CN108264260A - 建筑材料添加剂及其制备方法 - Google Patents

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    • C04B2103/465—Water-sorbing agents, hygroscopic or hydrophilic agents

Abstract

一种建筑材料添加剂，由聚乙烯醇和纤维素醚组成。此建筑材料添加剂作用于建筑材料时，可以改善建筑材料的柔韧性和保水性。此外本发明还涉及一种建筑材料添加剂的制备方法、上述建筑材料添加剂在制备建筑材料中的应用和一种添加上述建筑材料添加剂的建筑材料。

Description

建筑材料添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料领域，且特别涉及一种建筑材料添加剂及其制备方法。
背景技术
各种建筑材料都需要一定的保水性，特别是砂浆这一类的材料，砂浆的保水性是指砂浆保全水分的能力，保水性不好的砂浆，在运输和存放过程中容易泌水离析，即水分浮在上面，砂和水泥沉在下面，使用前必须重新搅拌。
各种需要砂浆进行施工的基层都具有一定的吸水性，若砂浆的保水性不良，在砂浆的涂抹过程中，只要预拌砂浆与块材或基层一接触，就会使预拌砂浆被吸去水分，同时砂浆外表面向大气中蒸发水分，导致砂浆因失水而水分不足，影响水泥的进一步水化，同时影响砂浆强度的正常发展，导致强度、特别是砂浆硬化体与基层之间的界面强度变低，造成砂浆开裂、脱落。而保水性良好的砂浆，水泥水化比较充分，强度能得到正常的发展，与基层能较好地黏结在一起。
预拌砂浆通常是砌筑在吸水块材之间或涂抹在基层上，与基体共同构成一个整体。而砂浆保水性不良对工程质量的影响有：
1.由于砂浆过多失水从而影响砂浆的正常凝结硬化，降低砂浆与物面的粘结力，不仅不便于施工操作，而且使砌体的强度下降，从而使工程质量大大降低。
2.若砂浆保水不良，水分容易被砖吸去，使砂浆过于干稠，涂抹不平，在实施工程时，不仅影响了进度，也使墙面容易因干缩而引起开裂。
因此，增加砂浆的保水性不仅有利于施工，同时还能使强度增加。
传统的解决方法是往基层上浇水，但是，这不可能保证基层均匀地适量湿润。水泥砂浆在基层上的理想水化目标是：水泥水化产物伴随基层吸收水分的过程，渗透到基层中，形成与基层之间的有效“锁匙联接”，从而达到要求的粘结强度。
往基层表面直接浇水，会因气温、浇水时间、浇水均匀度的不同，而使基层的吸水量严重离散。基层吸水量少，会继续吸收砂浆中水分，在水泥水化进行之前，水分被吸走，影响了水泥水化和水化产物向基体渗透；基层吸水量大，砂浆中水分向基层中迁移速度慢，甚至在砂浆与基体之间形成一个富水层，同样影响粘结强度。所以用常见的基层浇水方法，不仅不能有效解决墙体基层吸水率高的问题，反而会影响砂浆与基层的粘结强度，造成空鼓、干裂。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种建筑材料添加剂，此建筑材料添加剂具有改善建筑材料的保水性和提高粘结性的功能。
本发明的第二目的在于提供一种建筑材料添加剂的制备方法，该方法操作简单，实用性强。
本发明的第三目的在于提供建筑材料添加剂在制备建筑材料中的应用。
本发明的第四目的在于提供一种添加建筑材料添加剂的建筑材料。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种建筑材料添加剂，其包括聚乙烯醇和纤维素醚。
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量计，建筑材料添加剂包括80-120份聚乙烯醇和100-140份纤维素醚。
进一步地，在本发明较佳实施例中，建筑材料添加剂还包括粘合剂和瓷砖粘接剂。
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量计，建筑材料添加剂还包括0.8-1.2份粘合剂和0.4-0.6份瓷砖粘结剂。
进一步地，在本发明较佳实施例中，聚乙烯醇选用分子量70000-100000的聚乙烯醇。
进一步地，在本发明较佳实施例中，聚乙烯醇选用目数为80-120的粉末状聚乙烯醇。
进一步地，在本发明较佳实施例中，纤维素醚为羟丙基甲基纤维素或羟乙基甲基纤维素。
本发明提出一种建筑材料添加剂的制备方法，其包括将聚乙烯醇和纤维素醚混合均匀。
