CN116814109A - 一种高抗裂找平腻子及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
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- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/34—Filling pastes
Abstract
本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种高抗裂找平腻子及其制备方法。一种高抗裂找平腻子，包括包括下列重量份含量：水性聚氨酯10‑15份、环氧树脂5‑10份、碳酸钙30‑40份、滑石粉18‑25份、纤维素5‑10份、微珠玻璃1‑5份、膨润土5‑10份、增稠剂1‑3份、水10‑20份、防霉剂0.1‑0.5份；其制备方法为：将碳酸钙与膨润土初步混合后，加入玻璃微珠继续混匀，加入纤维素混匀后得到混匀物备用；将环氧树脂、水性聚氨酯和水混匀与上述混匀物混合，充分搅拌后加入增稠剂和防霉剂，混合均匀后，得到所述找平腻子。本申请的组合物可用于墙面施工，具有抗裂性好的优点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高抗裂找平腻子及其制备方法。
背景技术
建筑室内用腻子粉的主要作用是填平墙体缺陷及平整表面，为接下来的涂料施工提供一个平整的基材，保证后续涂装工程的顺利进行。腻子粉是一种主要以无机胶凝材料水泥和有机胶凝材料可分散乳胶粉配制而成的具有胶凝固化功能的建筑涂料。近年来，随着建筑装饰行业的不断发展，找平腻子粉作为一种墙壁表面处理材料，得到了广泛应用，然而传统的腻子粉在长时间使用的过程中会因为温度的变化与热胀冷缩而引起的腻子粉面产生裂缝，严重影响腻子粉的使用效果和质量，影响墙面的美观性。
因此，为了解决当前腻子粉易开裂的问题，需要开发一种抗裂性好的找平腻子。
发明内容
为了提高找平腻子的抗裂性能，本申请提供一种高抗裂找平腻子及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高抗裂找平腻子，采用如下的技术方案：
一种高抗裂找平腻子，包括下列重量份含量：
水性聚氨酯树10-15份、环氧树脂5-10份、碳酸钙30-40份、滑石粉18-25份、纤维素5-10份、微珠玻璃1-5份、膨润土5-10份、增稠剂1-3份、水10-20份、防霉剂0.1-0.5份。
通过采用上述技术方案，水性聚氨酯具有良好的低温成膜性，其具有的活性氨基在遇到环氧树脂后，环氧树脂引发活性氢基进行自由基反应，发生交联固化反应，形成三维空间网络骨架结构，由此提高了腻子粉的高温延展性，在受到高温时具有稳定结构消解掉一部分应力，从而抵抗腻子墙面因受热而开裂，同时水性聚氨酯可以提高腻子粉的各原料粉料间的粘结能力，改善混合料的抗松散型，使其在受到外力作用的情况下原料间不会产生剪切破坏，从而保证了腻子粉具有好的抗裂性。进一步的环氧树脂具有良好的粘结强度，能够将各部分原料牢固的黏在一起，提高原料的自身粘结力，减少开裂的可能，并且其与基面也有较好的附着力，不易掉落。
碳酸钙和玻璃微珠作为填料，可以提高腻子粉的填充性和体积稳定性，玻璃微珠具有较小的密度和较好的表面润湿性，利用这一特性将其加入碳酸钙、膨润土和滑石粉的混合料中进行混合，提高腻子粉的均匀性与附着力，其具有的反射能力也可以减少腻子粉表面受热的温度升高，减缓热胀冷缩现象的发生，从而提高找平腻子的抗裂能力。
可选的，所述环氧树脂为经过纳米二氧化硅改性得到的改性环氧树脂。
通过采用上述技术方案，二氧化硅离子表面存在着不饱和残键和不同键合状态的羟基，可与环氧树脂上的羟基发生脱水缩合，从而在环氧树脂上引入了Si—O柔性链段和富有弹性的网状硅氧四面体结构，与腻子粉中的其他原料一起形成致密的聚合物网络，纳米二氧化硅具有的高表面能有效的改善树脂与其他粉料之间的界面结合能力，从而进一步提高找平腻子的抗裂性。
可选的，所述改性环氧树脂的改性步骤如下：
(1)称取环氧树脂与纳米二氧化硅，将纳米二氧化硅平均分三次放入环氧树脂中搅拌分散，得到混合液；
(2)将混合液超声波超声振荡1-1.5h后，得到所述改性环氧树脂。
