粉煤灰无机外墙防水涂料的制备及其性能研究

武润平，武建国，王永红，刘 伟，李文亮

（山西三元炭素有限责任公司，山西 朔州 036002）

粉煤灰无机外墙防水涂料的制备及其性能研究

武润平，武建国，王永红，刘 伟，李文亮

（山西三元炭素有限责任公司，山西 朔州 036002）

摘 要：以硅酸钾和硅溶胶为主料，粉煤灰为填料并加入添加剂，制备了粉煤灰无机外墙防水涂料。研究了填料中钛白粉和粉煤灰不同配方比例的性能，测试了所制的无机涂料的外观、干燥时间、�次涂刷、硬度、防水性、防碱性、耐老化性和储藏时间等方面的性能，得出了最佳的主料配方比以及填料的配方比例。

关键词：无机涂料；粉煤灰；防水

随着我国工业化的进程加快，电力需求越来越大，由此发电厂产生的粉煤灰越来越多，给我国的环境和耕地造成很大的压力，所以对粉煤灰的利用研究也显得愈加紧迫。近年来对粉煤灰进行资源化综合利用的研究有一定的进展，包括粉煤灰应用于道路建筑、墙体材料以及混凝土添加材料等［1-3］，而粉煤灰应用于涂料方面的报道并不是很多。我国建筑业的发展使得人们对涂料的研究开发越来越重视，无机涂料与应用广泛的有机涂料相比，具有优良的耐热性、耐候性、高表面硬度及无毒、低污染等特性，因而受到广泛关注［4-5］。本文以硅溶胶和硅酸钾为基料，制备了粉煤灰作填充剂的无机外墙涂料，并对其各方面的性能做了表征。

1 实验部分

1.1 试剂

主要试剂见表1。

表1 实验主要试剂

通讯联系人：武建国，高级工程师，任职于山西三元炭素有限责任公司，E-mail: sytsgs@126.com

1.2 实验过程

1）称取20g的硅酸钾向40g的硅溶胶中缓慢滴加，并且在25～35℃下低速搅拌，滴完后再搅拌15min直至溶液澄清，缓慢滴加6g的偶联剂并且加一定量的去离子水，持续搅拌4h后冷却至室温。

2）将粉煤灰和钛白粉按一定比例混合制备涂料填料。

3）将2）中的填料边搅拌边加入1）中，中速搅拌30min。

4）向3）中加各种助剂，加完后搅拌15min。

5）将硅溶胶与苯丙乳液混合，加AMP-95调pH为8，再加少量偶联剂搅拌均匀。

6）将4）与5）混合均匀，研磨，过滤，即得到填料为粉煤灰的涂料。

2 性能测试

2.1 测试指标

2.1.1 实验水泥板的制备

采用水泥和沙子混合制备300mm×150mm× 15mm的水泥实验板，先将水泥板表面的浮灰清除，再用砂纸将其表面打磨干净。

2.1.2 测试指标［6］

1）观察有无结块且是否呈均匀状态，涂覆后再放24h后涂膜无流挂、针孔、开裂和脱落，则正常。

3）用吹棉球法观察记录涂刷后表面干燥时间。

4）用刀片法观察记录涂刷后实际干燥时间。

5）用铅笔法测试涂层硬度。

6）实验试板经24h、48h、72h蒸馏水浸泡后拿出拭去水，无明显脱落及掉粉。

7）实验试板经饱和Ca（OH）2水溶液浸泡后，是否有起泡、开裂、脱落、粉化、老化、软化、溶出等现象。

8）将实验试板置于外部环境，随时间观察。

9）将涂料放置30d、60d、100d，观察有无明显沉降与分层及腐败现象。

2.2 不同粉煤灰和钛白粉配比的涂料

表2是不同粉煤灰和钛白粉的配料比及其性能比较。

表2 钛白粉和粉煤灰的配料比及其性能比较

由实验可得，当钛白粉与粉煤灰的比例为1∶3时，无机涂料能够很好地涂在水泥板上，且二次涂刷无障碍，表现出良好的硬度。它的表干时间为4～5min，实干时间为25～30min。在水中浸泡72h，水泥板上的涂料无开裂脱落；浸泡于强碱溶液24h，水泥板上的涂料无起泡、开裂、脱落、粉化、老化、软化、溶出等现象。置于外部环境100d，水泥板上的涂料无开裂脱落。储藏了100d的涂料有少量分层现象，但是经过搅拌后的涂料性能良好，且无腐败味。

3 结语

随着生活水平的提高，人们对环境的要求也进一步提高，用粉煤灰作填料的无机涂料既解决了粉煤灰对环境的污染，也能满足人们对涂料及环境的要求，同时大大降低了涂料的成本。因此应该大力提倡粉煤灰的利用研究，将粉煤灰无机涂料早日应用到日常生活中，为环境保护作出贡献。

参考文献：

［1]刘金荣，杜黎明.粉煤灰特性及高附加值综合利用概述［J］.粉煤灰，2006（4）:46-48.

［2]袁春华.粉煤灰的特性及多种元素提取方法研究［J］.广东化工，2009，36（11）:101-103.

［3]郭常颖，李多松，万田英.粉煤灰资源化现状研究［J］.煤炭工程，2005（11）:68-69.

［4]杨志刚.提高硅酸钠耐水性的复合改性技术［J］.化学建材，1995（3）:136.

［5]郑娟蓉，覃维组.水玻璃基涂料的研究［J］.涂料工业，2001（1）:23-24.

［6]朱秋华，吴申庆.水性无机耐高温涂料的研制及其性能研究［D］.南京:东南大学，2007.

中图分类号：TQ 635.51

文献标识码：A

文章编号：1671-9905（2016）02-0001-02

基金项目：国家火炬计划（2005EB030127）

作者简介：武润平，任职于山西三元炭素有限责任公司，E-mail:wurunpingcn@163.com，电话: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