水泥底材上防风化涂层的制备方法技术

本发明专利技术涉及在水泥底材（如瓦片）上形成防风化封闭层的方法。防风化涂料组合物的泡沫层优选涂敷在湿的水泥底材表面上，然后对湿水泥底材进行水化作用以形成具有防风化层的水泥底材。根据需要，防风化涂料组合物可含颜料以在水泥底材上形成着色的防风化涂层。或在着色的水泥底材上涂敷本发明专利技术的透明防风化涂层。根据本发明专利技术方法形成的防风化涂层实际上减少了在水泥底材表面上不美观的风化层的形成。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及底材上封闭涂层的制备方法，具体说涉及水泥底材上防风化的封闭涂层的制备方法。水泥底材(CS)是指用水凝物质制的底材，如瓦片、地面砖、墙面砖、壁板、盖屋板、石板瓦、天井地面、公路、混凝土道路。“水凝物质”是指与水水合时能凝固成具相当大强度和能保持体积稳定不溶于水的硬聚集体的物质。这类物质包括普通硅酸盐水泥、高铝水泥、加气水泥、掺合水泥(如通常掺混硅石纤维、聚合物纤维或它们的混合物)、火山灰混合水泥、湿煤渣水泥(如用细粒炉渣湿浆制造的)。CS(优选混凝土底材)一般是通过将水凝物质(如普通硅酸盐水泥)与水及适量的为改善所得底材结构性能的填充料混合制成的。水/水泥混合物还可包含1-20％(重量，以水泥重量计)以湿态或干态加入的常规胶乳聚合物。某些添加到水/水泥混合物中的典型填充料包括木片或木质纤维、硅石纤维、矿物纤维及玻璃纤维，膨化的页岩或其它轻质骨料，合成纤维如尼龙纤维或玻璃棉及矿棉，增强材料如砾石、砂子、金属或聚合物增强结构。与CS有关的问题之一(特别是着色的CS)是CS表面上形成风化层。名词“固化层”是指在CS硬化期间或CS暴露在大气期间在CS表面形成的白色层。这种白色层从审美观点是令人不悦的。可以认为(但不确信)，这种现象是由风化形成的物质迁移而引起的，如在CS硬化阶段或在大气中暴露期间钙离子从CS内部向表面迁移。当与水泥成分(如钙离子)结合的水从CS表面蒸发时，水泥成分会产生迁移并以盐的形态沉积在CS表面，从而在CS表面上形成了风化层。其中某些盐类也能与大气中二氧化碳反应生成不溶的白色盐(如碳酸钙)而形成风化层。为降低CS上风化层的形成已经进行了种种努力。例如欧洲专利申请0355028 A1公开了在CS处在湿态时向CS表面喷涂丙烯酸聚合物涂料的方法。经涂敷过的CS表面在CS干燥期间或干燥后用紫外光辐照。与此方法有关的问题之一是丙烯酸聚合物涂料有通过CS表面渗漏的趋向，CS表面一般是高度多孔的，因而有利于水泥成分迁移至表面而形成风化层。本专利技术通过提供具有封闭涂层的CS表面解决了这个问题。这种封闭涂层不会通过多孔的CS表面渗漏而保持在CS的顶面上，从而基本上阻止了水分从CS表面上蒸发。因此，水泥成分基本上不会迁移至表面，在CS表面上形成风化层。本专利技术涉及在水泥底材上形成防风化涂层的方法，该方法包括对包括含胶乳粘合剂(Tg在-20℃至100℃范围内，重均分子量在500-5000000范围内)的水性可蒸发载体及发泡剂的防风化涂料组合物进行发泡；将所述防风化涂料组合物涂敷在所述水泥底材表面上形成泡沫层；使所述水泥底材表面上的所述泡沫层瘪泡，以在水泥底材上形成所述的防风化层；本专利技术还涉及在水泥底材上制备防风化涂层的方法，该方法包括对包括含胶乳粘合剂(Tg在-20℃至100℃范围内，重均分子量为500-5000000范围内)的水性可蒸发载体、发泡剂、聚结剂和润湿剂的防风化涂料组合物进行发泡；将所述防风化涂料组合物涂敷在湿水泥底材的表面上形成泡沫层；润湿所述湿水泥底材的表面，使所述泡沫层均匀分布在表面上；使在所述湿水泥底材上的所述表面上的所述泡沫层瘪泡，以及对涂敷有所述防风化涂层的所述湿水泥底材进行水化。与喷涂涂层有关的另一个问题(如E.P.Application 0355028A1所公开的)是在喷涂丙烯酸聚合物涂料期间会对湿CS表面产生物理干扰，可以认为，由喷涂的撞击作用在湿CS表面产生的扰动也会促使水泥成分向湿CS表面迁移，从而导致在CS表面形成风化层。本专利技术通过涂敷封闭涂层解决了这一问题，这种封闭涂层对湿CS表面的干扰较通常的喷涂涂层要少得多。此外，向CS表面喷涂丙烯酸聚合物涂料对浆状CS表面产生的物理干扰会导致表面粗糙或产生网纹。