CN109053074B - 一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，粘结砂浆由以下原料制成：改性环氧树脂、石英砂、胶粉、42.5硅酸盐水泥、改性凹凸棒粉、纳米氧化铝、聚乙二醇400、维生素C、天然植物油脂；本发明用改性凹凸棒粉取代了砂浆中常用的纤维素，使得砂浆粘结力强、耐久，且干燥收缩小；用壳聚糖对环氧树脂进行改性，改性后的树脂内含有吸附膜，增强了树脂对其它原料的亲和性以及对瓷砖表面的吸附性。

Description

一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆及其制备方法

技术领域：

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆及其制备方法。

背景技术：

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。

瓷砖作为装修的主材，应用广泛。为了追求装饰效果，瓷砖往往越做越大，越做越厚。近年来，瓷砖的空鼓脱落现象频繁地出现，高层坠落砸伤人事件也屡见不鲜。更有瓷砖修补困难、花色难以匹配、维修成本高等难题。因而，提高瓷砖粘结砂浆的粘结力、粘结强度和耐久性以及减少粘结砂浆的干燥收缩是目前亟待解决的问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种粘结强度高、耐久性好、低成本、无污染的凹凸棒瓷砖粘结砂浆及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆，由以下重量份的原料制成：

改性环氧树脂30-50份、石英砂30-50份、胶粉10-20份、42.5硅酸盐水泥30-50份、改性凹凸棒粉10-15份、纳米氧化铝5-10份、聚乙二醇400 10-20份、维生素C 5-10份、天然植物油脂5-10份。

所述改性环氧树脂的制备方法为：

(1)将壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；

(2)将环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10-20min，然后加入三羟甲基乙烷和引发剂，继续回流搅拌1-2h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和离子交联剂，继续回流搅拌1-2h，趁热过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。

所述壳聚糖、环氧氯丙烷、三羟甲基乙烷、引发剂、离子交联剂的重量份数分别为15-20份、20-30份、20-30份、1-5份、1-3份。

所述引发剂选自过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。

所述离子交联剂选自焦磷酸钠、四聚磷酸钠中的一种。

所述石英砂为50-100目，石英砂作为粘结砂浆的填料，可以增强砂浆的强度和耐磨性。

所述改性凹凸棒粉的制备方法为：将三聚磷酸和硅酸钠加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入凹凸棒土，机械搅拌均匀，过20目筛；接着放入球磨罐中，研磨8h，陈化24h，然后喷雾干燥，制成改性凹凸棒粉。

所述去离子水、凹凸棒土、三聚磷酸钠、硅酸钠的重量份数为75份、25份、0.3份、0.3份。

所述球磨罐选自陶瓷罐或具有石衬的金属罐中的一种。

凹凸棒土，是一种具有特殊结构的纳米级粘土矿物。经特殊研磨工艺处理改性后，具有优越的胶粘性、可塑性和施工性。其干燥收缩小。

纳米氧化铝的晶型为γ-Al₂O₃，粒径为20nm，粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面积高，能提高瓷砖粘结砂浆的致密性、冷热疲劳性。

维生素C和天然植物油脂具有很强的抗氧化作用和反应活性，可以增加砂浆的韧性，使其不易老化、脱落。

所述天然植物油脂选自小麦胚芽油、米糠油、大豆油中的任意一种。

本发明还提供了一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆的制备方法，包括以下步骤：

(1)将上述重量份的改性环氧树脂、石英砂、42.5硅酸盐水泥、改性凹凸棒粉和纳米氧化铝放入混合机中搅拌15-30min；

(2)将上述重量份的胶粉加入步骤1所述混合物中搅拌5-10min；

(3)将上述重量份的聚乙二醇400、维生素C、天然植物油脂加入步骤2所得混合物中搅拌10-30min，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，计量包装，即得瓷砖粘结砂浆。

本发明的有益效果是：

(1)本发明用改性凹凸棒粉取代了砂浆中常用的纤维素，使得瓷砖粘结砂浆粘结力强、强度高、耐久，且干燥收缩小，减小粘结面应力，受力均匀。避免瓷砖空鼓、脱落；

(2)本发明用壳聚糖对环氧树脂进行改性，使得改性后的树脂内含有吸附膜，增强了树脂对其它原料的亲和性，同时该吸附膜可以紧紧的吸附在瓷砖表面，结合粘结砂浆中的其它原料，在瓷砖表面形成紧密的网状结构，增强了粘结砂浆对瓷砖的结合能力；

(3)本发明工艺简单、环保、成本低，适合工业化生产。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

改性环氧树脂的制备：

(1)将15份壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；

(2)将20份环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入20份三羟甲基乙烷和2份过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和1份焦磷酸钠，继续回流搅拌2h，趁热过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。

改性凹凸棒粉的制备：将0.3份三聚磷酸和0.3份硅酸钠加入到去75份离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入25份凹凸棒土，机械搅拌均匀，过20目筛；接着放入陶瓷罐中，研磨8h，陈化24h，然后喷雾干燥，制成改性凹凸棒粉。

粘结砂浆的制备：

(1)将30份改性环氧树脂、30份石英砂、30份42.5硅酸盐水泥、10份改性凹凸棒粉和5份纳米氧化铝放入混合机中搅拌20min；

(2)将12份胶粉加入步骤1所述混合物中搅拌10min；

(3)将15份聚乙二醇400、5份维生素C、6份天然植物油脂加入步骤2所得混合物中搅拌10min，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，计量包装，即得瓷砖粘结砂浆。

实施例2

改性环氧树脂的制备：

(1)将15份壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；

(2)将20份环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入20份三羟甲基乙烷和2份过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和1份焦磷酸钠，继续回流搅拌2h，趁热过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。

