一种高防水粉刷石膏的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高防水粉刷石膏的制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
石膏作为建筑材料，应用量越来越大。粉刷石膏主要以半水石膏、重钙粉、保水剂、缓凝剂、减水剂等组成，具有粘结性强、轻质、防火、保温隔热、吸声等功能，拥有“呼吸”作用，通透性良好，并能调节室内空气湿度，受到业内人士关注，是极具发展潜力的建筑新产品。因此，粉刷石膏的开发应用对促进我国石膏行业的发展具有十分重要的意义。
筑石膏是一种古老的建筑材料，属于传统三大无机胶凝材料之一。我国使用石膏胶凝材料的历史悠久，但应用范围有限，而随着生活水平的提高，人们对建筑材料节能、安全无毒害等方面意识的加强和要求的提高，石膏材料具有一系列技术优越性，使之成为国际上推崇发展的节能型绿色材料。粉刷石膏是一种新型绿色环保型抹灰材料，不仅解决了传统水泥砂浆粘结性差、易空鼓开裂、操作时落地灰较多等问题，而且具有防火、保温隔热、吸声等优点。利用脱硫半水石膏制备保温调湿功能型粉刷石膏，其本身具有较高的绝干强度，可代替现在紧缺的天然建筑石膏为内墙保温调湿砂浆。现有技术中关于粉刷石膏有以下报道：
粉刷石膏抹灰层凝结硬化快，底层完成后1h-2h就可以进行面层施工，大大缩短施工工期，施工完后不需要养护，有利于成品的保护。粉刷石膏与任何基材都能很好的粘结，并不受厚度的限制，易性及流动性好，易渗透到墙或顶棚的空隙及凹凸纵横的缝隙中，硬化后体积微膨胀，构成的细小钩挂系统，加强了抹灰层与墙面的粘结强度，所以在光滑平面施工时不需要拉毛处理。粉刷石膏中结晶水含量占整个分子量的20.9％，当建筑物发生火灾时，只要墙体抹灰材料中的石膏所含的水分没有完全释放和蒸发，墙面温度就不会超过40℃。因此，可延缓墙体升温时间，控制火灾对建筑物的危害损失程度。但是目前的粉刷石膏其放水能力较差，容易受潮脱落。
中国专利CN1840498A公开了一种脱硫石膏粉刷石膏,该专利主要阐述了普通脱硫石膏基粉刷石膏的制备工艺，但该粉刷石膏不具有显著的保温调湿功效；
中国专利CN101767971A公开了一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的无机保温砂浆，该专利主要阐述了脱硫石膏基无机保温砂浆的制备工艺，采用玻化微珠作为无机轻质集料，在料浆搅拌中体积收缩大，会导致后期强度降低、空鼓开裂等现象，而且该材料不具有调湿性能；
中国专利CN10188149A公开了一种相变储能脱硫石膏内墙保温砂浆，该专利主要阐述了利用相变储能材料十八烷蜡和定向相变材料制备保温砂浆，虽然其制品具有保温、隔热、微调湿的性能，但其相变材料制备复杂，材料制备成本高，粉刷石膏存在材料性能不稳定、后期强度不高、材料制备成本高等技术问题。
因此，关于粉刷石膏的技术研究和性能还是需要相关技术人员不断努力改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前的粉刷石膏其防水能力较差，容易受潮脱落的问题，提供了一种高防水粉刷石膏的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）将脱硫石膏粉、干酪素粉末、聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、硅酸盐水泥、火山灰置于高速搅拌机中，常温下以3000~4000r/min转速搅拌40~60min，得混合粉料；
（2）将石蜡乳液、松香乳液、去离子水加入混合粉料中，常温下以400~450r/min转速搅拌40~60min，再置于超声波清洗机中，常温下超声处理20~30min，得高防水粉刷石膏。
