专利名称：一种环保型砂壁状建筑涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环保型砂壁状建筑涂料及其制备方法，特别是涉及一种其填料由全部或部分废旧混凝土、砂浆、砖瓦或各类贴面砖或其中至少两种的混合物经破碎、筛分后得到的单一或几种粒级的混合物组成的环保型砂壁状建筑涂料及其制备方法。
背景技术：
目前市场上的环保型砂壁状建筑涂料的填料主要含有天然砂和/或人造砂，但天然砂石属不可再生资源，由于大量的使用，砂石资源已面临着资源断缺的危险，因此，因大量开采砂石而造成的资源枯竭和环境破坏已引起人们广泛的关注。而另一方面，在旧建筑物维修或拆除过程中产生的越来越多的建筑垃圾(其中大量的是废旧混凝土、砂浆、砖瓦、各类贴面砖)绝大部分未经过任何处理，便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式进行处理，耗用大量的征用土地费，垃圾飞扬问题又造成了严重的二次污染。目前建筑垃圾的再生利用工作主要是把它用于路基、基础工程等，但上述应用将来是有限的，因为除了其用量有限外，还有其它工业副产品如工业废渣等也想用于这些领域。因此将废旧混凝土、砂浆、砖瓦、各类贴面砖经清洗、破碎、分级后作为环保型砂壁状建筑涂料的填料用以制作环保型砂壁状建筑涂料，既可降低成本、节省天然砂石资源、缓解天然资源供求矛盾，还能减轻废旧混凝土、废旧砖及废旧瓷砖等对环境的污染，具有很好的社会效益、环境效益和经济效益。
CN1086282A公开了一种难燃性砂壁状抗静电天花板，它是由基材和基材表面含有基料、增塑剂、抗静电剂、成膜助剂、分散剂、增稠剂、溶剂、填料和着色剂等组成的砂壁状材料所构成，其填料为硅砂。其缺点是填料为硅砂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型砂壁状建筑涂料。其特点是以粒度为3mm-200目的废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物(简称建筑垃圾颗粒)，或者为人造彩砂和/或天然砂与上述建筑垃圾颗粒的混配物为填料。
本发明的另一个目的在于提供一种环保型砂壁状建筑涂料的制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种环保型砂壁状建筑涂料，包括基料、填料、助剂和水，其中基料为丙烯酸乳液，助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂和成膜助剂及任选的防霉剂，其特征在于所述填料为粒度为3mm-200目的废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物-简称为建筑垃圾颗粒，或者为人造彩砂和/或天然砂与上述建筑垃圾颗粒的混配物。
本发明所述的环保型砂壁状建筑涂料，优选基料的用量以重量百分比计为10-30％；填料的用量以重量百分比计为40-70％；分散剂的用量以重量百分比计为0.1-3％；消泡剂的用量以重量百分比计为0.2-3％；增稠剂的用量以重量百分比计为0.5-4％；成膜助剂的用量以重量百分比计为0.5-4％；防霉剂的用量以重量百分比计为0-1.5％；水的用量以重量百分比计为10-45％。
本发明所述的贴面砖包括各类贴面砖，如可为各种花色和品种的釉面内墙砖、墙地砖、陶瓷锦砖。
本发明所述填料中的天然砂为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两大类，一类是高温烧结法，另一类是常温染色法。本发明的填料中建筑垃圾颗粒的相对含量以重量百分比计为10-100％，人造彩砂和/或天然砂的相对含量以重量百分比计为0-90％。其中天然砂加入量的多少不影响其最终性能，只是依装饰性的要求来确定其加入的量。本发明的填料如现有的砂壁状建筑涂料一样也要选用合适的颗粒级配。一般选择天然彩砂的粒度在20-60目的范围内，天然白砂的粒度在2.5mm至120目之间，人造彩砂的的粒度一般在20-60目的范围内，建筑垃圾颗粒的粒度为3mm-200目。通常粒度大于或等于2.5mm的粗颗粒用量要少，一般应在3％左右、优选少于3％，以细颗粒为主，可得到密实的涂膜。
