CN107082599A - 一种粘结促进添加剂组合物的用途 - Google Patents

一种粘结促进添加剂组合物的用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含一种或多种天然淀粉,和可选的一种或多种聚环氧烷的粘结促进添加剂组合物,及使用所述的粘结促进添加剂组合物来改善包含水可再分散聚合物粉末的灰浆组合物对无机和有机基材,特别是对瓷砖、发泡聚苯乙烯和矿棉等保温材料的粘结性,并且在保持粘结性的基础上能够大大的降低成本。

Description

一种粘结促进添加剂组合物的用途
技术领域
本发明涉及一种包括天然淀粉和可选的聚环氧丙烷或环氧乙烷-环氧丙烷共聚物的组合物在干灰浆组合物中,特别是在如瓷砖粘合剂(CTA)、外墙外保温系统(ETICS)、修补灰浆等干灰浆组合物中,作为粘结促进添加剂的用途。
背景技术
干灰浆组合物的重要性质包括新鲜灰浆的良好加工性能以及,固化灰浆组合物的高柔韧性和耐冲击性,良好的水蒸气渗透性,防水性,与不同矿物基材如混凝土、粉刷、垫层、流平灰浆以及瓷砖和不同有机基材如绝缘材料,特别是聚苯乙烯板的良好粘结性。
为了保证最佳性质,可将一些粘结促进添加剂与热塑性聚合物的水可再分散聚合物粉末加入干灰浆组合物,使之改性以达到上述要求。
在US2007/0256600 A1中,为实现此目的,磷酸单酯、二酯和三酯被用作粘结促进添加剂。然而,这些粘结促进添加剂的高价格以及所得干灰浆组合物可用性差是其缺点。
从EP0698586 A1,本领域技术人员知道通过添加芳香聚醚改善干灰浆组合物对聚苯乙烯基材的粘结性。此方法的缺点是使用该类化合物的生态问题已经出现,所得干灰浆组合物的可用性差。
从CN103153906 A已知聚环氧丙烷或环氧乙烷-环氧丙烷共聚物可以作为复合绝热系统中的粘合剂和抹面砂浆中的助粘添加剂改善粘结性,但该助粘添加剂的高价格使得干灰浆组合物的成本较高。
发明内容
本发明所用词语定义如下:
1. 本发明的干灰浆组合物:包含一种或多种粘结促进添加剂组合物、基于玻璃化转变温度Tg为-25oC至+35oC的烯属不饱和单体聚合物的水可再分散聚合物粉末、填料、无机粘结剂和其他常见添加剂的组合物。
2. 粘结促进添加剂组合物:包含一种或多种天然淀粉,和可选的一种或多种聚环氧烷。
3. 水可再分散聚合物粉末:是在有干燥助剂的情况下通过如流化床干燥、冷冻干燥或喷雾干燥的方法,干燥相应基础聚合物的水分散体而得到的粉末组合物。
4. 促粘结水可再分散组合物:包含一种或多种水可再分散聚合物粉末和一种或多种粘结促进添加剂组合物。
本发明的目的是使用粘结促进添加剂组合物改善包含水可再分散聚合物粉末的灰浆组合物对无机和有机基材,特别是对瓷砖、发泡聚苯乙烯和矿棉等保温材料的粘结性,并且在保持粘结性的基础上能够大大的降低成本。本发明的实施例2-4,是瓷砖粘合剂(CTA)的干灰浆组合物的应用例,实施例6-8是外墙外保温系统(ETICS)的干灰浆组合物的应用例。
该粘结促进添加剂组合物包含一种或多种天然淀粉,和可选的一种或多种选自于包含聚环氧丙烷和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物的聚环氧烷。
本发明中适用的天然淀粉,是未经深加工的原淀粉,选自于木薯淀粉、甘薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、玉米淀粉、豌豆淀粉或其混合物,优选甘薯淀粉。所选的天然淀粉的粒径为60-150μm,优选80-100μm。所选天然淀粉中直链淀粉的含量10-30wt%,优选15-27wt%,基于天然淀粉总量而计。
本发明中适用的聚环氧丙烷通常是式H-[OCH2CH2CH2]n-OH,n是5-70之间的正整数,其大致对应的重均分子量为400-4000g/mol。优选重均分子量为1000-4000g/mol的聚环氧丙烷,特优选1500-4000g/mol。
本发明所述的聚环氧烷可以为含有环氧乙烷和环氧丙烷单元、重均分子量为400-4000g/mol的共聚物(EO-PO共聚物),优选含有大于50mol%环氧丙烷单元的EO-PO共聚物。
