用于生土保溫防水的涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于綠色建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，更加具體地說(shuō)，設(shè)及一種用于生±保溫防水 涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生±建筑泛指未經(jīng)賠燒而僅僅經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單密實(shí)加工的原狀±類材料，營(yíng)造主體結(jié)構(gòu) 的建筑體。生上建筑是一種最古老而迄今還一直被廣泛采用的建筑類型。由于生上分布廣 泛，取±方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并且采用生±建造的建筑具有冬暖夏涼，堅(jiān)固耐久的特性，所W長(zhǎng) 期W來(lái)，生±材料是廣大人民普遍采用的一種建筑材料(《生±建筑現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查》，張延年等 著，科學(xué)出版社，2014)。從人類社會(huì)形成W來(lái)，生±-直是最主要的建筑材料，世界上有1/3 W上的人口居住在生±建筑之中，我國(guó)農(nóng)村至今尚有1億多人口居住在生±建筑中，因此， 如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展當(dāng)下和新農(nóng)村建設(shè)中發(fā)展和改進(jìn)傳統(tǒng)的生±建筑，對(duì)我國(guó)農(nóng)村居住條 件的改善，W及擴(kuò)大生±材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用都具有十分重大的意義。傳統(tǒng)混凝±等建 筑材料中水泥砂漿固化后會(huì)形成牢固的化學(xué)鍵，給與建筑物強(qiáng)大的支撐力，與此同時(shí)，廢棄 的混凝±變得非常穩(wěn)定、難W重復(fù)利用，對(duì)資源和環(huán)境造成嚴(yán)重危害。由于生±材料源于天 然原±，±壤顆粒之間鮮有強(qiáng)化學(xué)鍵，使其具有極為優(yōu)異的可循環(huán)利用潛力，但正是因?yàn)樯?±材料特殊結(jié)構(gòu)，也會(huì)給其帶來(lái)致命缺陷，嚴(yán)重威脅著生±建筑的使用壽命，尤其是生±材 料不耐水，遇水軟化、強(qiáng)度降低等缺點(diǎn)，使生±建筑的使用受到限制（《生±建筑的生命機(jī) 制》，王曉華著，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010)。因此，如何對(duì)生±材料進(jìn)行改性，增強(qiáng)生±材 料的耐水性和耐久性，提高生±建筑的使用年限，就成為生±材料研究必須首先解決的問(wèn) 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，克服了現(xiàn)有生±材料耐水性差、保 溫隔熱性能不佳的缺點(diǎn)，提供了一種用于生±保溫防水涂料的制備方法，有利于顯著提高 生±材料的耐水性和保溫隔熱性能。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)目的通過(guò)下述技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)：
[0005] 用于生±保溫防水的涂料及其制備方法，按照下述步驟進(jìn)行：
[0006] 步驟1，在80-150重量份正娃酸乙醋中加入0.1-1重量份12mol/L的氯化氨的水溶 液中（即鹽酸），室溫20-25攝氏度下攬拌5-30min后靜置30-180min，隨后加入0.0 l-0.2重 量份氨氧化鋼固體，攬拌至其完全溶解，將上述溶液靜置2-化后得到濕凝膠，在濕凝膠中加 入0.1-1重量份甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠，靜置2-化后，將產(chǎn)物置于C〇2超 臨界高壓萃取裝置中，WC〇2為介質(zhì)在溫度30-50°C和氣壓7-lOMPa下進(jìn)行超臨界干燥至少 化，即可得到二氧化娃氣凝膠。
[0007] 在所述步驟1中，進(jìn)行超臨界干燥時(shí)間為2-化。
[000引在所述步驟1中，WC02為介質(zhì)進(jìn)行超臨界干燥，溫度為35-40°C，氣壓為8-9MPa。
[0009] 在所述步驟I中，正娃酸乙醋為100-120重量份，氨氧化鋼固體為0.05-0.1重量 份，甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠為0.3-0.8重量份，12mol/L的氯化氨的水溶 液為0.3-0.8重量份。
[0010] 在所述步驟1中，在正娃酸乙醋中加入氯化氨的水溶液中后，室溫20-25攝氏度下 攬拌10-20min后靜置60-120min，攬拌速度為每分鐘100-150轉(zhuǎn);隨后加入氨氧化鋼固體， 攬拌至其完全溶解，攬拌速度為每分鐘100-150轉(zhuǎn)，將上述溶液靜置3-化后得到濕凝膠， 在濕凝膠中加入甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠，靜置3-化。