这种表面易积垢、促进霉菌生长，因而会产生令人讨厌的外观。用本专利技术方法形成的涂层因能产生光滑的封闭涂层，基本上很少发生霉菌的生长，从而减少了这类问题的发生。本专利技术方法将本专利技术的光滑封闭涂层涂敷在光滑的CS表面上，而不会干扰光滑的CS表面。还有另一个与喷涂涂层有关的问题是难以控制喷涂涂层的厚度。本专利技术方法在对CS表面涂敷时，能使封闭涂层的厚度易于控制。本专利技术方法的优点之一是根据需要可产生较常规喷涂所得涂层更具光泽的涂层。下面是对附图的简要说明附图说明图1-A、1-B和1-C是保持在CS表面上泡沫层的直视图，每张图分别表示具有不同润湿程度(以接触角表示)的泡沫层。图2-A表示泡孔大小均匀的泡沫层。图2-B表示泡孔大小不均匀的泡沫层。图3-A、3-B和3-C是混凝土混合料试验底材上所观察到的不同风化程度的示例。图4-A、4-B和4-C是浆料试验底材上观察到的不同风化程度的示例。本文所用名词如下“普通硅酸盐水泥”是指通常将石灰质材料(石灰石、泥灰岩或白垩)与泥质材料(粘土或页岩、Al2O3、Sio2)加热至1350℃～1800℃发生玻璃化作用而制得的灰色细粉。制得的熟料通常与石膏(水泥重量的2％)混合并研磨。“水化”是指水与一些其它物质(如水硬水泥)结合形成化合物。“湿状态”是指水化前和水从CS大量蒸发前CS的状态。例如，混凝土屋瓦的湿状态可在其混凝土瓦压出后维持至多两个小时。根据需要，湿状态的持续时间可分别通过加热或冷却的方法或分别使CS保持在低湿度或高湿度状态而缩短或延长。“未硬化状态”是指CS完全水化之前和达到充分的结构强度之前，但CS中水分基本蒸发之后的状态。这一状态可持续至多数天。根据需要，未硬化状态的持续时间可分别用加热或使CS保持在较低或高湿度状态而缩短或延长。“浆料”是指高水含量(例如，水含量为20-50％(以水泥重量计))的流动混凝土混合料。除水泥外，浆料还可含添加剂，如沙子和能赋予生成的CS所要求颜色的各种铁的氧化物。“混凝土底材”是指由1份普通硅酸盐水泥与0-6份沙子、0-4份砾石(都以体积计)混合而成的底材。向水泥混合料加水以达到所需的流动性，例如按每100千克水泥加50升水的比例将水添加到水泥混合料中，然后成型、压实或成形为所需形状，然后水化而硬化成为CS(如瓦片)。“涂敷量”是指涂敷在底材表面一平方米面积上胶乳粘合剂固态部分(干的部分)的克数。“GPC重均分子量”是指用凝胶渗透色谱法侧定的重均分子量，该法已在由Rohm and Haas Company出版的The Characterization ofPolymers；(Philadelphia，pennsy lvania，1976)一书中第1章，page4中作了叙述，以聚甲基丙烯酸甲酯为标准。“玻璃化转变温度”是一窄的温度范围，按常规的差示扫描量热法(DSC)测定的，在该温度范围内无定形聚合物从较硬脆的玻璃态转变为柔软粘性的橡胶态。为了用该法测定Tg，将共聚物试样干燥，预热到120℃，迅速冷却至-100℃，然后以20℃/分的速率加热至150℃，收集数据。采用半高法以曲线拐折部分的中点为Tg。“胶乳粘合剂”是指“分散性聚合物”、“增溶性聚合物”(两者定义如下)或它们的混合物。“分散性聚合物”是指聚合物颗粒能在水性载体中形成胶体分散体系的聚合物。“增溶性聚合物”包括“水溶性聚合物”、“水稀释性聚合物”或它们的混合物。水溶性聚合物是指能溶于水中的聚合物。水稀释性聚合物是指能溶于水并本文档来自技高网...

【技术保护点】
在水泥底材上形成防风化涂层的方法，包括：对包括含胶乳粘合剂（Ｔｇ在－２０℃至１００℃范围内，重均分子量在５００－５００００００范围内）的水性可蒸发载体及发泡剂的防风化涂料组合物进行发泡；将所述防风化涂料组合物涂敷在所述水泥底材表面上形成泡沫层；使所述水泥底材上的所述泡沫层瘪泡，以在水泥底材上形成所述的防风化层。２．权利要求１的方法，其中所述的水泥底材是湿的，未硬化或水化的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐贤祥，RB马特，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]