抹面砂浆、外墙涂层及其制备方法与流程

2021-01-31 00:01:48|

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本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及抹面砂浆、外墙涂层及其制备方法。

背景技术：

近年，外墙保温系统得到广泛应用，其中抹面砂浆是外墙保温系统中不可或缺的组成部分，其主要施工于各种墙体保温面层(如热固型改性聚苯板，tps板)，形成抗裂防渗面层。

传统的砂浆耐候性较差，夏季时搅拌后可操作时间较短，且涂抹后干燥较快，往往超过10分钟就会导致表面干燥，容易造成表面结皮，当夏季太阳直射在抹面砂浆表面时，使抹面砂浆的温度急剧升高，表面温度将高达50～70℃，但当遇到突然降雨则温度会降至15℃左右，温差可达35～55℃，这样的温差变化以及受昼夜和季节室外气温的影响，导致抹面砂浆层发生变形的量差很大，抹面砂浆很容易产生裂缝，对砂浆的粘结性、施工性有较大影响；而冬季干燥时间慢，由于砂浆的施工厚度相对较薄，散热也就很快，水化热不能得到积累利用，容易受到低温的影响，反复冻融循环对已经硬化、但强度较低的砂浆会产生很大的破坏作用，砂浆的早期强度达不到砂浆收缩所产生的应力，裂缝就会产生，或对结构构件造成比较大的附加力，对建筑饰面造成很大的安全隐患。

此外，传统的抹面砂浆涂抹后不久，涂层会出现“撞色”、“反红”等现象，特别是白色墙面，尤为明显，通常的做法为涂刷透明底漆将其与外界氧气和水隔离住，但该方法效果较差，且无法从源头上避免“撞色”、“反红”等现象的出现。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种抹面砂浆、外墙涂层及其制备方法，该抹面砂浆具有较优的综合性能，能够从源头上避免“撞色”、“反红”等现象的出现，同时，改善了传统抹面砂浆容易产生裂缝的问题。

一种抹面砂浆，包括a组分和b组分；

a组分中，以重量份计，包括以下组分：水泥30-55份、砂10-30份、重钙6-11份、纤维素醚0.1-0.6份、纤维0.6-1.5份、胶粉1.0-3.0份及陶瓷海绵8-15份；

