专利名称：一种多功能界面聚合物水泥片材及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于建筑领域中的多功能界面聚合物水泥片材以及它的制作方法。
背景技术：
目前国内外应用于建筑领域的一些建筑构件的粘结界面，常因各种因素的影响而出现表面开裂、脱落、甚至构件本体损毁的现象，从而导致建筑物安全隐患倍增。具体表现在:1、外墙外保温工程以及其装饰工程中常会出现所粘贴的保温板、装饰板(砖)从建筑外墙上脱落现象；2、建筑物围护结构的墙体水泥抹面层、保温找平层、饰面层、屋面混凝土防水层等会出现表面龟裂、空鼓、开裂现象；3、混凝土构件的分格缝、伸缩缝、变形缝和与其相粘接的勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料等二者之间出现脱落、裂开、空鼓、剥离现象(事实上，用于建筑物的混凝土以及粘结材料本身并没损坏，只是二者之间的界面发生了分离)。综合上述几种情况，如果抛开粘结剂材料和建筑构件的本身质量问题，来分析导致出现这些现象的原因，主要表现在:1是由于粘结材料与被粘结材料二者温变应力差异所致，因为上述材料在环境温度循环变化时，产生交替膨胀和收缩，并产生温度应力和应变，随着时间推移(加之材料的老化)所产生的温度应力和应变一旦大于粘结材料的自身粘结力，就会出现脱落、剥离、开裂现象。2是由于混凝土水泥结构(如水泥抹面层、保温找平层、饰面层、屋面混凝土防水层)在温度场影响下产生的温度应力发生形变时，出现的细微缝隙渗透进水后，在低温情况下，水结冰体积膨胀进一步加大形变，从而产生龟裂、空鼓、开裂、裂缝现象。然而上述这些原因(温变应力、温度应力)都是客观存在，是不以人的意志而转移的现实问题，为了解决此问题，在建筑工程的一些施工工法中，常要求在构件的粘贴面上(如保温板、装饰板、装饰砖、混凝土墙面、水泥面层等)涂刮界面剂，或者对构件粘贴面进行锉毛表面、酸碱蚀毛界面、表面防水处理以及增加粘结剂的柔性或刚性等方法，来改善其部分温变应力，提高建筑构件的界面粘结性能。虽然如此，在实际建筑工程中，常因为这些方法的工艺复杂、耗时、耗人工、技术性强等原因，操作起来难度大，人为干扰因素太多，质量很难控制。所以，因建筑构件的界面粘结性能产生的质量问题、安全事故、安全隐患等情况还是屡屡发生，建筑围护结构产生龟裂、空鼓、开裂、裂缝等现象也司空见惯。
发明内容
针对建筑构件的界面在粘结性能上常因温度应力而造成的脱离、空鼓、开裂、粘结不牢等质量问题，结合目前对此问题经常采用的处理方法在质量方面存在着难以控制(施工技术性强)的实际情况，本发明的目的是提供一种用于建筑物的多功能界面聚合物水泥片材，该多功能界面聚合物水泥片材可以较好的解决现有技术中存在的如下缺陷:1是外墙外保温工程以及其装饰工程中常会出现所粘贴的保温板、装饰板(砖)从建筑外墙上脱落的现象；2是建筑物围护结构的墙体水泥抹面层、保温找平层、饰面层、屋面混凝土防水层等出现的表面龟裂、空鼓、开裂的现象；3是混凝土构件的分格缝、伸缩缝、变形缝和与其相粘接的勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料等二者之间出现的脱落、裂开、空鼓、剥离的现象。本发明同时还提供该多功能界面聚合物水泥片材的制作方法。一种多功能界面聚合物水泥片材，其特征是含有无纺布、柔性聚合物水泥微孔材料层及柔性聚合物水泥抗渗层，在无纺布的上表面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料经凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层，柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布相互契合，在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料，抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内，结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体，这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层。所述的柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布相互契合，既可以是无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合，也即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内，与上表层的纤维相互契合，也可以还有部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布下表面的纤维内，与无纺布下表面的部分纤维相互契合，还可以全部渗透无纺布。