CN108658519A - 一种耐热性粘结砂浆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐热性粘结砂浆的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。本发明以芦苇叶与玉米叶为原料切碎放入蒸汽爆破罐中，通入饱和蒸汽压进行高压处理，再快速打开蒸汽爆破罐瞬间降压，并用有机硅烷浸泡对其进行改性，可以十分轻易的与基材表面生成共价键、分子间作用力以及其它化学键合力吸附，可以促进砂浆对基材生成更多的共价键吸附从而提高粘结砂浆的粘结效果；本发明将碳、二氧化硅、铁、铝混合，再加入尿素颗粒高温煅烧，尿素颗粒在高温环境下会分解挥发，从而使混合颗粒在高温条件下生成孔隙，使颗粒的比表面积增大，随后与葡萄芒果混合在温室中发酵酶解，增加共价键、分子间作用力数量，提高粘结砂浆的粘结作用，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐热性粘结砂浆的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术
粘结砂浆它是由水泥、石英砂、聚合物胶结料配以多种添加剂经机械混合均匀而成。主要用于粘结保温板的粘合剂，亦被称为聚合物粘结砂浆。粘结砂浆与掺入传统建筑胶的砂浆相比具有优良的柔韧性，以及良好的保水性、耐水性以及方便的操作性。
外墙保温系统通过在外墙上设置传热系数低的材料如聚苯乙烯板等阻止室内外的热量交换，以辅助室内制冷制热系统的工作维持室内适宜人生活的温度，从而达到节能的目的。保温板如聚苯乙烯板等通常使用砂浆粘结于外墙上，或者采用砂浆粘结再用锚固件固定。然而，普通砂浆与保温板存在粘结强度不够的问题，干缩系数较大，在环境湿度变化过程中，强度受到影响，吸湿后保温板容易脱落。
砂浆是常用的建筑材料，一般用于砌筑和抹灰工程。砂浆是由胶凝材料（水泥、石灰、粘土等）和细骨料（砂）加水拌合而成。根据组成材料，可分为：①石灰砂浆：由石灰膏、砂和水按一定配比制成，一般用于强度要求不高、不受潮湿的砌体和抹灰层；②水泥砂浆：由水泥、砂和水按一定配比制成，一般用于潮湿环境或水中的砌体、墙面或地面等；③混合砂浆：在水泥或石灰砂浆中掺加适当掺合料如粉煤灰、硅藻土等制成，以节约水泥或石灰用量，并改善砂浆的和易性，常用的混合砂浆有水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆和石灰粘土砂浆等。按用途不同分为：砌筑砂浆、抹面砂浆（包括装饰砂浆、防水砂浆）、粘结砂浆等。而陶瓷砖用粘结砂浆对于粘结性要求极高，特别是外墙陶瓷砖用粘结砂浆粘结性要极为良好，而目前的陶瓷砖用粘结砂浆粘结性持久性差，从而导致瓷砖脱落，同时粘结砂浆还存在耐高温性差的缺陷。因此，发明一种耐热性好且粘结性好的耐热性粘结砂浆对建筑材料制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前粘结砂浆粘结效果不佳从而导致陶瓷脱落，同时粘结砂浆耐高温性差的缺陷，提供了一种耐热性粘结砂浆的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取等质量的芦苇叶和玉米叶，切成小片后放入烧杯中用蒸馏水浸泡12～14h，浸泡后取出放入汽爆罐中，向汽爆罐中通入饱和蒸汽压，恒压静置，打开汽爆罐罐口使气压瞬间下降至常压得到汽爆产物；
（2）将上述汽爆产物用蒸馏水清洗3～5次，清洗完后氢氧化钠溶液浸泡汽爆产物，在一定条件下反应，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次，放入烘箱中干燥制得反应固体；
（3）按重量份数计，称取3～5份上述反应固体、12～14份丙二醇、5～7份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入烧杯中混合搅拌，搅拌后静置60～80min，过滤得到滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中干燥，干燥后放入研磨机中研磨过300目筛制得改性固体粉末，备用；