所述的脱硫石膏粉、干酪素粉末、聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、硅酸盐水泥、火山灰、石蜡乳液、松香乳液、去离子水的重量份为80~100份脱硫石膏粉、20~25份干酪素粉末、24~30份聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、16~20份硅酸盐水泥、16~20份火山灰、8~10份石蜡乳液、40~50份松香乳液、32~40份去离子水。
步骤（2）所述的超声处理的功率为500~600W。
步骤（1）所述的聚二甲基硅氧烷弹性体粉末的具体制备步骤为：
（1）将氢键硅油加入乙烯基硅油中，常温下以200~240r/min转速搅拌20~30min，得混合硅油；
（2）将六水合氯铂酸加入混合硅油中，常温下以300~350r/min转速搅拌30~40min，倒入模具中，置于60~80℃的干燥箱中加热固化2~4h，常温冷却，脱模，研磨，得聚二甲基硅氧烷弹性体粉末。
所述的乙烯基硅油、氢键硅油、六水合氯铂酸的重量份为40~60份乙烯基硅油、20~30份氢键硅油、0.4~0.6份六水合氯铂酸。
步骤（2）所述的模具的规格为60cm×60cm×40cm。
步骤（1）所述的干酪素粉末的具体制备步骤为：
（1）将大豆蛋白粉加入去离子水中，在40~50℃的水浴条件下以120~140r/min转速搅拌10~20min，得蛋白粉溶液；
（2）将蛋白粉溶液静置1~2h，调节pH至4.0~4.5，常温下以160~180r/min转速搅拌10~15min，得悬浮液；
（3）将悬浮液置于离心机中，常温下以4000~5000r/min转速离心分离20~30min，取下层固体，用去离子水洗涤至中性，置于40~50℃的烘箱内干燥1~2h，常温冷却，研磨，得干酪素粉末。
所述的大豆蛋白粉、去离子水的重量份为30~40份大豆蛋白粉、120~160份去离子水。
步骤（2）所述的pH调节采用的是质量分数10%的乙酸溶液。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过添加干酪素粉末和聚二甲基硅氧烷弹性体粉末，制备一种高防水粉刷石膏，干酪素是一种含磷蛋白，几乎不溶于水，干燥时稳定，潮湿时迅速变硬，聚二甲基硅氧烷弹性体的主链由硅氧键交替组成，侧链由硅原子上连有的两个有机基团（烷基、氢基、乙烯基和卤代烷基等）组成的具有高相对分子量的橡胶态弹性体，其分子结构是非极性取代基在外侧高度卷曲的螺旋形结构，硅氧键的键角可以在130°~160°的范围内变化，分子间距较大、分子间作用力较小，这使得聚二甲基硅氧烷弹性体的表面能低、疏水性强、玻璃转化温度低以及透气性高的特点，并且硅氧键的存在使聚二甲基硅氧烷弹性体具有良好的化学稳定性和、耐热性，将聚二甲基硅氧烷弹性体和干酪素分散在石膏中，硅橡胶粉末和干酪素粉末可以有效填充至石膏内部的多孔网络中，减少石膏内部与水接触的面积，防止水通过毛细孔道流向石膏内部，提高粉刷石膏的防水效果；
（2）本发明通过添加石蜡乳液和松香乳液，制备一种高防水粉刷石膏，石蜡是憎水性高分子化合物，将石蜡制成乳液可以有效提高其与石膏的相容性，从而保证防水效果，石蜡经过乳化后可在水中均匀的分散，当半水石膏在水化硬化的过程中掺入石蜡乳液并混合后，半水石膏与石蜡乳液中的水反应，消耗掉憎水物质中水，憎水物质立即均匀分散在浆体内，与石膏表面相结合，疏水基团朝外，在石膏硬化体结构的表面形成一层防水膜阻隔水分的侵入，进而达到防水的目的，松香在半水石膏水化硬化过程中憎水基包覆在石膏表面形成憎水膜来提高石膏制品的防水性；
（3）本发明通过添加火山灰，制备一种高防水粉刷石膏，在火山灰中，存在着一定的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分，这使得火山灰具有水硬性，在碱激发作用下，火山灰中活性二氧化硅、活性氧化铝成分不断地从火山灰中溶解出来并参与水化反应生成凝胶，同时在石膏的盐激发作用下，氧化铝、氢氧化钙与石膏反应生成水硬性钙矾石，形成具有水泥性质的高强材料，从而提高粉刷石膏的强度和耐水性。
