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预熟化激发无机涂覆材料

阅读:585发布:2021-01-14

专利汇可以提供预熟化激发无机涂覆材料专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种预熟化 碱 激发无机涂覆材料,用于地下空间、建筑外表面的修复和防护,尤其适用于外墙、地下室、 水 利工程、隧道、 桥梁 、公路、码头、水池的表面修复和防护,本 发明 通过预熟化过程,使得碱激发涂覆材料的使用更加方便,而且熟化更充分,所谓预熟化过程是指分步熟化的过程,第一次熟化时并不把所有的碱激发剂投入,使得预熟化在较低的碱度下进行,预熟化可以分两步甚至多次逐步递进。,下面是预熟化激发无机涂覆材料专利的具体信息内容。

1.一种预熟化激发无机涂覆材料,由预熟化组份、辅料和二次激发剂组成,其特征是:
分外预熟化组份还包含:
1~50份的碱激发剂(以固含量计);
20~120份的胶凝基材;
二次激发剂包含:
1~50份的碱激发剂(以固含量计);
辅料包含:
0~60份的胶凝基材;
0~60份的憎水剂;
0~20份的着色剂
0~80份的膨胀剂;
0~50份的促硬剂;
5~250份的填料;
0~50份的助剂;
预熟化组份和二次激发剂隔离放置,辅料的放置按下述方式之一:
(1)单独放置;
(2)全部与预熟化组份混合;
(3)全部与二次激发剂混合;
(4)部分与预熟化组份混合;
(5)部分与二次激发剂混合;
所指的碱激发剂是指碱性酸盐、碱性磷酸盐、碱金属化物、碱、酸盐、硫酸盐、氯盐中的至少一种;
所指的胶凝基材是指具有火山灰活性材料、潜在水硬性材料、无定形硅氧化合物中的至少一种;
所指的憎水剂是指分散在涂层中的低表面能的疏水性物质,该疏水性物质阻隔毛细渗透的途径,疏水性物质来源于下述两种情况之一:憎水剂自身及憎水剂的反应产物;
所指的着色剂是指具有相应色彩的材料;
所指的膨胀剂是指在硬化过程中产生体积膨胀作用的材料;
所指的促硬剂是指提高涂料硬化进程的材料;
所指的填料是填充体积、减少收缩、调整表面质感的材料;
所指的助剂是指改善涂料工作性能的辅助性材料。
2.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的碱激发剂是硅酸钠、硅酸、硅酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂中的至少一种。
3.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的胶凝基材是偏高岭土、高岭土、灰、煤矸石、矿渣、炉渣、高炉水渣、磷渣、渣、煤渣、硅酸铝、煅烧粘土、赤泥、工业尾矿中的至少一种。
4.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的憎水剂是甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸锂、甲基硅油、硅油、有机硅憎水剂、聚硅氧烷憎水剂、硅烷基憎水剂、NANOTHIXB1490纳米级憎水剂、改性聚乙烯醇水性憎水剂、HEA高分子憎水剂、粉末憎水剂、乳液型憎水剂、硬脂酸中的至少一种。
5.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的着色剂至少包含白色颜料、黑色颜料、有机颜料、无机颜料、荧光颜料、夜光颜料、珠光颜料、染料、有色金属氧化物颜料中的一种。
6.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的膨胀剂至少包含矾土、铝土矿、无水石膏、氢氧化铝、氧化铝、氧化锌、氧化镁、明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙-硫铝酸钙复合膨胀剂、HEA膨胀剂、UEA膨胀剂、磷石膏中的一种。
7.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的促硬剂至少包含碳酸盐、金属氧化物、钙化合物、氟化合物、石膏、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、生石灰、熟石灰、灰钙粉、硫酸钙、缩合磷酸铝、磷酸硅、硅灰石、氟硅酸钠、磷酸钙中的一种。
8.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的填料至少包含金属颗粒、无机颗粒、金属氧化物、矿粉、石材粉末、母、片状玻璃粉、片状陶瓷粉、石英、工业废渣颗粒、粗骨料水泥水泥熟料、硅灰、纳米粉末、稻壳灰、淤泥沉淀物、珍珠岩、铸石粉、沸石、空心陶瓷微珠、滑石粉、碳酸盐、钙化合物、硅微粉、有机硅、硅烷、硅氧烷、树脂单体、树脂、塑胶颗粒、橡胶、蜡质材料、油脂、乳液、水溶性树脂、乳胶粉、聚脂纤维、聚丙烯纤维、纤维素纤维、钢纤维、玻璃纤维、单丝纤维、PVA纤维、碳纤维、矿物纤维、陶瓷纤维中的至少一种。
9.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是所指的助剂至少包含流平剂、成膜助剂、增稠剂缓凝剂速凝剂、保水剂、增塑剂减水剂、消泡剂、分散剂、表面活性剂、引气剂、发泡剂、偶联剂中的一种。
10.按照权利要求9所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是:
所指的流平剂至少是玻璃质微珠粉末、聚酯流平剂中的一种:
所指的成膜助剂至少是聚乙烯醇、EDTA四钠、EDTA二钠、水杨酸钠、聚丙烯酸钠、次磷酸钠、仲烷基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲醇钠、叔丁醇钠中的一种;
所指的增稠剂至少是膨润土、凹凸棒土、硅藻土、赤泥、纤维素、纤维素盐中的一种;
所指的缓凝剂至少是酒石酸柠檬酸草酸醋酸硝酸铅、硝酸锌、氯化钠、氯化钡、酸钠、水溶性醇胺、铬化合物中的一种;
所指的速凝剂是甲酸钙;
所指的保水剂至少是糖类、纤维素纤维、羟甲基纤维素钠中的一种;
所指的增塑剂是改性糖蜜;
所指的减水剂至少是氨基磺酸盐、系减水剂、聚羧酸减水剂中的一种;
所指的消泡剂至少是矿物油类消泡剂、有机硅消泡剂中的一种;
所指的分散剂至少是聚丙烯酸类分散剂、有机硅分散剂中的一种;
所指的表面活性剂是十二烷基三甲基氯化铵
所指的引气剂是铝粉;
所指的发泡剂至少是双氧水、过氧水中的一种;
所指的偶联剂至少是硅烷偶联剂、有机硅偶联剂、粉体硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
11.按照权利要求1所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,其特征是包含不少于两份的二次激发剂。
12.一种权利要求1至10所述的预熟化碱激发无机涂覆材料的制造方法,包括以下步骤:
(1)制备预熟化组份:将预熟化组份中各配料按配比混合,搅拌均匀,进行预熟化,然后分装;
(2)制备二次激发剂:将二次激发剂中各组份按配比混合,搅拌均匀,分装;
在有单独包装的辅料时进入步骤3,
(3)制备辅料:将单独包装的辅料的各组份按配比混合,搅拌均匀,分装;
(4)使用前按权利要求1所述的比例将所有组份混合,搅拌均匀。

