CN105669134A - 一种以无机矿物为核心成份的粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种以无机矿物为核心成份的建筑装饰材料用粘合剂。所述粘合剂按照重量百分比计算包括以下组分：硅酸盐水泥15～40％；凹凸棒土或改性凹凸棒土0.5～25％；配级砂40～70％；膨润土0～3％；硫酸铝盐0.1％～5％；增稠保湿剂0.3～1％；抗冻剂0～1％；早期强化剂0～3％；缓凝剂0～1.5％；减水剂0～0.3％。本发明的粘合剂不仅具有防水防潮抗渗的性能，而且具有良好的抗冻融性能和极佳的粘合性能，早期强度高，后期强度也有较大提高，耐候性好。

Description

一种以无机矿物为核心成份的粘合剂
技术领域
本发明属于建筑装饰材料领域，具体地涉及一种以无机矿物为核心成份的块状建筑装饰材料粘合剂，一般针对瓷砖、马赛克、石材等建筑装饰材料进行粘贴。
背景技术
针对瓷砖、马赛克、石材等建筑装饰材料进行粘贴的粘合剂一般分为几类，一类是以水泥基的干粉状产品(俗称瓷砖胶)，一类是预拌好的有机胶类产品，还有双组份和溶液性添加剂类及用于勾缝的填缝类等。现就两种瓷砖胶的特点进行分析：
1、水泥基底的瓷砖胶粘剂。本类产品由水泥、细砂和高分子聚合物按照一定比例混合的干粉状产品，它的特点是：①现场施工时与清水混合后即可进行粘结；②可用于室内外墙壁和地板；③耐水性好，可以适用于长期浸水的水池；④仅适用于水泥底材的墙面结构，不适用于石膏板，木板以及会引起形变、剧烈震荡的底材。
2、有机胶类瓷砖粘合剂。此类产品主要以丙烯酸类产品，部分是PVA，或者环氧树脂类产品特点包括：①预拌好，开盖即可适用；②柔韧度好，可以用于石膏板，合成板，纤维板，木板底材之上；③耐水性较差，不能用于长时间浸水的部位；④耐候性较差，不适宜用于室外尤其是高层建筑，白色胶类藏品不适用于底板，易脏。因挥发强，能使得早起产品具有很好强度但是耐候性差，严重影响后续质量。
传统的瓷砖胶存在以下缺点：
1、水泥基性瓷砖胶和各种有机胶类瓷砖胶，在耐久和粘结力低，因为水泥固化过程收缩，及其温度湿度变化产生湿涨干缩，很容易造成空鼓破落。
2、水泥基添加的有机聚合物主要以可再分散乳胶粉为主，胶粉的核心技术由西方发达国家控制，目前完全依赖进口，所以价格昂贵，国内瓷砖胶生产企业往往通过使用假胶和性能低劣的胶粉、或者减少胶粉添加量来控制成本，严重影响瓷砖胶的质量和性能。
3、有些瓷砖胶，初凝时间长，终凝固化时间在24～40小时以上，施工周期长。
4、有些劣质的瓷砖胶用一些低价位的胶粉，里面含有DBP(二甲酸二丁酯)此类在施工过程中会大量挥发严重影响使用者的身体健康和后续居住健康，可能破坏男性生殖器功能，国家已经明令禁止以它作为添加剂，但因为价格低廉，仍然受很多厂家青睐。
5、有机胶类和高分子聚合物水泥基瓷砖胶的耐候性差，分子链在长时间的紫外光、高温、干湿交替下分子链出现断裂导致后续质量下降。
6、传统水泥基瓷砖胶因内部有大量未反应完的氢氧化钙等碱性物质，在后期会吐白返碱(建筑行业成为墙癌)，并造成瓷砖外表和内部松动而导致质量下降。
7.传统水泥基粘合剂因为水泥本身具有的多孔性，水分子渗入材料内部时，一些未水化反应完全的氢氧化钙，会溶解并流失；水份溶解空气中的二氧化碳，会随水分子的渗入，使碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解流失；当水泥基物体内部氢氧化钙流失达到35％以上时候，材料强度基本已经丧失，附着力基本为零。这也是传统瓷砖胶在多雨地区常见脱落的主要原因。当环境温度低于零摄氏度时，渗入材料中的水份和材料内部自身所含水份结冰，体积膨胀，会导致内部结构受到破坏，当这种情况重复发生后，材料内部结构就会被破坏得支离破碎，粘附力和强度会大大减少。
发明内容
针对现有技术中的以上缺陷，本发明的目的在于提供一种以无机矿物为核心成份的粘合剂，其粘合力强、防水防潮抗渗性能强，不仅有较好的早期强度而且后期强度也有较大提高、耐候性好，而且具有良好的抗冻融性能和极佳的粘合性能。
为了实现上述技术目的，采用的技术方案为：
本发明所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，所述粘合剂按照重量百分比计算包括以下组分：
