CN108504251B - 一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂及其制备方法，由甲、乙两组分构成，按重量份数计甲、乙的配方分别如下：甲，重钙20‑30份、钛白粉8‑15份滑石粉、滑石粉3‑6份、氟硅改性环氧树脂乳液10‑15份、抗氧化剂0.5‑1份；乙，水性环氧树脂固化剂3‑6份、氨基硅烷偶联剂2‑4份、重钙12‑18份。本发明合成了氟硅改性环氧树脂乳液，瓷砖粘合剂具有耐腐蚀性好、耐黄变性能好、粘性强、绿色环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂及其制备方法，属于瓷砖粘合剂技术领域。
背景技术
现在很多瓷砖或通过直接外挂，通过扣合在支架上，这样的好处是可以较为方便地对损坏的瓷砖进行更换，但也造成不安全的隐患。通过水泥将瓷砖与墙或者地面进行固定，由于现在的水泥一般都是硅酸盐类的，其非常容易老化以及防水性能不佳。现有的瓷砖粘合剂虽较为常见，但存在粘结强度不高，而且粘接层容易吸水、透水，造成地面或者墙体湿滑；特别是对于经酸性雨水浸淋和紫外线的瓷砖墙面，瓷砖粘合剂易发生霉变、黄变、脱落等现象。
中国专利CN201710800815.1一种水性瓷砖粘合剂，包括以下按重量百分比计的组分：丙烯酸丁酯20-35％、甲基丙烯酸甲酯20-30％、过硫酸铵0.1-0.5％、二乙烯基苯1-4％、乳化剂OP-100.1-0.5％、丙烯酸0.5-2％、聚甲基丙烯酸钠0.5-3％、余量为水。本发明水性瓷砖粘合剂具有很强的双向渗透性，可有效解决瓷砖、大理石等上墙贴合后造成空鼓、脱落的问题；但是该粘合剂耐腐蚀性能差、易黄变。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明旨在提供一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂。
一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，由甲、乙两组分构成；按重量份数计甲、乙的配方分别如下：甲，重钙20-30份、钛白粉8-15份、滑石粉3-6份、氟硅改性环氧树脂乳液10-15份、抗氧化剂0.5-1份；乙，水性环氧树脂固化剂3-6份、氨基硅烷偶联剂2-4份、重钙12-18份；使用前将甲、乙组分按配方组成分别在混合设备中混合均匀成膏状。
所述的氟硅改性环氧树脂乳液，按重量份数计，由以下方法制备：
(1)有机硅改性环氧树脂的合成：将10-15份丁醇、22-30份环氧树脂加入到反应器中，搅拌均匀后，加热至50-60℃，然后向其中缓慢加入2-4份二甲基(二甲氨基)乙烯基硅烷，保温反应3-4h，然后冷却至室温减压蒸馏除去丁醇，得有机硅改性环氧树脂；
(2)有机氟改性与水性化：将0.2-0.4份引发剂、20-25份油水两用溶剂中、8-12份丙烯酸聚乙二醇酯、8-16份三氟甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-5份丙烯酸七氟正丙酯加入到分散缸中，搅拌下超声分散均匀，得混合液；在氮气的保护下，将15-25份油水两用溶剂、20-30份有机硅改性环氧树脂加入到反应装置中搅拌均匀，升温至60-80℃，然后向其中逐滴滴加混合液，3-6h滴加完毕后保温继续反应2-3h；然后降温至40-55℃，在高速搅拌下加入40-50份去离子水，保温搅拌乳化反应10-20min，降温后得氟硅改性环氧树脂乳液。
所述的氨基硅烷偶联剂N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。
所述的抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种。
所述的重钙、钛白粉、滑石粉的粒径为200-1250目；所述的水性环氧树脂固化剂从市场购得，为乙二胺、二乙烯(撑)三胺、多乙烯(撑)多胺、间苯二胺、间苯二甲胺、胺改性固化剂、聚酰胺固化剂、多异氰酸酯固化剂、酸酐固化剂的一种或几种。
所述的环氧树脂为1,2-环氧环已烷-4,5-二甲酸环氧树脂。
所述的油水两用溶剂为丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
所述的丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为400-1200。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
(1)耐腐蚀性好：所用的氟硅改性环氧树脂乳液首先采用含双键的有机硅改性，然后采用滴加的方法与含氟单体等发生自由基聚合，有机氟、有机硅改性，所述的环氧树脂乳液耐酸碱性、耐水性好，使用该粘合剂的地面或墙面不吸水、不渗水。