说明书全文

预熟化激发无机涂覆材料

技术领域

[0001] 本发明涉及一种预熟化碱激发无机涂覆材料,用于地下空间、建筑外表面的修复和防护,尤其适用于外墙、地下室、利工程、隧道、桥梁、公路、码头、水池的表面修复和防护,属于建筑材料领域。

背景技术

[0002] 土聚水泥是上个世纪70年代末由法国J·Davidovits开发的一类新型的碱激发胶凝材料,它是指由烧粘土(偏高岭土为主)、工业废渣等为主要原料,在碱激发剂的作用下形成的。土聚水泥原料的矿物中的化合物经历了一个由解聚到再聚合的过程,形成了类似地壳中一些天然矿物的结构,是耐久性优良的新型胶凝材料。许多矿物或矿物混合料经过高温煅烧后会具有火山灰活性或潜在水硬性,比如高岭土经过500-900度的煅烧之后具有很好的活性,碱激发以及以碱激发为主的胶凝材料统称为碱激发胶凝材料。碱激发胶凝材料的显著优点是与混凝土质基体的粘结十分牢固而且耐久,因此不会产生脱离、起皮、翘曲等问题,因此可以用于混凝土质表面的修复和防护。
[0003] 申请号为201010299679.0的名称为《一种双组分环保型无机聚合物涂覆材料及其制备方法》的专利是一种典型的碱激发胶凝材料的配方,在该专利中是双组分配方,固体部分为一个组分,液体部分为另一组分,它的好处是:
[0004] 1、配料方便,直接把固体部分混合在一起,再把液体和增稠剂混合在一起就行。
[0005] 2、几乎没有储存时间的限制,由于碱激发剂和其它材料是分离的,因此不会因为被混合而凝固
[0006] 3、制造技术简单。
[0007] 该技术的缺点是:
[0008] 1、在使用之前的混合过程要求搅拌十分充分,否则有些没有充分混合的偏高岭土、促硬剂会结,形成较粗大的颗粒,使得涂层不均匀。
[0009] 2、一般偏高岭土的解聚过程需要几小时时间,因此使用之前需要熟化,这个等待过程浪费了工作时间。
[0010] 目前已有的碱激发涂覆材料都采用这种一次性熟化的技术,因此开发一种使用前不需要等待而且保证熟化充分的碱激发材料涂覆材料很有必要。