本发明中作为优化方案，所述粘合剂按照重量百分比计算包括以下组分：
作为优选，所述凹凸棒土起着保水性，增稠防分层，增加可塑性便于施工附着，后期对胶料中的钙镁碱性物质，吸附契合反应等，增加后期强度密度，减弱返碱等现象。增加耐候性能，而且针对材料中的重金属离子有很强吸附作用，防止重金属离子二次析出危害健康，其选自原矿或改性的凹凸棒土水洗提纯凹凸棒土，酸洗凹凸棒土，活性白土中的一种或两种以上的混合物。所述改性凹凸棒土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的凹凸棒土。
所述膨润土也可以为改性膨润土，例如通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的膨润土。
作为优选，所述配级砂石为有效的调料和骨料，粗细配合增加强度，其选自石英砂，海沙、河沙或矿砂中的一种或两种以上的混合物。所述硫酸铝盐类等促进和活化无机矿物的激活材料，能够使得凹凸棒土等水化和增加反应强度，其包括所有能通过硫酸根进行离子交换的硫酸盐，具体地可选自矾石、红矾、绿矾、蓝矾、硫酸铝中一种或两种以上混合。
所述增稠保湿剂用于保持水份，让胶凝性材料充分水化，其选自羟丙基甲基纤维素,甲基纤维素，纤维素酶中的一种或两种以上的混合物。
为了让所述粘合剂在低温情况下也能作业，防止因内部水分子凝结导致性能下降而添加抗冻剂，所述抗冻剂选自氯化钙、或氯化镁、氯化钠中一种或两种以上混合。
所述早期强化剂可增加早期强度，缩短施工时间，其选自氯化钙、碳酸锂、甲酸钙、硅酸钠中的一种或两种以上的混合物。
所述缓凝剂可以用来控制开放时间，提高施工间隔，其选自酒石酸和/或葡萄酸。
为了减少材料体系内水份而达到施工粘合强度、增加后期密实度和强度、增加材料内聚力而选择性地添加减水剂，所述减水剂为塑化剂型减水剂如萘系减水剂，
或三聚氰胺型减水剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本产品中以凹凸棒土来作为重要组份，凹凸棒土是一种具有纤维纹理层的链状过渡结构，主要成分是水富镁硅酸盐，化学式为Mg5(H2O)4[Si4O10]2(OH)2.4H2O。俗称镁山软木，山软木，山柔皮等。凹凸棒土具有很好的吸附能力，独特的分散性，可塑性和粘力，耐高温，干燥后收缩率小，悬浮不絮凝不沉淀。
2、凹凸棒土在水泥基基础下凝结固化过程，搅拌过程会使得胶料具有很好的保水性，悬浮不分层性，具有独特的纤维状结构，使得胶料具有很好的可塑性，使得施工方便不粘刀，固化后，应其填充在水泥基的小孔与裂缝中，在湿润时候起到吸附周围水分子保持内部干湿平衡，而在干燥后，应其收缩性小，使得内部结实，不会空鼓掉落等。
3、凹凸棒土中含有SiO2-56.96％Al2O3Fe2O3-23.83％，在水泥基填充的时候水泥基内部为完全反应的Ca(OH)2等碱性物质，会与其反应生成硅酸钙与水化铝酸钙等，大部分已水化产物凝结体现出来，随着水泥基凝结后时间的增长，逐步转化为纤维状的晶体，随着数量的不断增加，晶体的相互交叉，形成锁链结构，填充孔隙形成较高强度，这样使得水泥基的胶料结构不仅有较好的早期强度而且后期强度也有较大提高。
4、因为凹凸棒土中的的SiO2，Al2O3能反应胶料中大部分未反应的Ca(OH)2等碱性物质，并形成晶体堵塞体系内毛细孔和小裂缝，而且凹凸棒土具有很强的阳离子交换性，和强吸附性(内部多孔、高比例的接触比面积)。可以吸附和获取钙离子、氢氧根，有效的减弱传统水泥基瓷砖胶的因内部钙离子析出导致的返碱发白现象。并且反应后的钙离子形成新的无机凝胶,更加稳定和耐水,而且起到堵塞原本体系内缝隙小孔作用，让内部钙离子，和钙离子盐的流失，是的强度不会因时间流逝而变弱。
5、经过反复试验证明，本产品具有很好的防潮性能。
说明书附图
图1为本发明的防水防潮试验的测试步骤示意图。
具体实施方式
本发明的粘合剂原料组分凹凸棒土是天然的一种无机矿物，后期与各种活性盐形成的也是一种无机凝胶，所以耐紫外光老化，等耐候性上表现优越，不会像传统高分子那样，随着时间推移高分子链不断变氧化断裂而导致质量在后期急速下降问题。
材料中，除施工前期增加保水性能的增稠保湿剂采用植物纤维提取以外，其他所有组份(包括后期产生各项性能的组份)均为无机矿物，所以该材料没有任何污染及有害物质，属环保材料；同时，无机矿物和墙面的基层的材料属于同质材料，所以具有超长的使用寿命。