本发明中所述促粘结水可再分散组合物的用量0.001-10wt%,优选0.01-5wt%,基于所述干灰浆组合物的用量而计得。
本发明中所述的粘结促进添加剂组合物用量0.002-35wt%,优选0.01-25wt%,基于水可再分散聚合物粉末的用量而计得。
通常,所述聚环氧烷用量为0.001-10wt%,优选0.005-5wt%,基于水可再分散聚合物粉末的用量而计得。
通常,所述天然淀粉的用量为0.001-25wt%,优选0.005-20wt%,基于水可再分散聚合物粉末的用量而计的。
通常,所述粘结促进添加剂组合物或促粘结水可再分散组合物中天然淀粉与聚环氧烷的重量比为50:1~250:1,优选80:1~250:1。
本发明的干灰浆组合物在施工现场与水混合得到含水的灰浆组合物。本发明干灰浆组合物包含:
a)一种或多种基于玻璃化转变温度Tg为-25oC至+35oC的烯属不饱和单体聚合物的水可再分散聚合物粉末;
b)一种或多种填料;
c)一种或多种无机粘合剂;
d)任选其他常用添加剂;
e)一种或多种上文所述的粘结促进添加剂组合物。
适用的填料b)的实例是硅砂、石英砂、碳酸钙、白云石、铝硅酸盐、粘土、白垩、白熟石灰、滑石或云母、以及轻质填料如浮石、泡沫玻璃、充气混凝土、珍珠岩、蛭石、碳纳米管(CNT)。还可能使用所提及填料的任何混合物。优选硅砂、石英砂、碳酸钙、白垩、或白熟石灰。
适当的其他无机粘合剂c)包括:水泥,特别是波特兰水泥、高铝水泥、粗面凝灰岩水泥、矿渣水泥、镁氧水泥、磷酸盐水泥或高炉矿渣水泥,还有混合水泥、填料水泥、飞灰、硅微粉(microsilica)、石灰和石膏胶泥。优选使用波特兰水泥和矿渣水泥以及混合水泥、填料水泥、石灰和石膏胶泥。
对干灰浆组合物中常用添加剂d)还可以是增稠剂,例如多糖如纤维素醚和改性纤维素醚、淀粉醚、瓜尔胶、黄原胶、片状硅酸盐、聚羧酸如聚丙烯酸及其偏酯,还有聚乙烯醇,其可任选地乙酰化或疏水改性、蛋白和缔合增稠剂。常用的添加剂还包括延迟剂如羟基羧酸或二元羧酸及其盐、糖类、草酸、琥珀酸、酒石酸、葡糖酸、柠檬酸、蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇、季戊四醇。常用添加剂是促凝剂(setting accelerators),例如无机或有机酸的碱金属或碱土金属盐。可提及的其他添加剂是:疏水剂、防腐剂、成膜剂、分散剂、泡沫稳定剂、防泡剂和阻燃剂(如氢氧化铝)。所述添加剂根据添加剂的类型以常规用量使用。
所述干灰浆组合物包含30-90wt%,优选40-80wt%的填料b),基于所述干灰浆组合物的总重量而计的。
所述干灰浆组合物包含5-50wt%,优选10-30wt%的无机粘结剂c),基于所述干灰浆组合物的总重量而计的。
所述干灰浆组合物包含常用添加剂d)的用量为0.1-10wt%,基于所述干灰浆组合物的总重量而计的。
所述干灰浆组合物包含水可再分散聚合物粉末a)的用量为0.001-15wt%,优选0.01-5wt%,基于干灰浆组合物总重量而计。
所述粘结促进添加剂组合物e)的重量含量为0.002-35wt%,优选0.01-25wt%,基于水可再分散聚合物粉末a)的用量而计。
水可再分散聚合物粉末a)是在有保护胶体的情况下干燥相应基础聚合物的水分散体而得到的粉末组合物。由于该制造方法,水分散体的细微树脂被封装在足够量的水溶性保护胶体中。在干燥时,该保护胶体作为壳而防止颗粒粘结在一起。当在水中再分散时,该保护胶体再溶解于水中从而得到原聚合物颗粒的水分散体(Schulze J. in TIZ, Νo.9, 1985)。
适用的烯属不饱和单体的聚合物是基于一种或多种选自包括乙烯基酯、(甲基)丙烯酸酯、乙烯基芳香化合物、烯烃、1,3-二烯和乙烯卤化物的组中的单体以及任选存在的可与其共聚的其他单体的聚合物。
适用的乙烯基酯是那些有1-15个碳原子羧酸的酯,优选醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、醋酸1-甲基乙烯酯、新戊酸乙烯酯以及具有9-11个碳原子α-支化单羧酸的乙烯酯,例如VeoVaTM9或VeoVaTM10(Resolution的商品名)。特别优选醋酸乙烯酯。