最佳实施例为无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合(也即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内，与无纺布上表层的纤维相互契合)，或者还有部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布下表面的纤维内，与无纺布下表面的部分纤维相互契合。最为优选的是无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合，也即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内，与上表层的纤维相互契合。本发明的最优选实施例的特征是:含有无纺布、柔性聚合物水泥微孔材料层及柔性聚合物水泥抗渗层，在无纺布的上表面上涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层，无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合(即部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗入到无纺布上表层的纤维内，与无纺布上表层的纤维相互契合)，在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料，抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内，结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体，这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层。所述的柔性聚合物水泥微泡浆料是由下列重量组份的原料制成:弹性高分子聚合物水乳液35-50重量份、水泥25-35重量份、无机粉料21-29重量份、引气剂0.5-1.0重量份。所述的抗渗材料的最佳实施方案是由渗透结晶母料与中性水或弱酸性水按1:0.5-0.8的重量比配制而成。所述的无纺布可采用玻璃纤维无纺布或玻璃纤维毡中的任一种，具体可根据用户使用时所选用的粘结剂材料的渗透性而定。所述的弹性高分子聚合物水乳液为玻璃化温度小于-10°C的丙烯酸丁酯聚合乳液、醋酸乙烯酯丙烯酸丁酯共聚合乳液(也称VABA共聚乳液)或丙烯酸丁酯丙烯酸乙酯共聚合乳液中的至少一种。如:可采用市场上销售的⑶-3400、⑶-3638、BLJ-950、BLJ_950、BLJ-963m、BLJ-966、BLJ-968m、BLJ-9468、BA-310T中的任一种或任两种按任意比例复合都可适用。
所述的无机粉料可选择石英砂或粉、轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉中的至少一种。最佳方案为用石英砂或粉与轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉三种物质中的至少一种进行复配，具体重量配比如下:
石英砂或粉:轻质碳酸钙=1:0.3-0.6 ；
石英砂或粉:高岭土 =1:0.4-0.5 ；
石英砂或粉:灰I丐粉:轻质碳酸隹丐=1:0.4-0.5:0.6-0.8 ；
石英砂或粉:灰钙粉:高岭土 =1:0.3-0.4:0.6-0.8。所述的水泥可选用普通硅酸盐水泥、硫酸铝盐水泥或氯氧化镁水泥中的任一种，最佳方案为用普通硅酸盐水泥。所述的引气剂可选用十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种。上述所述的渗透结晶母料、玻璃纤维无纺布、玻璃纤维毡、石英砂或石英粉、轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉、弹性高分子聚合物水乳液、十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硅酸盐水泥、硫酸铝盐水泥及氯氧化镁水泥皆为市场上可直接购得的产品。本发明的多功能界面聚合物水泥片材有两个粘贴面，分别称作第一粘贴面和第二粘贴面。