一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉及其制备方法。本发明专利技术的腻子粉，主要包括以下质量份的组分：水泥15

【技术实现步骤摘要】
一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]腻子粉是一种涂覆于砂浆墙面上重要的建筑外墙装饰材料，主要起着墙面层弥补缺陷，抗开裂和呈现特殊效果等作用，保证后续装饰工程优良的配套。随着国家和行业标准的日益完善，不仅关注腻子粉的施工性和找平性，同时对其粘结强度、柔韧性、吸水量、耐水性、耐碱性等提出了更高的要求。同时也对腻子粉的开发体系提出了更高的环保要求和社会环境生态责任。
[0003]目前，腻子粉主要是由水泥和可再分散性乳胶粉作为粘结剂，将重钙和河砂作为填料，再加各种助剂构成。大量使用水泥作为无机胶凝材料，虽然带来了较高的强度，但是成本高，并且施工性能不好，批刮不顺畅；腻子中的重钙和河砂会导致腻子体系的施工性下降，吸水量较高，同时其制备造成能源严重损耗，并对自然生态环境和资源有着严重的破坏。
[0004]粉煤灰和矿渣作为热电厂在生产过程中的固体废弃物，有着产量大，资源地距离短，稳定性高等特点。粉煤灰是在煤燃料在高温燃烧的过程中排除的微小粒子，粒径一般分布在1
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100微米之间，微观状态下呈球形，表面有微孔。粉煤灰的主要成分为二氧化硅、氧化铝和氧化铁，在腻子体系中具有反应活性。石墨烯是一种平面六角网状结构的单层片结构的二维材料，通常以sp2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价单键的排列而稳定存在。石墨烯因其二维六元环特殊结构，有较大的比表面积，同时具有极好的力学性能和柔韧性。将多层石墨和粉煤灰以高能球磨的方式在氩气的气氛中进行石墨剥离石墨烯，在石墨烯不被氧化反应的前提下，石墨烯和粉煤灰反应得到核核结构的石墨烯改性粉煤灰，石墨烯改性粉煤灰不仅可与氢氧化钙反应生成无机胶凝材料水化硅酸钙，还因片层石墨烯包裹水化硅酸钙形成黏连结构，将增加腻子施工后的早期强度和整体柔韧性。
[0005]综上，大量使用水泥作为无机胶凝材料，虽然带来了较高的强度，但是施工性能不好，批刮较为困难；
[0006]大量使用水泥作为胶凝材料，重钙和河砂作为填料，不仅腻子粉配方成本较高，而且会由于级配不合理导致腻子开裂；
[0007]腻子中的重钙和河砂会导致腻子体系的施工性下降，吸水量较高，同时其制备造成能源严重损耗，并对自然生态环境和资源有着严重的破坏；
[0008]单独使用煤粉灰的腻子粉施工后早期强度较低，容易掉粉。
[0009]大量使用水泥、河砂和重钙等自然资源原料无法满足国家战略方向。

