CN102964091A - 一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉及制备方法。所说多孔颗粒状速溶建筑胶粉其特征是由下列原料组成（重量份）：淀粉50-60份，聚乙烯醇20-30份，隔离剂10-20份，乙烯酯类聚合物3-5份，丙烯酸酯类聚合物2-3份，羟丙基甲基纤维素醚1-2份，耐水改性剂0.2-0.5份，成核剂0.1-0.3份。本发明通过连续、高效的捏炼机预反应，并通过减缩式螺杆压缩机使胶粉发生瞬时接枝改性，得到一种高吸水性的多孔颗粒状建筑胶粉。该胶粉具有快速吸水溶解、耐水、快速分散以及良好的粘接力，可广泛应用于砂浆、腻子、瓷砖粘合剂、白乳胶、墙纸粘接剂、丙纶防水卷材粘接剂等建筑材料，可替换传统的可再分散胶粉。

Description

一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉及制备方法

技术领域

    本发明涉及一种速溶性建筑胶粉，具体涉及一种应用于建筑胶粘剂的多孔颗粒状速溶建筑胶粉及制备方法。

背景技术

    随着建筑节能降耗技术的发展，建筑胶粉成为提高建材粘接性能、减少水泥砂浆用量的必需品，并得到快速发展。建筑粘接剂以前都是用胶粉配好的液体胶水，但由于储存稳定性差，运输不便被淘汰，目前逐步向固体粉末胶粉发展，在现场直接兑水使用。因此，建筑胶粉需要达到遇水速溶、耐水、粘度高、粘接力强、无毒无味等技术要求。

目前建筑胶粉技术以可再分散胶粉为主流产品，改性淀粉、纤维素醚、聚乙烯醇为辅助产品。可再分散胶粉是由聚合物乳液经喷雾干燥的聚合物微细粒子，一般聚合物微粒干燥先是形成紧密圆球堆积, 在表面能作用下, 离散的聚合物微粒形成连续的聚合物整体。喷雾干燥法生产可再分散胶粉必须在聚合物表面加一层PVA保护膜, 由于保护膜的存在, 干粉之间就无法合并, 为防止胶粉结块, 还需要加入少量矿物粉体，但长时间存放很容易结块，影响溶解性和分散性。另外，可再分散胶粉存在初始粘度低，成本高等缺陷，需要与其他材料配合使用，为了提高可再分散胶粉的初始粘度，通常配合预糊化淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉、聚乙烯醇、纤维素醚等。目前的技术通常采用简单混合，导致在实际使用用出现了均匀度差；溶解性差；分散性差、耐水性差等缺陷。尤其是建筑胶粉在水泥砂浆中添加量少，如果分散性、溶解性出现缺陷，会直接影响导致砂浆的性能。因此解决建筑胶粉在使用时的分散性、快速溶解性、耐水性是关键。

中国专利公开号为CN1468925A公开了一种冷水速溶环保干粉胶的制作方法，该方法将木薯淀粉、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、助剂直接混合而成。产品的耐水性没有得到解决。

中国专利公开号为CN102234451A公开了一种高质量的建筑胶粉制取方法，该方法通过羟丙基淀粉与聚乙烯醇直接混合制取胶粉，产品的速溶性和耐水性都没有得到解决。

中国专利公开号为CN1931952公开了一种防水胶粉组合物及其制备方法，该方法采用无机粉末和有机硅改进耐水性，没有进一步解决胶粉的速溶性。

中国专利公开号为CN1012234451A公开了一种颗粒状羧甲基纤维素钠及其制备方法，该方法为了使絮状悬浮的纤维素钠加速在水中的溶解，通过团粒工艺将羧甲基纤维素素钠制备成颗粒状，易于沉在水中溶解，未能从根本上解决速溶性。

建筑胶粉作为一种高性能粘接材料应用于建筑粘接，性能优良，但同时成本高，其添加量一般在5%以内。由于建筑胶粉的粘接机理在于如何有效发挥界面作用，因此如何使有限的胶粉在腻子、砂浆等建材料中快速溶解分散至关重要。