(2)耐黄变性能好：选用1,2-环氧环已烷-4,5-二甲酸环氧树脂，同时采用三氟甲基丙烯酸缩水甘油酯单体提供环氧基团，相对于双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等，所述的环氧树脂更难被氧化，加上配方中的抗氧化剂作用，本发明所述的瓷砖粘合剂具有持久高的白度，可用于户外环境。
(3)粘性强：一方面环氧树脂相对于水泥、纤维素等，对瓷砖具有较好的粘力，且其韧性耐水性更好，同时乙组分中的氨基偶联剂在作为固化剂的同时可以瓷砖面产生化学偶联作用，不易脱落。
(4)环保：本发明为水性体系，相对于油性体系更加绿色环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
实施例1
一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，它由甲、乙两组分构成；按重量份数计甲、乙的配方分别如下：甲，重钙24份、钛白粉11份、滑石粉4份、氟硅改性环氧树脂乳液13份、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯0.7份；乙，胺改性固化剂5份、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、重钙16份；使用前将甲、乙组分按配方组成分别在混合设备中混合均匀成膏状。
其中，本实施例所述的氟硅改性环氧树脂乳液，按重量份数计，由以下方法制备：
(1)有机硅改性环氧树脂的合成：将15份丁醇、30份1,2-环氧环已烷-4,5-二甲酸环氧树脂加入到反应器中，搅拌均匀后，加热至60℃，然后向其中缓慢加入4份二甲基(二甲氨基)乙烯基硅烷，保温反应3h，然后冷却至室温减压蒸馏除去丁醇，得有机硅改性环氧树脂；
(2)有机氟改性与水性化：将0.3份偶氮二异丁腈、22份乙二醇单甲醚中、9份丙烯酸聚乙二醇酯(均分子量为400)、13份三氟甲基丙烯酸缩水甘油酯、4份丙烯酸七氟正丙酯加入到分散缸中，搅拌下超声分散均匀，得混合液；在氮气的保护下，将19份乙二醇单甲醚、26份有机硅改性环氧树脂加入到反应装置中搅拌均匀，升温至74℃，然后向其中逐滴滴加混合液，4h滴加完毕后保温继续反应2.5h；然后降温至49℃，在高速搅拌下加入43份去离子水，保温搅拌乳化反应16min，降温后得氟硅改性环氧树脂乳液。
实施例2
一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，它由甲、乙两组分构成；按重量份数计甲、乙的配方分别如下：甲，重钙30份、钛白粉8份、滑石粉3份、氟硅改性环氧树脂乳液10份、亚磷酸酯类抗氧化剂0.5份；乙，多异氰酸酯固化剂3份、苯胺基甲基二乙氧基硅烷4份、重钙12份；使用前将甲、乙组分按配方组成分别在混合设备中混合均匀成膏状。
其中，本实施例所述的氟硅改性环氧树脂乳液，按重量份数计，由以下方法制备：
(1)有机硅改性环氧树脂的合成：将10份丁醇、22份1,2-环氧环已烷-4,5-二甲酸环氧树脂加入到反应器中，搅拌均匀后，加热至50℃，然后向其中缓慢加入2份二甲基(二甲氨基)乙烯基硅烷，保温反应4h，然后冷却至室温减压蒸馏除去丁醇，得有机硅改性环氧树脂；
(2)有机氟改性与水性化：将0.4份过氧化苯甲酰、20份丙二醇甲醚醋酸酯中、8份丙烯酸聚乙二醇酯(数均分子量为1200)、16份三氟甲基丙烯酸缩水甘油酯、3份丙烯酸七氟正丙酯加入到分散缸中，搅拌下超声分散均匀，得混合液；在氮气的保护下，将15份丙二醇甲醚醋酸酯、20份有机硅改性环氧树脂加入到反应装置中搅拌均匀，升温至60℃，然后向其中逐滴滴加混合液，6h滴加完毕后保温继续反应2h；然后降温至40℃，在高速搅拌下加入40份去离子水，保温搅拌乳化反应20min，降温后得氟硅改性环氧树脂乳液。
实施例3
一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，它由甲、乙两组分构成；按重量份数计甲、乙的配方分别如下：甲，重钙20份、钛白粉15份、滑石粉6份、氟硅改性环氧树脂乳液15份、亚磷酸酯类抗氧化剂1份；乙，酸酐固化剂6份、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷2份、重钙18份；使用前将甲、乙组分按配方组成分别在混合设备中混合均匀成膏状。
其中，本实施例所述的氟硅改性环氧树脂乳液，按重量份数计，由以下方法制备：
(1)有机硅改性环氧树脂的合成：将14份丁醇、27份1,2-环氧环已烷-4,5-二甲酸环氧树脂加入到反应器中，搅拌均匀后，加热至53℃，然后向其中缓慢加3份二甲基(二甲氨基)乙烯基硅烷，保温反应3.5h，然后冷却至室温减压蒸馏除去丁醇，得有机硅改性环氧树脂；