选自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的组中适用单体是具有1-15个碳原子的非支化或支化醇的酯。优选的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯。特别优选丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯。
优选的乙烯基芳香化合物是苯乙烯、甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。优选的乙烯基卤化物是氯乙烯。优选的烯烃是乙烯、丙烯以及优选的二烯是1,3-丁二烯和异戊二烯。
基于所述单体混合物的总重量,还可以任选地共聚0.1-5wt%的辅助单体。优选使用0.5-2.5wt%的辅助单体。辅助单体的实例是烯属不饱和单羧酸和二元羧酸,优选丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸和马来酸;烯属不饱和羧酰胺和碳酸腈,优选丙烯酰胺和丙烯腈;富马酸和马来酸的单酯和二酯,如二乙基和二异丙基酯,以及还有马来酸酐;烯属不饱和磺酸或其盐,优选乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。其他的实例是预交联共聚单体如多重烯属不饱和共聚单体,例如邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二乙烯酯、马来酸二烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯或氰尿酸三烯丙酯,或后交联共聚单体,例如丙烯酰氨基乙醇酸 (AGA)、甲基丙烯酰胺基乙醇酸甲酯(MMAG)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基胺基甲酸烯丙酯,烷基醚如N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺和 N-羟甲基胺基甲酸烯丙酯的异丁氧基醚或酯。还适用的是环氧官能的共聚单体如甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸缩水甘油酯。其他的实例是硅官能的共聚单体,如丙烯酰氧基丙基三(烷氧基)硅烷和甲基丙烯酰氧基三(烷氧基)硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷和乙烯基甲基二硅氧基硅烷,其中例如甲氧基、乙氧基和乙氧基丙二醇醚基可作为烷氧基基团存在。还可提及具有羟基或CO基团的单体,例如甲基丙烯酸羟基烷基酯和丙烯酸羟基烷基酯,如丙烯酸或甲基丙烯酸的羟乙基、羟丙基或羟丁基酯,以及还有化合物如二丙酮丙烯酰胺和丙烯酸或甲基丙烯酸的乙酰基乙酰氧基乙基酯。
选择单体及选择共聚单体的重量比例以得到玻璃化转变温度Tg为-25°C至+35°C,优选为从-10°C至+30°C。该聚合物的玻璃化转变温带 Tg可用已知方法利用差示扫描量热仪(DSC)测定(确定曲线的拐点)。Tg也可预先利用 Fox 方程大致计算。根据 Fox T. G.,Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, 123 页(1956): 1/Tg = x1/ Tg1+x2/Tg2+ ····+xn/Tgn, 其中xn是单体n的质量分数(wt%)和Tgn是单体n均聚物的以开尔文为单位的玻璃化转变温度。均聚物的Tg值在Polymer Handbook第二版, J.Wiley&Sons, New York(1975)中给出。
适用的乙烯基酯聚合物是乙烯基酯均聚物,特别是聚醋酸乙烯酯,或是一种或多种乙烯基酯和一种或多种从乙烯、氯乙烯及(甲基)丙烯酸酯选出的共聚单体的乙烯基酯共聚物,所述聚合物可进一步地以所给出的量包含上述辅助单体,在所有情况下,以wt%为单位的数值相加总和为100wt%,基于单体混合物的总重量而计。