本发明的砂壁状建筑涂料以经过级配不同粒径的建筑垃圾颗粒或经过级配不同粒径的建筑垃圾颗粒、人造彩砂和/或天然砂作为填料，其涂膜颜色直接呈现建筑垃圾颗粒的颜色(如以混凝土为主的建筑垃圾颗粒，其涂膜会呈现灰色为主的色调；以红色砖瓦为主的建筑垃圾颗粒，其涂膜会呈现砖红色为主的色调；以青砖或灰色的瓦为主的建筑垃圾颗粒，其涂膜会呈现青色或灰色为主的色调；以贴面砖为主的建筑垃圾颗粒，其涂膜会呈现为多种颜色为主的花色)或呈现建筑垃圾颗粒与彩砂复配后的复合颜色。本发明还可通过混配天然白色砂，以调节涂膜饰面的色彩和质量。因涂膜颜色直接呈现建筑垃圾颗粒的颜色或建筑垃圾颗粒与彩砂复配后的复合颜色，因而，一般无需使用着色颜料，也可根据需要，使用很小比例的颜料，以调节涂料的颜色。已有技术公开的可用于砂壁状涂料的颜料均可用于本发明，如可选自金属氧化物、炭黑和有机颜料，其中金属氧化物包括二氧化钛、氧化锌、群青和各种颜色的金属氧化物；有机颜料可为酞菁蓝、酞菁绿、立索尔红、永固黄、永固红、耐晒黄等。
本发明所述基料优选为全丙烯酸酯共聚乳液、有机硅-丙烯酸酯共聚乳液。全丙烯酸酯共聚乳液的例子有Primal AC-261(美国罗门哈斯出品)，Primal 2438M，(美国罗门哈斯出品)，BC-252(北京东方化工厂生产)等；有机硅-丙烯酸酯共聚乳液的例子有BC-251M(北京东方化工厂生产)、NC-21-2(苏州新型建筑涂料厂生产)、KX-2000(北京东方科信工贸有限公司)。
本发明所述涂料还可根据需要加入pH值调节剂，pH值调节剂可选用弱酸如醋酸等。
已有技术公开的可用于砂壁状涂料的分散剂均可用于本发明，如可为SN-Dispersant-5040(联邦德国汉高公司生产)、BYK-P-104和BYK-P-104S(联邦德国BYK化学公司生产)。
已有技术公开的可用于砂壁状涂料的消泡剂均可用于本发明，如可为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(联邦德国BYK化学公司生产)、SPA-102、SPA-202(江苏省泰兴县横垛化工二厂)等。
已有技术公开的可用于砂壁状涂料的增稠剂均可用于本发明，如可为Acrysol TT-935(美国Rohm&Haas公司生产)、Bentone EW(美国NL公司生产)、SN-Thickener 612与SN-Thickener 613复配(美国Diamond Shamrockwc公司生产)、WT-113(德谦上海化学有限公司出品)。
已有技术公开的可用于砂壁状涂料的防霉剂均可用于本发明，如可为Nopcocide N-96(俗名百菌清，美国大祥公司，湖南农药厂生产)，Skane M-8(2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，美国Rohm&Haas公司生产)，Biocide DS5243(N-甲基苯甲酰胺，英国ICI公司生产)。
已有技术公开的可用于砂壁状涂料的成膜助剂均可用于本发明，如可为十二碳酯醇(学名1，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯)、丙二醇苯醚等。
本发明还提供一种环保型砂壁状建筑涂料的制备方法，包括将水和分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂以及任选的防霉剂和填料混合，高速搅拌均匀，任选地用pH调节剂调整体系pH值至7-10，再将基料加入并搅拌均匀，得到环保型砂壁状建筑涂料，其中所述填料为粒度为3mm-200目的废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖颗粒或其中至少两种的混合物-简称为建筑垃圾颗粒，或者为人造彩砂和/或天然砂与上述建筑垃圾颗粒的混配物，所述建筑垃圾颗粒是由废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物经清洗破碎分级后得到的。
本发明所述涂料的制备方法的关键在于保证在基料加入前体系的PH值为7-10，以防止引起成膜基料破乳。因此，本发明的方法还可根据需要加入pH值调节剂。因为若建筑垃圾颗粒中混凝土、砂浆的重量百分比较高的话，其强碱性表面将有可能使所述的成膜基料破乳，因此需加入pH值调节剂，以调节或控制体系的pH值至成膜基料可适应的范围。pH值调节剂可选用弱酸如醋酸等，其用量根据基料加入前体系的pH值情况而定，若所述填料中废旧混凝土的相对含量较高，则其pH值就会高，所需pH值调节剂的量就会多，最终以基料加入前体系的pH值达到7-10为目标。