发明内容

[0011] 本发明是为了改进已有技术,通过预熟化过程,使得碱激发涂覆材料的使用更加方便,而且熟化更充分,所谓预熟化过程是指分步熟化的过程,第一次熟化时并不把所有的碱激发剂投入,使得预熟化在较低的碱度下进行,预熟化可以分两步甚至多次逐步递进。
[0012] 本发明通过以下方式来实现:
[0013] 一种预熟化碱激发无机涂覆材料,由预熟化组份、辅料和二次激发剂组成,其特征是:
[0014] 除水分外预熟化组份还包含:
[0015] 1~50份的碱激发剂(以固含量计);
[0016] 20~120份的胶凝基材。
[0017] 二次激发剂包含:
[0018] 1~50份的碱激发剂(以固含量计)。
[0019] 辅料包含:
[0020] 0~60份的胶凝基材;
[0021] 0~60份的憎水剂;
[0022] 0~20份的着色剂
[0023] 0~80份的膨胀剂;
[0024] 0~50份的促硬剂;
[0025] 5~250份的填料;
[0026] 0~50份的助剂。
[0027] 预熟化组份和二次激发剂隔离放置,辅料的放置按下述方式之一:
[0028] (1)单独放置;
[0029] (2)全部与预熟化组份混合;
[0030] (3)全部与二次激发剂混合;
[0031] (4)部分与预熟化组份混合;
[0032] (5)部分与二次激发剂混合。
[0033] 所指的碱激发剂是指碱性硅酸盐、碱性磷酸盐、碱金属氧化物、碱、酸盐、硫酸盐、氯盐中的至少一种,碱激发剂可以是单一的,也可以是多种激发剂复合在一起,相比单一激发剂,复合激发剂的激发效果更有优势,硫酸盐和氯盐可以促进激发效果,在体系中加入这些材料使其与其它碱激发剂共同作用可以提高激发效果,碱激发剂可以是液体,也可以是固体。碱激发剂的一部分用于预熟化,另一部分用于二次激发剂,这是为了降低预熟化过程的碱浓度。
[0034] 所指的胶凝基材是指具有火山灰活性材料、潜在水硬性材料、无定形硅铝氧化合物中的至少一种。胶凝基材可以是经过煅烧的,也可以是未经煅烧的。胶凝基材可以全部预熟化,也可以部分预熟化,因此把不预熟化的那部分胶凝基材归于辅料中。
[0035] 所指的憎水剂是指分散在涂层中的低表面能的疏水性物质,该疏水性物质阻隔毛细渗透的途径,疏水性物质来源于下述两种情况之一:憎水剂自身及憎水剂的反应产物。
[0036] 所指的着色剂是指具有相应色彩的材料。
[0037] 所指的膨胀剂是指在硬化过程中产生体积膨胀作用的材料。
[0038] 所指的促硬剂是指提高涂料硬化进程的材料。
[0039] 所指的填料是填充体积、减少收缩、调整表面质感的材料。
[0040] 所指的助剂是指改善涂料工作性能的辅助性材料。
[0041] 二次激发剂可以是液状的,也可以是干粉状。
[0042] 上述组份没有单独列出水分,主要是因为硅酸钠、氢氧化钠等材料一般都带有水分,可以直接利用,还考虑到在不同应用场合和原料粒度的不同所需要的稠度差别非常大,另外也考虑到在涂料施工时操作人员会适当的添加水分以适合不同吸水率的表面,因而随意性比较大。
[0043] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的碱激发剂可以是硅酸钠、硅酸、硅酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂中的至少一种。
[0044] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的胶凝基材可以是偏高岭土、高岭土、灰、煤矸石、矿渣、炉渣、高炉水渣、磷渣、渣、煤渣、硅酸铝、煅烧粘土、赤泥、工业尾矿中的至少一种。
[0045] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的憎水剂可以是甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、甲基硅酸锂、甲基硅油、硅油、有机硅憎水剂、聚硅氧烷憎水剂、硅烷基憎水剂、NANOTHIXB1490纳米级憎水剂、改性聚乙烯醇水性憎水剂、HEA高分子憎水剂、粉末憎水剂、乳液型憎水剂、硬脂酸中的至少一种。除上述常用的憎水剂,市场上憎水剂的种类非常多,难以一一罗列,总的来说选择憎水剂的标准是耐碱、分散性好、耐久性好、憎水性强。
[0046] 憎水剂可以直接添加在涂料中,也可以在涂料施工完成之后再涂刷在涂层上面,使其渗透到涂层内部,优选的是先直接添加在涂料中,如果在涂层凝固后再在涂层表面涂刷一层,使其渗透到涂层内部,这样分子之间的嵌合更充分,但成本也会更高一些。
[0047] 憎水剂的品种很复杂,有些材料的添加量很大,有效添加比例在15%左右,有些品种的有效添加比例在0.005%左右,要达到好的效果一定要根据憎水剂的品种试验确定。
[0048] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的着色剂可以是至少包含白色颜料、黑色颜料、有机颜料、无机颜料、荧光颜料、夜光颜料、珠光颜料、染料、有色金属氧化物颜料中的一种。
[0049] 市场上着色剂的品种非常多,可以按需要选择采用,因为涂料一般需要分多层多次涂刷,因此也可以考虑底层不用着色剂,在面层使用着色剂。
[0050] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的膨胀剂可以是至少包含矾土、铝土矿、无水石膏、氢氧化铝、氧化铝、氧化锌、氧化镁、明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙一硫铝酸钙复合膨胀剂、HEA膨胀剂、UEA膨胀剂、磷石膏中的一种。
[0051] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的促硬剂可以是至少包含碳酸盐、金属氧化物、钙化合物、氟化合物、石膏、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、生石灰、熟石灰、灰钙粉、硫酸钙、缩合磷酸铝、磷酸硅、硅灰石、氟硅酸钠、磷酸钙中的一种。