无纺布的下表面未涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，此面作为多功能界面聚合物水泥片材的第一粘贴面，当多功能界面聚合物水泥片材应用于水泥抹面层、保温找平层、屋面混凝土防水层时，“第一粘贴面”可以用普通聚合物砂浆为粘结剂，与水泥基面、保温找平层面、混凝土基面进行粘贴；当多功能界面聚合物水泥片材应用于聚氨酯硬泡复合保温板、酚醛泡沫复合保温板的复面层时，“第一粘贴面”可在无粘结剂的条件下，直接用于聚氨酯硬泡复合保温板、酚醛泡沫复合保温板的复面层(聚氨酯、酚醛发泡时的泡沫体可渗透到“第一粘贴面”无纺布的不规则纤维内，再固化与之相粘结)，此时的多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层面(第二粘贴面)不作为粘贴面使用，而是起着防水抗渗、抗皲裂、抗老化、防护层等作用。多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥抗渗层面称作第二粘贴面。当需要在“第二粘贴面”上进行粘贴其它材料(尤其是刚性材料)时，如粘贴装饰板、饰面瓷砖、墙砖、地砖时，用普通聚合物砂浆作为粘结剂就能保证其粘贴牢固不会脱落，此时多功能界面聚合物水泥片材的柔性聚合物水泥微孔材料层的柔韧性、低定伸强度的性能起着卸载来自温变应力、温度应力的作用。同理当“第二粘贴面”与勾缝材料、嵌缝材料、填缝材料、灌封材料粘结时，柔性聚合物水泥微孔材料层的柔韧性、低定伸强度的性能，进一步起着卸载外应力的作用。所以用多功能界面聚合物水泥片材制作的聚氨酯、酚醛硬泡双面复合保温板，两面都具有卸载外应力的功能。本发明所述的在无纺布上涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，是在无纺布的表面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料可以部分渗入无纺布也可以全部渗透无纺布，这就使得柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布纤维部分契合或完全相互契合。本发明所述的柔性聚合物水泥微泡浆料可以部分渗入无纺布也可以全部渗透无纺布，其渗透的量是通过改变柔性聚合物水泥微泡浆料的容重来实现的。
本发明所述的柔性聚合物水泥微泡浆料的容重，是通过0.5-1.0重量份的引气剂来调整的，调整其微泡体容重(也即柔性聚合物水泥微泡浆料的发泡量)的目的，是为了控制柔性聚合物水泥微泡浆料向无纺布内的渗透程度。所述的柔性聚合物水泥微泡浆料的渗透程度，是指用0.5-1.0重量份的引气剂来控制微泡体容重。不同容重的聚合物水泥微泡浆料向无纺布内的渗透量也不同，较小容重的柔性聚合物水泥微泡浆料可以在无纺布的上表面不(或极微量)向其内部纤维渗透，柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布的上表面纤维相互契合，在使用柔性聚合物水泥微泡浆料相等重量条件下，所制得的多功能界面聚合物水泥片材的柔韧性提高，机械强度下降；较大容重的柔性聚合物水泥微泡浆料可以向无纺布内部纤维渗透的更多，柔性聚合物水泥微孔材料可以与无纺布内的纤维相互契合的面积更大，在使用柔性聚合物水泥微泡浆料相等重量条件下，所制得的多功能界面聚合物水泥片材的机械强度提高，柔韧性下降。本发明的多功能界面聚合物水泥片材，可通过以下方法制得:
一种多功能界面聚合物水泥片材的制作方法，其特征是按下列步骤进行的:
⑴、制作柔性聚合物水泥微泡浆料备用:将弹性高分子聚合物水乳液35-50重量份、水泥25-35重量份、无机粉料21-29重量份、引气剂0.5-1.0重量份按上述顺序加入到调配釜中，不断搅拌，当物料体积增加4%-30%时，停止搅拌，制得柔性聚合物水泥微泡浆料备用；⑵、将无纺布引入到聚合物水泥片材生产线的布料台上，再将上述步骤⑴制得的柔性聚合物水泥微泡浆料涂敷在无纺布上，达到所需厚度后，进行脱水干燥，制得半成品多功能界面聚合物水泥片材；
⑶、将渗透结晶母料与中性水或弱酸性水按1:0.5-0.8的重量比配成抗渗材料，涂布在半成品多功能界面聚合物水泥片材的表面，抗渗材料的用量为0.lkg/m2-0.3kg/m2，在60°C -80°C环境下脱水至干燥(一般情况下，脱水10-20分钟)，制得成品。步骤⑴中，最佳制作方案是在对调配釜内的物料进行搅拌时，当物料体积增加6%-15%时，停止搅拌。步骤⑵中，涂敷在无纺布上的柔性聚合物水泥微泡浆料的厚度为0.2mm IOmm，最佳厚度为0.6mm 5mm。步骤⑵中，所述的进行脱水干燥，一般采用在60_70°C的环境下脱水30-200分钟。制作方法中所采用的各种原料，已在前面对多功能界面聚合物水泥片材的的描述过程中进行了详细的描述，这里不再重复描述。