技术实现思路

[0010]本专利技术提供一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉及其制备方法，本专利技术的腻子粉采用石墨烯改性粉煤灰，可替代部分水泥提供后期整体强度；石墨烯改性粉煤灰还可以提高腻子施工后的早期强度、粘结强度和整体柔韧性，当施加外部机械力时，纳米石墨烯可依靠整体弯曲变形来缓解应力，避免掉粉和开裂；本专利技术的原料颗粒级配更加合理，施工手感和施工性更优；而且本专利技术配方成本低，对自然环境和资源的破坏少。
[0011]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0012]一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉，主要包括以下质量份的组分：水泥15
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30份、纳米石墨烯包覆粉煤灰10
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20份、重钙15
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25份、矿渣15
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25份、河砂10
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25份、纤维素0.2
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1份、胶粉1
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3份、膨润土0.2
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0.5份、和疏水剂0.02
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0.1份。
[0013]优选地，所述的石墨烯改性粉煤灰由80
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100质量份粉煤灰和1
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20质量份多层纳米石墨烯
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聚合物复合材料的制成。
[0014]所述的粉煤灰为热电厂产生的固体废弃物，为燃料(煤)燃烧过程中排出的微小灰粒，主要成份为二氧化硅、氧化铝和氧化铁；
[0015]所述的多层纳米石墨烯
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聚合物复合材料，采用吉康WG5多层石墨烯，其表观状态为黑色粉末，纯度＞95％，片层大小为10
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50μm，层数为6
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10层。
[0016]优选地，所述的石墨烯改性粉煤灰由以下方法制备而成：将粉煤灰和多层纳米石墨烯
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聚合物复合材料置入球磨罐中，并在球磨罐中充满惰性保护气氛氩气，然后以湿磨的方式、以转速大于250r/min的转速球1h以上，最终得到所述的石墨烯改性粉煤灰。
[0017]优选地，所述的水泥为硅酸盐水泥。具体为标号为42.5的灰色水泥，为一种主要由硅酸盐水泥熟料、0
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5％石灰石和适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料；
[0018]优选地，所述的粉煤灰为热电厂产生的固体废弃物。具体为燃料(煤)燃烧过程中排出的微小灰粒，主要成份为二氧化硅、氧化铝和氧化铁；
[0019]优选地，所述的重钙为200目重质碳酸钙。其主要由天然碳酸盐矿物磨碎而成；
[0020]优选地，所述的矿渣为热电厂产生的固体废弃物。它可循环再利用，是一种绿色节能建材。
[0021]优选地，所述的河砂为50
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100目河沙。它是一种经河水的冲击和侵蚀而形成的材料，具有一定的强度，含泥量较高。
[0022]优选地，所述的纤维素采用PMK
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40Z。它是一种低取代度和醚化的羟丙基甲基纤维素，可以改善触变性，提高腻子体系的施工性，具有良好的保水增稠的作用。
[0023]优选地，所述的胶粉为可再分散型胶粉WWJF
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8020。它是一种遇水可再分散醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚胶粉，有提高腻子柔韧性、内聚力、粘结强度等作用。
[0024]优选地，所述的膨润土为PR
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200。它是一种成分为含量为100％的米白色蒙脱土，硬度1
‑
2，密度2
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3g/cm3。
[0025]优选地，所述的疏水剂采用WR650疏水剂。它是一种纳米级分散性层状活性无机材料，会与水化产物中的组分发生反应生成具有憎水性能的物质。
[0026]本腻子体系作用机理如下：
[0027]腻子粉在缓慢加入水中时，乳胶粉颗粒在水中溶解，在搅拌的过程中，乳胶粉被石
墨烯改性粉煤灰颗粒、矿渣、河砂及其他颗粒分散为再分散乳胶粒；在水蒸发的过程中，乳胶粒子提高了体系的软粘结强度和柔韧性；羟丙基甲基纤维素与水形成氢键的作用力，迅速提高体系的粘稠度，同时自身的保水性对体系的强度产生作用；石墨烯改性粉煤灰和水泥的水化反应生成无机胶凝材料，为体系提供了强度、耐水性和耐久性；石墨烯改性粉煤灰可以提高腻子施工后的早期强度和整体柔韧性，当施加外部机械力时，纳米石墨烯可依靠整体弯曲变形来缓解应力，避免掉粉和开裂；膨润土具有保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉，其特征在于：主要包括以下质量份的组分：水泥15
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30份、石墨烯改性粉煤灰10
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20份、重钙15
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25份、矿渣15
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25份、河砂10
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25份、纤维素0.2
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1份、胶粉1
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3份、膨润土0.2
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0.5份、和疏水剂0.02
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0.1份；所述的石墨烯改性粉煤灰由80
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100质量份粉煤灰和1
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20质量份多层纳米石墨烯
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聚合物复合材料制成。2.根据权利要求1所述的一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环保高抗裂型腻子粉，其特征在于：所述的石墨烯改性粉煤灰由以下方法制备而成：将粉煤灰和多层纳米石墨烯
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聚合物复合材料置入球磨罐中，并在球磨罐中充满惰性保护气氛氩气，然后以湿磨的方式、以转速大于250r/min的转速球1h以上，最终得到所述的石墨烯改性粉煤灰。3.根据权利要求1所述的一种掺加纳米石墨烯改性粉煤灰的高环...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚齐，刘威，付绍祥，张梦，张庆笃，陈小军，程金龙，
申请(专利权)人：福建省三棵树新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：