b组分中，以重量份计，包括以下组分：外加剂5-9份及碘甲烷3-9份。

在其中一实施例中，所述a组分中还包括二氧化钛5-12份；所述b组分中还包括聚二甲基硅氧烷4-10份。

在其中一实施例中，所述二氧化钛的粒径为1nm-5nm；和/或

所述二氧化钛的莫氏硬度为6-7；和/或

a组分中，所述二氧化钛的质量百分含量为7％-9％；和/或

b组分中，所述聚二甲基硅氧烷的质量百分含量为7％-10％。

在其中一实施例中，所述陶瓷海绵为sio2-al2o3复合陶瓷海绵。

在其中一实施例中，所述sio2-al2o3复合陶瓷海绵的密度为10mg/cm³-15mg/cm³；和/或

a组分中，所述sio2-al2o3复合陶瓷海绵的质量百分含量为8％-13％。

在其中一实施例中，所述水泥包括硫酸铝盐水泥和硅酸盐水泥。

在其中一实施例中，所述纤维包括单丝长度为8mm-10mm的第一纤维和单丝长度为5mm-7mm的第二纤维。

在其中一实施例中，所述b组分中还包括水75-85份；和/或

所述砂的粒径为40-70目；和/或

所述重钙的粒径为180-220目；和/或

所述胶粉为可再分散性乳胶粉；和/或

所述纤维为聚丙纤维；和/或

所述纤维素醚为甲基纤维素醚；和/或

所述外加剂为dl型精品高效浓缩液。

一种外墙涂层的制备方法，包括以下步骤：

提供上述抹面砂浆和基底；

将所述抹面砂浆中的a组分和b组分以质量比为3:1～5:1混合，形成浆料；

将所述浆料涂覆至所述基底上，干燥，制得所述外墙涂层。

本发明还提供了碘甲烷在制备抹面砂浆中的应用。

本发明还提供了陶瓷海绵在制备抹面砂浆中的应用。

有益效果：

上述抹面砂浆通过采用包含有水泥、砂、重钙、纤维素醚、纤维、胶粉和陶瓷海绵的a组分，包含有外加剂和碘甲烷的b组分，在各组分的协同作用下，使得上述抹面砂浆具有合适的固化速度和早期强度等，进而可以延长夏季操作时间，避免砂浆表面结皮，避免温差变化等导致裂缝产生，且还可以缩短冬季的干燥时间，延缓散热，避免砂浆散热过快，反复冻融循环等导致的裂缝产生，提高后期施工效率；且上述抹面砂浆具有较优的隔音效果，还可以避免“撞色”、“反红”等现象的出现，相比于传统的抹面砂浆具有更优的综合性能。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式提供了一种抹面砂浆，包括a组分和b组分；

a组分中，以重量份计，包括以下组分：水泥30-55份、砂10-30份、重钙6-11份、纤维素醚0.1-0.6份、纤维0.6-1.5份、胶粉1.0-3.0份及陶瓷海绵8-15份；

b组分中，以重量份计，包括以下组分：外加剂5-9份及碘甲烷3-9份。

本发明技术人员在研究中发现：

1)传统的单组分抹面砂浆主要是外加剂和水泥以及砂混合好后的干粉状材料，现场加水搅拌后直接使用，单组分砂浆由于其分子链结构短，易被破坏，与水形成的聚合物呈离散态，外加抹面层多为薄层，散热较快，造成早期强度较差、在抗裂性能方面表现出的性能差等缺点。故本发明通过摒弃传统单组分的研究思路，通过组分的合理复配，形成双组分砂浆，来避免上述问题的出现；

2)“撞色”、“返红”现象的出现是由于外墙保温材料(如tps板)中的酚醛树脂中含有的苯酚类物质，且该类保温材料具有较强的碱性，故在空气中很容易被氧化，且苯酚中的酚羟基比较活泼，酚羟基上游离出h⁺，从而导致后续腻子层或外饰面等涂料层会出现“撞色”、“返红”现象；故本发明通过在组分中加入适量的碘甲烷，如此碘甲烷可以与酚羟基反应，生成甲基醚，进而可以避免酚羟基氧化而导致的反红现象的出现。

3)传统的抹面砂浆的主要采用水泥、纤维和砂等材料组分进行复配，但该配方受季节影响较大，综合性能较差；本发明通过在组分中加入陶瓷海绵，与水泥、砂、纤维素醚、纤维素和胶粉协同作用下，使得组分具有合适的固化速度和早期强度等，进而可以延长夏季操作时间，提高涂层厚度，避免砂浆表面结皮，避免温差变化导致裂缝产生等，还可以缩短冬季的干燥时间，延缓散热，避免砂浆散热过快，反复冻融循环等导致的裂缝产生，提高后期施工效率；产生上述技术效果的原因：可能是由于陶瓷海绵导热性较低，能够降低抹面砂浆与保温层的导热系数差值，进而可以避免裂纹的产生；且由于海绵陶瓷呈层状结构，通过与泥、砂、纤维素醚、纤维素和胶粉等组分复配，形成具有较优空间结构的涂层，大量空气保留在微纤维层内和微纤维层之间，故而在高低温下的具有较高的可压缩性，进而避免裂缝的产生，同时能够提高涂层的力学强度；

4)b组分中外加剂的使用，与a组分混合后，能够使上述抹面砂浆充分包裹保温材料，使砂浆内的大量微细气泡均匀分布在砂浆内部，可以容纳自由水分的迁移，从而大大地缓和了静水压力，显著地提高砂浆承受反复冻融循环的能力，改变了砂浆内部集料间作相对运动时的摩擦机制，变集料间的滑动摩擦为滚动摩擦。同时产生了一定的浮力，对细小的集料起到浮托和支撑作用。使砂浆具有了更好的得易性和流动性，同时高温作业下的可操作时间提升，不易结皮、粘结性能提高；