（4）按重量份数计，将12～14份碳粉、2～3份二氧化硅粉末、7～9份铝粉和5～8份铁粉混合得到混合粉末，按重量份数计，称取8～10份混合粉末、2.4～2.8份尿素颗粒和20～24份无水乙醇放入三维混合机中混合4～6h制得固液混合物，将固液混合物放入马弗炉中预热，预热后再升高温度高温煅烧，自然冷却制得煅烧产物；
（5）称取等质量的葡萄、芒果切碎成细块制得混合物，将混合物与上述煅烧产物按质量比5:1放入发酵罐中，将发酵罐敞口温室中静置，密封罐口，恒温静置得到发酵产物；
（6）将上述发酵产物过滤并用蒸馏水清洗3～5次，放入真空干燥箱中干燥，干燥后放入粉碎机中粉碎，过300目筛得到过筛物，按重量份数计，称取5～6份过筛物、12～15份水泥粉、4～6份黄砂、2～3份备用的改性固体粉末、2～3份双酚A型环氧树脂固体粉末放入研磨机中混合研磨6～7h，研磨后即得耐热性粘结砂浆。
步骤（1）中所述的汽爆罐中的气压为2.2～2.6MPa，恒压静置时间为10～12min。
步骤（2）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为8～10%，反应时搅拌转速为300～340r/min、水浴温度为50～53℃，反应时间为2～3h，烘箱中温度为70～75℃，干燥时间为4～6h。
步骤（3）中所述的混合搅拌转速为200～220r/min，搅拌时间为15～20min，真空干燥箱中的真空度为100～120Pa，温度为40～45℃，干燥时间为70～90min。
步骤（4）中所述的马弗炉中，预热温度为210～230℃，预热时间为40～50min，高温煅烧温度为500～520℃，高温煅烧时间为70～80min。
步骤（5）中所述的温室的相对空气湿度为80～90%、温度为38～45℃，静置时间为4～5天，密封罐口后密封罐中的温度为35～38℃，恒温静置时间为7～9天。
步骤（6）中所述的真空干燥箱中的真空度为100～150Pa，温度为50～60℃，干燥时间为8～10h。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先将芦苇叶和玉米叶放入蒸汽爆破罐中，汽爆并于碱性条件下水解制得改性固体粉末，然后将碳、铁、铜和二氧化硅混合，再加入尿素颗粒高温煅烧，利用葡萄、芒果在煅烧产物颗粒上微生物发酵酶解制得发酵产物，最后将水泥、黄砂、树脂、发酵产物以及其它原料混合研磨制得耐热性粘结砂浆，本发明以芦苇叶与玉米叶为原料切碎放入蒸汽爆破罐中，通入饱和蒸汽压进行高压处理，再快速打开蒸汽爆破罐瞬间降压，并用有机硅烷浸泡对其进行改性，蒸汽爆破处理使水分子在高压环境下，嵌入植物叶片的微观结构中，通过瞬间降低气压使水分子从植物各纤维组织中脱离，从而破坏叶片中的氢键、共价键、分子间作用力的吸附作用，分离出植物纤维，植物纤维具有多种官能团，可以十分轻易的与基材表面生成共价键、分子间作用力以及其它化学键合力吸附，并且利用有机硅烷对植物纤维进行改性，使纤维表面具有Si-O键和Si-C键，不仅能够提高砂浆的热稳定性和耐化学腐蚀性，还可以促进砂浆对基材生成更多的共价键吸附从而提高粘结砂浆的粘结效果；
（2）本发明将碳、二氧化硅、铁、铝混合，再加入尿素颗粒高温煅烧，尿素颗粒在高温环境下会分解挥发，从而使混合颗粒在高温条件下生成孔隙，使颗粒的比表面积增大，随后与葡萄芒果混合在温室中发酵酶解，使发酵酶解所得的多种有机物填充入混合颗粒中，牢固吸附于孔隙表面，使混合颗粒中加入羧基、氨基、环氧基团、酯基、酚羟基等多种有机官能团，增加共价键、分子间作用力数量，从而提高粘结砂浆的粘结作用，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
称取等质量的芦苇叶和玉米叶，切成小片后放入烧杯中用蒸馏水浸泡12～14h，浸泡后取出放入汽爆罐中，向汽爆罐中通入饱和蒸汽压，直至汽爆罐中气压至2.2～2.6MPa，恒压静置10～12min，打开汽爆罐罐口使气压瞬间下降至常压得到汽爆产物；将上述汽爆产物用蒸馏水清洗3～5次，清洗完后用质量分数为8～10%的氢氧化钠溶液浸泡汽爆产物，在搅拌转速为300～340r/min、水浴温度为50～53℃的条件下反应2～3h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次，放入温度为70～75℃的烘箱中干燥4～6