材料中内部大量的微孔被无机凝胶所堵塞，提高整体密封性，所以能很好的堵塞外界水分子的入侵，避免因水分子进入而溶解内部的活性氢氧化钙和碳酸钙等物质，从而引起强度降低、附着力下降。其次，传统水泥基材料因外部水分子和内部存在的水分子，在温度低于零摄氏度时产生膨胀，破坏材料的内部结构。本材料中，因为阻止了外部水分子的进入，内部水分与一部分活性矿物盐形成结晶化合物模式，当温度低于零摄氏度时，会大大减少水分子对内部结构破坏，从而保证材料附着力持久耐牢。
体系内部的硫酸铝盐等活性激活剂可以促进凹凸棒土的反应速度和强度，更进一步的反应和化合内部的氢氧化钙，使得形成铝酸四钙，氢氧化铝胶体钙矾石等，可以堵塞裂缝，二次裂缝和小孔，和微膨胀性这样内部密实，防水和抗渗会增加，而且让内部氢氧化钙化合而成更稳定矿物结晶，让整个体系的内部密实和耐水侵蚀，可以让产品长久保持高强度和使用寿命。
以下通过具体的实施案例对本发明的以无机矿物为核心成份的粘合剂作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
实施例1
一种以无机矿物为核心成份的粘合剂，其配方组分及含量为：
普通425硅酸盐水泥300千克，配级石英砂577千克，凹凸棒土100千克，钙基膨润土5千克，早期强化剂碳酸锂3千克，增稠保湿剂羟甲基纤维素3千克，缓凝剂酒石酸钠1千克，抗冻剂氯化钙1千克，十二水硫酸铝铝钾10千克。配水180～250千克。
上述粘合剂的加工过程是：
先把石英砂子配级，40～80目占60％，80～120目占40％，配好级；再将硅酸盐水泥通过80目筛网，去除抱团块状物，后分别投入搅拌缸；投入十二水硫酸铝钾时候，应将它碾磨成粉末通过80筛网，再和凹凸棒土，膨润土，保湿剂，缓凝剂，早期强化剂，增稠保湿剂一起投入搅拌缸；搅拌20分钟后即得均匀细腻粉末状成品。
实施例2
一种以无机矿物为核心成份的粘合剂，其配方组分及含量为：
普通425硅酸盐水泥370千克，配级石英砂600千克，凹凸棒土10千克，羟甲基纤维素2千克，减水剂萘系减水剂3千克，十二水硫酸铝钾盐15千克，配水180～280千克。
上述粘合剂的加工过程是：
先把石英砂子配级，40～80目占60％，80～120目占40％，配好级；再将硅酸盐水泥通过80目筛网，去除抱团块状物，后分别投入搅拌缸；投入十二水硫酸铝钾时候，应将它碾磨成粉末通过80筛网，再和凹凸棒土，减水剂，早期强化剂，羟甲基纤维素一起投入搅拌缸；搅拌20分钟后即得均匀细腻粉末状成品。
实施例3
一种以无机矿物为核心成份的粘合剂，其配方组分及含量为：
普通425硅酸盐水泥400千克，配级石英砂422千克，凹凸棒土150千克，甲基纤维素3千克，早期强化剂甲酸钙5千克，十二水硫酸铝钾20千克。
上述粘合剂的加工过程是：
先把石英砂子配级，40～80目占60％，80～120目占40％，配好级；再将硅酸盐水泥通过80目筛网，去除抱团块状物，后分别投入搅拌缸；投入十二水硫酸铝钾时候，应将它碾磨成粉末通过80筛网，再和凹凸棒土，早期强化剂，羟甲基纤维素一起投入搅拌缸；搅拌20分钟后即得均匀细腻粉末状成品。
上述实施例的粘合剂的施工方法，可表述如下：
1.施工前准备
1)所有表面应结实，干燥，清洁不晃动，无油污，蜡渍和其他松散物。
2)油漆过的表面应进行打磨去除表面漆膜，以防后期漆膜脱落导致物件附着力降低；
3)新混泥土的面完成后，需养护六周方能铺砖，新抹灰的表面至少养护七天才行，防止因底部开裂收缩。
4)旧的混泥土和抹灰面应清洗干净，凿除松动，水冲洗后晾干再施工。
5)底材疏松，吸水性强或者表面浮尘难清理的，可以先用界面剂处理后施工。
2.施工方法
1)先放水后加入所述全部粉料，使用者电动搅拌器搅拌成膏状，避免先粉导致底部粉料分散不均匀，水灰比是20～25:100。
2)搅拌需要充分，以无粉团为准，搅拌后静置5分钟后略为搅拌后使用
3)胶料应根据天气情况下控制在2小时内用完。表层结皮大的应剔除不用。切勿将已干燥胶料加水后再用。
4)贴完后24小时后可以踏入和填缝。
本发明实施例的粘合剂产品性能测试对比
表1的强度测试均为50MM直径十组的拉拔测试得出结果：
