粉煤灰無(wú)機(jī)外墻防水涂料的制備及其性能研究

武潤(rùn)平，武建國(guó)，王永紅，劉 偉，李文亮

（山西三元炭素有限責(zé)任公司，山西 朔州 036002）

粉煤灰無(wú)機(jī)外墻防水涂料的制備及其性能研究

武潤(rùn)平，武建國(guó)，王永紅，劉 偉，李文亮

（山西三元炭素有限責(zé)任公司，山西 朔州 036002）

摘 要：以硅酸鉀和硅溶膠為主料，粉煤灰為填料并加入添加劑，制備了粉煤灰無(wú)機(jī)外墻防水涂料。研究了填料中鈦白粉和粉煤灰不同配方比例的性能，測(cè)試了所制的無(wú)機(jī)涂料的外觀、干燥時(shí)間、?次涂刷、硬度、防水性、防堿性、耐老化性和儲(chǔ)藏時(shí)間等方面的性能，得出了最佳的主料配方比以及填料的配方比例。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)涂料；粉煤灰；防水

隨著我國(guó)工業(yè)化的進(jìn)程加快，電力需求越來(lái)越大，由此發(fā)電廠產(chǎn)生的粉煤灰越來(lái)越多，給我國(guó)的環(huán)境和耕地造成很大的壓力，所以對(duì)粉煤灰的利用研究也顯得愈加緊迫。近年來(lái)對(duì)粉煤灰進(jìn)行資源化綜合利用的研究有一定的進(jìn)展，包括粉煤灰應(yīng)用于道路建筑、墻體材料以及混凝土添加材料等［1-3］，而粉煤灰應(yīng)用于涂料方面的報(bào)道并不是很多。我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展使得人們對(duì)涂料的研究開發(fā)越來(lái)越重視，無(wú)機(jī)涂料與應(yīng)用廣泛的有機(jī)涂料相比，具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、高表面硬度及無(wú)毒、低污染等特性，因而受到廣泛關(guān)注［4-5］。本文以硅溶膠和硅酸鉀為基料，制備了粉煤灰作填充劑的無(wú)機(jī)外墻涂料，并對(duì)其各方面的性能做了表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑

主要試劑見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)主要試劑

通訊聯(lián)系人：武建國(guó)，高級(jí)工程師，任職于山西三元炭素有限責(zé)任公司，E-mail: sytsgs@126.com

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1）稱取20g的硅酸鉀向40g的硅溶膠中緩慢滴加，并且在25～35℃下低速攪拌，滴完后再攪拌15min直至溶液澄清，緩慢滴加6g的偶聯(lián)劑并且加一定量的去離子水，持續(xù)攪拌4h后冷卻至室溫。

2）將粉煤灰和鈦白粉按一定比例混合制備涂料填料。

3）將2）中的填料邊攪拌邊加入1）中，中速攪拌30min。

4）向3）中加各種助劑，加完后攪拌15min。

5）將硅溶膠與苯丙乳液混合，加AMP-95調(diào)pH為8，再加少量偶聯(lián)劑攪拌均勻。

6）將4）與5）混合均勻，研磨，過(guò)濾，即得到填料為粉煤灰的涂料。

2 性能測(cè)試

2.1 測(cè)試指標(biāo)

