水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆及其制备方法与应用，涉及环保低碳建筑材料技术领域。本发明专利技术公开的水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆的组分包括：水泥、全尾砂和/或350目以上的超微尾砂粉、彩砂赋色料、调节剂和水；所述调节剂包括甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、硫酸盐、甘油聚氧乙烯醚、油茶皂甙和水。本发明专利技术采用不经过筛分的全尾砂或350目以上的尾砂微粉进行配置，实现选矿尾砂的全利用，满足矿尾砂全面消纳需求，并具有优异的力学强度、附着力、耐候性和耐久性，可应用于各种材质的外表面；饰面砂浆原料中不使用有机树脂以及VOCs，环保、生态友好。生态友好。

【技术实现步骤摘要】
水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于环保低碳建筑材料
，尤其涉及一种水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆及其制备方法，以及在混凝土、砖块或金属等材质墙面上的应用。

技术介绍

[0002]目前，矿尾砂资源化的方式包括烧制成型为陶瓷、砖块等产品，需要燃料高温方式成型，不仅耗能高，而且会直接或者间接增加二氧化碳排放，且对尾砂成分、细度要求较多，受制于功能与运距，产品市场需求量不大，对全尾砂消耗量有限。矿尾砂还应用于常规建材，即筛分出细砂用于水泥、混凝土、加气块、湿拌砂浆的生产，但这些产品受制于运距、市场价格较低等因素影响造成全尾砂的使用量不大；还有一部分矿尾砂烘干后经多级筛分出不同细度（目数）的粉状颗粒用于真石漆、瓷砖胶与涂料的制作，然而，这些产品对尾砂成分和细度要求苛刻，繁琐的筛分与收集处理过程耗能费时、粉尘污染大，尤其是350目以上尾砂微粉无法应用，形成新的体量巨大的二次固废污染。
[0003]总的来说，我国的矿尾砂资源化利用主要的问题有：（1）矿尾砂需要经过繁琐多级筛分后，才能获得粗颗粒用于建筑用砂、20～200目用于真石漆、200～350目用于瓷砖胶与涂料、350目以上的微粉（占比全尾砂的30%以上）无法利用，导致分离成本高，多级筛分与包装过程粉尘控制难度大，粉尘污染大，分离出的细砂价值偏低，致使矿尾砂资源化利用率不足；（2）当20～350目之间粗粉用于真石漆、瓷砖胶、涂料等产品，需要使用挥发性有机溶剂（VOCs）、合成树脂等石化原材料，生态不友好性VOCs的使用制约了应用场景、消耗石化原材料、增加了碳排放，且生产与施工环节有害物对工人健康危害较大。
[0004]由于以上原因所致，我国每年在相关工业与民用领域的资源化应用总量还不足每年矿尾砂新增量的20%，离国家要求的选矿尾砂资源化利用率达到60%甚至更高还有很大差距，亟待开发直接使用不需筛分的全尾砂的新产品与技术，实现选矿全尾砂的规模化与高值化应用。
[0005]值得注意的是，我国近20年开展的大规模基础建设，基建体量需求大，特别是随着对建设质量与居用场所品质的提升，对环保要求、新型高品质建材与产品的需求与日俱增。以墙面为例，早前以贴瓷砖、刷涂料为主导的形式，其不耐久、易掉落脱落，不仅影响美观与防护功能，甚至不时出现瓷砖坠落伤及人生命的意外。近几年又兴起了填充极细硅砂颗粒、大量使用树脂粘结剂、使用部分有机溶剂的内外墙真石漆，尽管质感更接近自然外观，在一定时间内也相对牢固，但挥发性有机物会造成严重的空气污染，其生产、施工以及后续应用均对人体与环境有害；在碱性基底比如混凝土、水泥砂浆表面应用时，树脂不耐碱、耐候性差会加速真石漆老化变脆、脱落等失效现象，使用寿命不符合长期要求；真石漆填充料需要酸性、成分较纯粹、粒径大小合适与分布很窄的硅砂细颗粒，导致材料成本较高；此外真石漆通常需要打磨、底漆、喷施、面漆多道工序，施工耗时费工。
[0006]因此，对于建筑领域墙面，亟需开发耐久性优异、具备成本竞争力、施工方便、环保
友好、兼具美观与防护功能的新型高性能饰面材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，采用不经过筛分的全尾砂或350目以上的尾砂微粉进行配置，实现选矿尾砂的全利用，并具有优异的力学强度、附着力、耐候性和耐久性，可应用于金属、无机、有机、无机/有机复合等多种墙面；饰面砂浆原料中不使用有机树脂以及VOCs，环保、生态友好。
[0008]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，是由以下重量份数的原料的组成：水泥150～450份、矿尾砂600～900份、彩砂赋色料1～200份、调节剂2～20份和适量水；所述调节剂为聚醚类复合调节剂。
[0009]进一步的，所述矿尾砂为全尾砂或350目以上的超微尾砂粉中任意一种或组合物。
[0010]进一步的，所述彩砂赋色料为天然采砂。