通过采用上述技术方案，先将纳米二氧化硅逐渐分散在环氧树脂中之后利用超声振荡实现对环氧树脂的改性，得到能够均匀分散，与腻子粉中其他原料具有较好相容性的改性环氧树脂。
可选的，所述步骤(1)中环氧树脂先在40-50℃下加热后进行混合。
通过采用上述技术方案，在此温度区间的环氧树脂的活性相比常温时要更高一些，有利于后续纳米二氧化硅与环氧树脂更好的改性结合，使其更容易分散均匀。
可选的，所述纳米二氧化硅的粒度＜100nm。
通过采用上述技术方案，选择粒度小于100nm的纳米二氧化硅粒子做改性剂，具有更高的比表面积和更好的分散性，对环氧树脂进行改性后与其他填料相互作用，提高腻子粉中原料的均匀性，同时小尺寸的二氧化硅填补孔隙进一步增加腻子粉结构的紧密程度，从而提高腻子粉的抗裂性能。
可选的，所述增稠剂为羟甲基丙基纤维素。
通过采用上述技术方案，羟甲基丙基纤维素做增稠剂，有助于在环氧树脂和基材之间形成牢固、持久的粘合，提高环氧树脂粘附性的同时羟甲基丙基纤维素醚类增稠剂具有较好的耐水性，作为增稠剂为腻子粉带来较好的增稠效果与好的流平性。
第二方面，本申请提供一种高抗裂找平腻子的制备方法，采用如下的技术方案：
一种高抗裂找平腻子的制备方法，包括如下步骤：
(1)将碳酸钙与膨润土分别加入混合，混匀后加入玻璃微珠继续混匀；
(2)将纤维素加入步骤(1)的混匀物中混匀后备用，将环氧树脂、水性聚氨酯和适量的水混匀后与加入纤维素的混匀物混合，充分搅拌；
(3)加入增稠剂和防霉剂，继续搅拌，得到所述找平腻子。
通过采用上述技术方案，首先将碳酸钙与膨润土混匀，因其颗粒大小相似，先混匀后提高与其他成分混合的相容性，然后加入微珠玻璃以改善质地和减轻密度，提高混合物表面润湿性和流动性，纤维素先均匀的分散在干混料中，避免直接加入水性混合物中导致成团，影响腻子粉的正常使用，控制原料加入的先后顺序，实现各原料的均匀分散，提高腻子粉的抗裂性能。
优选的，所述步骤(2)中环氧树脂、水性聚氨酯和水混合时控制温度升温到20-40℃间。
通过采用上述技术方案，在20-40℃间水性聚氨酯与环氧树脂的交联反应速率适中，能够更好的保证交联反应的发生，形成空间网络结构，均匀的分散受到的应力，进而提高制得的腻子的抗裂强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用水性聚氨酯与环氧树脂配合，水性聚氨酯与环氧树脂发生交联固化，形成三维网络骨架结构，碳酸钙、滑石粉与膨润土等填料在均匀分布在网络结构中，在受到外部应力时，可以经由稳定的网络结构消解掉一部分，从而获得较好的抗裂性能。
2、本申请中优选采用经过纳米二氧化硅改性的环氧树脂，在环氧树脂上引入硅氧键之后，一方面提高了环氧树脂在原料中的分散均匀性，使环氧树脂与其他原料间具有更好的反应相容性，另一方面经过纳米二氧化硅改性的环氧树脂自身具有较好的粘结性能与其他原料一起形成致密的聚合物网络，进一步提高腻子的抗裂性能。
3、本申请的方法，通过控制环氧树脂、水性聚氨酯与水混合时的反应温度，使环氧树脂与水性聚氨酯保证较好的交联反应速率，以实现交联反应的完全反应，从而提高腻子的抗裂强度。
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。
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。
环氧树脂购自济南勃慈商贸有限公司，CAS：61788-97-4；纳米二氧化硅粒度为50nm，购自清河县安迪金属材料有限公司；羟甲基丙基纤维素购自江苏雷恩环保科技有限公司，CAS：9004-65-3；防霉剂购自三裕化工(深圳)有限公司，型号：LT-218。
原料和/或中间体的制备例
制备例1
一种改性环氧树脂，制备包括以下步骤：
(1)称取100kg环氧树脂与0.3kg纳米二氧化硅，将纳米二氧化硅平均分三次每隔10min放入环氧树脂中利用高速剪切仪以1000r/min的转速搅拌分散，得到混合液；
(2)将混合液60℃，40KHz超声波超声振荡1h后，得到所述改性环氧树脂。
制备例2
一种改性环氧树脂，制备包括以下步骤：
(1)称取100kg环氧树脂，将其置于干燥箱中40℃下加热5min后与0.3kg纳米二氧化硅混合，将纳米二氧化硅平均分三次每隔10min放入环氧树脂中利用高速剪切仪以1000r/min的转速搅拌分散，得到混合液；
(2)将混合液60℃，40KHz超声波超声振荡1h后，得到所述改性环氧树脂。