(2)有机氟改性与水性化：将0.2份偶氮二异庚腈、25份丙二醇单甲醚中、12份丙烯酸聚乙二醇酯(数均分子量为600)、8份三氟甲基丙烯酸缩水甘油酯、5份丙烯酸七氟正丙酯加入到分散缸中，搅拌下超声分散均匀，得混合液；在氮气的保护下，将25份丙二醇单甲醚、30份有机硅改性环氧树脂加入到反应装置中搅拌均匀，升温至80℃，然后向其中逐滴滴加混合液，3h滴加完毕后保温继续反应3h；然后降温至55℃，在高速搅拌下加入50份去离子水，保温搅拌乳化反应10min，降温后得氟硅改性环氧树脂乳液。
实施例1-3中高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂使用方法为：使用前1h，将甲乙二组分混合均匀，施于瓷砖的背面与墙面(或地面)，然后将瓷砖粘合剂面与墙面(或地面)贴合，6-12h完全固化。
性能测试：按照JC/T547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》、GB50210-2001《建筑装饰装修工程质量验收规范》的标准，在相同条件下，对实施例1-3的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂和某公司强力型瓷砖粘合剂进行性能测试，测试结果如表1：
表1：瓷砖粘合剂性能表
由表1可以看出，相对于市售强力型瓷砖粘合剂，本发明的具有更高的拉伸粘结强度、浸水拉伸粘结强度、热老化后拉伸粘结强度；本发明可耐水浸泡6个月以上；紫外线老化箱测试，经计算本发明可在模拟日光时间5年内无发黄现象。
尽管本发明已作了详细说明并引用了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。
Claims (9)
1.一种高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，由甲、乙两组分构成，按重量份数计甲、乙的配方分别如下：
甲，重钙20-30份、钛白粉8-15份、滑石粉3-6份、氟硅改性环氧树脂乳液10-15份、抗氧化剂0.5-1份；
乙，水性环氧树脂固化剂3-6份、氨基硅烷偶联剂2-4份、重钙12-18份；
所述的氟硅改性环氧树脂乳液，按重量份数计，由以下方法制备：
（1）有机硅改性环氧树脂的合成：将10-15份丁醇、22-30份环氧树脂加入到反应器中，搅拌均匀后，加热至50-60℃，然后向其中缓慢加入2-4份二甲基二甲氨基乙烯基硅烷，保温反应3-4h，然后冷却至室温减压蒸馏除去丁醇，得有机硅改性环氧树脂；
（2）有机氟改性与水性化：将0.2-0.4份引发剂、20-25份油水两用溶剂中、8-12份丙烯酸聚乙二醇酯、8-16份三氟甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-5份丙烯酸七氟正丙酯加入到分散缸中，搅拌下超声分散均匀，得混合液；在氮气的保护下，将15-25份油水两用溶剂、20-30份有机硅改性环氧树脂加入到反应装置中搅拌均匀，升温至60-80℃，然后向其中逐滴滴加混合液，3-6h滴加完毕后保温继续反应2-3h；然后降温至40-55℃，在高速搅拌下加入40-50份去离子水，保温搅拌乳化反应10-20min，降温后得氟硅改性环氧树脂乳液。
2.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，所述的氨基硅烷偶联剂为N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，所述的抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、亚磷酸酯类抗氧化剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，重钙、钛白粉、滑石粉的粒径为200-1250目。
5.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，所述的水性环氧树脂固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺、间苯二胺、间苯二甲胺、胺改性固化剂、聚酰胺固化剂、多异氰酸酯固化剂、酸酐固化剂的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于：所述的环氧树脂为1,2-环氧环已烷-4,5-二甲酸环氧树脂，所述的丙烯酸聚乙二醇酯的数均分子量为400-1200。
7.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，所述的油水两用溶剂为丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂，其特征在于，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的高粘性耐腐蚀水基瓷砖粘合剂的制备方法，其特征在于，使用前将甲、乙组分按配方组成分别在混合设备中混合均匀成膏状。
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