表1本发明的粘合剂(以实施例2的产品为例，不同型号水泥下)与市场常规瓷砖胶强度测试结果
由表1的数据显示可知：试验条件按照JC/T547-2005标准执行，在标准试验条件：环境温度(23±2)℃，相对湿度(50±5)％实验区循环风速小于0.2m/s。试验陶瓷砖：应预先检查试验陶瓷砖是未被使用过，干净，并进行处理——先将试验陶瓷砖浸水24h，沸水煮2h，105℃烘干4h。标准试验条件下至少放置24h。
表2本发明的粘合剂(按照)与传统型、市场主流瓷砖胶的附着力的对比
表2的附着力性能测试按照JC/T547-2005的检测方法进行，从上述数据可以看出：传统的瓷砖胶在强度和稳定性较差，而市场主流的复合型瓷砖胶则稳步强度增加，但增幅较小，而无机矿物粘合剂相对传统瓷砖胶和市场主流的复合型瓷砖胶则早期强度明显好很多，中后期强度稳定增加，且增幅较大。
防水防潮试验测试
1、用水泥板(不具备防水性能)粘接，做成两个盒子(下称A盒、B盒)，留一端面不封闭。
2、用实施例1所述的粘合剂按1：0.2的水灰比搅拌后制得粘合剂浆料，用浆料将A盒外侧粉糊，厚度为5mm；对比组B盒相同部位采用普通水泥浆粉糊，厚度为5mm。
3、在干燥环境中，将粉末状无水硫酸铜50g分别放置入A盒、B盒中，粉末呈白色；
4、用玻璃胶将普通玻璃封闭盒子开口一面，如图1所示。1代表普通玻璃，2是水泥板粘结盒子，其外部粉糊有5mm粘合剂浆料，3代表水泥板粘结盒子中装有粉状无水硫酸铜。
5、将A盒、B盒同时放入水池中浸泡，浸泡深度为80cm。2小时后，B盒内粉末状无水硫酸铜已经变为蓝色浆状，A盒内粉末依然为白色粉末状，证明B盒不具备防水防潮性能；
6、浸泡龄期7天后，取出A盒，A盒内粉末依然为白色粉末状，证明A盒具备防水防潮性能。同理，按1：0.2的水灰比搅拌后制得粘合剂浆料做同样的实验，试验证明具有防水防潮性能。
该试验所利用的原理：利用水的压力，加速水份往盒内流动。当水分子进入盒内，粉末状无水硫酸铜会迅速变为蓝色；若粉末未变色，则视为水分子未进入盒子内部。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也涉及本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述粘合剂按照重量百分比计算包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述粘合剂按照重量百分比计算包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于：
所述改性凹凸棒土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的凹凸棒土；所述配级砂选自石英砂、海沙、河沙、石粉、矿砂中一种或两种以上作为填料和骨料的材料。
4.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述硫酸铝盐选自明矾石、红矾、绿矾、蓝矾、硫酸铝中一种或两种以上混合。
5.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述膨润土为通过水洗提纯、煅烧酸洗或离子交换的膨润土。
6.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述早期强化剂选自氯化钙、氯化铝、甲酸钙或碳酸钠中的一种或两种以上的混合。
7.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述缓凝剂选自酒石酸和/或葡萄酸钠。
8.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述增稠保湿剂选自羟丙基甲基纤维素,甲基纤维素，纤维素酶中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述抗冻剂选自氯化钙、氯化镁、氯化钠中一种或两种以上混合。
10.根据权利要求1或2所述的以无机矿物为核心成份的粘合剂，其特征在于，所述减水剂选自萘系减水剂和/或三聚氰胺类减水剂。
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