CN112341125B - 一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料制备领域，具体关于一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法；本发明在水泥基彩色装饰砂浆中添加了一种改性的锂渣和改性三聚氰胺减水剂，这两种成分的加入能有效防止材料的泛碱现象的产生，制备出不泛碱、力学性能和施工性良好的装饰砂浆；本发明的水泥彩色装饰砂浆与基层粘接力强，颜色和形状变化多样，满足不同群体对于审美的需求；施工方便，可以抹涂、滚涂甚至喷涂，节省了施工时间，特别是在阴阳角等施工较难部位相比于瓷砖优势更大；耐久性好，且其不会出现空鼓和脱皮现象；制造成本和生产能耗都很低，具有较大的经济和环保价值。

Description

一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料制备领域，尤其是一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法。
背景技术
水泥基彩色装饰砂浆具有性能稳定、安全耐久、施工方便和绿色环保等诸多优势，已成为我国建筑墙体装饰材料未来的发展方向。
CN107640925A公开了一种MH系列非水泥基彩色装饰砂浆及其加工工艺，其属于装饰新材料加工技术领域。它主要包括如下单位体积的组分：石英砂52～58kg、灰钙粉8～12kg、重质碳酸钙9～18kg、轻质碳酸钙6～8kg、胶粉25～40kg、阻燃剂0.5～1kg、触变润滑剂0.35～0.45kg、颜料0～3kg、防冻剂0.1～0.6kg。该发明的有益效果是：在上述的制备方法及加工工艺的制备后，解决了北方初冬因温度低无法进行外墙施工的难题；搭接处无色差，方便局部修补；干粉材质，方便贮存运输，节省人力、物力、财力；与真石漆相比，每平方用量大幅下降。
CN102464480A公开了一种彩色STUCCO墙体装饰砂浆，组分包括：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硬石膏、石英砂、可再分散乳胶粉、木质纤维素、羟丙基甲基纤维素、憎水剂、以及氧化铁系颜料；还公开了一种彩色STUCCO墙体装饰砂浆的施工工艺，包括以下步骤：清理墙体基面；用界面砂浆找平墙体基面；调制彩色STUCCO墙体装饰砂浆；在找平后的界面砂浆上平抹彩色STUCCO墙体装饰砂浆；涂保护漆。该发明的目的是提供一种彩色STUCCO墙体装饰砂浆及其施工工艺，可以非常简便地在不同的基面上采用彩色STUCCO墙体装饰砂浆再造出彩色清水混凝土层，不会因为混凝土浇注过程形成的高碱环境破坏水泥色彩。
CN111268991A提供了一种复配高保色彩色装饰砂浆，包括以下重量份数的组份：高铝水泥10～12份、白水泥5～7份、α高强石膏5～7份、聚偏二氟乙烯树脂粉3～4份、憎水剂0.1～0.2份、抗碱抑制剂0.1～0.2份、羟丙基甲基羟丙基甲基纤维素0.2～0.3份、酒石酸0.1～0.15份、木质纤维0.5～0.8份、200目石英粉5～10份、70-140目石英砂45～50份、40-70目石英砂10～20份，该发明制备的高保色彩色装饰砂浆质量优异。
砂浆中存在的可溶性碱是材料产生泛碱的根源，以上发明以及现有专利所制备的水泥彩色装饰砂浆都存在泛碱的问题，会导致材料产生易返碱、易褪色、耐候性差等问题，严重制约了水泥彩色装饰砂浆的应用和推广。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法。
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
按照质量份数，将200-300份的水泥，120-180份的重质碳酸钙，450-600份的河沙，0.8-2.1份的减水剂，6-12份的乳胶粉和14-24份的颜料混合后在无水条件下搅拌30-60min，然后加入100-180份的水，搅拌均匀后加入1.5-4.5份的憎水剂甲基硅酸钾，0.1-0.5份的羟丙基甲基纤维素，0.2-0.4份的消泡剂，继续搅拌5-10min后加入30-100份的改性锂渣和40-60份的石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的改性锂渣按照以下方法制备：
按照质量份数，将50-100份的锂渣，0.1-0.8份的三乙醇胺，0.1-0.5份的三乙胺，21-58x10-3份的腰果基离子液活性剂和0.1-0.5份的丙酮磺酸盐甲醛缩合物混合均匀后加入70-120份的水，混合搅拌均匀后转入到湿磨机中湿磨1-5h后脱水即可得到所述的改性锂渣。
所述的减水剂为一种改性三聚氰胺减水剂，按照以下方法制备：