h制得反应固体；按重量份数计，称取3～5份上述反应固体、12～14份丙二醇、5～7份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入烧杯中以200～220r/min的转速混合搅拌15～20min，搅拌后静置60～80min，过滤得到滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中在真空度为100～120Pa，温度为40～45℃的条件下干燥70～90min，干燥后放入研磨机中研磨过300目筛制得改性固体粉末，备用；按重量份数计，将12～14份碳粉、2～3份二氧化硅粉末、7～9份铝粉和5～8份铁粉混合得到混合粉末，按重量份数计，称取8～10份混合粉末、2.4～2.8份尿素颗粒和20～24份无水乙醇放入三维混合机中混合4～6h制得固液混合物，将固液混合物放入马弗炉中，升高温度至210～230℃预热40～50min，预热后再升高温度至500～520℃，高温煅烧70～80min，自然冷却制得煅烧产物；称取等质量的葡萄、芒果切碎成细块制得混合物，将混合物与上述煅烧产物按质量比5:1放入发酵罐中，将发酵罐敞口放置于相对空气湿度为80～90%、温度为38～45℃的温室中，静置4～5天，密封罐口，在温度为35～38℃的条件下恒温静置7～9天得到发酵产物；将上述发酵产物过滤并用蒸馏水清洗3～5次，放入真空干燥箱中，在真空度为100～150Pa，温度为50～60℃的条件下干燥8～10h，干燥后放入粉碎机中粉碎，过300目筛得到过筛物，按重量份数计，称取5～6份过筛物、12～15份水泥粉、4～6份黄砂、2～3份备用的改性固体粉末、2～3份双酚A型环氧树脂固体粉末放入研磨机中混合研磨6～7h，研磨后即得耐热性粘结砂浆。
实例1
称取等质量的芦苇叶和玉米叶，切成小片后放入烧杯中用蒸馏水浸泡12h，浸泡后取出放入汽爆罐中，向汽爆罐中通入饱和蒸汽压，直至汽爆罐中气压至2.2MPa，恒压静置10min，打开汽爆罐罐口使气压瞬间下降至常压得到汽爆产物；将上述汽爆产物用蒸馏水清洗3次，清洗完后用质量分数为8%的氢氧化钠溶液浸泡汽爆产物，在搅拌转速为300r/min、水浴温度为50℃的条件下反应2h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3次，放入温度为70℃的烘箱中干燥4h制得反应固体；按重量份数计，称取3份上述反应固体、12份丙二醇、5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入烧杯中以200r/min的转速混合搅拌15min，搅拌后静置60min，过滤得到滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中在真空度为100Pa，温度为40℃的条件下干燥70min，干燥后放入研磨机中研磨过300目筛制得改性固体粉末，备用；按重量份数计，将12份碳粉、2份二氧化硅粉末、7份铝粉和5份铁粉混合得到混合粉末，按重量份数计，称取8份混合粉末、2.4份尿素颗粒和20份无水乙醇放入三维混合机中混合4h制得固液混合物，将固液混合物放入马弗炉中，升高温度至210℃预热40min，预热后再升高温度至500℃，高温煅烧70min，自然冷却制得煅烧产物；称取等质量的葡萄、芒果切碎成细块制得混合物，将混合物与上述煅烧产物按质量比5:1放入发酵罐中，将发酵罐敞口放置于相对空气湿度为80%、温度为38℃的温室中，静置4天，密封罐口，在温度为35℃的条件下恒温静置7天得到发酵产物；将上述发酵产物过滤并用蒸馏水清洗3次，放入真空干燥箱中，在真空度为100Pa，温度为50℃的条件下干燥8h，干燥后放入粉碎机中粉碎，过300目筛得到过筛物，按重量份数计，称取5份过筛物、12份水泥粉、4份黄砂、2份备用的改性固体粉末、2份双酚A型环氧树脂固体粉末放入研磨机中混合研磨6h，研磨后即得耐热性粘结砂浆。
实例2