优选醋酸乙烯酯与1-50wt%乙烯的共聚物,基于单体混合物的总重量而计;
醋酸乙烯酯与0-50wt%乙烯和1-50wt%的一种或多种其他共聚单体的共聚物基于单体混合物的总重量而计),所述其他共聚单体选自羧酸基中含有1-12个碳原子的乙烯基酯,如丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯,和有9-13个碳原子的α-支化羧酸乙烯酯,如VeoVaTM9、VeoVaTM10、VeoVaTM11的其它单体的共聚物;
醋酸乙烯酯与1-50wt%乙烯和优选1-60wt%的有1-15个碳原子的非支化或支化醇的(甲基)丙烯酸酯,特别是丙烯酸正丁基酯或丙烯酸2-乙基己基酯的共聚物;及30-75wt%的醋酸乙烯酯与1-30wt%的月桂酸乙烯酯或有9-11个碳原子的α-支化羧酸的乙烯酯以及1-30wt%的有1-15个碳原子的非支化或支化醇的(甲基)丙烯酸酯,特别是丙烯酸正丁基酯或丙烯酸2-乙基己基酯的共聚物,基于单体混合物的总重量而计。
其另外含有0-40wt%的乙烯;50-95wt%的醋酸乙烯酯与5-50wt%的有1-15个碳原子的非支化或支化醇的(甲基)丙烯酸酯,特别是丙烯酸正丁基酯或丙烯酸2-乙基己基酯的共聚物;醋酸乙烯酯与1-50wt%的乙烯及1-60wt%的氯乙烯的共聚物;其中所述聚合物另外以所给出的量包含上述辅助单体,在所有情况下,以wt%为单位的数值相加总和为100wt%,基于单体混合物的总重量而计。
优选(甲基)丙烯酸酯聚合物如丙烯酸正丁基酯或丙烯酸2-乙基己基酯的共聚物或甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸正丁基酯和/或丙烯酸2-乙基己基酯的共聚物;
苯乙烯-丙烯酸酯共聚物,优选与一种或多种选自于丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、和丙烯酸2-乙基己基酯的单体的共聚物;
苯乙烯-1, 3-丁二烯共聚物;
其中所述聚合物可另外以所给出的量包含上述辅助单体,在所有情况下,以wt%为单位的数值相加总合为100wt%,基于单体混合物的总重量而计。
最优选水可再分散聚合物粉末a),其包括含有醋酸乙烯酯及5-50wt%乙烯的共聚物,
或含有醋酸乙烯酯、0-50wt%的乙烯和1-50wt%的有9-11个碳原子的α-支化单羧酸乙烯酯的共聚物,
或含有30-75wt%的醋酸乙烯酯、1-30wt%的月桂酸乙烯酯或有9-11个碳原子的α-支化羧酸的乙烯酯,以及1-30wt%的有1-15个碳原子的非支化或支化醇的(甲基)丙烯酸酯的共聚物,
其另外含有1-40wt%的乙烯,或含有50-95wt%的醋酸乙烯酯、5-50wt%的有1-15个碳原子的非支化或支化醇的(甲基)丙烯酸酯的共聚物,
或含有醋酸乙烯酯、5-50wt%的乙烯及1-60wt%的氯乙烯的共聚物,其中所述聚合物可进一步地以所给出的量包含上述辅助单体,在所有情况下,以wt%为单位的数值相加总合为100wt%,基于单体混合物的总重量而计。
所述聚合物通过乳液聚合方法或悬浮聚合方法在有保护胶体的存在下制备,优选乳液聚合方法,其中聚合温度通常为20-150°C,优选60-90°C,且其中气相共聚单体如乙烯的共聚合还可在高于大气压力下进行,通常在5-100bar abs.的压力范围内。所述聚合的引发可利用水溶性或可溶于单体的或通常用于乳液聚合或悬浮聚合的氧化还原引发剂。水溶性引发剂的实例是过硫酸钠、过氧化氢。可溶于单体的引发剂的实例是双十六烷基过氧二碳酸酯、二环己基过氧二碳酸酯,过氧化二苯甲酰,偶氮二异丁腈。基于所述单体的总重量,所述引发剂通常以0.01-0.5wt%的量使用,基于乳液的总重量计。所使用的氧化还原引发剂是所述引发剂与还原剂的组合。适合的还原剂例如是亚硫酸钠、羟基甲烷亚磺酸钠和抗坏血酸。基于所述单体的总重量,所述还原剂的量优选为0.01-0.5wt%,基于乳液的总重量计。
