本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种建筑填充剂及其制备方法和用途。
背景技术：
墙面裂缝是建筑结构在修建、装修过程中时常发生的开裂现象，按照建筑或装修材料的不同，墙面裂缝有混凝土砂浆裂缝、砖砌体裂缝、石膏板裂缝、腻子裂缝等。在墙体修建时出现的裂缝通常是由于地基不均匀下沉、工程设计不合理、温度差、砌体刚度或强度不足、施工没有达到规范等原因造成的。在装修过程中出现裂缝的原因主要有装修不当、水和泥的比例不正确、涂抹不均匀、电线等的埋布等。这些墙面裂缝不仅影响美感，而且会带来严重的安全隐患，因此需要及时进行修补。
目前，建筑领域通常采用将裂缝部位两侧材料铲除，用普通砂浆、水泥、弹性腻子或的确良布等进行填充修补，外加网格布加强的方法对墙面裂缝进行修补。但是这种方法不仅施工复杂，工程量大，而且修复后的墙面容易再次开裂。
因此，在本领域期望得到一种操作更加方面，且修复效果长期可靠的修补墙面裂缝的方法。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种建筑填充剂及其制备方法和用途。该建筑填充剂可直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种建筑填充剂，包括如下质量百分比的原料组分：
本发明以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸为单体，配合其他原料，制备了一种丙烯酸酯乳液，该乳液可以作为建筑填充剂，直接填充于宽度在3mm以下的墙面裂缝中，待其自然晾干固化后即可达到修补裂缝的目的。
本发明中，所述苯乙烯的质量百分比可以是15％、15.2％、15.3％、15.5％、15.6％、15.8％、16％、16.2％、16.3％、16.5％、16.6％、16.8％、17％、17.2％、17.3％、17.5％、17.6％、17.8％或18％等。
所述丙烯酸丁酯的质量百分比可以是23％、23.2％、23.3％、23.5％、23.6％、23.8％、24％、24.2％、24.3％、24.5％、24.6％、24.8％或25％等。
所述甲基丙烯酸甲酯的质量百分比可以是10％、10.2％、10.5％、10.8％、11％、11.2％、11.5％、11.8％、12％、12.2％、12.5％、12.8％、13％、13.2％、13.5％、13.8％、14％、14.2％、14.5％、14.8％或15％等。
所述甲基丙烯酸的质量百分比可以是8％、8.1％、8.2％、8.3％、8.4％、8.5％、8.6％、8.7％、8.8％、8.9％或9％等。
所述乳化剂的质量百分比可以是3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.6％或3.7％等。
所述引发剂的质量百分比可以是0.3％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％或0.4％等。
所述碳酸氢钠的质量百分比可以是0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％或0.2％等。
本发明中，碳酸氢钠用于消除反应体系中因引发剂而引入的过量氢离子，防止反应过热发生爆炸。
作为本发明的优选技术方案，所述建筑填充剂还包括0.1-0.5wt％(例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等)的固化剂。
需要说明的是，固化剂在本发明提供的建筑填充剂固化的过程中不参与反应，只起到加快固化速率的作用。
优选地，所述建筑填充剂还包括0.2-0.5wt％(例如、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等)的消泡剂。
优选地，所述建筑填充剂还包括0.1-0.5wt％(例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等)的防腐剂。
优选地，所述建筑填充剂还包括0.1-0.5wt％(例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等)的杀菌剂。
优选地，所述建筑填充剂还包括0.1-0.5wt％(例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等)的增稠剂。
优选地，所述建筑填充剂还包括0.1-0.5wt％(例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％等)的防冻剂。
作为本发明的优选技术方案，所述乳化剂由十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚组成。
优选地，所述十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚之间的质量比为(1.2-1.5):(2-2.2)；例如可以是1.2:2、1.2:2.1、1.2:2.2、1.3:2、1.3:2.1、1.3:2.2、1.4:2、1.4:2.1、1.4:2.2、1.5:2、1.5:2.1或1.5:2.2等。
作为本发明的优选技术方案，所述引发剂为过硫酸钾。
作为本发明的优选技术方案，所述溶剂为水。
第二方面，本发明提供一种上述建筑填充剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将乳化剂、单体、碳酸氢钠和溶剂混合，形成预乳化液；
