[发明专利]用于结构表面防护的地聚物涂料组合物的制备和使用方法

说明书

本发明提供用于结构表面防护的地聚物涂料组合物的制备和使用方法，涉及地聚物涂料技术领域。该用于结构表面防护的地聚物涂料组合物的制备方法，所述地聚物涂料组合物由铝硅酸盐先导材料、碱性激发剂与任选的功能性添加剂组成，其中，所述铝硅酸盐先导材料与所述碱性激发剂的质量比例在0.47至0.80之间。本发明中，制备的地聚物涂料，一方面可以消纳固废、节能利废，制备绿色环保的新型建材；另一方面可以借助地聚物的多种优势，弥补传统有机高分子涂料和水泥基无机涂料的诸多不足，从而更好地提高土木建筑结构的耐久性和长期性能，它不易老化、耐候性高、附着力强、无毒无害的性能特点，势必带来不可估量的应用潜力。

技术领域

本发明涉及地聚物涂料技术领域，具体为用于结构表面防护的地聚物涂料组合物的制备和使用方法。

背景技术

表面防护涂料是混凝土表面处理的最常用材料，被广泛用于提高混凝土结构的耐久性，对预防和控制近海、濒海等含氯盐服役环境中混凝土结构耐久性弊病的效果尤为显著。它经涂覆和固化形成的薄层能为混凝土、钢筋提供防护作用，能改善较好地改善混凝土结构的耐久和长期性能。

以无机胶凝材料为主要粘结剂，辅以水、颜料、填料和添加剂调配而成的涂料称为无机涂料。就土木建筑领域而言，与传统惯用的有机涂料相比，无机涂料具有耐久性高、耐候性好、透气性好、不易老化、粘结强度高和与基层兼容性佳等优势，从而获得越来越高的关注度和越来越多的实际应用。

用于调配无机涂料的无机胶凝材料有多种，水泥、石灰、石膏、水玻璃、菱苦土都位列其中。新型无机胶凝材料也不断涌现，其中地聚物的发展和应用方兴未艾。

地聚物(geopolymer)，全称地质聚合物，主要以工业副产品和废弃物为原料，在碱的激发作用下，由[AlO₄]和[SiO₄]四面体缩聚而成具有三维空间结构的铝硅酸盐无机聚合物。

“地聚物”和“地聚物涂料”并非全新事物。

一方面，地聚物以高强度、高抗渗性、高耐热性、高抗侵蚀性、高粘结性和与无机非金属材质基体的高兼容性而具备作为涂料和修复材料的良好应用潜力。

另一方面，与传统无机胶凝材料相比，地聚物的碳足迹(carbon footprint)和经济成本优势显著，符合可持续发展和绿色经济理念。

再一方面，与传统有机高分子或高聚物涂料和以水泥为主要胶凝组分的无机涂料相比，地聚物防护涂料的绝大多数制备原料属于工业副产品、工业废料或者地方特色材料，总体上而言，具有节能、降耗、减排、环保的优势。更重要的是，地聚物基无机涂料与基体(特别是混凝土基体)在材质上更兼容、物理力学性能和耐久性更佳、使用寿命可望延长5～10年。

截止目前，国内外关于地聚物的研究开展较多，聚焦于以地聚物为主要胶凝成分制备无机建筑涂料的工作尚不多见。其中，《一种地质聚合物干粉涂料及制备方法和使用方法》(申请号：201310491341.9)和《一种以地质聚合物材料为成膜物质的无机涂料》(申请号：201110127465.X)公开了以偏高岭土为地聚物合成原料制备及使用无机涂料的方法。这两项专利虽然保护了以偏高岭土基地聚物为主要成膜物质的建筑物墙面用装饰涂料的技术创新，但将地聚物无机涂料用于结构表面防护，特别是混凝土结构，尤其是用于恶劣服役环境中混凝土结构(如海工混凝土结构)表面防护的相关研究尚鲜有报道。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了用于结构表面防护的地聚物涂料组合物的制备和使用方法，解决了现有技术中存在的缺陷与不足。

(二)技术方案