发明内容

本发明针对目前建筑胶粉冷水溶解性差、分散性差、耐水性差的缺陷，提供一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉，与同类产品相比，由于多孔尺寸结构的存在，本发明产品能够快速吸水溶解，体积面大，在建筑腻子、砂浆中能够均匀快速分散。

本发明进一步的目的是提供一种多孔颗粒状速溶胶粉的制备方法，该方法不但使建筑胶粉形成多孔状颗粒结构，而且在制备过程中对胶粉进行接枝耐水改性，使以淀粉为主要原料的建筑胶粉具备良好的耐水性和粘接性。

本发明一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉，其特征在于其原料组成（重量份）如下：

淀粉                 50-60份，

聚乙烯醇             20-30份，

隔离剂               10-20份，

乙烯酯类聚合物       3-5份，

丙烯酸酯类聚合物     2-3份，

羟丙基甲基纤维素醚   1-2份，

耐水改性剂           0.2-0.5份，

成核剂               0.1-0.3份。 

其中所说的淀粉为木薯原淀粉、马铃薯原淀粉中的一种，淀粉控制自然含水量13%-20%；所说的聚乙烯醇选用粉末状、细度≥200目、醇解度为88%的17-88、24-88中的一种；所说的隔离剂剂选用具有纳米中空结构的氧化锌、二氧化钛、硫化锌、白炭黑中的一种；所说的乙烯酯类聚合物选用常用的可再分散胶粉如乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯-氯乙烯共聚物、长链脂肪酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物中的一种；所说的丙烯酸酯类聚合物选用常用的可再分散胶粉如丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸异辛酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-1,3-丁二烯共聚物中的一种；所说的耐水改性剂选用乙酸酐、乙酸、醋酸乙烯酯中的一种或多种；所说的成核剂选用粒径≥5000目的滑石粉、高岭土、白云母粉中的一种。

本发明一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉的具体制备步骤如下：

1) 将50-60重量份的淀粉、20-30重量份的聚乙烯醇、3-5重量份的乙烯酯类聚合物、2-3重量份的丙烯酸酯类聚合物、1-2重量份的羟丙基甲基纤维素醚、0.2-0.5重量份的耐水改性剂、0.1-0.3重量份的成核剂在捏炼机中预反应，淀粉含水量为自然含水量13-20%，不需利用外加水，不需加热。

2）将螺杆压力机空转5分钟，当螺杆及筒体温度达到100-120℃，打开循环冷却水阀，控制螺杆压力机温度维持在100-120℃，将步骤1）的物料不断加入螺杆压力机，熔融态物料发生瞬时接枝反应，进入成型模头的物料中超沸点水分因瞬间的急剧汽化并喷射出来，产生的蒸气使颗粒膨胀形成多孔蓬松的大团状。

3）将步骤2）得到的大团状与10-20份隔离剂送入卧式高压风刀切粒机，大团状建筑胶粉不断破裂分解形成一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉。

在上述多孔颗粒状速溶建筑胶粉的制备方法中，其中所说使用的淀粉含水为自然含水，不需要外加水，不需要加热混合。

在上述多孔颗粒状速溶建筑胶粉的制备方法中，其中所说的螺杆压力机为减缩式单螺杆机，其从进料口到出料口分四段，螺杆直径依次为：60mm、50mm、30mm、10mm，螺杆总长600-1000mm,出料口孔径为2-6mm。粉状物料不断加入减缩式螺杆压力机，螺杆与套筒间的强烈搅拌、混和、剪切等作用而产生的高温、高压使物料在挤压腔内呈瞬时熔融状态，淀粉组织中排列紧密的胶束被破坏，发生接枝反应，当熔融态物料进入成型模头，物料中的超沸点水分因瞬间的急剧汽化并喷射出来，产生的蒸气使颗粒膨胀形成多孔蓬松的团状建筑胶粉。