(2)将5-15％(例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等)的所述预乳化液升温至80-85℃(例如80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等)，然后加入5-15％(例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％等)的引发剂，边降温边反应；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至80-85℃(例如80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等)，保持温度，滴加剩余的预乳化液和75-85％(例如75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％或85％等)的引发剂，滴加完毕后继续反应；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，边降温边反应，直至降至室温，然后调节pH至7-8(例如7、7.2、7.4、7.5、7.6、7.8或8等)，得到所述建筑填充剂。
本发明对于步骤(4)中调节pH的方法没有特殊限定，但考虑到原料的成本，可以选择氨水进行调节。如无特殊说明，本发明中“室温”均为22-25℃。
作为本发明的优选技术方案，在步骤(1)之前还进行如下操作：用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除。
优选地，步骤(1)中所述混合是在45-50℃(例如45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃等)的条件下进行。
优选地，步骤(1)中所述混合的方法为：先将乳化剂溶于溶剂中，然后再与单体及碳酸氢钠在45-50℃下混合。
优选地，步骤(2)中所述降温的速率为0.25-0.5℃/min，例如可以是0.25℃/min、0.3℃/min、0.35℃/min、0.4℃/min、0.45℃/min或0.5℃/min等；所述反应的时间为2-4h，例如可以是2h、2.2h、2.5h、2.8h、3h、3.2h、3.5h、3.8h或4h等。
本发明中，步骤(2)中的降温速率对得到的丙烯酸酯乳液的性质有较大影响，若降温速率过快，容易发生凝胶，使聚合反应难以进行；若降温速率过慢或不降温，则得到的乳液强度和粘结性不足，无法用于墙面裂缝的填充。
作为本发明的优选技术方案，步骤(3)中所述预乳化液和引发剂在2h内滴加完毕。
优选地，步骤(3)中所述反应的时间为1-3h；例如可以是1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h或3h等。
优选地，步骤(4)中所述降温的速率为0.25-0.5℃/min；例如可以是0.25℃/min、0.3℃/min、0.35℃/min、0.4℃/min、0.45℃/min或0.5℃/min等。
优选地，在步骤(4)中调节pH之后还进行如下操作：加入固化剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、增稠剂或防冻剂中的一种或至少两种，在35-45℃(例如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃或45℃等)下混合。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除，将乳化剂溶于溶剂中，然后再与氢氧化钠溶液处理后的单体及碳酸氢钠在45-50℃下混合，形成预乳化液；
(2)将5-15％的所述预乳化液升温至80-85℃，然后加入5-15％的引发剂，以0.25-0.5℃/min的速率边降温边反应2-4h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至80-85℃，保持温度，滴加剩余的预乳化液和75-85％的引发剂，在2h内滴加完毕，然后继续反应1-3h；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，以0.25-0.5℃/min的速率边降温边反应，直至降至室温，调节pH至7-8，最后加入固化剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、增稠剂或防冻剂中的一种或至少两种，在35-45℃下混合，得到所述建筑填充剂。
第三方面，本发明提供一种上述建筑填充剂的用途，所述建筑填充剂用于填充和修补墙面裂缝，如砂浆裂缝、石膏裂缝、腻子裂缝等。对于宽度在3mm以下的墙面裂缝，可直接采用上述建筑填充剂进行填充；对于宽度大于3mm的墙面裂缝，则需要与砂浆混合进行填充。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过选择特定的单体，配合其他原料，制备了一种丙烯酸酯乳液，该乳液可以作为建筑填充剂，直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种建筑填充剂，按质量百分比计，其制备原料包括：
上述建筑填充剂的制备方法如下：
(1)用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除，将乳化剂溶于溶剂中，然后再与氢氧化钠溶液处理后的单体及碳酸氢钠在45℃下混合，形成预乳化液；
