内墙环保腻子的研究与发展

内墙环保腻子的研究与发展

盖广清王文潜

1引言

随着社会的发展，人们对室内居住环境要求越来越高。在装饰装修过程中，大面积墙面需要腻子刮涂找平，填充空穴，是非常重要的配套装修材料。基层腻子处理不好会造成涂料涂层开裂、脱落等问题。现如今，利用工业废料以及具有净化空气性能的多孔矿物研究新型建筑环保腻子已成为人们的热点话题。

2内墙环保腻子的组成与作用

内墙环保腻子的组成成分按材料性质可分为胶凝材料、填料、功能材料、助剂和溶剂（水）五部分。

2.1胶凝材料

胶凝材料分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。有机胶凝材料可以增强对墙面基材的附着力,在间隙与固体表面成膜构成柔韧性连接，固化后提高材料疏水性和内聚强度，减少内部毛细孔吸水量，提高腻子耐水性、柔韧性和粘结性，改善耐久性。在无机胶凝材料中，水泥是水硬性胶凝材料，水泥矿物水化后生成针状晶体物质并相互交错，聚集在一起使腻子产生强度并与基层紧密粘结在一起，当与有机聚合物混合使用时，有机聚合物在界面上成膜，可以增强腻子耐水性[1]。灰钙粉为气硬性胶凝材料，在灰钙基腻子刮涂过程中，水分子向外蒸发，胶体间扩散水层慢慢变薄，存在大量孔隙，胶体粒子在毛细管压力下和分子力作用下，使胶体粒子紧密结合在一起，产生强度。灰钙粉在腻子中还起到耐水作用，主要是因为灰钙与空气中的CO2产生反应，生成碳酸钙（不溶于水），其反应式如下：Ca（OH）2+CO2+nH2O→CaCO3+（n+1）H2O。并且随着时间的延长，灰钙与CO2反应更充分，形成相互交错的结晶网，增强其耐水性和强度[2]。

2.2填料

常用填料有重质碳酸钙、滑石粉等材料。填料在腻子起骨架作用，使腻子在刮涂过程中涂抹均匀，提高耐候性及润滑性，降低腻子成本。选用颗粒较粗的重钙，可以减少胶凝材料用量降低成本，但按一定比例掺不同粒径的重钙比同一粒径重钙的斯托墨黏度值小，并且粒径相差越大，细颗粒越多，黏度值越小，施工性能越好。由于重质碳酸钙没有调湿性能，为完善其性能，胡志波等将硅藻土与重钙复合焙烧制成调湿材料，在焙烧过程中部分重钙进入硅藻土孔隙，使其大孔转向介孔。焙烧后生成硅酸钙和氢氧钙石，具有较强负电性，与水分子形成氢键，增强了硅藻土与重钙复合材料的吸湿能力[3]。滑石粉在水中易分散且悬浮性好，作为腻子填料可提高张力强度和批刮性能。纤维状滑石粉可以改善涂料的流变性和耐候性，片状滑石粉可提高涂料耐水性。

2.3功能材料

功能材料有硅藻土、海泡石等矿物黏土。功能材料在腻子中具有主要的功能作用——调节室内环境湿度，净化室内空气，吸附甲醛、苯等有害物质。硅藻壁壳上有大量排列有序的微孔结构，孔隙率高达85％以上，表面带有一定的负电性。当硅藻土中的SiO2接触到水分子，表面硅羟基具有极强的亲水性，在表面上吸附水分子，达到调节室内湿度的效果[4]。海泡石呈链层状结构，具有大比表面积、贯穿整个结构的沸石水通道和三类吸附活性中心，可大量吸附水分子与极性物质[5]。其调湿性能与孔容积和比表面积有关，在低湿状态下，主要靠海泡石单层和多层分子吸附水分子，比表面积越大，吸湿性能越好；在中高湿状态下，主要靠毛细微孔的凝聚作用，孔容积越大，吸湿性能越好[6]。

2.4助剂

常用助剂材料主要有：消泡剂、憎水剂、增稠剂、保水剂、分散剂等。助剂也叫辅助材料，腻子的配制不能只依赖胶凝材料和填料来满足性能要求，需要添加辅助材料，虽然用量很少，却对腻子性能有着显著影响。腻子材料在搅拌过程中会产生气泡，涂刮时也容易出现微小气孔，影响平整性，加入消泡剂可以降低气泡局部表面张力，同时消泡剂的疏水端被气泡表面疏水颗粒吸引，产生亲水性，从而减少气泡的产生。有机硅憎水剂易溶于水，与一OH紧密结合在一起形成甲基聚硅酸，通过在材料颗粒中包裹防水膜，浸润孔隙端口，在一定范围内改变与水的接触角，使内部孔隙壁表面形成网状的、表面张力低的疏水薄膜,水分子聚集在一起无法渗入毛细孔[7]。