按照质量份数，将55-68份的三聚氰胺、10-18份的尿素和26-58份的质量份数为30%-40%乙二醛水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后用0.01-0.05mol/L的氨水调节溶液pH值为8.5-9.5，控制升温到75-90℃，反应30-60min后将2.3-5.8份的亚硫酸氢钠和0.5-3.2份的焦亚硫酸钠加入到反应釜中，调节溶液pH值为9.5-10.5，继续反应60-120min，既得到所述的一种改性三聚氰胺减水剂。
所述的腰果基离子液活性剂，按照以下方法制备：
按照质量份数，在氮气保护下,将30-50份的环氧氯丙烷和78-92份的腰果酚，2-5份四丁基溴化铵,1-4份碳酸钾，80-90℃搅拌10-15h，然后将0.4-1.2份的(苯并-18-冠-6)-4′-基胺, 1.2-3.2份的1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐加入到反应釜，控制体系pH>10，在100-120℃下搅拌3-5小时。冷却降温，减压蒸馏除去溶剂，即可得到一种腰果基离子液活性剂。
1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐作为氨基离子液体参与反应,其部分反应的方程式示意为:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE006
环氧氯丙烷和腰果酚反应后，再与(苯并-18-冠-6)-4′-基胺参与反应, 其部分反应的方程式示意为:
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比2.5-4.8:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为铁黄或氧化铁红。
所述的乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物粉末或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物粉末。
本发明的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，本发明在水泥基彩色装饰砂浆中添加了一种改性的锂渣和改性三聚氰胺减水剂，这两种成分的加入能有效防止材料的泛碱现象的产生，制备出不泛碱、力学性能和施工性良好的装饰砂浆；改性三聚氰胺减水剂可以在砂浆早期减少可溶性碱及其载体数量，
环氧氯丙烷和腰果酚反应后，再与(苯并-18-冠-6)-4′-基胺，以及氨基离子液体反应生成的腰果基离子液活性剂，改性的锂渣不但能抑制泛碱效果，还能有效降低水泥砂浆的早期收缩值，增强砂浆的抗裂能力；
本发明的水泥彩色装饰砂浆与基层粘接力强，颜色和形状变化多样，满足不同群体对于审美的需求；施工方便，可以抹涂、滚涂甚至喷涂，节省了施工时间，特别是在阴阳角等施工较难部位相比于瓷砖优势更大；耐久性好，且其不会出现空鼓和脱皮现象；制造成本和生产能耗都很低，具有较大的经济和环保价值。
附图说明
图1为实施例3制备的腰果基离子液活性剂样品所做的傅立叶红外光谱图:
在2955cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰，在1610/1498cm-1附近存在苯环的伸缩吸收峰，在1658cm-1附近存在碳碳双键的吸收峰，在1252cm-1附近存在苯醚键的伸缩吸收峰，说明腰果酚参与了反应；在3302cm-1附近存在羟基的伸缩吸收峰，在696cm-1附近存在羟基的面外弯曲吸收峰，说明环氧氯丙烷参与了反应；在3087cm-1附近存在铵根离子的反对称伸缩吸收峰，在1408cm-1附近存在铵根离子的不对称变角吸收峰，说明苄基三乙基氯化铵参与了反应；在960cm-1附近存在碳氮单键的吸收峰，说明1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐参与了反应；在1179cm-1附近存在醚键的吸收峰，说明(苯并-18-冠-6)-4-基胺参与了反应。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
本实验根据JGJ/T 70-2009《砂浆基本性能测试方法》中第12节测试砂浆的干燥收缩率；将制备好的砂浆用抹刀批刮在200mm×200mm×5mm的硅钙板上，养护7天后将养护好的试样成型面向下放置在50ml去离子水中，4h后将浸出液收集放在100℃烘箱中烘干称量，测试砂浆的泛碱性能。
实施例1
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
将200kg水泥，120kg重质碳酸钙，450kg河沙，0.8kg减水剂，6kg乳胶粉和14kg颜料混合后在无水条件下搅拌30min，然后加入100kg水，搅拌均匀后加入1.5kg憎水剂甲基硅酸钾，0.1kg羟丙基甲基纤维素，0.2kg消泡剂，继续搅拌5min后加入30kg改性锂渣和40kg石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的改性锂渣按照以下方法制备：
