CN107936901A - 一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶及其制备方法，所述聚氨酯瓷砖胶由如下质量份数的组分组成：聚氨酯预聚体Ⅰ12～40份、聚氨酯预聚体Ⅱ2～30份、稀释剂5～30份、细骨料10～55份、填料3～50份、催化剂Ⅰ0.1～2.5份、粘接促进剂0.3～2份、储存稳定剂0.5～2份、触变剂0.5～25份。本发明提供的聚氨酯瓷砖胶粘接强度高、耐久性好，具有较好的柔性，可在特殊环境下使用，特别是震动较大的区域及基层变形较大建筑中使用，所贴瓷砖不易脱落。

Description

一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体地，涉及一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶及其制备方法。
背景技术
瓷砖胶又称陶瓷砖粘合剂，主要用于粘贴瓷砖、面砖、地砖等装饰材料，广泛适用于内外墙面、地面、浴室、厨房等建筑的饰面装饰场所。其主要特点是耐水、耐冻融、耐老化性能好，是一种非常理想的粘结材料。传统的瓷砖胶的主要成分为水泥、黄沙等，水泥和黄沙现场搅拌的砂浆是以厚贴法来粘接瓷砖的，不仅消耗水泥、黄沙量巨大，还存在施工复杂、粘接不牢、空鼓易脱落的缺点。另外，水泥和沙浆为刚性材料，存在粘接强度低、吸水率高以及热胀冷缩后碎裂等现象，不仅不美观，脱落的瓷砖还可能会造成人员伤害。
随着近些年人们对建筑的审美和防水要求的提升，现代瓷砖逐渐转向薄且吸水率更低的方向发展，进而对瓷砖粘接材料提出更高的要求。聚合物改性瓷砖胶的出现，使得瓷砖的贴铺工艺由传统的厚层铺法转向薄层铺法，但是粘接不牢的缺点依然存在，特别是一些震动较大的区域及基层变形较大时，使用刚性粘接材料粘接的瓷砖更容易发生脱落。
因此，研发一种高粘接强度的柔性瓷砖胶对整个建筑行业的发展意义重要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶，本发明提供的聚氨酯瓷砖胶粘接强度高、耐久性好，具有较好的柔性，可在特殊环境下使用，特别是震动较大的区域及基层变形较大建筑中使用，所贴瓷砖不易脱落。
本发明的另一目的在于提供上述新型柔性聚氨酯瓷砖胶的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶，所述聚氨酯瓷砖胶由如下质量份数的组分组成：
聚氨酯预聚体Ⅰ12～40份、聚氨酯预聚体Ⅱ2～30份、稀释剂5～30份、细骨料10～55份、填料3～50份、催化剂Ⅰ0.1～2.5份、粘接促进剂0.3～2份、储存稳定剂0.5～2份、触变剂0.5～25份。
本发明的发明人以聚氨酯预聚体、细骨料和填料为主要原料，辅以其它加工助剂，复配得到了一种适用于瓷砖粘接的新型柔性聚氨酯瓷砖胶。在本发明中，细骨料的用量较为重要，细骨料的用量偏多或偏少均会影响到瓷砖胶的粘接性能以及柔性，进而影响到瓷砖的空鼓以及脱落性能。本发明提供的上述聚氨酯瓷砖胶粘接强度高、耐久性好，具有较好的柔性，可在特殊环境下使用，特别是震动较大的区域及基层变形较大建筑中使用，所贴瓷砖不易脱落。
优选地，所述细骨料为石英砂和漂珠的混合物。
优选地，所述石英砂的粒径为40～120目，所述漂珠的粒径为40～100目。
优选地，所述石英砂和漂珠的质量比为1：10～10:1；更为优选地，所述石英砂和漂珠的质量比为7：3。
优选地，所述填料为珍珠岩粉体、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、改性碳酸钙、中空玻璃微珠、硅微粉、云母粉、粉煤灰、炭黑、滑石粉、钛白粉、硫酸钙晶须、硫酸铝、硫酸钡，煅烧高岭土或硅藻土中的一种或几种。
优选地，所述催化剂Ⅰ为辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二月桂酸二丁基锡、2,2-双吗啉基二乙基醚、辛酸铅、三乙烯二胺、三乙醇胺、钛酸四异丙酯或异辛酸铋中的一种或几种。
优选地，聚氨酯预聚体Ⅰ由如下质量份数的组份制成：聚醚多元醇55～75份、异氰酸酯7～24份、催化剂Ⅱ 0.01～1.0份、稀释剂10~30份；所述聚氨酯预聚体Ⅱ由如下质量份数的组份制成：聚酯多元醇60～85份、异氰酸酯10～30份、催化剂Ⅱ 0.01～1.0份、稀释剂5～10份。
优选地，聚氨酯预聚物Ⅰ中的聚醚多元醇为聚醚二元醇与聚醚三元醇的混合物；其中聚醚二元醇占12～88%，所述聚醚二元醇的分子量为1000～10000；所述聚醚三元醇的分子量为2000～12000。
优选地，所述聚氨酯预聚物Ⅱ中的聚酯多元醇为聚酯二元醇与聚酯三元醇的混合物；其中聚酯二元醇占12～88%；所述聚酯二元醇的分子量为500～5000g/mol的己二酸系聚酯二醇，羟值为20～200mgKOH/g，酸值为0.1～0.8 mgKOH/g，含水量≤0.03%；所述聚酯三元醇的分子量介于1000～3000，羟值为20～120mgKOH/g，酸值≤1.0mgKOH/g，含水量≤0.03%。
本发明的聚氨酯预聚物Ⅰ和Ⅱ中所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯或多亚甲基多苯基异氰酸酯中的一种或几种。