[0052] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的填料可以是至少包含金属颗粒、无机颗粒、金属氧化物、矿粉、石材粉末、母、片状玻璃粉、片状陶瓷粉、石英、工业废渣颗粒、粗骨料、水泥、水泥熟料、硅灰、纳米粉末、稻壳灰、淤泥沉淀物、珍珠岩、铸石粉、沸石、空心陶瓷微珠、滑石粉、碳酸盐、钙化合物、硅微粉、有机硅、硅烷、硅氧烷、树脂单体、树脂、塑胶颗粒、橡胶、蜡质材料、油脂、乳液、水溶性树脂、乳胶粉、聚脂纤维、聚丙烯纤维、纤维素纤维、钢纤维、玻璃纤维、单丝纤维、PVA纤维、碳纤维、矿物纤维、陶瓷纤维中的至少一种。
[0053] 这里所指的的纤维可以是短纤维、针状材料、纤维粉末、网状纤维、纤维布、无纺布等。
[0054] 填料中可以适度添加有机聚合物,除上述常用的有机聚合物之外,市场上还有数不尽的有机聚合物品种,但一般来说以抗碱、分散性好为首要条件。
[0055] 填料的粒径可以决定涂层的质感,比如用粗颗粒的填料可以制成砂壁感的涂料,用细颗粒填料可以制成光洁度更好的涂料,掺合有机非水溶性填料可以制成艺术涂料。
[0056] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的助剂至少包含流平剂、成膜助剂、增稠剂、缓凝剂速凝剂、保水剂、增塑剂减水剂、消泡剂、分散剂、表面活性剂、引气剂、发泡剂、偶联剂中的一种。
[0057] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的流平剂可以至少是玻璃质微珠粉末、聚酯流平剂中的一种;
[0058] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的成膜助剂可以至少是聚乙烯醇、EDTA四钠、EDTA二钠、水杨酸钠、聚丙烯酸钠、次磷酸钠、仲烷基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲醇钠、叔丁醇钠中的一种,成膜助剂可以在涂层表面形成很薄的保护层,防止水分过快的蒸发
[0059] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的增稠剂可以至少是膨润土、凹凸棒土、硅藻土、赤泥、纤维素、纤维素盐中的一种;
[0060] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的缓凝剂可以至少是酒石酸柠檬酸草酸醋酸硝酸铅、硝酸锌、氯化钠、氯化钡、酸钠、水溶性醇胺、铬化合物中的一种;
[0061] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的速凝剂可以是甲酸钙;
[0062] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的保水剂可以至少是糖类、纤维素纤维、羟甲基纤维素钠中的一种;
[0063] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的增塑剂可以是改性糖蜜;
[0064] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的减水剂可以至少是氨基磺酸盐、系减水剂、聚羧酸减水剂中的一种;
[0065] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的消泡剂可以至少是矿物油类消泡剂、有机硅消泡剂中的一种;
[0066] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的分散剂可以至少是聚丙烯酸类分散剂、有机硅分散剂中的一种;
[0067] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的表面活性剂可以是十二烷基三甲基氯化铵
[0068] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的引气剂可以是铝粉;
[0069] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的发泡剂可以至少是双氧水、过氧水中的一种;
[0070] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,所指的偶联剂可以至少是硅烷偶联剂、有机硅偶联剂、粉体硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
[0071] 上述不同的助剂可以选择几种使用,也可以全部使用,在某些场合甚至可以不使用助剂。
[0072] 预熟化组份可以在刚混合不久开始分装,也可以陈化一段时间再分装,其实在分装之后它还是能够继续自然的陈化,加入预熟化组份的辅料可以一开始就加入,也可以后加入。
[0073] 预熟化碱激发无机涂覆材料可以是双组分包装,也可以是多组分包装,也可以在施工前现场调制,现场预熟化。
[0074] 本发明所述的预熟化碱激发无机涂覆材料,还可以包含不少于两份的二次激发剂,在制造及使用过程中分次加入,这样可以实现多次预激发。
[0075] 本发明还提供了一种预熟化碱激发无机涂覆材料的制造方法,包括以下步骤:
[0076] (1)制备预熟化组份:将预熟化组份中各配料按配比混合,搅拌均匀,进行预熟化,然后分装。
[0077] 预熟化主要是对预熟化组份中的胶凝基材而言,加入预熟化组份中的辅料可以一起加入,也可以后加入。
[0078] (2)制备二次激发剂:将二次激发剂中各组份按配比混合,搅拌均匀,分装。
[0079] 在有单独包装的辅料时进入步骤3,
[0080] (3)制备辅料:将单独包装的辅料的各组份按配比混合,搅拌均匀,分装。
[0081] (4)使用前按权利要求1所述的比例将所有组份混合,搅拌均匀。
[0082] 本发明的预熟化碱激发无机涂覆材料可以使得碱激发涂覆材料的使用更加方便,而且熟化更充分,成膜质量稳定。

