干粉组合物、可由此组合物得到的腻子组合物和用此腻子组合物涂敷的基材的制作方法

文档序号:24636878发布日期:2021-04-09 20:48阅读:82来源:国知局
发明领域本发明涉及一种干粉组合物和一种可以通过将水加入该干粉组合物中得到的腻子组合物,后者可以用作流平和平滑材料。本发明进一步涉及一种涂有由该腻子组合物沉积的腻子层的基材。发明背景腻子是一种建筑装饰材料。它广泛用于内外表面,尤其是墙壁和天花板上。腻子为油漆提供非常强且耐久的基底并且显示出丰富外观。它例如用于填充凹坑和发裂,流平表面缺陷并防止潮湿和风化。使用腻子层提供具有合适强度和耐水性的表面并使其对进一步装饰做准备。可购得各种类型的腻子,如i.白水泥内墙腻子,其为配制成在用于涂漆的墙面上提供白色涂层以及明亮、光滑和优异涂饰层的白水泥、矿物和聚合物基腻子;ii.丙烯酸系内墙腻子,其为丙烯酸系和水基即用腻子,尤其被配制以制备用于涂漆的光滑墙面;和iii.煅石膏(pop),其基本为石膏。腻子通常作为白色粉末组合物提供,向其中加入水形成可以施涂于表面的湿腻子组合物。在与水混合时腻子凝结。湿腻子通常需要施涂至少两个涂层以得到光滑表面。每个湿涂层的厚度为约1mm;强度升高需要24小时以上;再涂时间是强度升高之后约24小时。水泥基干燥腻子层的ph值降到10以下需要3-4天。石膏基腻子的ph通常低于水泥基腻子的ph。然而,石膏基腻子在与水接触之后容易丧失强度。干燥腻子层的高ph值可能限制该腻子层随后处理,如涂漆的适用性。通常施涂两层腻子:第一层用于表面流平且第二层用于表面平滑。流平腻子具有粗颗粒并且可以以大于1mm的湿层厚施涂。由于存在粗颗粒,它不能用来提供光滑表面。因此,平滑腻子具有细颗粒。平滑腻子层的厚度优选小于1mm;否则会在干燥过程中或者干燥之后出现层开裂。腻子通常使用镘刀施涂。近年来已经引入腻子的喷枪和辊施涂以改善效率,但是与镘刀施涂腻子相比外观仍存在差距。不是所有现有腻子配制剂可以通过所有技术施涂。在施涂和干燥之后,可以砂磨腻子层以增加光滑度。其他粉末产品如水泥或石膏基产品如干砂浆和自流平材料已有描述。cn107032729、cn104496388和cn104529355涉及干砂浆,其被用作粘合剂材料并且具有粗颗粒,不能用来制备用于涂漆的光滑表面。许多类别的干砂浆是水泥基和石膏基砂浆。水泥基砂浆具有高碱含量。在其施涂后24小时,施涂层取决于所用水泥量仍具有12-14的ph值。cn102010629描述了具有更低碱含量的水泥基腻子,但是具有的缺点是显示出大的开裂倾向。与腻子相反,干砂浆的施涂层不能砂磨并且因此不能用于制备光滑表面。cn107963867、cn101648783、cn104108918、cn106587871、cn107540329和cn104045291涉及用作建造建筑物的地面材料的自流平腻子。它具有低粘度并且若将它施涂在墙壁或天花板上则导致严重的流挂。wo2013/040788和cn102010629公开了一种用于外保温涂饰体系的砂浆组合物,基于该砂浆组合物的总干重包含2-10重量%铝酸盐水泥,20-40重量%波特兰水泥,0.5-4.5重量%硫酸钙,1-8重量%可再分散聚合物粉末,0.02-1重量%缓凝剂,0.5-5重量%膨胀剂和40-70重量%填料。在de102005001101a1中公开了一种制备用于地面而得到光滑表面的腻子组合物的干粉混合物。该干粉混合物包含与硫酸铁和/或硫酸铝组合的波特兰水泥、铝酸盐水泥、硫酸钙(石膏)。de102005001101a1的组合物的缺点是它需要两种类型的水泥和额外的硫酸盐(硫酸铁和/或硫酸铝)以控制所形成钙矾石晶体的尺寸。在wo2006/094528中公开了一种用于装饰性涂料的干砂浆组合物,包含石膏和两种类型的水泥,即波特兰水泥和铝酸钙水泥,以避免涂层风化。