5)传统的砂浆一般不具有吸声性能，需要在后续装修的过程中加入特殊的隔音材料，会增加后续施工难度和施工成本，而上述抹面砂浆通过采用陶瓷海绵与泥、砂、纤维素醚、纤维素和胶粉等组分复配，形成特殊层状结构，能使声波在层之间多次吸收，且陶瓷海绵中的超细纤维表面粗糙，而层状陶瓷含棉中还嵌有水泥、纤维等组分，会增加声波与材料间的摩擦，导致更多的声能消耗，同时，纤维的振动也能吸声，进而使得该抹面砂浆具有较优的吸声性能；

进一步地，a组分中，以重量份计，包括以下组分：水泥40-50份、砂18-26份、重钙7.5-10份、纤维素醚0.1-0.6份、纤维0.6-1.5份、胶粉1.0-3.0份及陶瓷海绵8-13份；

进一步地，a组分中，陶瓷海绵的质量百分含量为8％-15％；更进一步地，陶瓷海绵的质量百分含量为8％-13％。

本发明技术人员在研究中发现，当陶瓷海绵的质量百分含量低于8％，会导热系数偏高，造成抹面层裂纹产生的概率增大，高于13％会易出现生产过程中结团、分散不开现象，不利于加工，优选在8％-13％，以提高抹面砂浆的综合性能。

进一步地，陶瓷海绵和纤维的质量比为(7-26):1；

进一步地，上述陶瓷海绵为sio2-al2o3复合陶瓷海绵(即sac海绵)。

sac海绵具有各向异性层状结构，在高达80％的应变下表现出高可压缩性，且al2o3可以抑制sio2的结晶，sio2和al2o3的组合赋予sac海绵优异的耐候性和高低温下的高可压缩性，使得在夏季高温可操作时间得到延长，表干时间提高，冬季干燥时间短，与此同时具有更优的吸声性能。

进一步地，sio2-al2o3复合陶瓷海绵的密度为10mg/cm³-15mg/cm³；更进一步地，密度为13mg/cm³；

进一步地，b组分中，碘甲烷的质量百分含量为6％-9％；以保证抹面砂浆的机械性能的同时，避免“撞色”、“反红”等现象的出现。

进一步地，上述抹面砂浆中，还包含有二氧化钛和聚二甲基硅氧烷；更进一步地，上述抹面砂浆中，a组分中还包含有二氧化钛，b组分中还包括聚二甲基硅氧烷；

本发明技术人员在研究中发现，传统的抹面砂浆的形成的是一种刚性防水层，它质脆、任性差，在冬季低温的情况下，抹面层结冰，很难在满足疏水性能的同时保持较高的机械强度，以满足高速的液体冲击，基本上不会在高速液体的冲击下形成“荷叶效应”；通过在a组分中加入二氧化钛(tio2)，b组分中加入聚二甲基硅氧烷(pdms)，当a组分和b组分混合时，pdms和tio2协同作用，形成具有疏水性能的分级结构的pdmsnps/pdmsmps-p25杂化涂层，可以利用其疏水性和pdms-tio2分级结构的粗糙度，使得涂层呈现出优异的超疏水性、机械和化学稳定性，在满足疏水性能的同时保持较高的机械强度满足高速的液体冲击，在高速液体的冲击下完全形成“荷叶效应”，并且有抗结冰性能和自清洁能力。且由于pdms的化学惰性，能够提高外墙的耐候耐化学性能，使得涂层在酸性(ph＝2)和碱性溶液(ph＝12)中浸泡24h后接触角仍保持在150°以上，且并未发生明显的降低，滑移角则显示出少量增加。形貌表征显示涂层表面并未发生明显的变化。

更进一步地，上述抹面砂浆中，a组分中还包含有二氧化钛5-12份；b组分中还包括聚二甲基硅氧烷4-10份；更进一步地，a组分中还包含有二氧化钛7-9份；更进一步地，b组分中，聚二甲基硅氧烷7-10份；

