一种阻燃型腻子粉及其制备方法与流程
本发明涉及腻子粉，具体为一种阻燃型腻子粉及其制备方法。
背景技术：
1、腻子粉作为建筑装修中常用的材料之一，其性能直接影响到建筑的整体质量和安全性。近年来随着现代建筑行业的快速发展，阻燃型腻子粉备受关注。常见阻燃型腻子粉，是在原料中添加阻燃剂，如氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸盐等。这些阻燃剂在高温下能够发生吸热分解反应，释放出水蒸气、二氧化碳等不燃性气体，降低材料表面的温度，稀释可燃气体浓度，从而达到阻燃的效果，近年来有关阻燃型腻子粉的研究非常多。
2、如文献farnaz ghonjizade-samani,laia haurie,ramón malet,vera realinho,study of using cork powder as an adjuvant bio-flame retardant inacrylonitrile-butadiene-styrene flame retardant formulations,polymerdegradation and stability,2024,225,110825.中制备了一种生物复合材料阻燃剂可以添加到腻子粉中，该阻燃剂具有粘性，可以产生膨胀性炭层充当有效的保护屏障，减少燃烧过程中的传热和传质现象，具有优异的阻燃效果；但是所述阻燃剂制备过程复杂，且添加到腻子粉中会降低腻子粉的粘结强度。文献hongsheng qi,sawen liu,xiuling chen,chunhui shen,shanjun gao，the flame retardant and thermal performances ofpolypropylene with a novel intumescent flame retardant，journal of appliedpolymer science，2020，36(137)，49047.中制备了一种新型的单组分膨胀型阻燃剂，通过极限氧指数(loi)，垂直燃烧试验(ul-94)和热重分析(tga)研究了其阻燃性和热稳定性。其极限氧指数loi值可达到32.5％，垂直燃烧试验ul-94为v-0级，具有非常好的阻燃效果。但是所述阻燃剂中含有卤素，虽然具有优秀的阻燃效果，但是阻燃过程会产生卤化氢污染环境。中国发明专利cn202210032554.4一种阻燃型腻子粉及其制备方法中通过加入高岭土和硫酸铝粉末对白水泥进行改性，保证腻子粉的阻燃效果的同时，大幅降低了腻子粉成本，有良好的经济性。但是所述腻子粉体积收缩率大，施工性能不好。目前市场上的阻燃型腻子粉阻燃效果差、耐水性差。
3、为此，提出了一种阻燃型腻子粉及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种阻燃型腻子粉及其制备方法，通过制备海藻酸钠凝胶与可再分散性乳胶粉复合，制备改性乳胶粉作为原料制备阻燃型腻子粉，所得阻燃型腻子粉具有调湿性能，耐水性强，涂抹于基材表面，不起皮，不掉粉。所得腻子粉的体积收缩率为1.5％，施工后的抗压能力强，不易开裂。通过优化改性乳胶粉的添加量，可以使最终的腻子粉粘结强度达到0.71mpa，并且控制腻子粉的其它原料配比，使得所制备的腻子稠度适中，干燥时间短，利于施工。本发明采用氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合的阻燃剂，所得阻燃型腻子粉的阻燃等级为v-0级别。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一方面本发明提供一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述阻燃型腻子粉由以下原料制成：
4、水泥50-85份，石膏10-20份，改性乳胶粉10-30份，轻质碳酸钙1-10份，滑石粉1-10份，石英1-10份，混合纤维素醚1-8份，助剂1-5份；
5、所述改性乳胶粉通过以下步骤来制备：称取海藻酸钠，将所述海藻酸钠溶解于水中，搅拌形成海藻酸钠溶液；向所述海藻酸钠溶液中加入壳聚糖粉末、氯化钙溶液，然后在40℃继续搅拌4小时得到凝胶；将所述凝胶与可再分散性乳胶粉混合，在45℃搅拌3小时，形成所述改性乳胶粉；
6、所述阻燃型腻子粉通过以下步骤来制备：首先将所述水泥、所述石膏、所述改性乳胶粉按照质量份数混匀得到初级混合物；向所述初级混合物中加入所述轻质碳酸钙、所述滑石粉、所述石英、所述混合纤维素醚继续混合均匀后，得到预制混合物；将所述预制混合物与所述助剂进行复合得到混合浆料，在氮气气氛下，用高能球磨机对混合浆料进行球磨混合；得到所述阻燃型腻子粉。
7、优选的，所述水泥为32.5r白色硅酸盐水泥；所述轻质碳酸钙为1250目；所述海藻酸钠溶液的浓度为1.5-6.5g/l。
8、优选的，所述海藻酸钠与所述壳聚糖的摩尔比为1:1-4。
