大坝表面无机保温涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大坝表面无机保温涂料及其制备方法。按照质量份数，将强碱与水配成溶液冷至常温后，将称量好的水玻璃倒入其中，加入工业废弃物并分散均匀，使之充分反应后，再加入纳米金属氧化物材料、表面活性剂和无机添加剂并分散均匀，制得无机聚合物基体材料；将制备好的无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠按质量比混合，分散均匀，制得大坝表面无机保温涂料。本发明专利技术制得的大坝表面无机保温涂料不仅具有良好的保温功能而且只需涂刷施工，后期养护容易，不会影响大坝外观。本发明专利技术制得的大坝表面无机保温涂料不仅可以满足大坝表面表面保温和保护的需要，也可以作为民用建筑物外墙的保温涂料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种保温涂料及其制备方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
1958年后，全国形成了水利水电建设的高潮，几十座大中型水利枢纽同时开工， 由于历史和技术的原因，其中不少大坝混凝土出现了大量裂缝。研究表明气温骤降是引起大体积混凝土表面裂缝的主要成因，由于坝区气温年变化大、骤降频繁，会给坝体表面带来很大的温降冲击，产生较大的温度应力，极易导致坝体表面裂缝。因此，对混凝土表面温度的控制，如选用合适的保温材料对混凝土表面温度进行有效控制是避免裂缝产生的有效手段。传统的保温材料如聚苯乙烯板厚度大，需多块拼装，接缝处难以完全填封，造成保温效果降低，从而导致局部温差较大，当养护期过后需要铲除，铲除时甚至会破坏到大坝表面的混凝土，留下的贴痕也严重影响大坝外观。因此，具有良好的保温功能并且只需涂刷施工的耐久保温涂料是大坝表面最为理想的保温涂料。由于大坝长期处于雨淋日晒、气温骤变以及流水冲刷侵蚀等特殊的恶劣环境中， 因此，涂刷于大坝表面的保温涂料要求抗老化能力强，长时间暴露在自然环境下不会粉化， 具有良好的防水和抗冲刷能力，能有效降低温度骤变引起的温度应力冲击，保护大坝表面免受冲击。目前，民用建筑物外墙保温涂料大多采用有机或高分子材料作为基体，防水性能较好但其耐久性较差，在日光照射下易老化而出现粉化现象造成保温涂料剥落失去保温能力，因此不适合作为大坝混凝土表面保温涂料。而采用无机材料作为基体的保温涂料，虽然耐紫外光照射能力强，但其防水性能差，经不起大坝表面雨水冲刷。因此，专利技术一种具有良好的保温功能并且只需涂刷施工的耐久保温涂料成为了一项重要而迫切的工作，同时也是大坝表面最为理想的保温涂料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有
技术介绍
的不足之处，而提供一种既具有优异保温性能、耐候性能又具有优秀力学性能和防水性能的大坝表面保温涂料。本专利技术的另一目的在于提供一种上述大坝表面无机保温涂料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术所提供的大坝表面无机保温涂料，包括无机聚合物基体材料和空心玻璃微珠，所述无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠的质量比为20 1 50 1;所述无机聚合物基体材料按照质量份数包括如下组分工业废弃物40 45份，水玻璃40 50份，强碱2 5份，水2 5份，纳米金属氧化物0 1份，无机添加剂0 2 份，表面活性剂0 1份；所述大坝表面无机保温涂料按如下方法制备按照质量份数，将强碱与水配成溶液冷至常温后，将称量好的水玻璃倒入其中，加入工业废弃物并分散均勻， 使之充分反应后，再加入纳米金属氧化物材料、表面活性剂和无机添加剂并分散均勻，制得无机聚合物基体材料；将制备好的无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠按质量比混合，分散均勻，制得大坝表面无机保温涂料。本专利技术中，所述工业废弃物为偏高岭土、高岭土、粉煤灰、炉渣、煤渣中的任一种或几种，且该原料中所含的Si02、Al203分别为53士 10%和44士 10%。所述水玻璃选用的模数为1.5 2. 7的钠水玻璃或钾水玻璃。所述强碱选用氢氧化钠、氢氧化钾或消石灰。所述水选用蒸馏水或可安全饮用的自来水。本专利技术中所述纳米金属氧化物选用纳米狗203、纳米MnO2、纳米Co2O3和纳米CuO中的一种或几种，平均粒径50nm，纯度99. 5% 100%。所述无机添加剂选用硅灰石、硅微粉、 蛭石和云母粉中的一种或几种。所述表面活性剂选用硅烷偶联剂、吐温60、吐温80和司盘中的一种或几种。