在上述多孔颗粒状速溶建筑胶粉的制备方法中，其中所说的隔离剂在团状建筑胶粉不断破裂分解过程中利用其纳米级多孔吸附特性不断吸附并隔离胶粉颗粒，最终形成一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉。

在上述多孔颗粒状速溶建筑胶粉的制备方法中，得到的多孔颗粒状速溶建筑胶粉的颗粒大小以0.3-1.0mm为最佳。

本发明突出的特点在于：

1、本发明将建筑胶粉制备成一种具有多孔颗粒状的形态，达到了快速吸水溶解的目的。

2、本发明利用快速汽化膨胀和隔离剂分离吸附得到的多孔颗粒状速溶建筑胶粉具有低密度、蓬松的特点，增加了胶粉粘结面积，提高了与建筑材料混合使用时的分散性能。

3、本发明通过连续、高效的捏炼机预反应，并通过减缩式螺杆压缩机使胶粉发生瞬时接枝改性，解决了淀粉用于建筑胶粉时耐水性差的缺陷。

4、本发明多孔颗粒状速溶建筑胶粉具有良好的粘接力、增稠性、抗下垂性，可广泛应用于砂浆、腻子、瓷砖粘合剂、白乳胶、墙纸粘接剂、丙纶防水卷材粘接剂等建筑材料，可替换可再分散胶粉，降低成本。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

 

实施例1

1) 将50kg木薯原淀粉、30kg17-88、3kg乙酸乙烯酯-乙烯-氯乙烯共聚物、2.5kg甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸异辛酯共聚物、1kg羟丙基甲基纤维素醚、0.2kg醋酸乙烯酯、0.2kg6000目滑石粉在Z100捏炼机终预反应。

2）开启减缩式螺杆压力机空转5分钟，当螺杆及筒体温度达到120℃，打开循环冷却水阀，控制螺杆压力机温度维持在100-120℃，将混合粉状物料不断加入螺杆压力机，产生的蒸气使颗粒膨胀形成多孔蓬松的团状。

3）将得到的团状粉与11kg纳米级中空氧化锌混合送入卧式风刀切粒机，团状建筑胶粉不断破裂分解形成一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉。

取所得的多孔颗粒状速溶建筑胶粉10kg，与550kg PO42.5普硅酸盐水泥、440kg粉煤灰、5立方玻化微珠混合均匀，与水调制保温砂浆，依据标准GB/T26000-2010《膨胀玻化微珠保温隔热砂浆》测试。具体检测结果如下：

检验项目	标准要求	本实施例测试结果
			抗压强度， Kpa	≥100	410
粘结强度， Kpa	≥50	102
			抗拉强度， Kpa	≥100	160
体积收缩率， %	≤18	6.4
			憎水率， %	≥70	81

实施例2

 1) 将60kg马铃薯原淀粉、20kg 24-88、4kg长链脂肪酸乙烯酯-乙烯共聚物、3kg丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物、1.5kg羟丙基甲基纤维素醚、0.2kg乙酸酐、0.1kg细度为5000目的高岭土在Z100捏炼机中预反应。

2）开启减缩式螺杆压力机空转5分钟，当螺杆及筒体温度达到120℃，打开循环冷却水阀，控制螺杆压力机温度维持在100-120℃，将混合粉状物料不断加入螺杆压力机，产生的蒸气使颗粒膨胀形成多孔蓬松的团状。

3）将得到的团状建筑胶粉与20kg纳米级中空硫化锌氧化锌混合送入卧式风刀切粒机团状建筑胶粉不断破裂分解形成一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉。

取所得的多孔颗粒状速溶建筑胶粉7kg，与400kg PO42.5普硅酸盐水泥、593kg细度为50-100目的石英砂混合均匀，按照水灰比约1：4搅拌调制，依据标准JC/T547-2005《 陶瓷墙地砖胶粘剂》用于瓷砖粘接测试，其性能达到强力型指标。具体检测结果如下：