进一步地，二氧化钛为纳米材料；更进一步地，所述二氧化钛的粒径为1nm-5nm；更进一步地，所述二氧化钛的粒径为1.6nm-2nm或4.6nm-5nm；更进一步地，所述二氧化钛的粒径为1.8nm或4.8nm；

更进一步地，二氧化钛的莫氏硬度为6-7；

进一步地，a组分中，二氧化钛的质量百分含量为6％-8％；

进一步地，b组分中，pdms的质量百分含量为7％-10％；

可理解的，二氧化钛和pdms可以直接与其他组分混合，制成浆料后进行涂覆，也可以不予其他组分混合，先将其他组分制成浆料涂覆形成涂层后，再在涂层表面涂覆(如喷涂)二氧化钛和pdms纳米溶胶，在涂层表面形成透明的pdms/tio2薄膜层，应理解为均在本发明的保护范围内；优选将二氧化钛和pdms直接混合在组分中，以获得更优的综合性能。

进一步地，上述抹面砂浆中的水泥由多种类型的水泥组成；在一实施例中，上述抹面砂浆包括硫酸铝盐水泥；更进一步地，包括42.5r的硫酸铝盐水泥；在一实施例中，上述抹面砂浆包括硅酸盐水泥；更进一步地，包括42.5r的硅酸盐水泥；进一步地，上述抹面砂浆包括第一水泥和第二水泥，第一水泥为硫酸铝盐水泥，第二水泥为硅酸盐水泥；更进一步地，第一水泥为42.5r硫酸铝盐水泥，第二水泥为42.5r硅酸盐水泥；更进一步地，第一水泥和第二水泥的质量比为1:(1-3)；更进一步地，第一水泥和第二水泥的质量比为1:(1.2-2)；更进一步地，第一水泥和第二水泥的质量比为1:1.5；

通过采用硫酸铝盐水泥和硅酸盐水泥组合，与重钙协同作用下，使得部分水泥以c4a3s的形式存在，使得抹面砂浆具有一定的水化能力，水化产物afm(单硫型水化硫铝酸钙)转化为aft(高硫型水化硫铝酸钙)，更进一步地提高早期强度，减少裂缝的产生。

进一步地，重钙的粒径为180-220目；更进一步地，重钙的粒径为200目；更进一步地，重钙与硫酸铝盐水泥的质量比为(1.2-2.5):1；更进一步地，重钙与硫酸铝盐水泥的质量比为(2.1-2.4):1；以提高重钙与水泥之间的协同作用；

进一步地，上述抹面砂浆中纤维为聚丙纤维；进一步地，纤维由至少两种不同单丝长度的纤维组成；更进一步地，纤维包括两种不同单丝长度的纤维，分别为第一纤维和第二纤维；更进一步地，第一纤维的单丝长度为8mm-10mm，第二纤维的单丝长度为5mm-7mm；更进一步地，第一纤维的单丝长度为9mm；更进一步地，第二纤维的单丝长度为6mm；更进一步地，第一纤维和第二纤维的质量比为1：(1-5)；进一步地，第一纤维和第二纤维的质量比为1：(1-2.5)；

通过添加不同纤维单丝长度的纤维，有利于提高纤维与陶瓷海绵等组分之间的相互作用，使得抹面砂浆所形成的涂层具有较优的空间结构，能够提高涂层的机械性能，且可以更进一步提高吸声性能。

