專利名稱：一種環保型砂壁狀建筑涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種環保型砂壁狀建筑涂料及其制備方法，特別是涉及一種其填料由全部或部分廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或各類貼面磚或其中至少兩種的混合物經破碎、篩分后得到的單一或幾種粒級的混合物組成的環保型砂壁狀建筑涂料及其制備方法。
背景技術：
目前市場上的環保型砂壁狀建筑涂料的填料主要含有天然砂和/或人造砂，但天然砂石屬不可再生資源，由于大量的使用，砂石資源已面臨著資源斷缺的危險，因此，因大量開采砂石而造成的資源枯竭和環境破壞已引起人們廣泛的關注。而另一方面，在舊建筑物維修或拆除過程中產生的越來越多的建筑垃圾(其中大量的是廢舊混凝土、砂漿、磚瓦、各類貼面磚)絕大部分未經過任何處理，便被施工單位運往郊外或鄉村，采用露天堆放或填埋的方式進行處理，耗用大量的征用土地費，垃圾飛揚問題又造成了嚴重的二次污染。目前建筑垃圾的再生利用工作主要是把它用于路基、基礎工程等，但上述應用將來是有限的，因為除了其用量有限外，還有其它工業副產品如工業廢渣等也想用于這些領域。因此將廢舊混凝土、砂漿、磚瓦、各類貼面磚經清洗、破碎、分級后作為環保型砂壁狀建筑涂料的填料用以制作環保型砂壁狀建筑涂料，既可降低成本、節省天然砂石資源、緩解天然資源供求矛盾，還能減輕廢舊混凝土、廢舊磚及廢舊瓷磚等對環境的污染，具有很好的社會效益、環境效益和經濟效益。
CN1086282A公開了一種難燃性砂壁狀抗靜電天花板，它是由基材和基材表面含有基料、增塑劑、抗靜電劑、成膜助劑、分散劑、增稠劑、溶劑、填料和著色劑等組成的砂壁狀材料所構成，其填料為硅砂。其缺點是填料為硅砂。
發明內容
本發明的目的在于提供一種環保型砂壁狀建筑涂料。其特點是以粒度為3mm-200目的廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物(簡稱建筑垃圾顆粒)，或者為人造彩砂和/或天然砂與上述建筑垃圾顆粒的混配物為填料。
本發明的另一個目的在于提供一種環保型砂壁狀建筑涂料的制備方法。
為了達到上述目的，本發明提供了一種環保型砂壁狀建筑涂料，包括基料、填料、助劑和水，其中基料為丙烯酸乳液，助劑包括分散劑、消泡劑、增稠劑和成膜助劑及任選的防霉劑，其特征在于所述填料為粒度為3mm-200目的廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物-簡稱為建筑垃圾顆粒，或者為人造彩砂和/或天然砂與上述建筑垃圾顆粒的混配物。
本發明所述的環保型砂壁狀建筑涂料，優選基料的用量以重量百分比計為10-30％；填料的用量以重量百分比計為40-70％；分散劑的用量以重量百分比計為0.1-3％；消泡劑的用量以重量百分比計為0.2-3％；增稠劑的用量以重量百分比計為0.5-4％；成膜助劑的用量以重量百分比計為0.5-4％；防霉劑的用量以重量百分比計為0-1.5％；水的用量以重量百分比計為10-45％。
本發明所述的貼面磚包括各類貼面磚，如可為各種花色和品種的釉面內墻磚、墻地磚、陶瓷錦磚。
本發明所述填料中的天然砂為天然彩砂或天然白砂或二者的混合物。人造彩砂，其制造方法目前主要有兩大類，一類是高溫燒結法，另一類是常溫染色法。本發明的填料中建筑垃圾顆粒的相對含量以重量百分比計為10-100％，人造彩砂和/或天然砂的相對含量以重量百分比計為0-90％。其中天然砂加入量的多少不影響其最終性能，只是依裝飾性的要求來確定其加入的量。本發明的填料如現有的砂壁狀建筑涂料一樣也要選用合適的顆粒級配。一般選擇天然彩砂的粒度在20-60目的范圍內，天然白砂的粒度在2.5mm至120目之間，人造彩砂的的粒度一般在20-60目的范圍內，建筑垃圾顆粒的粒度為3mm-200目。通常粒度大于或等于2.5mm的粗顆粒用量要少，一般應在3％左右、優選少于3％，以細顆粒為主，可得到密實的涂膜。
