一种含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料及其应用的制作方法

本发明涉及路用材料领域，具体涉及一种含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料及其应用。

背景技术：

1、聚合物水泥基方式涂料简称js防水涂料，其主要是以乳液、水泥和无机填料复配形成的一款建筑用涂料，在使用时，液料中的乳液将水泥和无机填料包裹起来，随着液料中的水分挥发，乳液颗粒脱水、变形、堆积、黏连形成聚合物膜；另一方面，水泥和液料中的水发生水化反应，与聚合物膜交织固化，最终形成高度致密的涂膜结构，这种结构兼具了水泥材料和聚合物材料的优势。

2、在js防水涂料的粉料搭配中，除了水泥外，现有选择的无机填料多为功能性较好的石英砂、碳酸钙、滑石粉等，这些材料力学性能较优并且对于涂料的固化效果较好。不过，随着建筑材料环保化、循环化趋势兴起，人们尝试以工业生产废弃的石粉(如废弃方解石粉、花岗岩石粉以及粉煤灰等)作为填料制备js防水涂料，但由于这类石粉的强度低，杂质含量多，颗粒尺寸小且分散不均匀，因此制备的产品性能很难达到使用标准，目前只能在传统js防水涂料粉料配方中以少量的废弃石粉掺杂或代替传统填料，对于废弃石粉的利用率低。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料，该产品中的无机填料可以完全为废弃石粉，通过对废弃石粉进行预活化处理，同时在复配液料中引入特定含量的海藻酸和亲水型气相二氧化硅，所得产品完全符合js防水涂料应用标准，具有良好的力学强度和防护性能。

2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料，包括以下重量份的组分：

4、丙烯酸乳液40～60份、乙烯-醋酸乙烯酯乳液20～30份、海藻酸10～20份、水泥40～60份、改性废弃石粉40～60份、亲水型气相二氧化硅20～40份；

5、所述改性废弃石粉为甲基丙烯酸接枝废弃石粉。

6、现有技术中，废弃石粉在js防水涂料中的应用率较低主要原因除了废弃石粉比砂类填料强度低外，另一主要原因便在于其在制备产品中无法实现良好的分散性和稳定性，在制备成水泥或涂料产品后容易出现团聚吸水脱落的问题。为此，发明人在传统js防水涂料配方基础上提升填料的配比量，同时对废弃石粉进行甲基丙烯酸接枝处理，由于甲基丙烯酸具有疏水性，因此无论是外界水汽或者是易发生反应的含羟基物质均可被其有效隔绝，避免废弃石粉在生产和使用时吸水率过高的问题。另一方面，为了解决小尺寸废弃石粉在产品混合制备时的分散性问题，发明人在产品配方中加入具有粘附和抑制团聚效果的海藻酸以及亲水性的气相二氧化硅，当粉料和液料混合时，海藻酸能够迅速包裹各粉料并充当废弃粉料的缓冲层，在废弃石粉表面接枝的甲基丙烯酸作用下，废弃石粉能够保持相对分散，而气相二氧化硅除了提升产品的强度外，还能在聚合物脱水粘附以及水泥水化反应时以及产品制备后对周围的水汽进行选择性吸收，避免水汽集中被废弃石粉所吸收，从而保障产品具有足够的耐水性和防渗性能，在两者的共同作用下，废弃石粉被有效均匀分散在涂料产品中，产品孔隙率小，致密度高，因此无论是力学强度亦或是防护性能均能达到传统无机填料体系的js防水涂料程度，满足gb/t 23445-2009要求标准。

7、优选地，所述亲水型气相二氧化硅的目数为400～800目。

8、亲水型气相二氧化硅除了在产品中充当协同填料的作用外，如上文所述，其主要的作用是为了抑制废弃石粉的吸水性，但如果该组分的尺寸太小，其对于水汽的牵引聚集作用将有所减弱，水汽在依附至亲水型气相二氧化硅后依然会被废弃石粉所吸引，产品的防水变差，粘接强度下降；另一方面如果该组分的尺寸过大，基于其吸水性，可能会在产品制备过程中发生一定程度的团聚，同样会对产品的性能造成影响，因此，以上述目数范围内的亲水型气相二氧化硅效果最佳。