称取等质量的芦苇叶和玉米叶，切成小片后放入烧杯中用蒸馏水浸泡13h，浸泡后取出放入汽爆罐中，向汽爆罐中通入饱和蒸汽压，直至汽爆罐中气压至2.4MPa，恒压静置11min，打开汽爆罐罐口使气压瞬间下降至常压得到汽爆产物；将上述汽爆产物用蒸馏水清洗4次，清洗完后用质量分数为9%的氢氧化钠溶液浸泡汽爆产物，在搅拌转速为320r/min、水浴温度为52℃的条件下反应2.5h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗4次，放入温度为72℃的烘箱中干燥5h制得反应固体；按重量份数计，称取4份上述反应固体、12份丙二醇、6份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入烧杯中以210r/min的转速混合搅拌17min，搅拌后静置70min，过滤得到滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中在真空度为110Pa，温度为42℃的条件下干燥80min，干燥后放入研磨机中研磨过300目筛制得改性固体粉末，备用；按重量份数计，将13份碳粉、2份二氧化硅粉末、8份铝粉和7份铁粉混合得到混合粉末，按重量份数计，称取9份混合粉末、2.6份尿素颗粒和22份无水乙醇放入三维混合机中混合5h制得固液混合物，将固液混合物放入马弗炉中，升高温度至220℃预热45min，预热后再升高温度至510℃，高温煅烧75min，自然冷却制得煅烧产物；称取等质量的葡萄、芒果切碎成细块制得混合物，将混合物与上述煅烧产物按质量比5:1放入发酵罐中，将发酵罐敞口放置于相对空气湿度为85%、温度为40℃的温室中，静置4天，密封罐口，在温度为37℃的条件下恒温静置8天得到发酵产物；将上述发酵产物过滤并用蒸馏水清洗4次，放入真空干燥箱中，在真空度为120Pa，温度为55℃的条件下干燥9h，干燥后放入粉碎机中粉碎，过300目筛得到过筛物，按重量份数计，称取5份过筛物、14份水泥粉、5份黄砂、2份备用的改性固体粉末、2份双酚A型环氧树脂固体粉末放入研磨机中混合研磨6.5h，研磨后即得耐热性粘结砂浆。
实例3
称取等质量的芦苇叶和玉米叶，切成小片后放入烧杯中用蒸馏水浸泡14h，浸泡后取出放入汽爆罐中，向汽爆罐中通入饱和蒸汽压，直至汽爆罐中气压至2.6MPa，恒压静置12min，打开汽爆罐罐口使气压瞬间下降至常压得到汽爆产物；将上述汽爆产物用蒸馏水清洗5次，清洗完后用质量分数为10%的氢氧化钠溶液浸泡汽爆产物，在搅拌转速为340r/min、水浴温度为53℃的条件下反应3h，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗5次，放入温度为75℃的烘箱中干燥6h制得反应固体；按重量份数计，称取5份上述反应固体、14份丙二醇、7份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入烧杯中以220r/min的转速混合搅拌20min，搅拌后静置80min，过滤得到滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中在真空度为120Pa，温度为45℃的条件下干燥90min，干燥后放入研磨机中研磨过300目筛制得改性固体粉末，备用；按重量份数计，将14份碳粉、3份二氧化硅粉末、9份铝粉和8份铁粉混合得到混合粉末，按重量份数计，称取10份混合粉末、2.8份尿素颗粒和24份无水乙醇放入三维混合机中混合6h制得固液混合物，将固液混合物放入马弗炉中，升高温度至230℃预热50min，预热后再升高温度至520℃，高温煅烧80min，自然冷却制得煅烧产物；称取等质量的葡萄、芒果切碎成细块制得混合物，将混合物与上述煅烧产物按质量比5:1放入发酵罐中，将发酵罐敞口放置于相对空气湿度为90%、温度为45℃的温室中，静置5天，密封罐口，在温度为38℃的条件下恒温静置9天得到发酵产物；将上述发酵产物过滤并用蒸馏水清洗5次，放入真空干燥箱中，在真空度为150Pa，温度为60℃的条件下干燥10h，干燥后放入粉碎机中粉碎，过300目筛得到过筛物，按重量份数计，称取6份过筛物、15份水泥粉、6份黄砂、3份备用的改性固体粉末、3份双酚A型环氧树脂固体粉末放入研磨机中混合研磨7h，研磨后即得耐热性粘结砂浆。
对比例
以无锡某公司生产的耐热性粘结砂浆作为对比例 对本发明制得的耐热性粘结砂浆和对比例中的耐热性粘结砂浆进行性能检测，检测结果如表1所示：
测试方法：
粘结强度、拉伸粘结强度测试按照《建筑砂浆基本性能实验方法JGJ70-2009》进行检测。