具体实施方式
按重量份数计，分别称量30~40份大豆蛋白粉、120~160份去离子水，将大豆蛋白粉加入去离子水中，在40~50℃的水浴条件下以120~140r/min转速搅拌10~20min，得蛋白粉溶液，将蛋白粉溶液静置1~2h，滴加质量分数10%的乙酸溶液调节pH至4.0~4.5，常温下以160~180r/min转速搅拌10~15min，得悬浮液，将悬浮液置于离心机中，常温下以4000~5000r/min转速离心分离20~30min，取下层固体，用去离子水洗涤至中性，置于40~50℃的烘箱内干燥1~2h，常温冷却，研磨，得干酪素粉末；再按重量份数计，分别称量40~60份乙烯基硅油、20~30份氢键硅油、0.4~0.6份六水合氯铂酸，将氢键硅油加入乙烯基硅油中，常温下以200~240r/min转速搅拌20~30min，得混合硅油，将六水合氯铂酸加入混合硅油中，常温下以300~350r/min转速搅拌30~40min，倒入规格为60cm×60cm×40cm的模具中，置于60~80℃的干燥箱中加热固化2~4h，常温冷却，脱模，研磨，得聚二甲基硅氧烷弹性体粉末；再按重量份数计，分别称量80~100份脱硫石膏粉、20~25份干酪素粉末、24~30份聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、16~20份硅酸盐水泥、16~20份火山灰、8~10份石蜡乳液、40~50份松香乳液、32~40份去离子水，将脱硫石膏粉、干酪素粉末、聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、硅酸盐水泥、火山灰置于高速搅拌机中，常温下以3000~4000r/min转速搅拌40~60min，得混合粉料，将石蜡乳液、松香乳液、去离子水加入混合粉料中，常温下以400~450r/min转速搅拌40~60min，再置于超声波清洗机中，常温下以500~600W的功率超声处理20~30min，得高防水粉刷石膏。
实施例1
按重量份数计，分别称量30份大豆蛋白粉、120份去离子水，将大豆蛋白粉加入去离子水中，在40℃的水浴条件下以120r/min转速搅拌10min，得蛋白粉溶液，将蛋白粉溶液静置1h，滴加质量分数10%的乙酸溶液调节pH至4.0，常温下以160r/min转速搅拌10min，得悬浮液，将悬浮液置于离心机中，常温下以4000r/min转速离心分离20min，取下层固体，用去离子水洗涤至中性，置于40℃的烘箱内干燥1h，常温冷却，研磨，得干酪素粉末；再按重量份数计，分别称量40份乙烯基硅油、20份氢键硅油、0.4份六水合氯铂酸，将氢键硅油加入乙烯基硅油中，常温下以200r/min转速搅拌20min，得混合硅油，将六水合氯铂酸加入混合硅油中，常温下以300r/min转速搅拌30min，倒入规格为60cm×60cm×40cm的模具中，置于60℃的干燥箱中加热固化2h，常温冷却，脱模，研磨，得聚二甲基硅氧烷弹性体粉末；再按重量份数计，分别称量80份脱硫石膏粉、20份干酪素粉末、24份聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、16份硅酸盐水泥、16份火山灰、8份石蜡乳液、40份松香乳液、32份去离子水，将脱硫石膏粉、干酪素粉末、聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、硅酸盐水泥、火山灰置于高速搅拌机中，常温下以3000r/min转速搅拌40min，得混合粉料，将石蜡乳液、松香乳液、去离子水加入混合粉料中，常温下以400r/min转速搅拌40min，再置于超声波清洗机中，常温下以500W的功率超声处理20min，得高防水粉刷石膏。