本发明从研究废旧混凝土、砂浆、砖瓦、各类贴面砖的性能特点入手，制备了一种具有与以人造彩砂和/或天然砂为填料的砂壁状建筑涂料同样性能指标的环保型砂壁状建筑涂料。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步说明本发明，但不局限其范围。
实施例1-7所用的建筑垃圾颗粒为将废旧混凝土、砂浆、砖瓦、贴面砖经清洗、破碎、分级后形成的粒度为3mm-200目的颗粒。
实施例8所用建筑垃圾颗粒为将废旧混凝土、砂浆、贴面砖经清洗、破碎、分级后形成的粒度为3mm-200目的颗粒。
实施例9所用建筑垃圾颗粒为将废旧砂浆、砖瓦、贴面砖经清洗、破碎、分级后形成的粒度为3mm-200目的颗粒。
下述实施例中各组分的含量均以重量百分比计。
按《合成乳液环保型砂壁状建筑涂料》JG/T24-2000及引用标准检测下述实施例所得涂料的性能。
实施例1将分散剂SN-Dispersant-5040 0.15％(重量百分比)、消泡剂NOPCO NXZ 0.3％(重量百分比)、增稠剂Acrysol TT-935 0.5％(重量百分比)、防霉剂Skane M-8 0.15％(重量百分比)、成膜助剂十二碳酯醇0.5％(重量百分比)、建筑垃圾颗粒66.4％和水(重量百分比)17％混合，高速搅拌均匀后，然后再加入15％(重量百分比)的全丙烯酸酯共聚乳液AC-261，并搅拌均匀得到环保型砂壁状建筑涂料。测得涂料的性能如下耐水性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂无困难。
干燥时间(表干)2h。
实施例2将分散剂SN-Dispersant-5040 0.15％(重量百分比)、消泡剂NOPCO NXZ 0.3％(重量百分比)、增稠剂Acrysol TT-935 0.5％(重量百分比)、防霉剂Skane M-8 0.15％(重量百分比)、成膜助剂十二碳酯醇0.5％(重量百分比)、建筑垃圾颗粒36％(重量百分比)、天然白砂33％和水14.4％(重量百分比)混合，高速搅拌均匀，然后再加入15％(重量百分比)的全丙烯酸酯共聚乳液AC-261，并搅拌均匀得到环保型砂壁状建筑涂料。测得涂料的性能如下耐水性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂无困难。
干燥时间(表干)2h。
实施例3-7各组分的用量如下表所示，其余操作和条件同实施例1。
表1
*所有组分的用量均为重量百分数；**1#代表建筑垃圾颗粒；2#代表天然彩砂；3#代表天然白砂；***为人造蓝砂。
分别测定涂料的性能，测定结果如下耐水性30天涂层均无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层均无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层均无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后均无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂均无困难。
干燥时间(表干)实施例3为2.5h；实施例4为3h；实施例5为3h；实施例6为2.5h；实施例7为2.5h。
实施例8将分散剂SN-Dispersant-5040 0.15％(重量百分比)、消泡剂NOPCO NXZ 0.3％(重量百分比)、增稠剂Acrysol TT-935 0.5％(重量百分比)、防霉剂Skane M-8 0.15％(重量百分比)、成膜助剂十二碳酯醇0.5％(重量百分比)、建筑垃圾颗粒66.4％和水(重量百分比)17％混合，高速搅拌均匀后，用醋酸再将其pH值调整至8，然后再加入15％(重量百分比)的全丙烯酸酯共聚乳液AC-261，并搅拌均匀得到环保型砂壁状建筑涂料。测得涂料的性能如下耐水性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂无困难。
干燥时间(表干)2h。
实施例9除填料建筑垃圾颗粒不同外，其余操作和条件同实施例1。测得涂料的性能如下耐水性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂无困难。
干燥时间(表干)2h。
实施例10除基料为有机硅-丙烯酸酯共聚乳液BC-251M外，其余操作和条件同实施例1。测得涂料的性能如下耐水性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂无困难。