[0011] 步驟2，將0.1-0.5重量份十二烷基硫酸鋼溶于50-100重量份去離子水，將步驟1得 到的二氧化娃氣凝膠10-20重量份均勻分散在50-60重量份無(wú)水乙醇中，然后將分散有二 氧化娃氣凝膠的無(wú)水乙醇加入到溶有十二烷基硫酸鋼的去離子水中并分散均勻，使用惰性 氣體進(jìn)行排除空氣，W使反應(yīng)在無(wú)氧條件下進(jìn)行，并升溫至50-7(TC;在維持?jǐn)埌钘l件下滴 加80-90重量份甲基丙締酸甲醋在15-30min內(nèi)滴加完畢，升溫至70-90°C，加入0.1-0.5重量 份過(guò)硫酸鐘和0.0 l-0.05重量份碳酸鐘，反應(yīng)5-lOh后冷卻，即得到生±防水保溫涂料。
[0012] 在所述步驟2中，使用惰性氣體為氮?dú)狻⒌獨(dú)饣蛘邭鈿狻?br>[0013] 在所述步驟2中，十二烷基硫酸鋼為0.2-0.3重量份，去離子水為60-80重量份， 步驟1得到的二氧化娃氣凝膠為15-18重量份，無(wú)水乙醇為55-60重量份，過(guò)硫酸鐘為 0.2-0.3重量份，碳酸鐘為0.02-0.04重量份。
[0014] 在所述步驟2中，使用惰性氣體通入反應(yīng)體系至少30min進(jìn)行排除空氣，W使反應(yīng) 在無(wú)氧條件下進(jìn)行，優(yōu)選30-40min。
[0015] 在所述步驟2中，滴加完畢甲基丙締酸甲醋后，使用惰性氣體通入反應(yīng)體系進(jìn)行排 除空氣，W使反應(yīng)在無(wú)氧條件下進(jìn)行，通入時(shí)間為10-20min，再進(jìn)行升溫。
[0016] 在所述步驟2中，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至25-40°C，即得到生±防水保溫涂料。
[0017] 采用美國(guó)化OO化aven的ZetaPALS型高分辨Zeta電位及粒度分析儀分別測(cè)定Zeta 電位，結(jié)果如附圖1所示，a為采用本發(fā)明步驟1的工藝方法制備的二氧化娃氣凝膠(未經(jīng)甲 基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠修飾），b為甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化 錠和甲基丙締酸甲醋的共聚物溶液(采用本發(fā)明步驟2的工藝方法進(jìn)行制備，不添加二氧化 娃氣凝膠，直接將甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠和甲基丙締酸甲醋進(jìn)行共聚）， C為采用本發(fā)明步驟1的工藝方法制備的二氧化娃氣凝膠濕凝膠(經(jīng)甲基丙締酷氧乙基十二 烷基二甲基氯化錠修飾），d為采用本發(fā)明步驟1的工藝方法制備的二氧化娃氣凝膠(經(jīng)甲基 丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠修飾）。由附圖1所示可知，未經(jīng)改性的二氧化娃氣凝 膠的Zeta電位為負(fù)值(-38.6ImV)，其原因是由于未經(jīng)疏水化改性的二氧化娃(SA)表面帶有 大量娃徑基，與空氣中的水作用而發(fā)生電離，形成帶負(fù)電荷的離子SiO-;甲基丙締酷氧乙基 十二烷基二甲基氯化錠和甲基丙締酸甲醋的共聚物溶液的Zeta電位為正值(24.43mV)是由 于甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠作為陽(yáng)離子單體，與水作用可W產(chǎn)生帶正電荷 的季錠基團(tuán)-N+(CH3)3;通過(guò)氣凝膠骨架表面的負(fù)電荷與甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基 氯化錠分子上正電荷間的相互吸引作用構(gòu)建相界面得到的經(jīng)甲基丙締酷氧乙基十二烷基 二甲基氯化錠修飾的二氧化娃氣凝膠濕凝膠的Ze化電位為-18.61mV。運(yùn)是由于在相界面構(gòu) 建W及共聚物聚合過(guò)程中，帶正電荷的甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠分子能夠 被吸引到帶負(fù)電荷的凝膠骨架上，使復(fù)合材料電性得W中和，Zeta電位值介于未修飾氣凝 膠與共聚物之間，而Zeta電位為負(fù)值，說(shuō)明氣凝膠骨架表面仍有部分負(fù)電荷未被中和。而當(dāng) 濕凝膠經(jīng)過(guò)超臨界干燥過(guò)程得到經(jīng)甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠修飾的二氧 化娃氣凝膠后，Zeta電位較干燥前并未發(fā)生明顯變化，可見(jiàn)靜電吸引作用足夠強(qiáng)，使得氣凝 膠表面依靠靜電作用吸附的甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠并未發(fā)生明顯的脫 附現(xiàn)象。
[001引采用美國(guó)Nicolet--SDX傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定得到紅外光譜圖，其中a為未 經(jīng)甲基丙締酷氧乙基十二烷基二甲基氯化錠修飾的二氧化娃氣凝膠，b為經(jīng)甲基丙締酷氧 乙基十二烷基二甲基氯化錠修飾的二氧化娃氣凝膠。從譜圖中可W看到，未經(jīng)修飾的氣凝 膠的譜線(a)在803cnfi和1103cnfi處有吸收峰，分別對(duì)應(yīng)的是Si化中Si-O的對(duì)稱和不對(duì)稱伸 縮振動(dòng)的特征吸收峰，3442cnfi處對(duì)應(yīng)的是Si化表面徑基的伸縮振動(dòng)吸收峰，而1630cnfi處 對(duì)應(yīng)的則是測(cè)試樣品中殘留水的吸收峰。而當(dāng)二氧化娃氣凝膠經(jīng)甲基丙締酷氧乙基十二燒 基二甲基氯化錠修飾后，在譜線(b)的1453cnfi處出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)于甲基丙締酷氧乙基十二烷基 二甲基氯化錠