耐热性测试：将获得的粘结砂浆涂抹在瓷砖上，放置5天后进行耐热性测试，测试时，将涂抹粘结砂浆的瓷砖放置在温度为200℃的环境下，测试时间为 1h，观察有无熔融、滴落物产生。
表1粘结砂浆性能测定结果
根据上述中数据可知本发明制得的耐热性粘结砂浆粘结强度高，拉伸粘结强度高，不易脱落，耐热性好，耐热性试验后，无熔融或滴落物产生，耐热性试验后的粘结强度高，具有广阔的应用前景。
Claims (7)
1.一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取等质量的芦苇叶和玉米叶，切成小片后放入烧杯中用蒸馏水浸泡12～14h，浸泡后取出放入汽爆罐中，向汽爆罐中通入饱和蒸汽压，恒压静置，打开汽爆罐罐口使气压瞬间下降至常压得到汽爆产物；
（2）将上述汽爆产物用蒸馏水清洗3～5次，清洗完后氢氧化钠溶液浸泡汽爆产物，在一定条件下反应，反应结束后过滤得到滤渣，用蒸馏水清洗3～5次，放入烘箱中干燥制得反应固体；
（3）按重量份数计，称取3～5份上述反应固体、12～14份丙二醇、5～7份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷放入烧杯中混合搅拌，搅拌后静置60～80min，过滤得到滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中干燥，干燥后放入研磨机中研磨过300目筛制得改性固体粉末，备用；
（4）按重量份数计，将12～14份碳粉、2～3份二氧化硅粉末、7～9份铝粉和5～8份铁粉混合得到混合粉末，按重量份数计，称取8～10份混合粉末、2.4～2.8份尿素颗粒和20～24份无水乙醇放入三维混合机中混合4～6h制得固液混合物，将固液混合物放入马弗炉中预热，预热后再升高温度高温煅烧，自然冷却制得煅烧产物；
（5）称取等质量的葡萄、芒果切碎成细块制得混合物，将混合物与上述煅烧产物按质量比5:1放入发酵罐中，将发酵罐敞口温室中静置，密封罐口，恒温静置得到发酵产物；
（6）将上述发酵产物过滤并用蒸馏水清洗3～5次，放入真空干燥箱中干燥，干燥后放入粉碎机中粉碎，过300目筛得到过筛物，按重量份数计，称取5～6份过筛物、12～15份水泥粉、4～6份黄砂、2～3份备用的改性固体粉末、2～3份双酚A型环氧树脂固体粉末放入研磨机中混合研磨6～7h，研磨后即得耐热性粘结砂浆。
2.根据权利要求1所述的一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的汽爆罐中的气压为2.2～2.6MPa，恒压静置时间为10～12min。
3.根据权利要求1所述的一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为8～10%，反应时搅拌转速为300～340r/min、水浴温度为50～53℃，反应时间为2～3h，烘箱中温度为70～75℃，干燥时间为4～6h。
4.根据权利要求1所述的一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的混合搅拌转速为200～220r/min，搅拌时间为15～20min，真空干燥箱中的真空度为100～120Pa，温度为40～45℃，干燥时间为70～90min。
5.根据权利要求1所述的一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的马弗炉中，预热温度为210～230℃，预热时间为40～50min，高温煅烧温度为500～520℃，高温煅烧时间为70～80min。
6.根据权利要求1所述的一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述的温室的相对空气湿度为80～90%、温度为38～45℃，静置时间为4～5天，密封罐口后密封罐中的温度为35～38℃，恒温静置时间为7～9天。
7.根据权利要求1所述的一种耐热性粘结砂浆的制备方法，其特征在于：步骤（6）中所述的真空干燥箱中的真空度为100～150Pa，温度为50～60℃，干燥时间为8～10h。
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