持续需要具有改进性能如初始强度高、表干时间快、再涂时间减少、ph低和耐水性的腻子组合物。本领域进一步需要可以通过镘刀、辊和喷枪施涂以增加灵活性,干燥时间短以允许在1天内再涂的腻子组合物以及可以同时用于表面流平和平滑的腻子组合物(所谓的二合一腻子)。取决于待处理表面的均匀性,二合一腻子可以施涂一层或两层。显然二合一腻子组合物节省其施涂时间。发明概述已经发现可以通过小心控制用于水泥基腻子组合物的干粉组合物中各成分的类型和量仅用一种类型的水泥得到一种具有有利特性的该腻子组合物。因此,本发明在第一方面提供了一种干粉组合物,包含:-4-20重量%水泥,其中该水泥选自波特兰水泥、高铝水泥和硫铝酸盐水泥(sulfatealuminatecement);-4-12重量%石膏;-1.5-4.0重量%可再分散基料聚合物颗粒;-0.02-0.04重量%缓凝剂;-0.02-0.05重量%粘度改性剂,选自黄原胶、葡聚糖、韦兰胶(welangum)、结冷胶、定优胶(diutangum)、普鲁兰(pullanan)以及其中两种或更多种的混合物;-0.15-0.35重量%纤维素醚;和-65-85重量%具有粒度分布d50值在12-300μm范围内的颗粒的填料,其中所有重量百分数基于该组合物的总重量。在第二方面,本发明提供了一种可以通过将水加入本发明第一方面的干粉组合物中得到的腻子组合物。通过将水加入该干粉组合物中得到的该腻子组合物可以作为二合一组合物(同时具有流平和平滑功能)施涂并且可以通过镘刀、辊和喷枪施涂。本发明的腻子组合物进一步具有高初始强度(无流挂),表干时间快,可以在3-4小时之后再涂,具有低ph值(低于10)并且满足耐水性要求。该特征组合通过特定的成分组合得到。尤其是水泥和石膏的量在初始强度、干燥时间、ph、耐水性和表面不开裂上提供了所需平衡。从第三方面看,本发明提供了一种涂有由本发明第二方面的腻子组合物沉积的腻子层的基材。一旦施涂了本发明腻子组合物层(涂层),强度在整个腻子层内均匀升高,这防止了腻子材料的流挂或翘曲。强度在腻子层内均匀升高支持了表面在1天内的再涂。本发明的腻子组合物可以用于表面的流平和平滑二者。它进一步像常规水泥基腻子一样具有良好的耐水性,但是不像水泥基产品那样具有降低该材料的ph所需的长(>24小时)干燥时间。发明详述本发明的干粉组合物是一种可以通过加入水而由其制备腻子组合物的组合物。本文对干粉组合物的提及涉及一种在105℃下在敞开容器中储存1小时的过程中质量损失小于7%,优选小于5%,更优选小于2%,甚至更优选小于1%的组合物。优选该干粉组合物是自由流动的粉末组合物。粉末流动能力可以使用本领域已知的方法测试,例如使用粉末流动测试仪测试。该干粉组合物包含4-20重量%水泥。该组合物仅包含一种类型的水泥,选自波特兰水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥。优选该水泥为波特兰水泥。优选水泥在该干粉组合物中的量在4-15重量%范围内。在一个实施方案中,该干粉组合物中的水泥是波特兰水泥并且水泥的量在4-15重量%,优选4-10重量%,更优选5-9重量%范围内。在另一实施方案中,该干粉组合物中的水泥是高铝水泥并且水泥的量在4-15重量%,优选5-13重量%,更优选6-11重量%范围内。在再一实施方案中,该干粉组合物中的水泥是硫铝酸盐水泥并且水泥的量在10-20重量%,优选11-19重量%,更优选12-18重量%范围内。该干粉组合物中所用水泥的标号可以是适合腻子制造的任何标号。水泥的该类标号在本领域中是众所周知的并且易于由各类供应商得到。