3环保腻子在内墙的应用

彭家惠[8]等采用工业废料脱硫石膏为胶凝材料，再加少量改性木薯淀粉胶和复合缓凝剂配制的腻子具有施工周期短，抗裂性及粘结强度好等特点。杨飞华[9]等通过硅烷类偶联剂对坡缕石粘土进行改性试验研究，结果表明经改性后的耐水腻子其性能有较大改善，浸水后的粘结强度由0.35MPa提高到0.45MPa，干燥时间由3h缩短到0.5h。刘成楼[10]等利用自制定型相变储能材料、硅藻土、零VOC乳液及其他助剂，制成调温调湿抗菌柔性腻子。实验表明，随着乳液用量的增加吸湿性能逐渐下降，当零VOC乳液添加量为20％时，腻子粘结强度、柔韧性能和耐水性能状态最好。植福英[11]采用海泡石为主要材料发明的腻子具有调节室内湿度和防霉功能，并且原材料获取及生产工艺简单，节约能源。邹侯招[12]等用植物瓜尔胶做腻子胶粘剂，不仅不含甲醛等有害物质，还可增强腻子悬浮力与保水性，改善沉降性，经8个月储存无分层、硬化现象。李光华[13]等通过自制环保磷酸脂化淀粉作内墙腻子的胶凝剂，使其与白水泥、重钙形成优良的涂膜结构，明显改善了内墙腻子性能，并且未检测出甲醛、苯等有害挥发物，其各种性能均符合国家标准。

4存在的问题

（1）腻子按其状态可分为粉状腻子和液状腻子。目前，市场上使用液状腻子居多，虽然液状腻子在施工现场不需要进行配制，直接进行施工即可，但其对包装及储存条件要求较高，运输成本也大，造成成本增加。粉状腻子需在现场进行拌制，但材料不能很好的分散溶解，造成腻子性能降低。

（2）腻子材料中含有挥发性有机化合物。生产方为降低成本，会在腻子里添加劣质填料，聚乙烯醇107胶等低质量有机胶凝材料，其毒性大，污染严重，在生产过程中不仅对工人身体造成伤害，更伤害长期居住的用户。

（3）腻子性能不达标。常用腻子基本是由水泥、石膏或有机胶凝材料与填充材料配制而成。水泥自收缩较大易开裂，硬化后平整度难以调整；石膏耐水性差，易起皮掉粉；树脂胶类腻子虽然易刮涂，但易脱落空鼓。腻子刮涂过程中还存在施工困难，粘结强度低，出现大量气泡等各种质量问题。

5结语

我国内墙建筑腻子种类繁多，质量和性能参差不齐，其质量的好坏直接影响涂料的装饰效果。并且，随着硅藻泥、贝壳粉等环保功能性壁材在涂料行业的兴起，更加需要能够与之相配套的室内环保腻子。利用工业废料研制具有调节室内湿度、净化室内空气、施工工艺简单、节能环保无污染的腻子，符合我国重点推广的绿色建材发展方向，具有广阔应用前景。

参考文献

[1]杜勇,彭家惠,江丽珍,向振宇.建筑磷石膏腻子的配制及性能[J].新型建筑材料,2011,38(07):48-51.

[2]吴军,杨永强.灰钙在内墙耐水腻子中的应用研究[J].新型建筑材料,2013,40(02):54-55+79.

[3]胡志波,演阳,郑水林,孙青,尹胜男.硅藻土/重质碳酸钙复合调湿材料的制备及表征[J].无机材料学报,2016,31(01):81-87.

[4]肖力光,庞博.硅藻土在室内功能建材中的研究与发展[J].吉林建筑大学学报,2017,34(01):36-40

[5].CATURLAF,MOLINA-SABIOM,RODRIGUEZ-REINOSOF.Adsorption-desorptionofwatervaporbynaturalandheat-treatedsepioliteinambientair[J].AppliedClayScience,1999,15(3/4):367-380.

[6]王长远,王功勋,陶涛,祝明桥,屈锋.海泡石功能化绿色建材研究进展与应用现状[J].硅酸盐通报,2017,36(10):3285-3291

[7]杜勇.建筑磷石膏腻子的配制及性能[A].中国建筑材料联合会石膏建材分会、《石膏建材》编辑部.2013中国建筑材料联合会石膏建材分会第四届年会暨第八届全国石膏技术交流大会及展览会论文集[C].中国建筑材料联合会石膏建材分会、《石膏建材》编辑部:,2013:7.

[8]彭家惠,李青,张建新,陈明凤,万体智.石膏基建筑腻子的配制与性能研究[J].重庆建筑大学学报,2003(04):70-74.

[9]杨飞华,彭兵贤.坡缕石粘土改性及非水泥基耐水腻子生产可行性研究[J].非金属矿,2004(02):30-32.

[10]刘成楼,唐国军.调温调湿抗菌净味柔性内墙腻子的研制[J].上海涂料,2012,50(02):9-13.

[11]植福英.海泡石腻子粉[P].中国专利：CN201210561987.5,2012-12-23.

[12]邹侯招,邹建波.瓜尔胶应用于内墙腻子中的研究探讨[J].广东化工,2014,41(21):57-58.

[13]李光华,邓跃全,李畑畑,田晗旭,汪彬彬.一种环保磷酸酯化淀粉胶黏剂及内墙腻子性能研究[J].绿色建筑,2017,9(04):92-94.

作者简介：盖广清、吉林建筑大学教授、博士、研究方向为绿色节能建筑材料及技术。