本发明提出建筑材料添加剂在制备建筑材料中的应用。
本发明提出一种添加建筑材料添加剂的建筑材料，其包括建筑主体材料及上述的建筑材料添加剂，且按重量计，建筑材料添加剂添加量为建筑材料总量的0.1-1％。
本发明实施例的有益效果是：
本发明提供的一种建筑材料添加剂，此建筑材料添加剂可以改善建筑材料的保水性、柔韧性和提高其粘结性，另外，还能减少建筑材料例如砂浆的摩擦，而增强了工作效能以及质量，防止抹灰层的开裂和脱落，增加附着强度和平滑性。
本发明提供的一种建筑材料添加剂的制备方法，此方法操作简单，得到的建筑材料添加剂可以广泛的应用到建筑材料中。
本发明提出的建筑材料添加剂在制备建筑材料中的应用，建筑材料添加剂可以广泛应用于干粉砂浆、抹面砂浆、保温砂浆、粘结砂浆、瓷砖粘结剂、界面剂、水泥混凝土添加剂、薄层粘结剂、柔性砂浆、石膏粘结剂和苯板开裂砂浆等建筑材料中。
本发明提出的一种添加建筑材料添加剂的建筑材料，此建筑材料保水性和抗压强度均十分良好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的建筑材料添加剂及其制备方法进行具体说明。
一种建筑材料添加剂包括聚乙烯醇和纤维素醚，按重量计，聚乙烯醇80-120份、纤维素醚100-140份。
聚乙烯醇是由醋酸乙烯经醇解反应、聚合而制成，是一种白色、粉状、安定、无毒的水溶性高分子聚合物，能快速溶解于常温水中，形成稳定胶体，水是聚乙烯醇良好的溶剂。聚乙烯醇具有良好的造膜性，形成的膜具有优异的接着力，耐溶剂性，耐摩擦性，伸张强度与氧气阻绝性。聚乙烯醇同时具有亲水基和疏水基两种官能基团，因此是具有界面活性的物质，所以聚乙烯醇可以作为高分子乳化、悬浮聚合反应时的保护胶体。
聚乙烯醇粉末特别适合用作建筑材料添加剂，与纤维素醚类的保水剂配合使用，可以改善水泥砂浆的柔韧性、保水性、提高砂浆粘结性。另外，还能减少砂浆的摩擦，从而增强了工作效能以及质量(防止抹灰层的开裂，脱落，增加附着强度和平滑性)。聚乙烯醇是细小的颗粒聚合物，易在冷水中分散，在水中能迅速的弥散，其水溶液的粘度安定性良好，这样可提高水泥砂浆的诸多特性，同时还有毛细管的功能，具有吸附作用。有效的克服了脱粉、开裂、强度低的弱点。
纤维素醚是以天然纤维素为原料，经化学改性制得的合成型高分子聚合物。纤维素醚是天然纤维素的衍生物，纤维素醚生产与合成聚合物不同，它的最基本的材料是纤维素，天然的高分子化合物。由于天然纤维素结构的特殊性，纤维素本身没有与醚化剂反应的能力。但经过溶胀剂的处理，在分子链间和链内强大的氢键遭到破坏，羟基的活性释放变成具有反应能力的碱纤维素，在经过醚化剂反应-OH基转成-OR基得到纤维素醚。
纤维素醚的保水性：在建筑材料特别是干粉砂浆的生产中，纤维素醚发挥着不可替代的作用，特别是在特种砂浆(改性砂浆)的生产中，更是不可缺少的重要组成部分。水溶性纤维素醚在砂浆中的重要作用主要有三个方面，一是优良的保水能力，二是对砂浆稠度和触变性的影响，三是与水泥的相互作用。纤维素醚的保水作用，取决于基层的吸水性，砂浆的组成，砂浆的层厚，砂浆的需水量，凝结材料的凝结时间。就纤维素醚本身的保水性则来自于纤维素醚本身的溶解性和去水化作用。众所周知，纤维素分子链虽然含有大量水化性很强的OH基，但其本身并不溶于水，这是因为纤维素结构有高度的结晶性。单靠羟基的水化能力还不足以支付分子间强大的氢键和范德华力。所以在水中只溶胀不溶解，当分子链中引入取代基时，不但取代基破坏了氢链，而且因相邻链间取代基楔入而破坏链间氢键，取代基越大拉开分子间距离越大。破坏氢键效应越大，纤维素晶格膨化后，溶液进入，纤维素醚成为水溶性，形成高粘度溶液。当温度升高时，高分子水化作用减弱，而链间的水被逐出。当去水作用充分时，分子开始聚集，形成三维网状结构凝胶折出。
优选地，聚乙烯醇选用精选优质的台湾长春聚乙烯醇BP-17，此类聚乙烯醇分子量为72600-81400，粘度为23.0-27.0mpa.s，醇解度为86.0-90.0，挥发分≤7.0％，灰分≤0.5％,PH值为5-7，聚合度为1650-1850，目数为80-160。此种聚乙烯醇分子量合适，对应粘度刚好可以满足建筑材料添加剂要求，此种聚乙烯醇具有很好的成膜性能、乳化性能、粘结性能。它形成的膜具有优异的接着力，耐溶剂性，耐摩擦性，伸张强度与氧气阻绝性。在干粉砂浆体系中主要起到粘结性能、提高强度性能，提高建筑材料的保水性。
优选地，纤维素醚选用羟丙基甲基纤维素或羟乙基甲基纤维素。