本发明的聚氨酯预聚物Ⅰ和Ⅱ中所述催化剂Ⅱ为辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二月桂酸二丁基锡、2,2-双吗啉基二乙基醚，辛酸铅，三乙烯二胺，三乙醇胺、钛酸四异丙酯，异辛酸铋中的一种或几种。
本发明的聚氨酯预聚物Ⅰ和Ⅱ中所述稀释剂为丙酮、甲乙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、溶剂汽油、甲苯、二甲苯、邻苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯、磷酸酯增塑剂、烷基磺酸酯类中的一种或几种。
优选地，所述粘接促进剂为γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷，β-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷，γ-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷，γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷其中的一种或几种。
优选地，所述储存稳定剂为分子筛干燥剂、恶唑烷、、氧化钙糊、对甲基苯磺酰异氰酸酯中的一种或几种。
优选地，所述触变剂为疏水气相二氧化硅、纤维状滑石粉、有机改性膨润土、聚乙烯蜡、蓖麻油衍生物、改性聚脲、聚酰胺中的一种或几种。
上述新型柔性聚氨酯瓷砖胶的制备方法，所述方法如下：
将聚氨酯预聚体Ⅰ、聚氨酯预聚体Ⅱ、储存稳定剂、粘接促进剂混合并搅拌均匀，然后加入预先干燥的稀释剂、细骨料、填料和触变剂，于真空条件下（真空度为≤-0.095MPa）搅拌均匀；然后用干燥氮气解除真空，再加入催化剂Ⅰ搅拌均匀，即得新型柔性聚氨酯瓷砖胶。
在本发明中，所述聚氨酯预聚体Ⅰ/Ⅱ可通过本领域常规方法合成得到。优选地，所述聚氨酯预聚体Ⅰ/Ⅱ的制备方法如下：
按配方量称取聚醚多元醇/聚酯多元醇，于95～110℃条件下，抽真空除水至含水率≤200ppm，降温至55～65℃，加入配方量的异氰酸酯和已干燥的稀释剂，搅拌均匀后，将温度升至70～80℃，再加入配方量的催化剂Ⅱ，反应3h后，终止反应，即得预聚体Ⅰ/Ⅱ。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的新型柔性聚氨酯瓷砖胶具有高的粘接强度，耐久性强（耐热老化性和耐水性），可保证所贴墙地瓷砖不脱落。本发明提供的新型柔性聚氨酯瓷砖胶具有较好柔性，可在特殊环境，特别是震动较大的区域及基层变形较大建筑中使用，所贴瓷砖也不易脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
本实验采用聚氨酯预聚体Ⅰ合成配方不变，改变聚酯型聚氨酯预聚体Ⅱ的配方。
制备例1 聚氨酯预聚体Ⅰ
在干燥的四口烧瓶中加入2000g/mol的聚醚二元醇312.0g，3000g/mol的聚醚三元醇388.0g，然后升然后升温至95~110℃并抽真空（真空度≤-0.095MPa），抽真空除水至含水率≤200ppm，再降温至55~65℃，然后加入已干燥稀释剂邻苯二甲酸二异辛酯150g、183.7g二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀后，升温至70~80℃，再加入0.2g二月桂酸二丁基锡进行反应，在干燥氮气保护下反应3h后，降温出料。
制备例2 聚氨酯预聚体Ⅱ1
在干燥的四口烧瓶中加入2000g/mol的聚酯二元醇550.0g，2000g/mol的聚酯三元醇214.0g，然后升温至95~110℃并抽真空（真空度≤-0.095MPa），抽真空除水至含水率≤200ppm，再降温至55~65℃，然后加入已干燥稀释剂磷酸三苯酯120g、228.6g的二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀后，升温至70~80℃，再加入0.4g二月桂酸二丁基锡进行反应，在干燥氮气保护下反应3h后，降温出料。
制备例3 聚氨酯预聚体Ⅱ2
在干燥的四口烧瓶中加入2000g/mol的酯二元醇572.0g，3000g/mol的聚酯三元醇180.0g，然后升温至95~110℃并抽真空（真空度≤-0.095MPa），抽真空除水至含水率≤200ppm，再降温至55~65℃，然后加入已干燥稀释剂邻苯二甲酸二异壬酯140g、160.7g的的甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀后，升温至70~80℃，再加入1.0g二月桂酸二丁基锡进行反应，在干燥氮气保护下反应3h后，降温出料。
制备例4 聚氨酯预聚体Ⅱ3
在干燥的四口烧瓶中加入2000g/mol的聚酯二元醇300.0g，3000g/mol的聚酯三元醇400.0g，然后升温至95~110℃并抽真空（真空度≤-0.095MPa），抽真空除水至含水率≤200ppm，再降温至55~65℃，然后加入已干燥稀释剂33g、123.6g的六亚甲基二异氰酸酯，搅拌均匀后，升温至70~80℃，再加入0.8g二月桂酸二丁基锡进行反应，在干燥氮气保护下反应3h后，降温出料。