干燥时间(表干)2h。
实施例11除用醋酸再将其pH值调整至9外，其余操作和条件同实施例8。测得涂料的性能如下耐水性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
耐碱性30天涂层无起鼓、开裂、剥落。
涂层耐温变性10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓现象。
容器中状态搅拌后无结块，呈均匀状态。
施工性喷涂无困难。
干燥时间(表干)2h。
权利要求
1.一种环保型砂壁状建筑涂料，包括基料、填料、助剂和水，其中基料为丙烯酸乳液，助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂和成膜助剂及任选的防霉剂，其特征在于所述填料为粒度为3mm-200目的废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物-简称为建筑垃圾颗粒，或者为人造彩砂和/或天然砂与上述建筑垃圾颗粒的混配物。
2.根据权利要求1所述的环保型砂壁状建筑涂料，其特征在于所述基料的用量以重量百分比计为10-30％；填料的用量以重量百分比计为40-70％；分散剂的用量以重量百分比计为0.1-3％；消泡剂的用量以重量百分比计为0.2-3％；增稠剂的用量以重量百分比计为0.5-4％；成膜助剂的用量以重量百分比计为0.5-4％；防霉剂的用量以重量百分比计为0-1.5％；水的用量以重量百分比计为10-45％。
3.根据权利要求1或2所述的环保型砂壁状建筑涂料，其特征在于所述天然砂为天然彩砂或天然白砂或二者的混配物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的环保型砂壁状建筑涂料，其特征在于填料中建筑垃圾颗粒的相对含量以重量百分比计为10-100％，人造彩砂和/或天然砂的相对含量以重量百分比计为0-90％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的环保型砂壁状建筑涂料，其特征在于所述基料为全丙烯酸酯共聚乳液或者有机硅-丙烯酸酯共聚乳液。
6.根据权利要求1-5任一项所述的环保型砂壁状建筑涂料，其特征在于所述涂料还含有弱酸作为pH值调节剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的环保型砂壁状建筑涂料，其特征在于所述涂料还含有颜料。
8.权利要求1-7任一项所述的环保型砂壁状建筑涂料的制备方法，包括将水和分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂以及任选的防霉剂和填料混合，高速搅拌均匀，任选地用pH调节剂调整体系pH值至7-10，再将基料加入并搅拌均匀，得到环保型砂壁状建筑涂料，其中所述填料为粒度为3mm-200目的废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物-简称为建筑垃圾颗粒，或者为人造彩砂和/或天然砂与上述建筑垃圾颗粒的混配物，所述建筑垃圾颗粒是由废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物经清洗破碎分级后得到的。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述涂料还含有弱酸作为pH值调节剂。
10.根据权利要求7或9所述的制备方法，其特征在于所述弱酸为醋酸。
全文摘要
本发明涉及一种砂壁状建筑涂料及其制备方法。本发明的砂壁状建筑涂料，包括基料、填料、助剂和水，其中基料为丙烯酸乳液，助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂和成膜助剂以及任选的防霉剂，其中所述填料为粒度为3mm－200目的废旧混凝土、砂浆、砖瓦或贴面砖或其中至少两种的混合物－简称建筑垃圾颗粒，或者为人造彩砂和/或天然砂与上述建筑垃圾颗粒的混配物。本发明从研究废旧混凝土、砂浆、砖瓦、各类贴面砖的性能特点入手，制备了一种具有与以天然砂为填料的砂壁状建筑涂料同样性能指标的砂壁状建筑涂料。
文档编号C09D133/02GK1492009SQ0214591
公开日2004年4月28日 申请日期2002年10月23日 优先权日2002年10月23日
发明者程海丽 申请人:北方工业大学