一种具有良好相容性的聚合物水泥基涂料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及聚合物水泥基涂料技术领域，具体涉及一种具有良好相容性的聚合物水泥基涂料及其制备方法与应用。以重量份计，所述涂料的原料组成包括如下组分：聚合物乳液45‑55份，水泥15‑20份，醇类0.2‑0.5份，填料15‑18份，云母粉10‑13份，外加剂0.25‑0.88份、水10‑15份。本发明专利技术的改性目标为水泥，进而利用醇类增容剂表面的极性基团，通过物理或弱化学作用使醇类增容剂吸附在水泥颗粒表面，从而在水泥颗粒表面覆盖一层溶剂化水膜，减少了乳液颗粒与水泥间的颗粒位阻，减缓了水泥钙离子的释放，使水泥在早期对乳液破坏作用小，保护乳液胶粒不被破坏，改善聚合物乳液与水泥的相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好相容性的聚合物水泥基涂料及其制备方法与应用
本专利技术涉及聚合物水泥基涂料
，具体涉及一种能够有效提高聚合物水泥基涂料相容性的技术方案。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。聚合物乳液是一种多相共存的复杂体系，在热力学处于亚稳态，极易受到外界因素的影响。在聚合物水泥基涂料体系中，水泥的早期水化会吸水，并导致体系内产生大量电解质离子，使体系处于碱性环境，这容易导致乳液产生破乳和絮凝的问题，制约着乳液的应用性能的同时，也无法与水泥很好地相容，导致乳液与水泥无法形成均匀材料。目前，聚合物水泥基涂料提高相容性的方法主要是加入乳化剂，现在常用的乳化剂大致分为非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂两种，前者主要在单体颗粒的表面形成水化膜，利用空间位阻作用阻止粒子间的相互接触，从而使之稳定；而后者是在单体表面形成一层负电层，负电层在液相中吸引正电子形成稳定双电层，粒子间相互排斥，达到稳定。然而，水泥水化释放的钙离子在使用阴离子型乳化剂的乳液中会增加双电层阳离子的浓度，其实质使进入紧密层的阳离子增加，而分散层的阳离子减少，进而，双电层被压缩，Zeta电势降低，势能屏障减少，易使颗粒凝聚，从而破坏乳液。而钙离子在使用非离子型乳化剂的乳液中会因金属阳离子的盐析作用破坏表面水化膜，造成了对乳液的破坏。同时乳化剂对人体有一定的毒害作用，对环境有一定的污染。专利
技术实现思路
针对上述的不足，本专利技术的目的是提供一种具有良好相容性的聚合物水泥基涂料及其制备方法与应用，本专利技术的技术方案聚焦于水泥改性，即在水泥颗粒表面形成水化膜，减少电解质离子释放，使水泥在早期对乳液破坏作用小，保护乳液胶粒不被破坏，改善了聚合物乳液与水泥的相容性。为实现上述目的，具体地，本专利技术的技术方案如下所示：在本专利技术的第一方面，提供一种具有良好相容性的聚合物水泥基涂料，以重量份计，所述涂料的原料组成包括如下组分：聚合物乳液45-55份，水泥15-20份，醇类0.2-0.5份，填料15-18份，云母粉10-13份，外加剂0.25-0.88份、水10-15份。进一步地，所述聚合物乳液包括纯丙乳液(完全由丙烯酸类单体聚合)、苯丙乳液(苯乙烯类单体和丙烯酸类单体聚合)、硅丙乳液(有机硅单体与丙烯酸类单体聚合)、氟丙乳液(氟单体与丙烯酸类单体聚合)等中的任意一种。可选地，所述聚合物乳液的固体含量为45-55％。进一步地，所述水泥包括普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥等中的任意一种。进一步地，所述醇类包括聚乙烯醇、山梨醇、甘露醇、半乳糖醇中的至少一种。在本专利技术中，以上述醇类作为增容剂，其作用机理为：因醇类物质的极性基团(羟基)具有很强的极性，醇类物质可通过羟基吸附在水泥水化产物颗粒以及乳液颗粒表面作为“桥梁”，通过羟基一端与水分子结合，一端与水泥水化产物或乳液颗粒表面结合，使之覆盖一层溶剂化水膜，从而减少乳液颗粒与水泥间的颗粒位阻，减缓水泥钙离子的释放，改善乳液与水泥的相容性。进一步地，所述填料包括轻质碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、重钙、粉煤灰、偏高岭土等中的任意一种或多种；可选地，所述填料的细度为150-250目。其中,轻质碳酸钙具有粒径小、颗粒细、悬浮性好的特点，而重质碳酸钙成本低。滑石粉能够改进涂料的沉淀性，提高涂料的机械力以及抗水性。石英粉具有良好的悬浮性和增稠能力，有助于提高涂料耐久性。粉煤灰不仅成本低，而且有助于提高涂料易磨性。偏高岭土的悬浮性好，容易分散，能够赋予涂膜良好的流平性。进一步地，云母粉具有独特的片状结构，防止产生裂纹，提高涂料耐久性。进一步地，所述外加剂包括分散剂、成膜助剂、消泡剂等中的至少一种，可选地，所述分散剂为0.05-0.08份，成膜助剂为0.1-0.3份，消泡剂为0.1-0.5份。进一步地，所述分散剂可选为六偏磷酸钠等。所述成膜助剂可选为酯醇类成膜助剂等。所述消泡剂可选为有机硅类消泡剂等。在本专利技术的第二方面，提供一种所述聚合物水泥基涂料相容性的制备方法，包括如下步骤：(1)将水泥、填料、云母粉按比例混合后搅拌均匀，得混合粉料。(2)将聚合物乳液和水混合均匀，然后加入醇类增容剂、外加剂并搅拌均匀，再加入步骤(1)的混合粉料，搅拌均匀后静置，即得。进一步地，步骤(1)中，搅拌时间为20-30min，以便于将固体原料充分混匀，避免固体原料在涂料中分散不均，影响涂料性能。进一步地，步骤(2)中，所述聚合物乳液和水的混合方式为搅拌，可选地，搅拌时间为2-3min，通过将聚合物乳液和水预混，使乳液均匀分散在水中。进一步地，步骤(2)中，先加入所述外加剂中的分散剂，使增容剂剂在乳液中充分分散，然后加入所述外加剂中的消泡剂与成膜助剂。在本专利技术的第三方面，提供所述具有良好相容性的聚合物水泥基涂料在建筑工程领域中的应用，例如，用于建筑物、构筑物、隧道、桥梁、厨房、厕浴间的防水等。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)区别于传统方法中对聚合物乳液的改性，本专利技术的改性目标为水泥，进而，本专利技术利用醇类增容剂表面的极性基团，通过物理或弱化学作用使醇类增容剂吸附在水泥颗粒表面，从而在水泥颗粒表面覆盖一层溶剂化水膜，减少了乳液颗粒与水泥间的颗粒位阻，减缓了水泥钙离子的释放，改善了乳液与水泥的相容性。(2)本专利技术醇类增容剂的加入对乳液本身的Zeta电位无显著负面影响(降低乳液Zeta电位)。相比传统加入乳化剂的方式，本专利技术的醇类增容剂用量大大降低(传统乳化剂用量为涂料质量的4％，而本专利技术用量最高仅为0.52％)，节约了涂料生成成本，而且本专利技术的涂料对人体无毒无害，对环境友好，制备工序简单。(3)由于增容剂的加入，水泥早期释放的钙离子对乳液破坏能力变弱，使乳液颗粒可以和水泥颗粒紧密结合，内部结合的致密，因此，本专利技术的醇类增容剂还有效提高了本专利技术聚合物水泥基涂料的抗拉强度和成膜性。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1为本专利技术第一实施例制备的涂料的扫描电镜(SEM)图。图2为本专利技术第一试验例制备的涂料的扫描电镜(SEM)图。图3为本专利技术第二试验例中乳液破乳絮凝的效果图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本专利技术所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本专利技术所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚合物水泥基涂料，以重量份计，所述涂料的原料组成包括组分：/n