改性凹凸棒粉的制备：将0.3份三聚磷酸和0.3份硅酸钠加入到去75份离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入25份凹凸棒土，机械搅拌均匀，过20目筛；接着放入陶瓷罐中，研磨8h，陈化24h，然后喷雾干燥，制成改性凹凸棒粉。

粘结砂浆的制备：

(1)将30份改性环氧树脂、40份石英砂、35份42.5硅酸盐水泥、12份改性凹凸棒粉和5份纳米氧化铝放入混合机中搅拌20min；

(2)将15份胶粉加入步骤1所述混合物中搅拌10min；

(3)将15份聚乙二醇400、5份维生素C、6份天然植物油脂加入步骤2所得混合物中搅拌10min，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，计量包装，即得瓷砖粘结砂浆。

对照例1

环氧树脂的制备：将20份环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入20份三羟甲基乙烷和2份过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入1份焦磷酸钠，继续回流搅拌2h，趁热过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到环氧树脂。

改性凹凸棒粉的制备：将0.3份三聚磷酸和0.3份硅酸钠加入到去75份离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入25份凹凸棒土，机械搅拌均匀，过20目筛；接着放入陶瓷罐中，研磨8h，陈化24h，然后喷雾干燥，制成改性凹凸棒粉。

粘结砂浆的制备：

(1)将30份环氧树脂、30份石英砂、30份42.5硅酸盐水泥、10份改性凹凸棒粉和5份纳米氧化铝放入混合机中搅拌20min；

(2)将12份胶粉加入步骤1所述混合物中搅拌10min；

(3)将15份聚乙二醇400、5份维生素C、6份天然植物油脂加入步骤2所得混合物中搅拌10min，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，计量包装，即得瓷砖粘结砂浆。

对照例2

改性环氧树脂的制备：

(1)将15份壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；

(2)将20份环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入20份三羟甲基乙烷和2份过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和1份焦磷酸钠，继续回流搅拌2h，趁热过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到改性环氧树脂。

粘结砂浆的制备：

(1)将30份改性环氧树脂、30份石英砂、30份42.5硅酸盐水泥、10份凹凸棒粉和5份纳米氧化铝放入混合机中搅拌20min；

(2)将12份胶粉加入步骤1所述混合物中搅拌10min；

(3)将15份聚乙二醇400、5份维生素C、6份天然植物油脂加入步骤2所得混合物中搅拌10min，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，计量包装，即得瓷砖粘结砂浆。

实施例3

以实施例1为基础，设置不对环氧树脂进行改性的对照例1、不对凹凸棒粉进行改性的对照例2。

利用实施例1-2、对照例1-2制备瓷砖粘结砂浆，并对砂浆的粘结强度进行检测，结果如表1所示。

表1砂浆的粘结强度

检测项目	拉伸胶粘强度/MPa	浸水后拉伸胶粘强度/MPa	抗渗透压力/MPa(28d)
				实施例1	1.6	1.3	＞1.5
实施例2	1.5	1.2	＞1.5
				对照例1	1.2	0.9	＞1.5
对照例2	1.1	0.8	＞1.5

上述检测是依照JC/T 547-2005(陶瓷墙地砖胶粘剂)标准进行的。由表可以看出：实施例1-2和对比例1-2的瓷砖粘结砂浆的拉伸胶粘强度、浸水后拉伸胶粘强度均＞0.5MPa，达到JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》标准性能要求。

实施例1-2和对比例1-2的瓷砖粘结剂的抗渗压力均＞1.5，符合JC/T984-2011《聚合物防水砂浆》标准性能要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种凹凸棒瓷砖粘结砂浆，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

改性环氧树脂30-50份、石英砂30-50份、胶粉10-20份、42.5硅酸盐水泥30-50份、改性凹凸棒粉10-15份、纳米氧化铝5-10份、聚乙二醇400 10-20份、维生素C 5-10份、天然植物油脂5-10份；

所述改性环氧树脂的制备方法为：

(1)将壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；

(2)将环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10-20min，然后加入三羟甲基乙烷和引发剂，继续回流搅拌1-2h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和离子交联剂，继续回流搅拌1-2h，趁热过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到改性环氧树脂；

所述壳聚糖、环氧氯丙烷、三羟甲基乙烷、引发剂、离子交联剂的重量份数分别为15-20份、20-30份、20-30份、1-5份、1-3份；

所述引发剂选自过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰；

所述离子交联剂选自焦磷酸钠、四聚磷酸钠中的一种；

所述改性凹凸棒粉的制备方法为：将三聚磷酸和硅酸钠加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，然后加入凹凸棒土，机械搅拌均匀，过20目筛；接着放入球磨罐中，研磨8h，陈化24h，然后喷雾干燥，制成改性凹凸棒粉；

所述去离子水、凹凸棒粉、三聚磷酸钠、硅酸钠的重量份数为75份、25份、0.3份、0.3份。

2.根据权利要求1所述的凹凸棒瓷砖粘结砂浆，其特征在于：所述球磨罐选自陶瓷罐或具有石衬的金属罐中的一种。

3.一种如权利要求1-2中任一项所述的凹凸棒瓷砖粘结砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将上述重量份的改性环氧树脂、石英砂、42.5硅酸盐水泥、改性凹凸棒粉和纳米氧化铝放入混合机中搅拌15-30min；

(2)将上述重量份的胶粉加入步骤1所述混合物中搅拌5-10min；

(3)将上述重量份的聚乙二醇400、维生素C、天然植物油脂加入步骤2所得混合物中搅拌10-30min，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，计量包装，即得瓷砖粘结砂浆。