实施例2
按重量份数计，分别称量35份大豆蛋白粉、140份去离子水，将大豆蛋白粉加入去离子水中，在45℃的水浴条件下以130r/min转速搅拌15min，得蛋白粉溶液，将蛋白粉溶液静置1.5h，滴加质量分数10%的乙酸溶液调节pH至4.3，常温下以170r/min转速搅拌13min，得悬浮液，将悬浮液置于离心机中，常温下以4500r/min转速离心分离25min，取下层固体，用去离子水洗涤至中性，置于45℃的烘箱内干燥1.5h，常温冷却，研磨，得干酪素粉末；再按重量份数计，分别称量50份乙烯基硅油、25份氢键硅油、0.5份六水合氯铂酸，将氢键硅油加入乙烯基硅油中，常温下以220r/min转速搅拌25min，得混合硅油，将六水合氯铂酸加入混合硅油中，常温下以325r/min转速搅拌35min，倒入规格为60cm×60cm×40cm的模具中，置于70℃的干燥箱中加热固化3h，常温冷却，脱模，研磨，得聚二甲基硅氧烷弹性体粉末；再按重量份数计，分别称量90份脱硫石膏粉、23份干酪素粉末、27份聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、18份硅酸盐水泥、18份火山灰、9份石蜡乳液、45份松香乳液、36份去离子水，将脱硫石膏粉、干酪素粉末、聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、硅酸盐水泥、火山灰置于高速搅拌机中，常温下以3500r/min转速搅拌50min，得混合粉料，将石蜡乳液、松香乳液、去离子水加入混合粉料中，常温下以425r/min转速搅拌50min，再置于超声波清洗机中，常温下以550W的功率超声处理25min，得高防水粉刷石膏。
实施例3
按重量份数计，分别称量40份大豆蛋白粉、160份去离子水，将大豆蛋白粉加入去离子水中，在50℃的水浴条件下以140r/min转速搅拌20min，得蛋白粉溶液，将蛋白粉溶液静置2h，滴加质量分数10%的乙酸溶液调节pH至4.5，常温下以180r/min转速搅拌15min，得悬浮液，将悬浮液置于离心机中，常温下以5000r/min转速离心分离30min，取下层固体，用去离子水洗涤至中性，置于50℃的烘箱内干燥2h，常温冷却，研磨，得干酪素粉末；再按重量份数计，分别称量60份乙烯基硅油、30份氢键硅油、0.6份六水合氯铂酸，将氢键硅油加入乙烯基硅油中，常温下以240r/min转速搅拌30min，得混合硅油，将六水合氯铂酸加入混合硅油中，常温下以350r/min转速搅拌40min，倒入规格为60cm×60cm×40cm的模具中，置于80℃的干燥箱中加热固化4h，常温冷却，脱模，研磨，得聚二甲基硅氧烷弹性体粉末；再按重量份数计，分别称量100份脱硫石膏粉、25份干酪素粉末、30份聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、20份硅酸盐水泥、20份火山灰、10份石蜡乳液、50份松香乳液、40份去离子水，将脱硫石膏粉、干酪素粉末、聚二甲基硅氧烷弹性体粉末、硅酸盐水泥、火山灰置于高速搅拌机中，常温下以4000r/min转速搅拌60min，得混合粉料，将石蜡乳液、松香乳液、去离子水加入混合粉料中，常温下以450r/min转速搅拌60min，再置于超声波清洗机中，常温下以600W的功率超声处理30min，得高防水粉刷石膏。
将本发明制备的高防水粉刷石膏及市售普通粉刷石膏进行性能检测，具体检测结果如下表表1。
性能检测：将实施例1-3及对比例1制得粉刷石膏分别加入适量水(水料比为0.5:1)，通过净浆搅拌机搅拌均匀，按照检测依据JC/T15-2004《粉刷石膏》对其进行测试。
表1高防水粉刷石膏性能表征
由表1可知，本发明制备的高防水粉刷石膏，防水性能佳、耐水性好，未出现裂纹及掉粉现象。