检验项目	单位	标准要求(强力型C2)	本实施例测试结果
				拉伸胶粘原强度	Mpa	≥1.0	2.2
浸水后的拉伸胶粘强度	Mpa	≥1.0	2.1
				热老化后的拉伸强度	Mpa	≥1.0	2.0
冻融循环后的拉伸胶粘强度	Mpa	≥1.0	2.1

实施例3

 1) 将55kg马铃薯原淀粉、15kg 24-88、5kg乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、3kg甲基丙烯酸甲酯-1,3-丁二烯共聚物、1.5kg羟丙基甲基纤维素醚、0.4kg乙酸、0.2kg细度为5000目的白云母粉在Z100捏炼机中预反应。

2）开启减缩式螺杆压力机空转5分钟，当螺杆及筒体温度达到120℃，打开循环冷却水阀，控制螺杆压力机温度维持在100-120℃，将混合粉状物料不断加入螺杆压力机，产生的蒸气使颗粒膨胀形成多孔蓬松的团状建筑胶粉。

3）将得到的团状物与20kg纳米级中空二氧化钛混合送入卧式风刀切粒机，团状建筑胶粉不断破裂分解形成一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉。

取所得的多孔颗粒状速溶建筑胶粉14kg，与300kg PO42.5普硅酸盐水泥、66kg重质碳酸钙、620kg细度为70-150目的石英砂混合均匀，得到性能优异的抹面砂浆，可用于建筑物内外墙体。

Claims (7)

1.一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉，其特征在于是一种具有多孔尺寸结构的颗粒状建筑胶粉，其原料组成（重量份）为：淀粉 50-60份，聚乙烯醇20-30份，隔离剂 10-20份，乙烯酯类聚合物 3-5份，丙烯酸酯类聚合物2-3份，羟丙基甲基纤维素醚   1-2份，耐水改性剂 0.2-0.5份，成核剂 0.1-0.3份。

2.如权利要求1中所述的多孔颗粒状速溶建筑胶粉，其特征是：所述淀粉为木薯原淀粉、马铃薯原淀粉中的一种，淀粉控制自然含水量13%-20%。

3.如权利要求1中所述的多孔颗粒状速溶建筑胶粉，其特征是：所述隔离剂选用具有纳米中空结构的氧化锌、二氧化钛、硫化锌、白炭黑中的一种。

4.如权利要求1中所述的多孔颗粒状速溶建筑胶粉，其特征是：所述耐水改性剂选用乙酸酐、乙酸、醋酸乙烯酯中的一种或多种。

5.如权利要求1中所述的多孔颗粒状速溶建筑胶粉，其特征是：所述成核剂选用粒径≥5000目的滑石粉、高岭土、白云母粉中的一种。

6.制备权利要求1-5任一项所述多孔颗粒状速溶建筑胶粉的方法，其特征在于具体制备步骤如下：

1) 将50-60重量份的原淀粉、20-30重量份的聚乙烯醇、3-5重量份的乙烯酯类聚合物、2-3重量份的丙烯酸酯类聚合物、1-2重量份的羟丙基甲基纤维素醚、0.2-0.5重量份的耐水改性剂、0.1-0.3重量份的成核剂在捏炼机中预反应；

2）将螺杆压力机空转5分钟摩擦生热，当螺杆及筒体温度达到100-120℃，打开循环冷却水阀，控制螺杆压力机温度维持在100-120℃，将步骤1）的混合物料不断加入螺杆压力机，形成多孔蓬松的大团状；

3）将步骤2）得到的大团状与10-20份隔离剂送入卧式高压风刀切粒机，大团状建筑胶粉不断破裂分解形成一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉。

7.如权利要求6所述一种多孔颗粒状速溶建筑胶粉的制备方法，其特征在于所说的螺杆压力机为减缩式单螺杆机，其从进料口到出料口分四段，螺杆直径依次为：60mm、50mm、30mm、10mm，螺杆总长600-1000mm,出料口孔径2-6mm。