若该水泥为波特兰水泥,则波特兰水泥的标号例如可以是32.5,32.5r,42.5,42.5r,52.5,52.5r水泥或灰水泥。若该水泥为高铝水泥,则水泥标号例如可以是42.5,52.5,62.5或72.5。若该水泥为硫铝酸盐水泥,则水泥标号例如可以是快干硫铝酸盐水泥、高初始强度硫铝酸盐水泥或低碱硫铝酸盐水泥。该干粉组合物包含4-12重量%石膏。可以使用已知适合用于腻子配制剂中的任何类型石膏。在一个实施方案中,该石膏选自天然石膏(caso4·.2h2o)、建筑石膏(caso4·.1/2h2o)、脱硫石膏及其组合。脱硫石膏可以在烟道气脱硫过程中得到。优选该石膏选自天然石膏(caso4·.2h2o)和建筑石膏(caso4·.1/2h2o)。该干粉组合物包含1.5-4.0重量%可再分散基料聚合物颗粒。该可再分散基料聚合物颗粒在本领域是众所周知的并且可市购。可再分散基料聚合物颗粒通常可以作为自由流动粉末得到并且通常通过喷雾干燥基料聚合物颗粒的水分散体(通常称为“胶乳”),如乙酸乙烯酯/乙烯共聚物如乙酸乙烯酯/乙烯(vae)共聚物、乙酸乙烯酯/支链烷烃羧酸的乙烯基酯(vae-veova)共聚物、苯乙烯/丁二烯和丙烯酸系聚合物的水分散体而得到。可再分散基料聚合物颗粒有助于改进该干粉组合物的性能和表现。可再分散基料聚合物颗粒组合了液体胶乳改性剂的益处与干混体系的便利、可靠性以及易于处理和储存。通过加入水,可再分散基料聚合物颗粒可以返回到性能与初始胶乳的那些基本相同的液体胶乳(聚合物颗粒的水分散体)。优选该可再分散基料聚合物颗粒中的基料聚合物具有在0-30℃范围内的最低成膜温度。最低成膜温度(mfft)是聚合物在其下在半干状态下自聚结而形成连续聚合物薄膜—用作漆膜中其他固体的粘合剂—的最低温度。在处于和高于该聚合物的mfft的温度下形成薄膜。在低于其mfft的温度下,该聚合物不能聚结形成连续薄膜并且因此不能自身结合在一起(或者与可能存在的任何颜料和增量剂结合在一起)并且得到“开裂、龟裂的”粉末层。mfft可以使用本领域已知的方法测定,例如按照europeancoatingsjournal,2003年第3期,第12页所述方法测定。优选选择该可再分散基料聚合物颗粒以使得可再分散基料聚合物颗粒的10重量%水分散体具有的ph值在6-10,更优选7-9范围内。优选该基料聚合物具有的重均分子量(mw)使用凝胶渗透色谱法根据iso13885-1测定在500,000-1,000,000道尔顿,更优选600,000-900,000道尔顿,甚至更优选700,000-800,000道尔顿范围内。可再分散基料聚合物颗粒的粒度分布优选应使得d50值小于100μm,优选在20-100μm,更优选50-80μm范围内。本文对d50值的提及涉及中值直径:50重量%的颗粒具有更小直径且50重量%的颗粒具有更大直径)。粒度分布可以使用用压缩空气分散颗粒的合适粒度分析仪通过激光衍射测量。该可再分散基料聚合物颗粒的固体聚合物含量大于95%重量%,优选在95-99重量%范围内。固体聚合物含量可以通过测量100g可再分散基料聚合物颗粒在150℃下在敞开容器中储存时在30分钟内的重量损失而确定。优选该基料聚合物是乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯/丙烯酸系共聚物、乙酸乙烯酯均聚物或乙酸乙烯酯和支链烷烃羧酸的乙烯基酯的共聚物。该干粉组合物包含0.02-0.04重量%缓凝剂。本文对缓凝剂的提及涉及一种延缓水泥和石膏的凝结时间的添加剂。使用缓凝剂来平衡腻子的干燥时间和施涂时间:干燥时间太快导致可以使用该腻子的时间范围太短。干燥时间太长增加了再涂时间。缓凝剂在本领域是众所周知的并且包括诸如酒石酸、柠檬酸、蔗糖和木素磺酸盐的化合物。该缓凝剂可以是本领域已知的任何缓凝剂。