本發明的砂壁狀建筑涂料以經過級配不同粒徑的建筑垃圾顆粒或經過級配不同粒徑的建筑垃圾顆粒、人造彩砂和/或天然砂作為填料，其涂膜顏色直接呈現建筑垃圾顆粒的顏色(如以混凝土為主的建筑垃圾顆粒，其涂膜會呈現灰色為主的色調；以紅色磚瓦為主的建筑垃圾顆粒，其涂膜會呈現磚紅色為主的色調；以青磚或灰色的瓦為主的建筑垃圾顆粒，其涂膜會呈現青色或灰色為主的色調；以貼面磚為主的建筑垃圾顆粒，其涂膜會呈現為多種顏色為主的花色)或呈現建筑垃圾顆粒與彩砂復配后的復合顏色。本發明還可通過混配天然白色砂，以調節涂膜飾面的色彩和質量。因涂膜顏色直接呈現建筑垃圾顆粒的顏色或建筑垃圾顆粒與彩砂復配后的復合顏色，因而，一般無需使用著色顏料，也可根據需要，使用很小比例的顏料，以調節涂料的顏色。已有技術公開的可用于砂壁狀涂料的顏料均可用于本發明，如可選自金屬氧化物、炭黑和有機顏料，其中金屬氧化物包括二氧化鈦、氧化鋅、群青和各種顏色的金屬氧化物；有機顏料可為酞菁藍、酞菁綠、立索爾紅、永固黃、永固紅、耐曬黃等。
本發明所述基料優選為全丙烯酸酯共聚乳液、有機硅-丙烯酸酯共聚乳液。全丙烯酸酯共聚乳液的例子有Primal AC-261(美國羅門哈斯出品)，Primal 2438M，(美國羅門哈斯出品)，BC-252(北京東方化工廠生產)等；有機硅-丙烯酸酯共聚乳液的例子有BC-251M(北京東方化工廠生產)、NC-21-2(蘇州新型建筑涂料廠生產)、KX-2000(北京東方科信工貿有限公司)。
本發明所述涂料還可根據需要加入pH值調節劑，pH值調節劑可選用弱酸如醋酸等。
已有技術公開的可用于砂壁狀涂料的分散劑均可用于本發明，如可為SN-Dispersant-5040(聯邦德國漢高公司生產)、BYK-P-104和BYK-P-104S(聯邦德國BYK化學公司生產)。
已有技術公開的可用于砂壁狀涂料的消泡劑均可用于本發明，如可為NOPCO NXZ(日本San Nopco有限公司)、NOPCO KF-99(日本San Nopco有限公司)、BYK-035、BYK-040(聯邦德國BYK化學公司生產)、SPA-102、SPA-202(江蘇省泰興縣橫垛化工二廠)等。
已有技術公開的可用于砂壁狀涂料的增稠劑均可用于本發明，如可為Acrysol TT-935(美國Rohm&Haas公司生產)、Bentone EW(美國NL公司生產)、SN-Thickener 612與SN-Thickener 613復配(美國Diamond Shamrockwc公司生產)、WT-113(德謙上海化學有限公司出品)。
已有技術公開的可用于砂壁狀涂料的防霉劑均可用于本發明，如可為Nopcocide N-96(俗名百菌清，美國大祥公司，湖南農藥廠生產)，Skane M-8(2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮，美國Rohm&Haas公司生產)，Biocide DS5243(N-甲基苯甲酰胺，英國ICI公司生產)。
已有技術公開的可用于砂壁狀涂料的成膜助劑均可用于本發明，如可為十二碳酯醇(學名1，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯)、丙二醇苯醚等。
本發明還提供一種環保型砂壁狀建筑涂料的制備方法，包括將水和分散劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑以及任選的防霉劑和填料混合，高速攪拌均勻，任選地用pH調節劑調整體系pH值至7-10，再將基料加入并攪拌均勻，得到環保型砂壁狀建筑涂料，其中所述填料為粒度為3mm-200目的廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚顆粒或其中至少兩種的混合物-簡稱為建筑垃圾顆粒，或者為人造彩砂和/或天然砂與上述建筑垃圾顆粒的混配物，所述建筑垃圾顆粒是由廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物經清洗破碎分級后得到的。
本發明所述涂料的制備方法的關鍵在于保證在基料加入前體系的PH值為7-10，以防止引起成膜基料破乳。因此，本發明的方法還可根據需要加入pH值調節劑。因為若建筑垃圾顆粒中混凝土、砂漿的重量百分比較高的話，其強堿性表面將有可能使所述的成膜基料破乳，因此需加入pH值調節劑，以調節或控制體系的pH值至成膜基料可適應的范圍。pH值調節劑可選用弱酸如醋酸等，其用量根據基料加入前體系的pH值情況而定，若所述填料中廢舊混凝土的相對含量較高，則其pH值就會高，所需pH值調節劑的量就會多，最終以基料加入前體系的pH值達到7-10為目標。