[0011]进一步的，以100质量份数计，所述聚醚类复合调节剂包括：甲基烯丙醇聚氧乙烯醚10～30份、硫酸盐1～5份、甘油聚氧乙烯醚0.15～15份、油茶皂甙0.01～0.1份和余量为水。
[0012]进一步的，所述甲基烯丙醇聚氧乙烯醚的分子量为1～5万。
[0013]进一步的，所述硫酸盐为硫酸钾或硫酸钠中的任意一种。
[0014]本专利技术还提供了一种水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆的制备方法，具体包括以下步骤：（1）聚醚类复合调节剂的配置：称取所需质量的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、硫酸盐、甘油聚氧乙烯醚、油茶皂甙和水，混合均匀，备用。
[0015]（2）称取所需质量的水泥、矿尾砂和彩砂赋色料进行粉磨，粉磨时间设置为15～60min，在粉磨混合过程中，在粉磨混合时间剩余20～30%时，加入聚醚类复合调节剂，继续粉磨，得到半成品，该半成品的细度模数为0.3～1.8，优选为0.5～1.2；水泥、矿尾砂、彩砂赋色料、复合剂等物料在粉磨过程、提升料斗加料过程以及物料输送管道中均处于负压状态，以使粉尘不外溢。
[0016]（3）将上述半成品与水搅拌均匀，即得所述水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆。
[0017]进一步的，所述半成品与水的质量比为10：（1～5）。
[0018]进一步的，所述粉磨方法为剪切、球磨、辊压磨中任意一种。
[0019]本专利技术提供的水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆的应用方法为：采用液压或气压的驱动方式，通过喷枪或者喷壶将新型环保饰面砂浆喷涂至混凝土、砖块或金属的墙面，待1～3天后硬化，形成坚固、耐候耐久的墙体环保饰面层。
[0020]本专利技术取得了以下有益效果：1、本专利技术使用的矿尾砂，可以不经筛分，使用全尾砂和/或者现有产品加工残留的350目以上超微尾砂粉为主体原材料，彻底满足矿尾砂全面消纳需求。
[0021]2、本专利技术以水为溶剂、辅助少量的环保超塑化剂与生物质来源稠度调节剂，应用天然赋色料，不使用挥发性有害有机溶剂、不使用合成树脂、不使用有机颜料，具备突出的不污染环境、降低碳排放等生态友好与环保优势。
[0022]3、本专利技术使用无机胶凝材料代替树脂粘结剂，具备更强的附着力和耐久性，可在金属、无机、有机、无机/有机复合等多种底材上喷施并牢固附着。
[0023]4、本专利技术加工生产环节使用负压一次性全混料工艺，生产无粉尘污染、能耗低。
[0024]5、本专利技术采用聚醚类复合调节剂对尾砂中含有的微米与纳米尺寸氧化硅、碳酸钙等颗粒进行充分分散，为后续水化过程提供均匀分布的晶种，促进提升微纳饰面的机械力学性能与耐久性。甲基烯丙醇聚氧乙烯醚主要是利用羧酸与磺酸阴离子吸附并分散水泥、尾砂颗粒，并利用其富含的醇羟基与前述阴离子官能团等亲水结构实现在少量水中的充分扩散与流动；甘油聚氧乙烯聚醚则主要起到增稠保水作用，防止水分快速挥发与被基材吸附所造成的饰面缺水；硫酸盐提供适量的硫酸根，促进水泥与尾砂中钙离子的富集与硫酸钙、硅酸钙等水硬胶结物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，其特征在于，是由以下重量份数的原料的组成：水泥150～450份、矿尾砂600～900份、彩砂赋色料1～200份、调节剂2～20份和适量水；所述调节剂为聚醚类复合调节剂；以100质量份数计，所述聚醚类复合调节剂包括：甲基烯丙醇聚氧乙烯醚10～30份、硫酸盐1～5份、甘油聚氧乙烯醚0.15～15份、油茶皂甙0.01～0.1份和余量为水。2.根据权利要求1所述的水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，其特征在于，所述矿尾砂为全尾砂或350目以上的超微尾砂粉中任意一种或组合物。3.根据权利要求1所述的水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，其特征在于，所述彩砂赋色料为天然采砂。4.根据权利要求1所述的水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，其特征在于，所述甲基烯丙醇聚氧乙烯醚的分子量为1～5万。5.根据权利要求1所述的水性零VOCs微纳新型环保饰面砂浆，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸钾或硫酸钠中的任意一种。6.如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴振军，解修强，瞿双林，杨文，黄中原，张晓兵，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：