上述制作方法的步骤⑵中，在无纺布的单面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料对无纺布的渗透程度，通过步骤⑴的柔性聚合物水泥浆料备用料的发泡量大小来控制的，引气剂用量大，搅拌时间长，发泡量大，则渗透量小，引气剂用量小，搅拌时间短，发泡量小，则渗透量大。当柔性聚合物水泥微泡浆料体积增加4%时，发泡量最小，当柔性聚合物水泥微泡浆料体积体积增加30%时，发泡量最大。发泡量较小时，就会有部分柔性聚合物水泥微泡浆料渗透到无纺布的下面，与纺布下表面的纤维相互契合。所述的“涂敷”可包括喷涂、刷涂、滚涂、刮涂等任何可用来涂敷的方式。所述的“涂布”可包括喷洒、喷涂、涂刷等任何可用来涂布的方式。所述的柔性聚合物水泥微泡浆料具有下例物理性能:1、柔性聚合物水泥微泡浆料固化成型前呈细微泡沫状，根据泡沫体的容重大小可以控制其向无纺布内的渗透程度。2、柔性聚合物水泥微泡浆料固化成型后，是一种细微开孔柔弹性固结体材料，在此称作柔性聚合物水泥微孔材料，由于柔性聚合物水泥的细微开孔，使得材料的柔韧性、延伸率进一步加强。3、柔性聚合物水泥微孔材料在抗渗材料渗入其内进行再结晶后，能提高“细微开孔柔弹性固结体”的硬度和韧性。抗渗材料的“结晶体”结晶膨胀填充在固结体的细孔内，封堵了液体水继续向内部渗透，也终止了结晶母料的水溶液继续向固结体内部渗透，形成一种“表硬”的外壳即柔性聚合物水泥抗渗层(外壳厚度是通过结晶母料量和温度来控制的，结晶母料量大，温度低，则外壳厚度大)，同时由于刚性较强的“结晶体”的表面呈细微多孔状，因而表面积较原来的固结体表面积增大，从而使得所形成的柔性聚合物水泥抗渗层的表面具有较高的界面能和较高的机械强度，抗冲击强度可达3J，这就为本发明的“多功能界面聚合物水泥片材”赋予了表面毛糙易粘贴、强度高和防渗水的功能。柔性聚合物水泥微孔材料的内部结构，是较多的弹性高分子聚合物的直链线状体与较少的水泥水化凝固物形成的柔性互穿网络结构(其柔性随着水泥水化凝固物的量的增大而降低)，同时在引气剂的作用下柔性聚合物水泥发泡、凝胶固化生成的细微开孔，又进一步为柔性聚合物水泥微孔材料提供了具有优异的柔韧性和较低定伸抗拉强度(-10°C 50°C的环境温度下小于0.03mpa)。“优异的柔韧性和较低定伸抗拉强度”，使得本发明“多功能界面聚合物水泥片材”在受外力作用下可随性位移，这就赋予了“多功能界面聚合物水泥片材”具有卸载外来位移应力的功能。柔性聚合物水泥微孔材料具有下例物理性能指标
权利要求
1.一种多功能界面聚合物水泥片材，其特征是含有无纺布(I)、柔性聚合物水泥微孔材料层(2 )及柔性聚合物水泥抗渗层(3 )，在无纺布(I)的上表面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料经凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层(2)，柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布相互契合，在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料，抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内，结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体(4)，这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层(3 )。
2.按照权利要求1所述的多功能界面聚合物水泥片材，其特征是含有无纺布(I)、柔性聚合物水泥微孔材料层(2 )及柔性聚合物水泥抗渗层(3 )，在无纺布(I)的上表面上涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层(2)，无纺布与柔性聚合物水泥微孔材料的界面相互契合，在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料，抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内，结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体(4)，这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层(3 )。
3.按照权利要求1或2所述的多功能界面聚合物水泥片材，其特征是所述的柔性聚合物水泥浆料是由下列重量组份的原料制成:弹性高分子聚合物水乳液35-50重量份、水泥25-35重量份、无机粉料21-29重量份、起泡剂0.5-1.0重量份。