将50kg锂渣，0.1kg三乙醇胺，0.1kg三乙胺，2.1g腰果基离子液活性剂和0.1kg丙酮磺酸盐甲醛缩合物混合均匀后加入70kg水，混合搅拌均匀后转入到湿磨机中湿磨1h后脱水即可得到所述的改性锂渣。
所述的减水剂为一种改性三聚氰胺减水剂，按照以下方法制备：
将55kg三聚氰胺、10kg羟基尿素和26kg质量百分比含量为30%乙二醛水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后用0.01mol/L的氨水调节溶液pH值为8.5，控制升温到75℃，反应30min后将2.3kg亚硫酸氢钠和0.5kg焦亚硫酸钠加入到反应釜中，调节溶液pH值为9.5，继续反应60min，既得到所述的一种改性三聚氰胺减水剂。
所述的腰果基离子液活性剂，按照以下方法制备：
在氮气保护下,将30g的环氧氯丙烷和78g的腰果酚，2g四丁基溴化铵,1g碳酸钾，80℃搅拌10h，然后将0.4g的(苯并-18-冠-6)-4′-基胺, 1.2g的1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐加入到反应釜，控制体系pH>10，在100℃下搅拌3小时。冷却降温，减压蒸馏除去溶剂，即可得到一种腰果基离子液活性剂。
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比2.5:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为铁黄。
所述的乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物粉末。
本实验制备的水泥彩色装饰砂浆的干燥收缩值为187×10-6，泛碱量为0.0496g。
实施例2
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
将240kg水泥，150kg重质碳酸钙，550kg河沙，1.4kg减水剂，9kg乳胶粉和20kg颜料混合后在无水条件下搅拌45min，然后加入150kg水，搅拌均匀后加入2.5kg憎水剂甲基硅酸钾，0.2kg羟丙基甲基纤维素，0.3kg消泡剂，继续搅拌8min后加入70kg改性锂渣和50kg石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的改性锂渣按照以下方法制备：
将80kg锂渣，0.3kg三乙醇胺，0.3kg三乙胺，3.4g腰果基离子液活性剂和0.3kg丙酮磺酸盐甲醛缩合物混合均匀后加入90kg水，混合搅拌均匀后转入到湿磨机中湿磨2h后脱水即可得到所述的改性锂渣。
所述的减水剂为一种改性三聚氰胺减水剂，按照以下方法制备：
将62kg三聚氰胺、14kg羟基尿素和37kg质量百分比含量为35%乙二醛水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后用0.03mol/L的氨水调节溶液pH值为9，控制升温到80℃，反应45min后将3.8kg亚硫酸氢钠和2.1kg焦亚硫酸钠加入到反应釜中，调节溶液pH值为10，继续反应90min，既得到所述的一种改性三聚氰胺减水剂。
所述的腰果基离子液活性剂，按照以下方法制备：
在氮气保护下,将35g的环氧氯丙烷和90g的腰果酚，4g四丁基溴化铵,2g碳酸钾，84℃搅拌12h，然后将0.6g的(苯并-18-冠-6)-4′-基胺, 1.9g的1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐加入到反应釜，控制体系pH>10，在110℃下搅拌4小时。冷却降温，减压蒸馏除去溶剂，即可得到一种腰果基离子液活性剂。
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比3.6:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为氧化铁红。
所述的乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物粉末。
本实验制备的水泥彩色装饰砂浆的干燥收缩值为154×10-6，泛碱量为0.0438g。
实施例3
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
将300kg水泥，180kg重质碳酸钙，600kg河沙，2.1kg减水剂，12kg乳胶粉和24kg颜料混合后在无水条件下搅拌60min，然后加入180kg水，搅拌均匀后加入4.5kg憎水剂甲基硅酸钾，0.5kg羟丙基甲基纤维素，0.4kg消泡剂，继续搅拌10min后加入100kg改性锂渣和60kg石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的改性锂渣按照以下方法制备：