在一个实施方案中,该缓凝剂选自酒石酸、柠檬酸、蔗糖和木素磺酸盐。优选该缓凝剂是酒石酸、柠檬酸或其混合物。更优选该缓凝剂为酒石酸。应理解的是d和l-酒石酸二者既可以纯净地又可以组合地用作缓凝剂。该干粉组合物包含在0.02-0.05重量%,优选0.03-0.04重量%范围内的粘度改性剂,选自黄原胶、葡聚糖、韦兰胶、结冷胶、定优胶、普鲁兰以及其中两种或更多种的混合物。在一个实施方案中,该粘度改性剂是黄原胶;在一个实施方案中,它是葡聚糖;在一个实施方案中,它是韦兰胶;在一个实施方案中,它是结冷胶;在一个实施方案中,它是定优胶;在一个实施方案中,它是普鲁兰。该干粉组合物包含0.15-0.35重量%纤维素醚。该纤维素醚可以是已知用于腻子组合物中的任何合适纤维素醚。在一个实施方案中,该纤维素醚选自羟丙基甲基纤维素(hpmc)和羟乙基纤维素(hec)。优选该纤维素醚具有的动态粘度使用旋转粘度计(brookfield粘度计)以锭子7在30rpm和25℃下测定在25,000-100,000厘泊(cp),更优选35,000-85,000cp范围内。优选纤维素醚在该干粉组合物中的量在0.18-0.32重量%,更优选0.2-0.3重量%范围内。该干粉组合物包含65-85重量%填料。可以使用已知适合腻子组合物的任何填料,例如碳酸钙、白云石或硅石。优选该填料选自碳酸钙、白云石、硅石及其混合物。该填料具有粒度分布d50值在12-300μm范围内的颗粒。d50值如上所述。若粒度通过筛分分析测定,则在12-300μm范围内的d50值等于在50-800范围内的筛网目数。优选d50值在15-150μm(等于筛网目数为100-600)范围内。该腻子的不同粒度允许不同类型的用途。对于用作流平腻子,在75-150μm(筛网目数为100-200)范围内的d50值特别有用;在35-75μm(筛网目数为200-325)范围内的d50值对于二合一腻子特别有用;并且在15-20μm(等于筛网目数为500-600)范围内的d50值对于平滑涂饰腻子特别有用。当使用具有d50值在75-150μm范围内的填料的腻子组合物时,可以施涂腻子组合物的3-4mm厚湿层。包含组合的碳酸钙和d50值在35-90μm(等于筛网目数为150-325)范围内的硅砂填料的腻子组合物非常适合作为二合一腻子—流平和平滑涂饰腻子。本发明的干粉组合物可以进一步包含甲酸钙,即甲酸的钙盐,优选基于该干燥组合物的总重量为在0.20-0.40重量%范围内的量。该干粉组合物可以进一步包含一种或多种常用于腻子组合物中的添加剂。该类添加剂的实例是所谓的高效减水剂(也称为减水剂),如聚羧酸醚类和合成磺酸盐。高效减水剂优选基于该干粉组合物的重量以0.02-0.05%重量%范围内的量使用。添加剂的其他实例是用于改善凝结腻子的耐水性和耐久性的疏水化剂(也称为拒水剂)。水泥基产品用疏水化剂在本领域中是众所周知的并且包括硬脂酸钙和烷氧基硅烷乳液(例如elotex的seal80)。该类疏水化剂或拒水剂优选基于该干粉组合物的重量以0.02-0.06重量%范围内的量使用。本发明进一步涉及一种可以通过将水加入该干粉组合物中而得到的腻子组合物。可以使用任何合适量的水来得到所得组合物的所需粘度/厚度。基于该干粉组合物的重量,通常加入至少10重量%的水,优选加入在20-50重量%,更优选30-50重量%,甚至更优选33-45重量%范围内的水。本发明还涉及一种涂有由本发明腻子组合物沉积的腻子层的基材。腻子层可以通过本领域已知的任何合适技术,如镘涂、滚涂或喷涂施涂。若施涂不止一层腻子组合物,则可以在施涂第二层腻子之前将玻璃纤维层铺在第一层腻子上。以此方式可以将额外强度引入待涂敷物体表面。本发明的腻子组合物可以施涂于任何合适类型的表面材料如混凝土、水泥、砖、木材、金属、石膏板、无白垩涂漆壁或瓷砖上。