本發明從研究廢舊混凝土、砂漿、磚瓦、各類貼面磚的性能特點入手，制備了一種具有與以人造彩砂和/或天然砂為填料的砂壁狀建筑涂料同樣性能指標的環保型砂壁狀建筑涂料。
具體實施例方式
下面結合實施例進一步說明本發明，但不局限其范圍。
實施例1-7所用的建筑垃圾顆粒為將廢舊混凝土、砂漿、磚瓦、貼面磚經清洗、破碎、分級后形成的粒度為3mm-200目的顆粒。
實施例8所用建筑垃圾顆粒為將廢舊混凝土、砂漿、貼面磚經清洗、破碎、分級后形成的粒度為3mm-200目的顆粒。
實施例9所用建筑垃圾顆粒為將廢舊砂漿、磚瓦、貼面磚經清洗、破碎、分級后形成的粒度為3mm-200目的顆粒。
下述實施例中各組分的含量均以重量百分比計。
按《合成乳液環保型砂壁狀建筑涂料》JG/T24-2000及引用標準檢測下述實施例所得涂料的性能。
實施例1將分散劑SN-Dispersant-5040 0.15％(重量百分比)、消泡劑NOPCO NXZ 0.3％(重量百分比)、增稠劑Acrysol TT-935 0.5％(重量百分比)、防霉劑Skane M-8 0.15％(重量百分比)、成膜助劑十二碳酯醇0.5％(重量百分比)、建筑垃圾顆粒66.4％和水(重量百分比)17％混合，高速攪拌均勻后，然后再加入15％(重量百分比)的全丙烯酸酯共聚乳液AC-261，并攪拌均勻得到環保型砂壁狀建筑涂料。測得涂料的性能如下耐水性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂無困難。
干燥時間(表干)2h。
實施例2將分散劑SN-Dispersant-5040 0.15％(重量百分比)、消泡劑NOPCO NXZ 0.3％(重量百分比)、增稠劑Acrysol TT-935 0.5％(重量百分比)、防霉劑Skane M-8 0.15％(重量百分比)、成膜助劑十二碳酯醇0.5％(重量百分比)、建筑垃圾顆粒36％(重量百分比)、天然白砂33％和水14.4％(重量百分比)混合，高速攪拌均勻，然后再加入15％(重量百分比)的全丙烯酸酯共聚乳液AC-261，并攪拌均勻得到環保型砂壁狀建筑涂料。測得涂料的性能如下耐水性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂無困難。
干燥時間(表干)2h。
實施例3-7各組分的用量如下表所示，其余操作和條件同實施例1。
表1
*所有組分的用量均為重量百分數；**1#代表建筑垃圾顆粒；2#代表天然彩砂；3#代表天然白砂；***為人造藍砂。
分別測定涂料的性能，測定結果如下耐水性30天涂層均無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層均無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層均無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后均無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂均無困難。
干燥時間(表干)實施例3為2.5h；實施例4為3h；實施例5為3h；實施例6為2.5h；實施例7為2.5h。
實施例8將分散劑SN-Dispersant-5040 0.15％(重量百分比)、消泡劑NOPCO NXZ 0.3％(重量百分比)、增稠劑Acrysol TT-935 0.5％(重量百分比)、防霉劑Skane M-8 0.15％(重量百分比)、成膜助劑十二碳酯醇0.5％(重量百分比)、建筑垃圾顆粒66.4％和水(重量百分比)17％混合，高速攪拌均勻后，用醋酸再將其pH值調整至8，然后再加入15％(重量百分比)的全丙烯酸酯共聚乳液AC-261，并攪拌均勻得到環保型砂壁狀建筑涂料。測得涂料的性能如下耐水性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂無困難。
干燥時間(表干)2h。
實施例9除填料建筑垃圾顆粒不同外，其余操作和條件同實施例1。測得涂料的性能如下耐水性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂無困難。
干燥時間(表干)2h。