将100kg锂渣，0.8kg三乙醇胺，0.5kg三乙胺，5.8g腰果基离子液活性剂和0.5kg丙酮磺酸盐甲醛缩合物混合均匀后加入120kg水，混合搅拌均匀后转入到湿磨机中湿磨5h后脱水即可得到所述的改性锂渣。
所述的减水剂为一种改性三聚氰胺减水剂，按照以下方法制备：
将68kg三聚氰胺、18kg羟基尿素和58kg质量百分比含量为40%乙二醛水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后用0.05mol/L的氨水调节溶液pH值为9.5，控制升温到90℃，反应60min后将5.8kg亚硫酸氢钠和3.2kg焦亚硫酸钠加入到反应釜中，调节溶液pH值为10.5，继续反应120min，既得到所述的一种改性三聚氰胺减水剂。
在氮气保护下,将50g的环氧氯丙烷和92g的腰果酚，5g四丁基溴化铵, 4g碳酸钾，90℃搅拌15h，然后将1.2g的(苯并-18-冠-6)-4′-基胺, 3.2g的1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐加入到反应釜，控制体系pH>10，在120℃下搅拌5小时。冷却降温，减压蒸馏除去溶剂，即可得到一种腰果基离子液活性剂。
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比4.8:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为铁黄。
所述的乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物粉末。
本实验制备的水泥彩色装饰砂浆的干燥收缩值为147×10-6，泛碱量为0.0409g。
对比例1
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
将200kg水泥，120kg重质碳酸钙，450kg河沙，0.8kg减水剂，6kg乳胶粉和14kg颜料混合后在无水条件下搅拌30min，然后加入100kg水，搅拌均匀后加入1.5kg憎水剂甲基硅酸钾，0.1kg羟丙基甲基纤维素，0.2kg消泡剂，继续搅拌5min后加入40kg石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的减水剂为一种改性三聚氰胺减水剂，按照以下方法制备：
将55kg三聚氰胺、10kg羟基尿素和26kg质量百分比含量为30%乙二醛水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后用0.01mol/L的氨水调节溶液pH值为8.5，控制升温到75℃，反应30min后将2.3kg亚硫酸氢钠和0.5kg焦亚硫酸钠加入到反应釜中，调节溶液pH值为9.5，继续反应60min，既得到所述的一种改性三聚氰胺减水剂。
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比2.5:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为铁黄。
所述的乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物粉末。
本实验制备的水泥彩色装饰砂浆的干燥收缩值为241×10-6，泛碱量为0.0817g。
对比例2
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
将200kg水泥，120kg重质碳酸钙，450kg河沙，6kg乳胶粉和14kg颜料混合后在无水条件下搅拌30min，然后加入100kg水，搅拌均匀后加入1.5kg憎水剂甲基硅酸钾，0.1kg羟丙基甲基纤维素，0.2kg消泡剂，继续搅拌5min后加入30kg改性锂渣和40kg石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的改性锂渣按照以下方法制备：
将50kg锂渣，0.1kg三乙醇胺，0.1kg三乙胺，2.1g腰果基离子液活性剂和0.1kg丙酮磺酸盐甲醛缩合物混合均匀后加入70kg水，混合搅拌均匀后转入到湿磨机中湿磨1h后脱水即可得到所述的改性锂渣。
所述的腰果基离子液活性剂，按照以下方法制备：
在氮气保护下,将35g的环氧氯丙烷和90g的腰果酚，4g四丁基溴化铵,2g碳酸钾，84℃搅拌12h，然后将0.6g的(苯并-18-冠-6)-4′-基胺, 1.9g的1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐加入到反应釜，控制体系pH>10，在110℃下搅拌4小时。冷却降温，减压蒸馏除去溶剂，即可得到一种腰果基离子液活性剂。