优选将它施涂于混凝土、水泥或石膏材料上。本发明借助下列非限制性实施例进一步说明。实施例制备腻子组合物干粉组合物通过以下列实施例中所给相对量混合各成分而制备。然后通过缓慢加入水直到得到粘度适合其施涂方法的均匀淤浆而制备腻子组合物:对于镘刀施涂加入33重量%水;对于辊施涂加入40重量%水;以及对于喷雾施涂加入45重量%水(水的重量%基于该干粉组合物的重量)。实施例1通过在室温下将66g水泥(32.5标号的白色普通波特兰水泥)、120g石膏(建筑石膏,caso4·1/2h2o)、20g可再分散基料聚合物粉末(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,mfft为12℃,ph值为6.5-8.5)、2.0g甲酸钙、0.4g定优胶(kelco-vistmdg-f生物聚合物)、4g纤维素醚(hec;brookfield粘度为70,000-100,00cp)、0.3gmelflux2651f(basf)、0.4gl-酒石酸、0.6gseal80(elotex)、504.7gcaco3(200-325目)和300g硅砂(d50为60μm)混合5-8分钟制备干粉组合物。将水加入如上所述制备的干粉组合物中,得到粘度适合其施涂方法的均相淤浆(腻子组合物)。实施例2干粉组合物通过将下列组分合并并混合(在室温下5-8分钟)而制备:120g水泥(62.5标号的高铝水泥)、80g石膏(脱硫石膏)、30g可再分散基料聚合物粉末(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,mfft为0℃,ph值为6.5-8.5)、2.0g甲酸钙、0.5g定优胶(kelco-vistmdg-f生物聚合物)、5.0g纤维素醚(hpmc;brookfield粘度为30,000-40,000cp)、0.3gmelflux2651f、0.4gd-酒石酸、0.6gseal80、18.7gcaco3(200-325目)、471g白云石和292g硅砂(d50为120μm)。将水加入如上所述制备的干粉组合物中,得到粘度适合其施涂方法的均相淤浆(腻子组合物)。实施例3干粉组合物通过将下列组分合并并混合(在室温下5-8分钟)而制备:150g水泥(高初始强度范围的硫铝酸盐水泥)、80g石膏(天然石膏,caso4·2h2o)、40g可再分散基料聚合物粉末(苯乙烯/丙烯酸系共聚物,mfft为0℃,ph值为6.5-8.5)、2.0g甲酸钙、0.5g定优胶(kelco-vistmdg-f生物聚合物)、4.5g纤维素醚(hec;brookfield粘度为70,000-100,000cp)、0.3gmelflux2651f、0.4gdl-酒石酸(外消旋酒石酸)、0.6gseal80、439gcaco3(400-600目)和282.7g白云石。将水加入如上所述制备的干粉组合物中,得到粘度适合其施涂方法的均相淤浆(腻子组合物)。实施例4干粉组合物通过将下列组分合并并混合(在室温下5-8分钟)而制备:66g水泥(32.5标号的白色普通波特兰水泥)、120g石膏(建筑石膏,caso4·1/2h2o)、20g可再分散基料聚合物粉末(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,mfft为12℃,ph值为6.5-8.5)、2.0g甲酸钙、0.4g定优胶(kelco-vistmdg-f生物聚合物)、4.0g纤维素醚(hec;brookfield粘度为70,000-100,000cp)、0.3gmelflux2651f、1.0g柠檬酸、0.6gseal80、504.7gcaco3(200-325目)和281g硅砂(d50为30μm)。