具体实施方式

[0083] 实施例1
[0084] 45克的硅酸钠溶液(浓度30%,模数2.5),3.5克氢氧化钠,55克偏高岭土,20克云母粉,3克短切玻璃纤维,10克硅砂,2克甲基硅酸钾溶液(含量20%),3克可再分散乳胶粉。
[0085] 预熟化组份有:硅酸钠溶液,甲基硅酸钾溶液,1克氢氧化钠,偏高岭土。
[0086] 二次激发剂有:2.5克氢氧化钠。
[0087] 辅料包含:云母粉,短切玻璃纤维,硅砂,可再分散乳胶粉。
[0088] 上述配比可以按双组份分装:
[0089] 甲组份:预熟化组份。
[0090] 乙组份:二次激发剂,辅料。
[0091] 制造过程
[0092] (1)制备预熟化组份:将预熟化组份中各配料混合,搅拌均匀,进行预熟化,然后分装。
[0093] (2)制备二次激发剂:将二次激发剂中的氢氧化钠和全部辅料混合,搅拌均匀,分装。
[0094] (3)使用前将甲乙组份混合,搅拌均匀。
[0095] 上述配比也可以按三组份分装:
[0096] 甲组份:预熟化组份。
[0097] 乙组份:辅料。
[0098] 丙组份:二次激发剂。
[0099] 这三组份可以装在同一个包装桶,甲组份放在最下面,乙组份放在中间,丙组份放在最上面,由于有乙组份隔离,丙组份可以不用单独包装,直接堆在上面,当然也可以用小包装方式分装,这种方式比较适用于市场销售。
[0100] 其制造过程:
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