【技术特征摘要】
1.聚合物水泥基涂料，以重量份计，所述涂料的原料组成包括组分：





2.根据权利要求1所述的聚合物水泥基涂料，其特征在于：所述聚合物乳液包括纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、氟丙乳液中的任意一种；优选地，所述聚合物乳液的固体含量为45-55％。


3.根据权利要求1所述的聚合物水泥基涂料，其特征在于：所述水泥包括普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、白色硅酸盐水泥中的任意一种。


4.根据权利要求1所述的聚合物水泥基涂料，其特征在于：所述填料包括轻质碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、重钙、粉煤灰、偏高岭土中的任意一种或多种；优选地，所述填料的细度为150-250目。


5.根据权利要求1所述的聚合物水泥基涂料，其特征在于：所述外加剂包括分散剂、成膜助剂、消泡剂中的至少一种；
优选地，所述分散剂为0.05-0.08份；
优选地，所述成膜助剂为0.1-0.3份；
优选地，所述消泡剂为0.1-0.5份。


6.根据权利要求5所述的聚合物水泥基涂料，其特征在于：所述分散剂为六偏磷酸钠；
或者，所述成膜助剂为酯醇类成膜助...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘裕，赵丕琪，梁辰，芦令超，侯鹏坤，刘明乐，黄世峰，程新，
申请(专利权)人：深圳港创建材股份有限公司，济南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44