将水加入如上所述制备的干粉组合物中,得到粘度适合其施涂方法的均相淤浆(腻子组合物)。实施例5干粉组合物通过将下列组分合并并混合(在室温下5-8分钟)而制备:66g水泥(32.5标号的白色普通波特兰水泥)、120g石膏(建筑石膏,caso4·1/2h2o)、20g可再分散基料聚合物粉末(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,mfft为12℃,ph值为6.5-8.5)、2.0g甲酸钙、0.4g定优胶(kelco-vistmdg-f生物聚合物)、4g纤维素醚(hec;brookfield粘度为70,000-100,000cp)、0.3gmelflux2651f、0.4gl-酒石酸、0.6gseal80、504.7gcaco3(100-200目)和300g硅砂(d50为45μm)。将水加入如上所述制备的干粉组合物中,得到粘度适合其施涂方法的均相淤浆(腻子组合物)。实施例6(对比)干粉组合物通过将下列组分合并并混合(在室温下5-8分钟)而制备:40g水泥组合(20g32.5标号的白色普通波特兰水泥与20g72.5标号的高铝水泥组合)、120g石膏(建筑石膏,caso4·1/2h2o)、35g可再分散基料聚合物粉末(乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,mfft为12℃,ph值为6.5-8.5)、2.0g甲酸钙、0.4g定优胶(kelco-vistmdg-f生物聚合物)、4g纤维素醚(hec;brookfield粘度为70,000-100,000cp)、0.3gmelflux2651f、0.4gl-酒石酸、0.6gseal80、504.7gcaco3(100-200目)和300g硅砂(d50为32μm)。将水加入如上所述制备的干粉组合物中,得到粘度适合其施涂方法的均相淤浆(腻子组合物)。施涂性测试实施例1-6的腻子组合物的施涂性通过将腻子组合物施涂于新建房子的混凝土天花板上和混凝土墙上测试。测试表面至少具有2m×2m的尺寸。相对于市售腻子组合物(duluxpro耐水性腻子,akzonobel)—通常通过镘刀施涂并且要求12小时以上才可以施涂腻子的新涂层(即它不是二合一型腻子)—对腻子组合物的施涂性(表面开裂/平滑/流平)打分。施涂性得分基于干燥之后腻子层的开裂、流平和平滑能力并且如表1所示评价。表1—得分定义(相对于duluxpro耐水性腻子)评价解释--显著更差-稍差=等于参照+稍好++显著更好该腻子组合物通过镘刀、辊和喷枪施涂。喷枪参数(gracot-max657;最大空气工作压力为1.7mpa(250psi,17巴),最大流体工作压力为5.0-6.5mpa(730psi,50巴至940psi,65巴),最大材料输送为1.2-1.9克/分钟(4.5-7.2升/分钟),流体出口尺寸为1.0-1.5英寸)。施涂性测试的结果示于表2中。将腻子施涂于混凝土墙和天花板上的得分合并,因为在这两个表面上的相对得分类似。表2—不同腻子组合物的施涂性所有组合物(实施例1-6)的流平层可以在施涂后3-4小时内用平滑层再涂。因此,腻子组合物的两个涂层(层)可以在一天内施涂。此外,所有组合物可以作为二合一腻子(即同时作为流平和平滑腻子)施涂。结果进一步表明当通过辊或喷枪施涂腻子砂浆时,本发明组合物特别有用。具有一种类型水泥的组合物(实施例1-5)具有的施涂性与具有两种类型水泥的腻子组合物的施涂性一样好。因此,无需组合不同类型的水泥。当前第1页12
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