为了控制分子量,可在聚合过程中使用调节物质。如果使用调节剂,它们通常的用量,基于待聚合单体的量,在0.01-5.0wt%范围内,基于乳液的总重量计,并且分别引入或与反应组分预先混合。该物质的实例是正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、疏基丙酸、疏基丙酸甲醋、异丙醇和乙醛。优选不使用调节物质。
使用保护胶体以稳定该聚合混合物,任选地与乳化剂组合。适用的保护胶体是部分水解或完全水解的聚乙烯醇;聚乙烯基吡咯烷酮;聚乙烯醇缩醛;水溶性多糖,糊精或环糊精,纤维素及其羧甲基、甲基、羟乙基、羟丙基的衍生物;蛋白质如酪蛋白或酪蛋白盐、大豆蛋白、明胶;木质素磺酸盐;合成聚合物如聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯与羧基官能的共聚单体的共聚物、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯基磺酸及其水溶性共聚物;三聚氰胺-甲醛磺酸盐、萘-甲醛磺酸盐、苯乙烯-马来酸和乙烯基醚-马来酸共聚物;阳离子保护胶体,例如含有包括季铵基团单体的聚合物。优选部分水解或完全水解的聚乙烯醇。特别优选水解度为80-95mol%的且4%强度水溶液的Hoppler粘度为1-30mPa·S(Hoppler方法于20oC,DIN53015)的部分水解聚乙烯醇。
在完成所述聚合后,可通过已知方法进行后聚合,如氧化还原催化剂引发的后聚合,以除去残存单体。挥发性残存单体也可通过蒸馏方法去除,优选在减压下及任选地在有惰性夹带气体如空气、氮气或蒸汽流从所述混合物之中或之上通过的情况下进行。以这种方式得到的水分散体的固含量为30-75wt%,优选50-60wt%,基于水分散体的总重量计。
为了制备所述水可再分散聚合物粉末,任选地在加入作为干燥助剂的其他保护胶体后,将所述水分散体通过如流化床干燥、冷冻干燥或喷雾干燥的方法干燥。优选将所述水分散体喷雾干燥。喷雾干燥在常规喷雾干燥设备中进行,雾化可通过单流体、双流体或多流体喷嘴或旋转盘的方式实现。出口稳定通常选在45-120°C范围内,优选60-90°C,取决于所述设备、树脂的Tg及所需干燥度。待雾化的水分散体的固含量为>35wt%,优选>40wt%,基于水分散体的总重量计。
通常,基于水分散体的聚合物组分,干燥助剂的总用量为0.5-30wt%,即干燥操作前干燥助剂的总量基于聚合物组分应至少为1-30wt%;基于聚合物组分,优选使用5-20wt%。
适用的干燥助剂是本领域技术人员所知道的,如上述保护胶体。特别优选水解度为80-95mol%的且4%强度水溶液的Hoppler粘度为1-30mPas(Hoppler方法于20oC,DIN53015)的部分水解聚乙烯醇。
对于雾化,发现有基于基础聚合物1.5%的消泡剂存在时通常是有利的,特别是对具有低玻璃化转变温度的水可再分散聚合物粉末而言。可为所得到的水可再分散聚合物粉末提供抗结块剂(防粘连剂),通过改善结块稳定性以提高储存寿命,优选用量为基于聚合物组分总重量的1-30wt%。抗结块剂的实例是碳酸钙或碳酸镁、滑石、石膏、硅石、高岭土如偏高岭土、颗粒尺寸优选为10nm-10μm的硅酸盐。
本发明中可将所述粘结促进添加剂组合物加入到干灰浆组合物中,优选与所述水可再分散聚合物粉末一起进行加入到干灰浆组合物中,最优选将其与水可再分散聚合物粉末组分混合制备促粘结水可再分散组合物。本发明中所述促粘结水可再分散组合物在干灰浆组合物中的重量含量为0.01-5wt%,优选0.5-3.5wt%,基于干灰浆组合物总重量而计。
为此,可在利用聚合方法制备所述聚合物水分散体过程中加入粘结促进添加剂组合物。可在喷雾干燥前,将粘结促进添加剂组合物加入到所述聚合物水分散体中,或在聚合物水分散体喷雾干燥过程中,将粘结促进添加剂组合物加入聚合物水分散体中。也可以在聚合物水分散体干燥后将所述粘结促进添加剂组合物加入到水可再分散聚合物粉末中。用这些方法可以得到包含粘结促进添加剂组合物和水可再分散聚合物粉末的促粘结水可再分散组合物,更优选在聚合物水分散体干燥后将所述粘结促进添加剂组合物加入到水可再分散聚合物粉末中的方法。