(2)将5％的上述预乳化液升温至85℃，然后加入5％的引发剂，以0.25℃/min的速率边降温边反应4h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至85℃，保持温度，滴加剩余的预乳化液和85％的引发剂，在2h内滴加完毕，然后继续反应3h；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，以0.25℃/min的速率边降温边反应，直至降至室温，用氨水调节pH至7，得到上述建筑填充剂。
本实施例提供的建筑填充剂可直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
实施例2
一种建筑填充剂，按质量百分比计，其制备原料包括：
上述建筑填充剂的制备方法如下：
(1)用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除，将乳化剂溶于溶剂中，然后再与氢氧化钠溶液处理后的单体及碳酸氢钠在50℃下混合，形成预乳化液；
(2)将10％的上述预乳化液升温至80℃，然后加入10％的引发剂，以0.5℃/min的速率边降温边反应2h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至80℃，保持温度，滴加剩余的预乳化液和80％的引发剂，在2h内滴加完毕，然后继续反应1h；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，以0.5℃/min的速率边降温边反应，直至降至室温，用氨水调节pH至8，最后加入固化剂、消泡剂、防腐剂和增稠剂，在35℃下混合，得到上述建筑填充剂。
本实施例提供的建筑填充剂可直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
实施例3
一种建筑填充剂，按质量百分比计，其制备原料包括：
上述建筑填充剂的制备方法如下：
(1)用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除，将乳化剂溶于溶剂中，然后再与氢氧化钠溶液处理后的单体及碳酸氢钠在48℃下混合，形成预乳化液；
(2)将15％的上述预乳化液升温至82℃，然后加入15％的引发剂，以0.3℃/min的速率边降温边反应3h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至82℃，保持温度，滴加剩余的预乳化液和75％的引发剂，在2h内滴加完毕，然后继续反应1h；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，以0.3℃/min的速率边降温边反应，直至降至室温，用氨水调节pH至7.4，最后加入固化剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、增稠剂和防冻剂，在45℃下混合，得到上述建筑填充剂。
本实施例提供的建筑填充剂可直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
实施例4
一种建筑填充剂，按质量百分比计，其制备原料包括：
上述建筑填充剂的制备方法如下：
(1)用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除，将乳化剂溶于溶剂中，然后再与氢氧化钠溶液处理后的单体及碳酸氢钠在50℃下混合，形成预乳化液；
(2)将8％的上述预乳化液升温至83℃，然后加入8％的引发剂，以0.4℃/min的速率边降温边反应2.5h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至83℃，保持温度，滴加剩余的预乳化液和82％的引发剂，在2h内滴加完毕，然后继续反应2h；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，以0.4℃/min的速率边降温边反应，直至降至室温，用氨水调节pH至7.8，最后加入固化剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、增稠剂和防冻剂，在40℃下混合，得到上述建筑填充剂。
本实施例提供的建筑填充剂可直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
实施例5
一种建筑填充剂，按质量百分比计，其制备原料包括：
上述建筑填充剂的制备方法如下：
(1)用氢氧化钠溶液将单体中的阻聚剂清除，将乳化剂溶于溶剂中，然后再与氢氧化钠溶液处理后的单体及碳酸氢钠在45℃下混合，形成预乳化液；
(2)将12％的上述预乳化液升温至80℃，然后加入12％的引发剂，以0.5℃/min的速率边降温边反应2h；
(3)将步骤(2)得到的反应体系升温至80℃，保持温度，滴加剩余的预乳化液和78％的引发剂，在2h内滴加完毕，然后继续反应1h；
(4)向步骤(3)得到的反应体系中加入剩余的引发剂，以0.5℃/min的速率边降温边反应，直至降至室温，用氨水调节pH至7.4，最后加入固化剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、增稠剂和防冻剂，在40℃下混合，得到上述建筑填充剂。
本实施例提供的建筑填充剂可直接用于宽度在3mm以下的墙面裂缝的填充和修补，其处理速度快，修复效果好，不透底，裂缝两侧材料质地坚硬，修补后的裂缝不会再次开裂，经济环保。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。