进一步地，b组分中还包括水75-85份；

进一步地，上述抹面砂浆中的砂为矿砂；进一步地，砂的粒径为40-70目；

进一步地，上述抹面砂浆中的外加剂为dl型精品高效浓缩液，以提高砂浆的抗压强度、粘结强度、耐久性；

进一步地，上述抹面砂浆中的纤维素醚为甲基纤维素醚；进一步地，胶粉为可再分散性乳胶粉。

本发明还提供了上述抹面砂浆的制备方法，包括以下步骤：

s101:将水泥、砂、重钙、纤维素醚、纤维、胶粉和陶瓷海绵混合，制得a组分；

进一步地，s101步骤中还包括添加二氧化钛的步骤；

s102：将外加剂、碘甲烷和水混合，制得b组分；

进一步地，s102步骤中还包括添加pdms的步骤；

进一步地，s102中，可以先将水加入搅拌机中，然后再加入外加剂、碘甲烷和pdms，搅拌均匀，检测合格后包装入库；

上述抹面砂浆的制备方法操作简单，仅需将各组分混合均匀即可，无需特殊仪器设备，成本相对较低，适宜工业生产应用。

本发明还提供了一种外墙涂层的制备方法，包括以下步骤：

s201：提供上述抹面砂浆；

步骤s201中，抹面砂浆如上所述，在此不再进行赘述。

s202：将抹面砂浆中的a组分和b组分以质量比为3:1～5:1混合，形成浆料；

进一步地，步骤s202中，a组分和b组分的质量比为4:1；

s203：将浆料涂覆至预涂覆区域，干燥，制得外墙涂层。

进一步地，步骤s203中，涂覆上述浆料的基底可以为水泥基层，也可以为如tps等的保温层，所行的层涂层可以作为防护层，起到优异的抗裂效果，基底的具体材料无特别限定，应理解为均在本发明的保护范围内。

本发明一实施方式提供了碘甲烷在制备抹面砂浆中的应用。

本发明还提供了陶瓷海绵在制备抹面砂浆中的应用；进一步地，陶瓷海绵为sio2-al2o3复合陶瓷海绵(即sac海绵)。陶瓷海绵具体如上所述，在此不再进行赘述。

下面列举具体实施例来对本发明进行说明。

实施例1

抹面砂浆的组分：

a组分中，以重量份计，包括以下组分：第一水泥15份、第二水泥35份、砂20份、重钙8份、纤维素醚0.2份、第一纤维0.1份、第二纤维0.5份、胶粉1.5份、二氧化钛5份、sac海绵14.7份；其中，第一水泥为42.5r硫铝酸盐水泥，第二水泥为42.5r级普通硅酸盐水泥，砂为40-70目矿砂，重钙为200目，纤维素醚为甲基纤维素醚；第一纤维为束状单丝长度为9mm的聚丙烯纤维，第二纤维为束状单丝长度为6mm的聚丙烯纤维，胶粉为可再分散性乳胶粉，二氧化钛的莫氏硬度为6-7，粒径1.8nm，sac海绵为密度是13mg/cm³的sio2-al2o3复合陶瓷海绵；

b组分中，以重量份计，包括以下组分：水80份、外加剂5份、pdms6份、碘甲烷9份；其中，外加剂为dl型精品高效浓缩液；

外墙涂层的制备方法：

(1)将第一水泥15份、第二水泥35份、砂20份、重钙8份、纤维素醚0.2份、第一纤维0.1份、第二纤维0.5份、胶粉1.5份、二氧化钛5份和sac海绵14.7份混合，搅拌10分钟后进行取样送检，合格后获得a组分；将水80份加入搅拌机中，再依次加入外加剂5份、pdms6份和碘甲烷9份，搅拌20分钟后进行取样送检，合格后获得b组分；

(2)将a组合和b组分以质量比为4：1混合均匀，得到浆料；

(3)将浆料涂覆至tps板预定区域，干燥得到实施例1的外墙涂层；

实施例2-实施例3

与实施例1基本相同，不同之处在于，各组分的添加量不同，具体参见表1；

表1

对实施例1-实施例3的涂层性能进行测试，测试结果如下表2；各指标测试方法：实施例1～3根据gb/t29906-2013中性能指标要求进行检测；

表2

从2可以看出，实施例1-实施例3的抹面砂浆具有优异的综合性能，拉伸粘结强度和可操作时间不仅能达到gb/t29906-2013标准要求，同时也改善了抹面砂浆高温下表皮干燥快、可操作时间短、施工厚度低、收缩开裂、粘结强度低的问题。

实施例4-实施例8

与实施例1基本相同，不同之处在于，各组分的添加量不同，具体参见表3；

表3

对实施例4-实施例8的涂层性能进行测试，测试结果如下表4；各指标测试方法：实施例4-实施例8根据gb/t29906-2013中性能指标要求进行检测；