在粘结促进添加剂组合物e)没有与水可再分散聚合物粉末a)预先混合的情况下,在常规粉末混合设备中将a)- d)组分及粘结促进添加剂组合物e)混合并均质化制备得到干灰浆组合物,施工前加入所需水量即可获得灰浆组合物。
还可将a)- d)、e)粘结促进添加剂组合物这些每一组分分别单独与水混合,经均质化后得到即时可用的灰浆组合物。
本发明所述的粘结促进添加剂组合物在包含水可再分散聚合物粉末的干灰浆组合物中的用途,其特征在于所述的粘结促进添加剂组合物用于瓷砖粘合剂灰浆组合物中、用于外绝热复合系统中的胶粘剂灰浆组合物中。
本发明涉及一种促粘结水可再分散组合物,其包含:
65-99.99wt%的一种或多种水可再分散聚合物粉末;
0.001-25wt%的一种或多种天然淀粉,其特征在于所述天然淀粉中直链淀粉的含量为10-30wt%,优选15-27wt%基于天然淀粉用量而计;
0.001-10wt%一种或多种聚环氧烷,其选自聚环氧丙烷和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物;
以促粘结水可再分散组合物总重量计。
本发明还涉及一种粘结促进添加剂组合物,其包含
一种或多种聚环氧烷;所述聚环氧烷的重均分子量在1000-4000g/mol之间,所述聚环氧烷含有环氧乙烷和环氧丙烷单元时,优选含有大于50mol%环氧丙烷单元的环氧乙烷-环氧丙烷共聚物;
一种或多种天然淀粉,其特征在于所述天然淀粉中直链淀粉的含量为10-30wt%优选15-27wt%基于天然淀粉用量而计;
其中,所述天然淀粉与所述聚环氧烷的重量比为50:1~250:1,优选80:1~250:1。
具体实施方式
本发明所述的粘结促进添加剂组合物可用来改善含有水可再分散聚合物粉末的灰浆组合物对无机和有机基板,特别是对发泡聚苯乙烯,矿棉和对瓷砖的粘结性,而不显著损失可操作性。本发明所述的粘结促进添加剂组合物优选用于瓷砖粘结剂(CTA),还可作为粘结剂或底涂层灰浆组合物的组分用于外墙外保温系统(ETICS)中,特别优选用于发泡聚苯乙烯板或矿棉的粘结与加固中。另一个用途是用于修补灰浆中。
在实施例1-8中,使用下列促粘结水可再分散组合物1-8,其中各组分基于促粘结水可再分散组合物总量计算:
水可再分散聚合物粉末1:(应用于对比例1)
100wt%Tg为19oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末。
促粘结水可再分散组合物2:
88.25wt%Tg为19oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末,
11.75wt%的甘薯淀粉(广西岑溪市三角淀粉有限责任公司,干片类型,甘薯淀粉,其中直链淀粉的含量在15-27wt%之间,基于甘薯淀粉总量计,粒径在80-100μm之间)。
促粘结水可再分散组合物3:
81.95wt%Tg为19oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末,
18.05wt%的甘薯淀粉(广西岑溪市三角淀粉有限责任公司,干片类型,甘薯淀粉,其中直链淀粉的含量在15-27wt%之间,基于甘薯淀粉总量计,粒径在80-100μm之间)。
促粘结水可再分散组合物4:
81.85wt%Tg为19oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末,
0.1wt%重均分子量为2000的聚环氧丙烷(江苏省海安石油化工厂公司,PPG2000),
18.05wt%的甘薯淀粉(广西岑溪市三角淀粉有限责任公司,干片类型,甘薯淀粉,其中直链淀粉的含量在15-27wt%之间,基于甘薯淀粉总量计,粒径在80-100μm之间)。
水可再分散聚合物粉末5:(应用于对比例5)
100wt%Tg为13oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末。
促粘结水可再分散组合物6:
90.08wt%Tg为28oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末,
0.1wt%重均分子量为2000的聚环氧丙烷(江苏省海安石油化工厂公司,PPG2000),