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比2.5:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为铁黄。
所述的乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物粉末。
本实验制备的水泥彩色装饰砂浆的干燥收缩值为224×10-6，泛碱量为0.0762g。
对比例3
一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
将200kg水泥，120kg重质碳酸钙，450kg河沙， 6kg乳胶粉和14kg颜料混合后在无水条件下搅拌30min，然后加入100kg水，搅拌均匀后加入1.5kg憎水剂甲基硅酸钾，0.1kg羟丙基甲基纤维素，0.2kg消泡剂，继续搅拌5min后加入40kg石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆。
所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比2.5:1进行复掺得到。
所述的石膏粉为无水石膏粉。
所述的颜料为铁黄。
所述的乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物粉末。
本实验制备的水泥彩色装饰砂浆的干燥收缩值为314×10-6，泛碱量为0.1127g。

Claims (5)

1.一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其主要方案如下：
按照质量份数，将200-300份的水泥，120-180份的重质碳酸钙，450-600份的河沙，0.8-2.1份的减水剂，6-12份的乳胶粉和14-24份的颜料混合后在无水条件下搅拌30-60min，然后加入100-180份的水，搅拌均匀后加入1.5-4.5份的憎水剂甲基硅酸钾，0.1-0.5份的羟丙基甲基纤维素，0.2-0.4份的消泡剂，继续搅拌5-10min后加入30-100份的改性锂渣和40-60份的石膏粉，搅拌均匀后即可得到所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆;
所述的改性锂渣按照以下方法制备：
按照质量份数，将50-100份的锂渣，0.1-0.8份的三乙醇胺，0.1-0.5份的三乙胺，2.1-5.8份的腰果基离子液活性剂和0.1-0.5份的丙酮磺酸盐甲醛缩合物混合均匀后加入70-120份的水，混合搅拌均匀后转入到湿磨机中湿磨1-5h后脱水即可得到所述的改性锂渣；
所述的减水剂为一种改性三聚氰胺减水剂，按照以下方法制备：
按照质量份数，将55-68份的三聚氰胺、10-18份的羟基尿素和26-58份的质量份数为30%-40%乙二醛水溶液加入到反应釜中，搅拌均匀后用0.01-0.05mol/L的氨水调节溶液pH值为8.5-9.5，控制升温到75-90℃，反应30-60min后将2.3-5.8份的亚硫酸氢钠和0.5-3.2份的焦亚硫酸钠加入到反应釜中，调节溶液pH值为9.5-10.5，继续反应60-120min，既得到所述的一种改性三聚氰胺减水剂；
所述的腰果基离子液活性剂，按照以下方法制备：
按照质量份数，在氮气保护下,将30-50份的环氧氯丙烷和78-92份的腰果酚，2-5份四丁基溴化铵,1-4份碳酸钾，80-90℃搅拌10-15h，然后将0.4-1.2份的(苯并-18-冠-6)-4′-基胺, 1.2-3.2份的1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐加入到反应釜，控制体系pH>10，在100-120℃下搅拌3-5小时, 冷却降温，减压蒸馏除去溶剂，即可得到一种腰果基离子液活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其特征在于所述的水泥为高铝水泥和白水泥按照质量比2.5-4.8:1进行复掺得到。
3.根据权利要求1所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其特征在于所述的石膏粉为无水石膏粉。
4.根据权利要求1所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其特征在于所述的颜料为铁黄或氧化铁红。
5.根据权利要求1所述的一种抗泛碱水泥彩色装饰砂浆的制备方法，其特征在于所述的乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物粉末或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物粉末。
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