实施例1～4 聚氨酯瓷砖胶
一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶，所述聚氨酯瓷砖胶由如下质量份数的组分组成：
聚氨酯预聚体Ⅰ12～40份、聚氨酯预聚体Ⅱ2～30份、稀释剂5～30份、细骨料10～55份、填料3～50份、催化剂Ⅰ0.1～2.5份、粘接促进剂0.3～2份、储存稳定剂0.5～2份、触变剂0.5～25份。
具体地，实施例1～4提供的新型柔性聚氨酯瓷砖胶的配方见下表1。另外，还分别设置四个对比例，各实施例和对比例的聚氨酯瓷砖胶的配方请见下表1，测试结果见下表2。
表1实施例1～4及对比例1～4提供的聚氨酯瓷砖胶的配方
对上述各实施例和对比例制备得到的聚氨酯瓷砖胶的性能进行测定，压缩剪切胶粘原强度、浸水后压缩剪切胶粘强度按照JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶黏剂》进行，热老化后的胶粘强度按照JIS A 5548-2003《陶瓷面砖用有机粘合剂》进行；按照JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶黏剂》中7.7.1制备试件，并按7.1条件养护14d后，以铁锤敲击瓷砖直至瓷砖碎裂（或瓷砖脱落），观察满铺处是否有脱落。测试结果见下表2。
表2实施例1～4及对比例1～4提供的聚氨酯瓷砖胶的性能测试

Claims (10)

1.一种新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述聚氨酯瓷砖胶由如下质量份数的组分组成：
聚氨酯预聚体Ⅰ12～40份、聚氨酯预聚体Ⅱ2～30份、稀释剂5～30份、细骨料10～55份、填料3～50份、催化剂Ⅰ0.1～2.5份、粘接促进剂0.3～2份、储存稳定剂0.5～2份、触变剂0.5～25份。
2.根据权利要求1所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述细骨料为石英砂和漂珠的混合物。
3.根据权利要求2所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述石英砂的粒径为40～120目，所述漂珠的粒径为40～100目。
4.根据权利要求2所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述石英砂和漂珠的质量比为1：10～10：1。
5.根据权利要求4所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述石英砂和漂珠的质量比为7：3。
6.根据权利要求2所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，聚氨酯预聚体Ⅰ由如下质量份数的组份制成：聚醚多元醇55～75份、异氰酸酯7～24份、催化剂Ⅱ0.01～1.0份、稀释剂10～30份；所述聚氨酯预聚体Ⅱ由如下质量份数的组份制成：聚酯多元醇60～85份、异氰酸酯10～30份、催化剂Ⅱ0.01～1.0份、稀释剂5～10份。
7.根据权利要求6所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，聚氨酯预聚物Ⅰ中的聚醚多元醇为聚醚二元醇与聚醚三元醇的混合物；其中聚醚二元醇占12～88%，所述聚醚二元醇的分子量为1000～10000；所述聚醚三元醇的分子量为2000～12000。
8.根据权利要求6所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述聚氨酯预聚物Ⅱ中的聚酯多元醇为聚酯二元醇与聚酯三元醇的混合物；其中聚酯二元醇占12～88%；所述聚酯二元醇的分子量为500～5000g/mol的己二酸系聚酯二醇，羟值为20～200mgKOH/g，酸值为0.1～0.8mgKOH/g；所述聚酯三元醇的分子量介于1000～3000，羟值为20～120mgKOH/g，酸值≤1.0mgKOH/g。
9.根据权利要求1所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶，其特征在于，所述填料为珍珠岩粉体、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、改性碳酸钙、中空玻璃微珠、硅微粉、云母粉、粉煤灰、炭黑、滑石粉、钛白粉、硫酸钙晶须、硫酸铝、硫酸钡，煅烧高岭土或硅藻土中的一种或几种。
10.权利要求1～9任一所述新型柔性聚氨酯瓷砖胶的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
将聚氨酯预聚体Ⅰ、聚氨酯预聚体Ⅱ、储存稳定剂、粘接促进剂混合并搅拌均匀，然后加入预先干燥的稀释剂、细骨料、填料和触变剂，于真空条件下搅拌均匀；然后用干燥氮气解除真空，再加入催化剂Ⅰ搅拌均匀，即得新型柔性聚氨酯瓷砖胶。
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