纤维素醚的性质取决于取代基的种类，数量和分布。而纤维素醚的分类也是根据取代基的种类，醚化程度，溶解性能及相关应用型能来分类的。按分子链上取代基类型，可分为单醚和混合醚，我们通常用的MC为单醚，HPMC则为混合醚。甲基纤维素醚MC是天然纤维素葡萄糖单元上的羟基被甲氧基取代后的产物结构式为[COH7O2(OH)3-h(OCH3)h]x，羟丙基甲基纤维素醚HPMC是单元上的羟基一部分被甲氧基取代，另一部分被羟丙基取代得到的产物，结构式为[C6H7O2(OH)3-m-n(OCH3)m[OCH2CH(OH)CH3]n]x，另外还有羟乙基甲基纤维素醚HEMC，这几种是目前市场上广为应用和销售的主要品种。羟丙基甲基纤维素醚HPMC，羟乙基甲基纤维素醚HEMC等主要应用于建筑材料、乳胶涂料、医药、日用化学等方面。作为增稠剂、保水剂、稳定剂、分散剂、成膜剂使用。
优选地，按重量计，建筑材料添加剂包括聚乙烯醇90-110份、纤维素醚110-130份，其中聚乙烯醇选用精选优质的台湾长春聚乙烯醇BP-17，纤维素醚选用羟丙基甲基纤维素或羟乙基甲基纤维素。
建筑材料添加剂还包括粘合剂和瓷砖粘接剂，按重量计，粘合剂0.8-1.2份和瓷砖粘结剂0.4-0.6份，粘合剂和瓷砖粘接剂的加入使砂浆稠度增加，使建筑材料之间可以更好的连接。
一种建筑材料添加剂的制备方法，将聚乙烯醇粉末、纤维素醚粉末、粘合剂和瓷砖粘结剂均匀混合。
若上述聚乙烯醇粉末还不是粉末状，因此需要自己制备，制备方法是以液氮为介质，将聚乙烯醇在低温环境下粉碎加工而成。
上述制得的建筑材料添加剂粉末在常温下可以溶解于水中，溶解时，需要一边搅拌溶液一边将粉末缓缓加入，如果将粉末直接倒入水中溶解，会出现包状和皮溶内生现象，就会溶解不充分。
建筑材料添加剂主要用于干粉砂浆、抹面砂浆、保温砂浆、粘结砂浆、瓷砖粘结剂、界面剂、水泥混凝土添加剂、薄层粘结剂、柔性砂浆、石膏粘结剂、苯板开裂砂浆等建筑材料，用途十分广泛，效果非常明显。
聚乙烯醇粉末特别适合用作干粉砂浆添加剂，与羟丙基甲基纤维素HPMC的保水剂配合使用，效果明显，能够达到以下功能：可以改善干粉砂浆体系的柔韧性、保水性、粘结性；减少干粉砂浆之间的摩擦，从而增强了工作效能和产品质量；防止砂浆的开裂、脱落、增强附着强度和整体平滑性能。
一种建筑材料包括建筑主体材料及上述的建筑材料添加剂，且按重量计，建筑材料添加剂添加量为建筑材料总量的0.1-1％。
下面列举一种干粉砂浆建筑材料，按重量计，其包含2000份砂、1000份水泥及上述建筑材料添加剂。
当聚乙烯醇粉末达到拉伸粘结强度大于0.1Mpa指标时，按重量计，干粉砂浆建筑材料中所需聚乙烯醇掺量仅需0.5％。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17和120份羟丙基甲基纤维素均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
实施例2
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17、120份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
实施例3
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，90份台湾长春聚乙烯醇BP-17、120份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
实施例4
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，110份台湾长春聚乙烯醇BP-17、120份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
实施例5
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17、110份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
实施例6
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17、130份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
实施例7