9.82wt%甘薯淀粉(广西岑溪市三角淀粉有限责任公司,干片类型,甘薯淀粉,其中直链淀粉的含量在15-27wt%之间,基于甘薯淀粉总量计,粒径在80-100μm之间)。
促粘结水可再分散组合物7:
83.37wt%Tg为28oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末,
16.63wt%的甘薯淀粉(广西岑溪市三角淀粉有限责任公司,干片类型,甘薯淀粉,其中直链淀粉的含量在15-27wt%之间,基于甘薯淀粉总量计,粒径在80-100μm之间)。
促粘结水可再分散组合物8:
83.27wt%Tg为28oC的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物和聚乙烯醇保护胶体的水可再分散聚合物粉末,
0.1wt%重均分子量为2000的聚环氧丙烷(江苏省海安石油化工厂公司,PPG2000),
16.63wt%甘薯淀粉(广西岑溪市三角淀粉有限责任公司,干片类型,甘薯淀粉,其中直链淀粉的含量在15-27wt%之间,基于甘薯淀粉总量计,粒径在80-100μm之间)。
为制备对比例1和实施例2-4的即时可用的瓷砖粘合剂(CTA)灰浆组合物,将表1所示的组分在各个情况下给出的量混合得到干灰浆组合物,再与表1中所示水量混合以得到可用瓷砖粘合剂灰浆组合物。
根据JC/T 547-2005,将所述瓷砖粘结剂灰浆组合物用5mm齿形抹刀施加到混凝土板上。之后铺上5x5cm2石质瓷砖并加重2kg重物,持续30秒,得到本发明对比例1和实施例2-4的试样。
将试样放在以下不同条件下存放:
标准存放条件即环境温度(23±2)oC,相对湿度(50±5)%,试验区的循环风速小于0.2m/s。
测试条件1:标准存放条件下保存28天;
测试条件2:标准存放条件下保存7天,并随后在水中于23oC下保存21天;
测试条件3:标准存放条件下保存14天,随后在70oC保存14天,然后在标准存放条件下再保存1天。
粘结强度的确定:
在试样存放后,根据JC/T 547-2005中的测试方法确定固化后瓷砖粘合剂灰浆组合物的粘结强度。
为测试粘结强度,将该固化后的试样放在表1所给出的条件下存放后,使用Herion的拉拔仪以250N/s加载速率确定粘结强度。以N/mm2为单位的测量值示于表1中。
可操作性评分,由1至5打分评价,5分为最好,其表现为干灰浆组合物在与水混合的过程中不会出现结块现象,分散性好。
由上述结果可以看出,使用本发明改性的灰浆组合物时,仅使用含有少量甘薯淀粉作为粘结促进添加剂组合物时对瓷砖的粘结强度和拉伸强度没有明显的影响,且可操作性也没有受到影响(对比例1和实施例2),但是天然淀粉量的增加,会使粘结强度和拉伸强度有所下降(对比例1和实施例3)。
使用天然淀粉和聚环氧丙烷的组合物作为粘结促进添加剂组合物,对瓷砖粘合剂灰浆组合物改性。瓷砖粘合剂灰浆组合物对瓷砖的粘结强度和拉伸强度有显著提高,可操作性也没有受到影响(对比例1和实施例4)。
为制备在对比例5,实施例6-8用于ETICS的胶粘剂灰浆组合物中,将表2所示的组分在各个情况下以所给出的量混合得到干灰浆组合物,再与表2中所示的水量混合以给出可用于ETICS的胶粘剂灰浆组合物。
根据JC/T 992-2006,将ETICS胶粘剂灰浆组合物以3mm的层厚度施加到EPS(发泡聚苯乙烯)板或混凝土板上,得到本发明对比例5和实施例6-8的试样。
将试样在不同条件下存放:
标准存放条件:(23±2)oC,相对湿度(50±5)%;
测试条件4:在标准存放条件下存放14天;
测试条件5:在标准存放条件下存放14天并随后在水中于23oC下存放7天。
粘接强度的测试
在试样存放后,根据JC/T 992-2006中的测试方法确定固化后ETICS胶粘剂灰浆组合物的粘结强度。
将各试样的测试样品用顶钻(直径:55mm)钻孔。将别针(staples)粘结到测试样品上并用拉伸测试机(类型:Herion)以预选的加载速率将其抽出。从所测定的拉出强度及测试样品的面积,得到相应的粘结强度。
测试结果显示于表2中。