9、优选的，所述氯化钙溶液的浓度为0.8-3.3g/l。
10、优选的，所述可再分散性乳胶粉选自醋酸乙烯-乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物和叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉中的一种或多种。
11、优选的，所述凝胶与所述可再分散性乳胶粉的质量比为1:4-10。
12、优选的，所述混合纤维素醚为羧甲基纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚按照质量比1:1-4组合。
13、优选的，所述助剂由增稠剂、憎水剂、阻燃剂按照质量比1：1：2混合；所述增稠剂为聚丙烯酸增稠剂；所述憎水剂为聚有机硅氧烷；所述阻燃剂由氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合。
14、优选的，所述高能球磨机转速为200rpm；所述球磨混合的时间为1-4小时。
15、另一方面本发明提供一种阻燃型腻子粉，其特征在于：所述阻燃型腻子粉用海藻酸钠对可再分散性乳胶粉改性，制备得到改性乳胶粉，然后与水泥、石膏、轻质碳酸钙、滑石粉、石英、混合纤维素醚、助剂混合组成；所述阻燃型腻子粉通过如上所述的制备方法制备得到；所述阻燃型腻子粉在室内相对湿度78％条件下，具有吸/放湿性能，能调节室内湿度；所述阻燃型腻子粉耐水性强，在常温常压下不起皮，不掉粉；所述阻燃型腻子粉体积收缩率为1.5％；所述阻燃型腻子粉粘结强度达到0.71mpa，稠度适中，干燥时间短，利于施工；所述阻燃型腻子粉的阻燃等级为v-0级别，所述助剂中阻燃剂由氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
17、1、本发明将海藻酸钠溶于水，搅拌形成浓度为4.2g/l的海藻酸钠溶液，然后加入壳聚糖粉末，海藻酸钠与壳聚糖的摩尔比为1:1，通过以上方法获得海藻酸钠凝胶，将凝胶与可再分散性乳胶粉混合，能得到改性乳胶粉。通过所述制备方法得到的改性乳胶粉作为原料制备阻燃型腻子粉，所得阻燃型腻子粉在室内相对湿度78％条件下，吸湿率呈现先升高后降低的变化趋势，其在12h的吸湿率为9.5％，在40小时吸湿率基本达到平衡；在40小时后开始放湿，72小时放湿达到平衡，其最终放湿率为8.7％。本发明制备的腻子粉具有吸湿性，在室内湿度大时，可以吸湿；湿度小时，可以放湿，因此可以调节室内湿度。这是由于海藻酸钠凝胶的加入，使得腻子粉具有调湿性能。
18、2、本发明向海藻酸钠与壳聚糖的混合液中加入浓度为2.7g/l的氯化钙溶液，然后在40℃继续搅拌4小时得到凝胶，将凝胶与可再分散性乳胶粉混合，得到改性乳胶粉。本发明利用氯化钙提供钙离子，通过控制氯化钙溶液浓度，有利于海藻酸钠溶液形成凝胶，凝胶具有三维网络结构，通过海藻酸钠凝胶与可再分散性乳胶粉复合，所得的改性乳胶粉添加到腻子粉中，使得制备的腻子粉耐水性增强，其涂抹于基材表面，在常温常压下不起皮，不掉粉，说明所制备改性乳胶粉可以改善原有腻子粉的耐水性。本发明通过控制所添加钙离子的浓度，有利于促进海藻酸钠交联，进而可以使最终制备的腻子粉耐水性更好。并且改性乳胶粉的加入可以在一定空间范围内使腻子连续成膜，形成网状结构相互交叉复合，因此腻子的施工性也更好。
19、3、本发明可再分散性乳胶粉为醋酸乙烯-乙烯共聚物，凝胶与可再分散性乳胶粉的质量比为1:6，在45℃搅拌3小时，形成的改性乳胶粉，作为原料用来制备阻燃型腻子粉，所得腻子粉的体积收缩率为1.5％。体积收缩率关系到腻子涂覆到基体墙表面的美观程度，体积收缩率越小，腻子施工后的抗压能力越强，开裂的可能性越小，能保证腻子粉的长期使用效果。本发明对现有可再分散性乳胶粉进行改性处理，制备的海藻酸钠凝胶在水中快速溶胀，并与胶粉相互缠绕融合，形成连续的网状结构，能改善最终制备的阻燃型腻子粉的体积收缩率。采用醋酸乙烯-乙烯共聚物作为可再分散性乳胶粉，可以使最终制备的腻子体积收缩率相对较小。本发明优选了可再分散性乳胶粉种类，并对其进行改性，因此可以改善最终制备腻子的体积收缩率。
20、4、本发明采用水泥75份，石膏10份，改性乳胶粉18份，轻质碳酸钙5份，滑石粉1份，石英6份，混合纤维素醚1份，助剂2份，以上配比可以使最终制备的腻子粘结强度达到0.71mpa。腻子粉的粘结强度越大，与基体墙面的粘结性越强，墙面不容易起皮开裂，抗压能力强。本发明通过制备海藻酸钠凝胶对可再分散性乳胶粉改性，得到改性乳胶粉，作为原料制备腻子粉。通过优化改性乳胶粉的添加量，可以使最终的腻子粉具有最大的粘结强度。并且通过控制制备腻子粉的其它原料配比，使得所制备的腻子稠度适中，腻子与基材的附着力及抗流挂性强，干燥时间短，利于施工。然而纤维素醚具有增稠作用，掺量过多会使水泥水化物之间形成的聚合物膜具有封闭效应，因此腻子稠度增大，造成腻子批刮困难，施工性能变差，因此，混合纤维素醚添加1份为宜。