9、优选地，所述丙烯酸乳液的固含量为40～60％。

10、优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯乳液的固含量为50～60％。

11、优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。

12、更优选地，所述硅酸盐水泥为i型硅酸盐水泥、ii型硅酸盐水泥中的至少一种。

13、更优选地，所述硅酸盐水泥的抗压强度等级为42.5、52.5、62.5中的任意一者。

14、优选地，所述改性废弃石粉的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)将废弃石粉分散在水中，随后加入硅烷偶联剂进行活化处理，干燥，得活化后的废弃石粉；

16、(2)将活化后的废弃石粉分散在水中，随后加入甲基丙烯酸混合并加热至70～90℃反应8～10h，干燥，即得所述改性废弃石粉。

17、需要说明的是，本领域技术人员除了采用上述活化-接枝工艺制备所述改性废弃石粉外，也可以采用其他体系工艺制备，例如当废弃石粉中二氧化硅含量较高时，也可以采用无机酸浸泡或者直接加热的方式对废弃石粉进行活化，同时也可以采用非水相反应环境进行改性，只要达到本发明所述产品的效果要求均可接受。

18、更优选地，所述硅烷偶联剂为kh550。

19、更优选地，所述废弃石粉与硅烷偶联剂的质量之比为1：(0.1～1)。

20、更优选地，所述废弃石粉与甲基丙烯酸的质量之比为1：(0.1～0.2)。

21、更优选地，所述改性废弃石粉中甲基丙烯酸的质量含量为8～15wt％。

22、随着甲基丙烯酸在接枝反应时引入的浓度增大，最终改性废弃石粉中甲基丙烯酸的接枝率也会随之增大，但过多的甲基丙烯酸会导致废弃石粉的疏水性过高，由于js防水涂料在制备和涂覆时需要在水系溶剂中进行，如果废弃石粉的疏水性太高，加之废弃石粉的尺寸较小，可能会导致废弃石粉发生局部析出团聚现象，因此以上述优选的甲基丙烯酸接枝量的改性废弃石粉使用效果最佳。

23、优选地，所述废弃石粉包括废弃方解石粉、废弃花岗岩粉、废弃粉煤灰、废弃玄武岩石粉中的至少一者。

24、更优选地，所述废弃石粉的目数为200～800目。

25、在js防水涂料产品中，无机填料的粒径大小对于产品的刚性和韧性(具体表现在拉伸强度和断裂伸长率等)存在一定影响，粒径越小，产品的拉伸强度较低，但断裂伸长率高，随着粒径增大，两种性能呈相反趋势变化，该变化程度基于无机填料的种类不同也有所不同，对于本发明方案所述废弃石粉而言，由于颗粒硬度比一般石英砂、滑石粉等高，但尺寸相对较小，因此在上述优选目数下可实现较好的刚韧平衡以及较高的综合力学性能水平。

26、优选地，所述海藻酸与亲水型气相二氧化硅的质量之比为1:(2～2.5)。

27、如上文所述，本发明方案中海藻酸与亲水型气相二氧化硅对于废弃石粉的稳定性和分散性有较大影响，而当两者的配比在上述优选范围内时，产品的力学强度、稳定性和防护性能最佳。

28、优选地，所述含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料的组分，还包括10～20份加工助剂。

29、更优选地，所述加工助剂包括成膜剂、防腐剂、消泡剂中的至少一种。

30、优选地，所述含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料的组分还包括水。

31、本发明的再一目的在于提供所述含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料在建筑防护中的应用。

32、本发明所述含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料以纯废弃石粉作为无机填料制备产品，在特定改性和组分搭配下，该产品不仅生产成本更低，同时具有现有js防水涂料同等级的力学性能和稳定性，甚至在防护效果方面更优，抗渗性和防水性优异。

33、本发明的有益效果在于，本发明提供了一种含废弃石粉的聚合物水泥基防水涂料，该产品中的无机填料可以完全为废弃石粉，通过对废弃石粉进行预活化处理，同时在复配液料中引入特定含量的海藻酸和亲水型气相二氧化硅，所得产品完全符合js防水涂料应用标准，具有良好的力学强度和防护性能。