4.按照权利要求1或2所述的多功能界面聚合物水泥片材，其特征是所述的抗渗材料是将渗透结晶母料与中性水或弱酸性水按1:0.5-0.8的重量比配制而成的。
5.按照权利要求3所述的多功能界面聚合物水泥片材，其特征是所述的弹性高分子聚合物水乳液为玻璃化温度小于-10°c的丙烯酸丁酯聚合乳液、醋酸乙烯酯丙烯酸丁酯共聚合乳液或丙烯酸丁酯丙烯酸乙酯共聚合乳液中的至少一种；所述的水泥采用硅酸盐水泥、硫酸铝盐水泥或氯氧化镁水泥中的任一种；所述的引气剂采用十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种；所述的无机粉料采用石英砂或粉、轻质碳酸钙、高岭土、灰钙 粉中的至少一种。
6.按照权利要求5所述的多功能界面聚合物水泥片材，其特征是所述的无机粉料用石英砂或粉与轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉三种物质中的至少一种进行复配，具体重量配比如下: 石英砂或粉:轻质碳酸钙=1:0.3-0.6 ； 石英砂或粉:高岭土 =1:0.4-0.5 ； 石英砂或粉:灰I丐粉:轻质碳酸隹丐=1:0.4-0.5:0.6-0.8 ； 石英砂或粉:灰钙粉:高岭土 =1:0.3-0.4:0.6-0.8。
7.一种制作权利要求1或2所述的多功能界面聚合物水泥片材的方法，其特征是按下列步骤进行的: ⑴、制作柔性聚合物水泥微泡浆料备用:将弹性高分子聚合物水乳液35-50重量份、水泥25-35重量份、无机粉料21-29重量份、引气剂0.5-1.0重量份按上述顺序加入到调配釜中，不断搅拌，当物料体积增加4%-30%时，停止搅拌，制得柔性聚合物水泥微泡浆料备用； ⑵、将无纺布引入到聚合物水泥片材生产线的布料台上，再将上述步骤⑴制得的柔性聚合物水泥微泡浆料涂敷在无纺布上，达到所需厚度后，进行脱水干燥，制得半成品多功能界面聚合物水泥片材； ⑶、将渗透结晶母料与中性水或弱酸性水按1:0.5-0.8的重量比配成抗渗材料，涂布在半成品多功能界面聚合物水泥片材的表面，抗渗材料的用量为0.lkg/m2-0.3kg/m2，在60-80 °C的环境下脱水至干燥，制得成品。
8.按照权利要求7所述的制作多功能界面聚合物水泥片材的方法，其特征是步骤⑵中所述的涂敷在无纺布上的柔性聚合物水泥微泡浆料的厚度为0.2mm 10mm。
9.按照权利要求7所述的制作多功能界面聚合物水泥片材的方法，其特征是步骤⑵中所述的进行脱水干燥是在60-70°C的环境下脱水30-200分钟。
10.按照权利要求7所述的制作多功能界面聚合物水泥片材的方法，其特征是所述的弹性高分子聚合物水乳液为玻璃化温度小于-10°c的丙烯酸丁酯聚合乳液、醋酸乙烯酯丙烯酸丁酯共聚合乳液或丙烯酸丁酯丙烯酸乙酯共聚合乳液中的至少一种；所述的水泥采用硅酸盐水泥、硫酸铝盐水泥或氯氧化镁水泥中的任一种；所述的引气剂采用十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任一种；所述的无机粉料采用石英砂或粉、轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉中的至少一种。
11.按照权利要求10所述的制作多功能界面聚合物水泥片材的方法，其特征是所述的无机粉料用石英砂或粉与轻质碳酸钙、高岭土、灰钙粉三种物质中的至少一种进行复配，具体重量配比如下: 石英砂或粉:轻质碳酸钙=1:0.3-0.6 ； 石英砂或粉:高岭土 =1:0.4-0.5 ； 石英砂或粉:灰I丐粉:轻质碳酸隹丐=1:0.4-0.5:0.6-0.8 ； 石英砂或粉:灰钙粉:高岭土 =1:0.3-0.4:0.6-0.8。
全文摘要
一种多功能界面聚合物水泥片材及其制作方法，含有无纺布(1)、柔性聚合物水泥微孔材料层(2)及柔性聚合物水泥抗渗层(3)，在无纺布(1)的上表面涂敷柔性聚合物水泥微泡浆料，柔性聚合物水泥微泡浆料经凝胶固化后形成柔性聚合物水泥微孔材料层，柔性聚合物水泥微孔材料与无纺布相互契合，在柔性聚合物水泥微孔材料层的上表面上涂布抗渗材料，抗渗材料渗入到柔性聚合物水泥微孔材料层的上表层内的微孔内，结晶膨胀成不溶于水的抗渗材料结晶体(4)，这些抗渗材料结晶体和与其交织在一起的柔性聚合物水泥微孔材料共同构成柔性聚合物水泥抗渗层。本发明不仅具有优秀的可粘结性能，还具有强度高、防渗水、可卸载外应力的功能。
文档编号E04C2/26GK103195208SQ201310154628
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者夏良强 申请人:烟台同化防水保温工程有限公司