實施例10除基料為有機硅-丙烯酸酯共聚乳液BC-251M外，其余操作和條件同實施例1。測得涂料的性能如下耐水性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂無困難。
干燥時間(表干)2h。
實施例11除用醋酸再將其pH值調整至9外，其余操作和條件同實施例8。測得涂料的性能如下耐水性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
耐堿性30天涂層無起鼓、開裂、剝落。
涂層耐溫變性10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓現象。
容器中狀態攪拌后無結塊，呈均勻狀態。
施工性噴涂無困難。
干燥時間(表干)2h。
權利要求
1.一種環保型砂壁狀建筑涂料，包括基料、填料、助劑和水，其中基料為丙烯酸乳液，助劑包括分散劑、消泡劑、增稠劑和成膜助劑及任選的防霉劑，其特征在于所述填料為粒度為3mm-200目的廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物-簡稱為建筑垃圾顆粒，或者為人造彩砂和/或天然砂與上述建筑垃圾顆粒的混配物。
2.根據權利要求1所述的環保型砂壁狀建筑涂料，其特征在于所述基料的用量以重量百分比計為10-30％；填料的用量以重量百分比計為40-70％；分散劑的用量以重量百分比計為0.1-3％；消泡劑的用量以重量百分比計為0.2-3％；增稠劑的用量以重量百分比計為0.5-4％；成膜助劑的用量以重量百分比計為0.5-4％；防霉劑的用量以重量百分比計為0-1.5％；水的用量以重量百分比計為10-45％。
3.根據權利要求1或2所述的環保型砂壁狀建筑涂料，其特征在于所述天然砂為天然彩砂或天然白砂或二者的混配物。
4.根據權利要求1-3任一項所述的環保型砂壁狀建筑涂料，其特征在于填料中建筑垃圾顆粒的相對含量以重量百分比計為10-100％，人造彩砂和/或天然砂的相對含量以重量百分比計為0-90％。
5.根據權利要求1-4任一項所述的環保型砂壁狀建筑涂料，其特征在于所述基料為全丙烯酸酯共聚乳液或者有機硅-丙烯酸酯共聚乳液。
6.根據權利要求1-5任一項所述的環保型砂壁狀建筑涂料，其特征在于所述涂料還含有弱酸作為pH值調節劑。
7.根據權利要求1-6任一項所述的環保型砂壁狀建筑涂料，其特征在于所述涂料還含有顏料。
8.權利要求1-7任一項所述的環保型砂壁狀建筑涂料的制備方法，包括將水和分散劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑以及任選的防霉劑和填料混合，高速攪拌均勻，任選地用pH調節劑調整體系pH值至7-10，再將基料加入并攪拌均勻，得到環保型砂壁狀建筑涂料，其中所述填料為粒度為3mm-200目的廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物-簡稱為建筑垃圾顆粒，或者為人造彩砂和/或天然砂與上述建筑垃圾顆粒的混配物，所述建筑垃圾顆粒是由廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物經清洗破碎分級后得到的。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于所述涂料還含有弱酸作為pH值調節劑。
10.根據權利要求7或9所述的制備方法，其特征在于所述弱酸為醋酸。
全文摘要
本發明涉及一種砂壁狀建筑涂料及其制備方法。本發明的砂壁狀建筑涂料，包括基料、填料、助劑和水，其中基料為丙烯酸乳液，助劑包括分散劑、消泡劑、增稠劑和成膜助劑以及任選的防霉劑，其中所述填料為粒度為3mm－200目的廢舊混凝土、砂漿、磚瓦或貼面磚或其中至少兩種的混合物－簡稱建筑垃圾顆粒，或者為人造彩砂和/或天然砂與上述建筑垃圾顆粒的混配物。本發明從研究廢舊混凝土、砂漿、磚瓦、各類貼面磚的性能特點入手，制備了一種具有與以天然砂為填料的砂壁狀建筑涂料同樣性能指標的砂壁狀建筑涂料。
文檔編號C09D133/02GK1492009SQ0214591
公開日2004年4月28日 申請日期2002年10月23日 優先權日2002年10月23日
發明者程海麗 申請人:北方工業大學