21、5、本发明首先将水泥、石膏、改性乳胶粉按照质量份数混匀得到初级混合物，向初级混合物中加入轻质碳酸钙、滑石粉、石英、混合纤维素醚继续混合均匀后，得到预制混合物，其中混合纤维素醚由羧甲基纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚按照质量比1:3配制的组合物；将所述预制混合物与助剂进行复合，助剂为增稠剂、憎水剂、阻燃剂；在氮气气氛下，用高能球磨机对其进行4小时球磨混合，所述高能球磨机转速为200rpm，得到所述阻燃型腻子粉。所得阻燃型腻子粉的阻燃等级为v-0级别。本发明通过采用氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合的阻燃剂，其受热产生阻燃气体氨气、氮气，可以稀释氧气，使最终制备的腻子粉阻燃效果达到最优，并且本发明添加的阻燃剂不含有卤素，从而避免在阻燃过程中产生卤化氢污染环境。
技术特征：
1.一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述阻燃型腻子粉由以下原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述水泥为32.5r白色硅酸盐水泥；所述轻质碳酸钙为1250目；所述海藻酸钠溶液的浓度为1.5-6.5g/l。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述海藻酸钠与所述壳聚糖的摩尔比为1:1-4。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述氯化钙溶液的浓度为0.8-3.3g/l。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述可再分散性乳胶粉选自醋酸乙烯-乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物和叔碳酸乙烯共聚物乳胶粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述凝胶与所述可再分散性乳胶粉的质量比为1:4-10。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述混合纤维素醚由羧甲基纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚按照质量比1:1-4组合合成。
8.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述助剂由增稠剂、憎水剂、阻燃剂按照质量比1：1：2混合；所述增稠剂为聚丙烯酸增稠剂；所述憎水剂为聚有机硅氧烷；所述阻燃剂由氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合。
9.根据权利要求1所述的一种阻燃型腻子粉的制备方法，其特征在于：所述高能球磨机转速为200rpm；所述球磨混合的时间为1-4小时。
10.一种阻燃型腻子粉，其特征在于：所述阻燃型腻子粉用海藻酸钠对可再分散性乳胶粉改性，制备得到改性乳胶粉，然后与水泥、石膏、轻质碳酸钙、滑石粉、石英、混合纤维素醚、助剂混合组成；所述阻燃型腻子粉通过如权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备得到；所述阻燃型腻子粉在室内相对湿度78％条件下，具有吸/放湿性能，能调节室内湿度；所述阻燃型腻子粉耐水性强，在常温常压下不起皮，不掉粉；所述阻燃型腻子粉体积收缩率为1.5％；所述阻燃型腻子粉粘结强度达到0.71mpa，稠度适中，干燥时间短，利于施工；所述阻燃型腻子粉的阻燃等级为v-0级别，所述助剂中阻燃剂由氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合。
技术总结
本发明涉及腻子粉技术领域，具体为一种阻燃型腻子粉及其制备方法。本发明通过制备海藻酸钠凝胶与可再分散性乳胶粉复合，得到改性乳胶粉作为原料制备阻燃型腻子粉，所得阻燃型腻子粉具有调湿性能，且耐水性强，涂抹于基材表面，不起皮，不掉粉。所得腻子粉的体积收缩率为1.5％，施工后的抗压能力强，不易开裂。通过优化改性乳胶粉的添加量，能使最终的腻子粉粘结强度达到0.71MPa，并且控制腻子粉其它原料配比，使得所制备的腻子稠度适中，干燥时间短，利于施工。本发明采用氢氧化钙与三聚氰胺按照质量比1:1混合的阻燃剂，所得阻燃型腻子粉的阻燃等级为V‑0级别，具有优秀的阻燃效果。
技术研发人员：梁景翔,成怡洁
受保护的技术使用者：梁景翔
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23