2.1.1 實(shí)驗(yàn)水泥板的制備

采用水泥和沙子混合制備300mm×150mm× 15mm的水泥實(shí)驗(yàn)板，先將水泥板表面的浮灰清除，再用砂紙將其表面打磨干凈。

2.1.2 測(cè)試指標(biāo)［6］

1）觀察有無(wú)結(jié)塊且是否呈均勻狀態(tài)，涂覆后再放24h后涂膜無(wú)流掛、針孔、開裂和脫落，則正常。

3）用吹棉球法觀察記錄涂刷后表面干燥時(shí)間。

4）用刀片法觀察記錄涂刷后實(shí)際干燥時(shí)間。

5）用鉛筆法測(cè)試涂層硬度。

6）實(shí)驗(yàn)試板經(jīng)24h、48h、72h蒸餾水浸泡后拿出拭去水，無(wú)明顯脫落及掉粉。

7）實(shí)驗(yàn)試板經(jīng)飽和Ca（OH）2水溶液浸泡后，是否有起泡、開裂、脫落、粉化、老化、軟化、溶出等現(xiàn)象。

8）將實(shí)驗(yàn)試板置于外部環(huán)境，隨時(shí)間觀察。

9）將涂料放置30d、60d、100d，觀察有無(wú)明顯沉降與分層及腐敗現(xiàn)象。

2.2 不同粉煤灰和鈦白粉配比的涂料

表2是不同粉煤灰和鈦白粉的配料比及其性能比較。

表2 鈦白粉和粉煤灰的配料比及其性能比較

由實(shí)驗(yàn)可得，當(dāng)鈦白粉與粉煤灰的比例為1∶3時(shí)，無(wú)機(jī)涂料能夠很好地涂在水泥板上，且二次涂刷無(wú)障礙，表現(xiàn)出良好的硬度。它的表干時(shí)間為4～5min，實(shí)干時(shí)間為25～30min。在水中浸泡72h，水泥板上的涂料無(wú)開裂脫落；浸泡于強(qiáng)堿溶液24h，水泥板上的涂料無(wú)起泡、開裂、脫落、粉化、老化、軟化、溶出等現(xiàn)象。置于外部環(huán)境100d，水泥板上的涂料無(wú)開裂脫落。儲(chǔ)藏了100d的涂料有少量分層現(xiàn)象，但是經(jīng)過(guò)攪拌后的涂料性能良好，且無(wú)腐敗味。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境的要求也進(jìn)一步提高，用粉煤灰作填料的無(wú)機(jī)涂料既解決了粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染，也能滿足人們對(duì)涂料及環(huán)境的要求，同時(shí)大大降低了涂料的成本。因此應(yīng)該大力提倡粉煤灰的利用研究，將粉煤灰無(wú)機(jī)涂料早日應(yīng)用到日常生活中，為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1]劉金榮，杜黎明.粉煤灰特性及高附加值綜合利用概述［J］.粉煤灰，2006（4）:46-48.

［2]袁春華.粉煤灰的特性及多種元素提取方法研究［J］.廣東化工，2009，36（11）:101-103.

［3]郭常穎，李多松，萬(wàn)田英.粉煤灰資源化現(xiàn)狀研究［J］.煤炭工程，2005（11）:68-69.

［4]楊志剛.提高硅酸鈉耐水性的復(fù)合改性技術(shù)［J］.化學(xué)建材，1995（3）:136.

［5]鄭娟蓉，覃維組.水玻璃基涂料的研究［J］.涂料工業(yè)，2001（1）:23-24.

［6]朱秋華，吳申慶.水性無(wú)機(jī)耐高溫涂料的研制及其性能研究［D］.南京:東南大學(xué)，2007.

中圖分類號(hào)：TQ 635.51

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9905（2016）02-0001-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家火炬計(jì)劃（2005EB030127）

作者簡(jiǎn)介：武潤(rùn)平，任職于山西三元炭素有限責(zé)任公司，E-mail:wurunpingcn@163.com，電話:17803475892

收稿日期：2015-12-05

Preparation and Performance Study of Fly Ash Inorganic Outwall Coating

WU Run-ping， WU Jian-guo， WANG Yong-hong， LIU Wei， LI Wen-liang
（Shanxi Sanyuan Carson Co. Ltd.，Shuozhou 036002， China）

Abstract:The fy ash inorganic outwall coating was prepared with potassium silicate， silica sol and fy ash filler. The performance of different formula ratio of titanium dioxide to fy ash was studied. The appearance， drying time， two brushing， hardness， water resistance， alkali resistance， aging resistance and storage time of the coating were tested. The best formula of the ingredient ratio and filler proportion were obtained.

Key words:inorganic coating； fy ash； waterproof