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17、120份羟乙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
对比例1
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份和水泥1000份，不添加本发明的建筑材料添加剂。
对比例2
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，50份台湾长春聚乙烯醇BP-17、120份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
对比例3
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，150份台湾长春聚乙烯醇BP-17、120份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
对比例4
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17、50份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
对比例5
一种建筑材料添加剂，按照重量份数，100份台湾长春聚乙烯醇BP-17、200份羟丙基甲基纤维素、1份粘合剂，0.5份瓷砖粘接剂均匀混合。
一种干粉砂浆建筑材料，按照重量份数，砂2000份、水泥1000份以及上述建筑材料添加剂均匀混合。
将上述实施例和对比例中的干粉砂浆建筑材料分别加水搅拌均匀，然后分别测其14天后的保水性、30天后的抗压强度(MPa)和2小时后的稠度损失率，如表1所示。
表1为实施例1-6及对比例1-5干粉砂浆建筑材料的保水性和抗压强度。
从表1中可以看出，实施例1和实施例2对比，加了适当粘合剂和瓷砖粘结剂的建筑材料添加剂对建筑材料干粉砂浆的保水性和提高其抗压强度的效果更好；实施例2和对比例1对比，加入本发明的建筑材料添加剂后，干粉砂浆建筑材料的保水性和抗压强度有明显提高；实施例3-6和对比例2-5对比，说明按照本发明的原料添加，干粉砂浆建筑材料的保水性和抗压强度均很良好，添加过多过少的聚乙烯醇和纤维素醚对干粉砂浆建筑材料的保水性和抗压强度均有明显影响；实施例2和实施例7对比，羟丙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素的效果相似，都可以用作本发明的建筑材料添加剂的原料。
综上所述，本发明实施例的建筑材料添加剂和建筑材料添加剂制备方法可以明显改善建筑材料的保水性，提高砂浆的粘结性能，使其力学性能增强。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种建筑材料添加剂，其特征在于，其包括：聚乙烯醇和纤维素醚。
2.根据权利要求1所述的建筑材料添加剂，其特征在于，按重量计，所述建筑材料添加剂包括80-120份所述聚乙烯醇和100-140份所述纤维素醚。
3.根据权利要求1所述的建筑材料添加剂，其特征在于，所述建筑材料添加剂还包括粘合剂和瓷砖粘结剂。
4.根据权利要求3所述的建筑材料添加剂，其特征在于，按重量计，所述建筑材料添加剂还包括0.8-1.2份所述粘合剂和0.4-0.6份所述瓷砖粘结剂。
5.根据权利要求1所述的建筑材料添加剂，其特征在于，所述聚乙烯醇选用分子量70000-100000的聚乙烯醇。
6.根据权利要求1所述的建筑材料添加剂，其特征在于，所述聚乙烯醇选用目数为80-120的粉末状聚乙烯醇。
7.根据权利要求1所述的建筑材料添加剂，其特征在于，所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维素或羟乙基甲基纤维素。
8.一种制造如权利要求1所述的建筑材料添加剂的制备方法，其特征在于，其包括：将所述聚乙烯醇和所述纤维素醚混合均匀。
9.如权利要求1-7任一项所述的建筑材料添加剂在制备建筑材料中的应用。
10.一种建筑材料，其特征在于，包括建筑主体材料及如权利要求1-7任一项所述的建筑材料添加剂，且按重量计，所述的建筑材料添加剂添加量为所述建筑材料总量的0.1-1％。
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