可操作性评分,由1至5打分评价,5分为最好,其表现为干灰浆组合物在与水混合的过程中不会出现结块现象,分散性好。
结果显示,使用本发明改性的灰浆组合物时,对EPS板的粘结强度没有明显变化,且在水中存放后粘结强度也没有明显变化,但是同时却大大降低了生产成本(对比例5与实施例6、7、8)。
使用本发明改性的灰浆组合物时,少量甘薯淀粉作为粘结促进添加剂组合物时对混凝土的拉伸强度有所下降(对比例5与实施例7);甘薯淀粉和少量聚环氧丙烷的组合物作为粘结促进添加剂组合物时对混凝土的拉伸强度几乎没有变化,可操作性也未受影响,但是生产成本大大降低了(对比例5与实施例6、8)。

Claims (12)

1.粘结促进添加剂组合物在包含水可再分散聚合物粉末的干灰浆组合物中的用途,其特征在于所述粘结促进添加剂组合物包含:一种或多种天然淀粉,其中所述天然淀粉中直链淀粉的含量为10-30wt%,优选15-27wt%基于天然淀粉总量而计;所述天然淀粉的粒径为60-150μm,优选80-100μm。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于所述粘结促进添加剂组合物还包括:一种或多种聚环氧烷,其选自聚环氧丙烷和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于所述聚环氧烷是聚环氧丙烷时,聚环氧丙烷的重均分子量为400-4000g/mol,优选1000-4000g/mol。
4.根据权利要求2或3所述的用途,其特征在于所述聚环氧烷是环氧乙烷和环氧丙烷共聚物,重均分子量为400-4000g/mol,优选含有大于50mol%环氧丙烷单元的环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。
5.根据权利要求1-4所述的用途,其特征在于所述粘结促进添加剂组合物用量为0.002-35wt%,优选0.01-25wt%,其是基于水可再分散聚合物粉末的用量而计得。
6.根据权利要求2-5所述的用途,其特征在于所述聚环氧烷的用量为0.001-10wt%,优选0.005-5wt%,其是基于水可再分散聚合物粉末的用量而计得。
7.根据权利要求1-6所述的用途,其特征在于所述天然淀粉的用量为0.001-25wt%,优选0.005-20wt%,其是基于水可再分散聚合物粉末的用量而计得。
8.根据权利要求2-7所述的用途,其特征在于所述粘结促进添加剂组合物中天然淀粉与聚环氧烷的重量比为50:1~250:1,优选80:1~250:1。
9.根据权利要求1-8所述的用途,其特征在于水可再分散聚合物粉末的用量为0.001-10wt%,优选0.01-5wt%,基于所述干灰浆组合物的用量而计得。
10.根据权利要求1-9所述的用途,其特征在于所述的粘结促进添加剂组合物用于瓷砖粘合剂干灰浆组合物中或用于外墙外保温系统中的干灰浆组合物中,特别优选用于对发泡聚苯乙烯、矿棉或瓷砖的粘结。
11.一种促粘结水可再分散组合物,其包含:
65-99.99wt%的一种或多种水可再分散聚合物粉末;
0.001-25wt%的一种或多种天然淀粉,其特征在于所述天然淀粉中直链淀粉的含量为10-30wt%,优选15-27wt%基于天然淀粉用量而计;
0.001-10wt%一种或多种聚环氧烷,其选自聚环氧丙烷和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物;
上述组分以促粘结水可再分散组合物总重量计。
12.一种粘结促进添加剂组合物,其包含:
一种或多种聚环氧烷,所述聚环氧烷的重均分子量在1000-4000g/mol之间,所述聚环氧烷含有环氧乙烷和环氧丙烷单元时,优选含有大于50mol%环氧丙烷单元的环氧乙烷-环
氧丙烷共聚物;
一种或多种天然淀粉,其特征在于所述天然淀粉中直链淀粉的含量为10-30wt%,优选15-27wt%,基于天然淀粉用量而计;
其中,所述天然淀粉与所述聚环氧烷的重量比为50:1~250:1,优选80:1~250:1。
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