；其他均与实施例4相同。

实施例7

实施例6的区别在于，其中羟丙基淀粉2kg、多巴胺0.1kg、十二烯基琥珀酸酐溶液0.1kg，其他均与实施例6相同。

实施例8

与实施例6的区别在于，选用制备例2制得的弹性复合材料，其余均与实施例6相同。

实施例9

与实施例6的区别在于，选用制备例3制得的弹性复合材料，其余均与实施例6相同。

实施例10

与实施例6的区别在于，选用制备例4制得的弹性复合材料，其余均与实施例6相同。

对比例

对比例1

与实施例9的区别在于，弹性复合材料为钛白粉2.5kg和氧化铁红2kg，其余均与实施例9相同。

对比例2

与实施例9的区别在于，弹性复合材料经由以下步骤制得：将钛白粉2.5kg、氧化铁红2kg、氧化淀粉1.1kg、蒙脱土1kg和高岭土0.5kg和0.22kg偶联剂KH560搅拌均匀，得到弹性复合材料；其余均与实施例9相同。

对比例3

与实施例9的区别在于，将调节助剂等量替换为纤维素醚，其余均与实施例9相同。

对比例4

与实施例9的区别在于，调节助剂经由以下步骤制得：将羟丙基淀粉1kg和质量分数为5％的十二烯基琥珀酸酐溶液0.8kg，搅拌均匀得到调节助剂；其余均与实施例9相同。

性能检测试验

将实施例1-10和对比例1-4制得的砂浆试件根据JC/T 1024-2007《墙体饰面砂浆》进行抗折强度测试，结果记录在表1。

将实施例1-10和对比例1-4制得的砂浆试件进行耐湿热性能检测，并观察和记录经过湿热条件变化后砂浆的表观性能，结果记录在表1。

耐湿热性能检测步骤如下：将试件置于实验室中，进行循环湿热实验，一个循环湿热的具体条件为：置于紫外灯300W照射、雨水环境中12h，雨水环境通过模拟人工降雨量24小时25毫米，随后置于温度为80℃，空气相对湿度为85％的环境中12h，如此循环往复，记录砂浆表面出现裂纹、掉色或起泡等现象时的循环次数，并记录对应的试件表观性能。

表1实验结果

	抗折强度/MPa	耐湿热性能
			实施例1	3.5	10个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
实施例2	3.4	10个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
			实施例3	3.65	11个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
实施例4	3.77	11个循环；无裂缝、掉色或起泡现象
			实施例5	3.8	11个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
实施例6	3.95	12个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
			实施例7	3.7	11个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
实施例8	3.98	12个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
			实施例9	4.2	13个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
实施例10	3.85	12个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
			对比例1	2.5	7个循环：细微裂缝、掉色、无起泡现象
对比例2	2.98	8个循环：细微裂缝、砂浆表面变黄、无起泡现象
			对比例3	3.1	8个循环：无裂缝、掉色或起泡现象
对比例4	3.4	9个循环：无裂缝、掉色或起泡现象

结合实施例1-10并结合表1可以看到，采用本申请得到的装饰砂浆不仅具有优异的抗折强度，还能够有效避免砂浆掉色、变黄等现象，砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂、起泡现象，且颜色鲜艳，光泽度佳。

结合实施例9和对比例1-2并结合表1可以看出，对比例1中的弹性复合材料替换为颜料粉的组分，砂浆在经受7个湿热循环实验后，砂浆表面就出现细微的裂缝和掉色现象，对比例2中缺少明胶水溶液和对应的步骤，砂浆在经受8个湿热循环实验后，砂浆表面出现细微的裂缝和表面变黄，由此可见，只有采用本申请特定组分和步骤得到的弹性复合材料，才能有效改善砂浆掉色、变黄等现象，不仅使得砂浆具有良好的力学性能和护色效果，还使得砂浆在经过反复雨水冲刷和较大湿热环境变化后，砂浆无开裂、起泡现象。

结合实施例9和对比例3-4并结合表1可以看出，对比例3将调节助剂等量替换为纤维素醚，对比例4缺少多巴胺和对应的制备步骤，对比例3和对比例4制得的砂浆的抗折性能不佳，耐湿热性能欠佳。这是由于羟丙基淀粉具有良好的水溶性，对体系能够起到良好的悬浮和增稠的作用，多巴胺在碱性条件下能够自聚形成能够具有优异黏附作用的物质，能够有效胶结各原料组分，提高组分之间的粘结力，改善砂浆内部结构，而且碱性环境能够有利于十二烯基琥珀酸酐溶液能够对羟丙基淀粉的改性，辅助改善砂浆的综合性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种绿色环保装饰砂浆，其特征在于，包括以下重量份的原料：白水泥50-95份，弹性复合材料25-48份，锂云母粉10-25份，纳米二氧化硅5-13份，调节助剂1-3份，石英砂60-85份；

以弹性复合材料为基准，以重量份计，颜料粉3-6份，明胶水溶液14-22份，氧化淀粉0.8-1.5份，黏土1-3份，偶联剂0.1-0.3份；

所述弹性复合材料经由以下步骤制得：

步骤1，将颜料粉置于明胶水溶液中分散均匀，得到混料；

步骤2，将氧化淀粉和黏土加入偶联剂中均匀分散，加入混料，搅拌均匀充分反应，得到弹性复合材料；

以调节助剂计，包括以下重量份的原料，羟丙基淀粉0.4-1份，多巴胺0.3-1.2份，十二烯基琥珀酸酐溶液0.3-0.8份；

调节助剂采用以下步骤制得：将羟丙基淀粉和多巴胺加水形成乳浆液，将pH调至8-9，滴加十二烯基琥珀酸酐溶液，超声充分反应，得到调节助剂。

2.根据权利要求1所述的绿色环保装饰砂浆，其特征在于：所述颜料粉选自钛白粉、氧化铁系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、DPP系颜料中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的绿色环保装饰砂浆，其特征在于：所述偶联剂选自偶联剂KH550或偶联剂KH560。

4.根据权利要求1所述的绿色环保装饰砂浆，其特征在于：所述石英砂由以下质量百分比的原料组成：10-20目石英砂6-12%，20-40目石英砂8-18%，70-140目石英砂4-16%，40-70目石英砂余量。

5.根据权利要求1或3或4所述的绿色环保装饰砂浆，其特征在于：所述黏土选自高岭土、凹凸棒土、蒙脱土中的至少一种。

6.权利要求1-5任一项所述的一种绿色环保装饰砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配方量将白水泥，弹性复合材料，锂云母粉，纳米二氧化硅，制得的调节助剂，石英砂混合均匀，使用时加入水得到装饰砂浆。