制备例3
一种改性环氧树脂，制备包括以下步骤：
(1)称取100kg环氧树脂，将其置于干燥箱中50℃下加热5min后与0.3kg纳米二氧化硅混合，将纳米二氧化硅平均分三次每隔10min放入环氧树脂中利用高速剪切仪以1000r/min的转速搅拌分散，得到混合液；
(2)将混合液60℃，40KHz超声波超声振荡1h后，得到所述改性环氧树脂。
实施例
实施例1
一种高抗裂找平腻子，包括以下制备步骤：
(1)将碳酸钙与膨润土分别加入混合，混匀后加入玻璃微珠继续混匀；
(2)将羧甲基纤维素加入步骤(1)的混匀物中混匀后备用，将环氧树脂、水性聚氨酯和适量的水混匀后与加入羧甲基纤维素的混匀物混合，充分搅拌；
(3)加入木粉和防霉剂，继续搅拌，得到所述找平腻子。
实施例2-3
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，其原料各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-3中各原料及其重量(kg)
实施例4
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，本实施例中使用制备例1中制得的改性环氧树脂同等量取代实施例1中的环氧树脂。
实施例5
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，本实施例中使用制备例2中制得的改性环氧树脂同等量取代实施例1中的环氧树脂。
实施例6
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，本实施例中使用制备例3中制得的改性环氧树脂同等量取代实施例1中的环氧树脂。
实施例7
一种高抗裂找平腻子，与实施例5的不同之处在于，本实施例中使用羟甲基丙基纤维素同等量取代木粉。
实施例8
一种高抗裂找平腻子，与实施例7的不同之处在于，包括以下制备步骤：
(1)将30kg碳酸钙与10kg膨润土分别加入混合，混匀后加入2.5kg玻璃微珠继续混匀；
(2)将7.5kg羧甲基纤维素加入步骤(1)的混匀物中混匀后备用，将10kg制备例2制得的改性环氧树脂、12.5kg水性聚氨酯和15kg的水加热至40℃混匀后，与加入羧甲基纤维素的混匀物混合，充分搅拌；
(3)加入2kg羟甲基丙基纤维素和0.25kg防霉剂，继续搅拌，得到所述找平腻子。
实施例9
一种高抗裂找平腻子，与实施例8的不同之处在于，本实施例中改性环氧树脂、水性聚氨酯与水混合时的加热温度为30℃。
对比例
对比例1
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，本对比例中未加入水性聚氨酯。
对比例2
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，本对比例中未加入环氧树脂。
对比例3
一种高抗裂找平腻子，与实施例1的不同之处在于，本对比例中未加入环氧树脂和水性聚氨酯。
性能检测试验
检测方法/试验方法
实验基材准备：按照JG/T 157-2009《建筑外墙用腻子》的方法制备，基材制备完成后在标准环境下(23℃，50％)放置48h。
粘结强度：试块尺寸70mm*70mm*20mm的砂浆块，厚涂腻子2mm厚，试块成型面应该保证平整，无凹坑、孔洞、缺角、却边；用0号干磨砂纸将砂浆试块成型面打磨平整，除去表面浮尘。按照JG/T 24-2001《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》中6.14.2.2的实验方法进行黏结强度的测定；
冷热循环后的粘结强度：将试块低温-20±2℃冷冻3h后，50℃±2℃热烘3h为一次循环，做3次循环后，将试件于50℃±2℃恒温箱内干燥24h后于标准环境下放置24h；
动态抗开裂性：利用DKL自动动态抗开裂测试仪，基材尺寸为200mm*150mm*4mm，厚涂腻子2mm，按照JG/T 157-2009《建筑外墙用腻子》附录B中的检测方法进行动态抗裂强度的检测；
柔韧性：样板的制备和养护按JG/T 157-2009《建筑外墙用腻子》中规定的进行，测试前用500号砂纸干打磨腻子膜，打磨后腻子干膜厚度应在0.80mm-1.00mm范围内，测试按照GB/T 1748《腻子膜柔韧性测定法》方法中的规定进行测试。
