武潤平，武建國，王永紅，劉 偉，李文亮

（山西三元炭素有限責任公司，山西 朔州 036002）

粉煤灰無機外墻防水涂料的制備及其性能研究

武潤平，武建國，王永紅，劉 偉，李文亮

（山西三元炭素有限責任公司，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，制備了粉煤灰無機外墻防水涂料。研究了填料中鈦白粉和粉煤灰不同配方比例的性能，測試了所制的無機涂料的外觀、干燥時間、?次涂刷、硬度、防水性、防堿性、耐老化性和儲藏時間等方面的性能，得出了最佳的主料配方比以及填料的配方比例。

關鍵詞：無機涂料；粉煤灰；防水

隨著我國工業(yè)化的進程加快，電力需求越來越大，由此發(fā)電廠產生的粉煤灰越來越多，給我國的環(huán)境和耕地造成很大的壓力，所以對粉煤灰的利用研究也顯得愈加緊迫。近年來對粉煤灰進行資源化綜合利用的研究有一定的進展，包括粉煤灰應用于道路建筑、墻體材料以及混凝土添加材料等［1-3］，而粉煤灰應用于涂料方面的報道并不是很多。我國建筑業(yè)的發(fā)展使得人們對涂料的研究開發(fā)越來越重視，無機涂料與應用廣泛的有機涂料相比，具有優(yōu)良的耐熱性、耐候性、高表面硬度及無毒、低污染等特性，因而受到廣泛關注［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機外墻涂料，并對其各方面的性能做了表征。

1 實驗部分

1.1 試劑

主要試劑見表1。

表1 實驗主要試劑

通訊聯系人：武建國，高級工程師，任職于山西三元炭素有限責任公司，E-mail: sytsgs@126.com

1.2 實驗過程

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pH為8，再加少量偶聯劑攪拌均勻。

6）將4）與5）混合均勻，研磨，過濾，即得到填料為粉煤灰的涂料。

2 性能測試

2.1 測試指標

2.1.1 實驗水泥板的制備

采用水泥和沙子混合制備300mm×150mm× 15mm的水泥實驗板，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 測試指標［6］

1）觀察有無結塊且是否呈均勻狀態(tài)，涂覆后再放24h后涂膜無流掛、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間。

4）用刀片法觀察記錄涂刷后實際干燥時間。

5）用鉛筆法測試涂層硬度。

6）實驗試板經24h、48h、72h蒸餾水浸泡后拿出拭去水，無明顯脫落及掉粉。

7）實驗試板經飽和Ca（OH）2水溶液浸泡后，是否有起泡、開裂、脫落、粉化、老化、軟化、溶出等現象。

8）將實驗試板置于外部環(huán)境，隨時間觀察。

9）將涂料放置30d、60d、100d，觀察有無明顯沉降與分層及腐敗現象。

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

由實驗可得，當鈦白粉與粉煤灰的比例為1∶3時，無機涂料能夠很好地涂在水泥板上，且二次涂刷無障礙，表現出良好的硬度。它的表干時間為4～5min，實干時間為25～30min。在水中浸泡72h，水泥板上的涂料無開裂脫落；浸泡于強堿溶液24h，水泥板上的涂料無起泡、開裂、脫落、粉化、老化、軟化、溶出等現象。置于外部環(huán)境100d，水泥板上的涂料無開裂脫落。儲藏了100d的涂料有少量分層現象，但是經過攪拌后的涂料性能良好，且無腐敗味。

3 結語

隨著生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求也進一步提高，用粉煤灰作填料的無機涂料既解決了粉煤灰對環(huán)境的污染，也能滿足人們對涂料及環(huán)境的要求，同時大大降低了涂料的成本。因此應該大力提倡粉煤灰的利用研究，將粉煤灰無機涂料早日應用到日常生活中，為環(huán)境保護作出貢獻。

參考文獻：

［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，萬田英.粉煤灰資源化現狀研究［J］.煤炭工程，2005（11）:68-69.

［4]楊志剛.提高硅酸鈉耐水性的復合改性技術［J］.化學建材，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.水性無機耐高溫涂料的研制及其性能研究［D］.南京:東南大學，2007.

中圖分類號：TQ 635.51

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9905（2016）02-0001-02

基金項目：國家火炬計劃（2005EB030127）

作者簡介：武潤平，任職于山西三元炭素有限責任公司，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