本专利技术所提供的上述大坝表面无机保温涂料的制备方法，具体步骤为按照质量份数，将强碱与水配成溶液冷至常温后，将称量好的水玻璃倒入其中，加入工业废弃物并分散均勻，使之充分反应后，再加入纳米金属氧化物材料、表面活性剂和无机添加剂并分散均勻，制得无机聚合物基体材料；将制备好的无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠按质量比混合，分散均勻，制得大坝表面无机保温涂料。优选地，在使原料分散均勻的过程中，采用搅拌或研磨的方式混合均勻。本专利技术以工业废弃物及水玻璃为主要原料，通过强碱的水溶液激发使偏高岭土等工业废弃物发生聚合成为具有较长分子链段的无机聚合物；加入表面活性剂降低无机聚合物的表面能，使基体表面光滑；加入无机添加剂增强无机聚合物的流变性，使其具有优良的涂抹性能；通过调整强碱与水的比例，改变强碱溶液的浓度调节无机聚合物的表干及固化时间；加入纳米金属氧化物赋予保温涂料吸热和热辐射能力，最后按照比例加入空心玻璃微珠混合均勻涂刷于大坝混凝土表面，最终得到成本低廉、保温性能、耐候性、防水性及综合力学性能优异的坝面保温涂料，用于对大坝进行保温防止温度骤降产生裂纹。大坝表面无机保温涂料的施工用高压水枪对大坝表面冲洗，清理掉表面的浮灰、 浮浆、浮砂等，经充分干燥后将本专利技术制备的无机保温涂料涂刷于大坝混凝土表面约5mm， 表干后覆盖塑料薄膜养护14天。所用的无机聚合物基体由Si04、AlO4四面体组成，结构上具有空间三维网状键接结构，因此，制得的大坝表面无机保温涂料具有优异的耐候性、防水性和综合力学性能。其优异的保温性能避免大坝表面温度骤降引起坝面裂纹的产生，优异的耐候性能承受阳光照射、温度骤变、干湿交替和冻融循环，而其优秀力学性能和防水性，能抵抗水流冲刷，避免保温涂料脱落及破坏。因而，在日光照射下也不易老化，不会出现粉化现象，不会造成保温涂料剥落而失去保温能力，能很好的保护大坝表面混凝土免受外界环境的侵蚀破坏。本专利技术的有益效果是(1)无机保温涂料的导热系数低，达到一定厚度可有效对大坝表面保温，免受温度骤降冲击，避免因温度骤降引起的大坝表面产生裂纹，保证大坝安全运行；( 利用偏高岭土等工业废弃物制备保温涂料，原料易得，有利于资源的循环利用；( 大坝表面无机保温涂料与混凝土间的粘接强度高达5. OOMPa以上，保证了保温涂料在大坝表面粘接牢固，不会脱落；(4)本专利技术制得的大坝表面无机保温涂料不仅具有良好的保温功能而且只需涂刷施工，后期养护容易，不会影响大坝外观。本专利技术制得的大坝表面无机保温涂料不仅可以满足大坝表面表面保温和保护的需要，也可以作为民用建筑物外墙的保温涂料。 附图说明图1为本专利技术无机保温涂料的表面显微形貌图。图2为本专利技术无机保温涂料的断面显微形貌图。图3为无机保温涂料与与混凝土粘接后断面的显微形貌图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。 实施例1 大坝表面无机保温涂料A的制备将4kg的NaOH加入到4kg的水中，在烧杯中搅拌溶解配成溶液，静置冷却。将50kg 模数为2. 14的钠水玻璃加入到上述NaOH溶液的烧杯中搅拌均勻，分批加入总量为45kg的偏高岭土于常温下搅拌均勻。再加入0. 5kg硅烷偶联剂、2kg针状硅灰石于上述烧杯中，充分搅拌，得到无机聚合物基体材料。将制备好的无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠按质量比为20 1混合，充分搅拌均勻，得到大坝表面无机保温涂料A。将大坝表面无机保温涂料A涂覆于处理好的混凝土试件表面，经30分钟表干后用塑料薄膜覆盖于涂料表面养护14天。固化后的保温涂料表面显微形貌如图1所示，从图中可以看出，保温涂料表面平整，无裂纹。断面显微形貌如图2所示，表明保温涂料内部致密， 无裂纹，球形玻璃微珠均勻分布在材料基体中。对无机保温涂料A进行系列性能测试，测试结果如本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种大坝表面无机保温涂料，其特征在于：它包括无机聚合物基体材料和空心玻璃微珠，所述无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠的质量比为２０∶１～５０∶１；所述无机聚合物基体材料按照质量份数包括如下组分：工业废弃物４０～４５份，水玻璃４０～５０份，强碱２～５份，水２～５份，纳米金属氧化物０～１份，无机添加剂０～２份，表面活性剂０～１份；所述大坝表面无机保温涂料按如下方法制备：按照质量份数，将强碱与水配成溶液冷至常温后，将称量好的水玻璃倒入其中，加入工业废弃物并分散均匀，使之充分反应后，再加入纳米金属氧化物材料、表面活性剂和无机添加剂并分散均匀，制得无机聚合物基体材料；将制备好的无机聚合物基体材料与空心玻璃微珠按质量比混合，分散均匀，制得大坝表面无机保温涂料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，韩炜，李珍，魏涛，汪在芹，肖承京，邵晓妹，廖灵敏，冯菁，李晓鄂，李鹏翔，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：83