表2试验检测数据
结合实施例1-3与对比例1-3并结合表2可以看出，实施例1-3的各项试验数据均优于对比例1-3，说明水性聚氨酯与环氧树脂两种物质相互配合，在腻子中形成三维网状结构使腻子粉具有较好的柔韧性与抗裂能力，并且由于水性聚氨酯与环氧树脂均具有较好的粘结能力，影响最终制得的腻子的粘结强度。
结合实施例1-4并结合表2可以看出，实施例4的各项试验数据均优于实施例1-3，说明使用二氧化硅改性的环氧树脂因为引入了硅氧键能够改善环氧树脂自身存在的一些问题，与原料中其他组分能够更好的结合，使制得的腻子粉具有较好的抗裂强度。
结合实施例4-6并结合表2可以看出，实施例5-6的各项试验数据均优于实施例4，当控制环氧树脂与纳米二氧化硅的混合温度在40-50℃下时，提高了环氧树脂的反应活性，从而使纳米二氧化硅进行更均匀的分散，得到具有好的改性性能的环氧树脂，提高最终制得的腻子的抗裂性能。
结合实施例7-9并结合表2可以看出，实施例8-9的各项试验数据均优于实施例7，在最终制备腻子的过程中控制环氧树脂、水性聚氨酯与水的混合温度，有利于环氧树脂与水性聚氨酯交联反应的进行以形成空间网络结构，提高腻子的抗裂能力。
利用实施例1、实施例5与实施例7做试样吸水量测试，依照JG/T 157-2009《建筑外墙用腻子》附录A中的检测方法进行腻子吸水量的检测；按照GB/T 1733的规定进行腻子耐水性的检测，如三块试板中有两块试板未发现起泡、开裂及掉粉时，认为“耐水96h无异常”。
表3吸水量检测
结合实施例1、5和实施例7并结合表2-3可以看出，实施例7在将增稠剂木粉换成羟甲基丙基纤维素后，不仅能够提高腻子的粘结强度还能为腻子粉带来较好的耐水性。
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 (8)
1.一种高抗裂找平腻子，其特征在于，包括下列重量份含量：
水性聚氨酯10-15份、环氧树脂5-10份、碳酸钙30-40份、滑石粉18-25份、纤维素5-10份、微珠玻璃1-5份、膨润土5-10份、增稠剂1-3份、水10-20份、防霉剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种高抗裂找平腻子，其特征在于：所述环氧树脂为经过纳米二氧化硅改性得到的改性环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种高抗裂找平腻子，其特征在于：所述改性环氧树脂的改性步骤如下：
（1）称取环氧树脂与纳米二氧化硅，将纳米二氧化硅平均分三次放入环氧树脂中搅拌分散，得到混合液；
（2）将混合液超声波超声振荡1-1.5h后，得到所述改性环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种高抗裂找平腻子，其特征在于：所述步骤（1）中环氧树脂先在40-50℃下加热后进行混合。
5.根据权利要求2所述的一种高抗裂找平腻子，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒度＜100nm。
6.根据权利要求1所述的一种高抗裂找平腻子，其特征在于：所述增稠剂为羟甲基丙基纤维素。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种高抗裂找平腻子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将碳酸钙与膨润土分别加入混合，混匀后加入玻璃微珠继续混匀；
（2）将纤维素加入步骤（1）的混匀物中混匀后备用，将环氧树脂、水性聚氨酯和适量的水混匀后与加入纤维素的混匀物混合，充分搅拌；
（3）加入增稠剂和防霉剂，继续搅拌，得到所述找平腻子。
8.根据权利要求7所述的一种高抗裂找平腻子的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中环氧树脂、水性聚氨酯和水混合时控制温度升温到20-40℃间。
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2023
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