CN109133838B - 一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂及其制备方法，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石42～67份、石灰石32～40份、低熔点玻璃粉15～28份、纳米级钛白粉6～15份、无机填料5～15份、防霉剂2～7份、复合粘结剂22～25份、水80～110份；本发明中，通过低熔点玻璃粉对煤矸石粉进行改性处理，提高了煤矸石粉作为瓷砖填缝剂组分的紧实度，降低了煤矸石粉的表面粗糙度，使得形成的瓷砖填缝易于清理，不易集聚脏污；防止瓷砖填缝剂吸水、富集营养物从而成为细菌微生物繁殖的场所，确保了瓷砖填缝剂具有较好的防腐抗菌能力。

Description

一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂及其制备方法。
背景技术
瓷砖饰面系统是我国建筑工程中最常用的装饰饰面之一，有着抗冲刷能力强，耐久性好，易清洗的特点，但也经常伴随着和渗水、空鼓、脱落等几大顽疾的困扰。
瓷砖填缝剂是一种用于瓷砖缝隙的装饰用料，目前市场上常用的瓷砖填缝材料有：纯水泥，水泥砂浆，柔性瓷砖填缝剂，硅胶等；其中纯水泥、水泥砂浆的刚度大，粘性差，吸水性强，致使防水、耐冻融性能差；柔性瓷砖填缝剂可塑性大，瓷砖与填缝剂之间易发生离缝、细裂，致使渗水；硅胶填缝材料不经济，易老化。另外，当我们在擦拭墙地瓷砖时就会发现瓷砖是越擦越干净，而砖缝处却是越擦越黑，即使使用各种专门的去污剂也难以决绝，因为污水已经渗进了瓷砖砖缝，如此，不仅不可避免的严重影响整体美观及使用心情，而且在变黑的砖缝处容易滋生细菌，产生异味，严重的影响人体的健康，这种细菌的滋生在夏天尤其猖獗。因此，人们不得不花费较多的时间，使用清洗剂让瓷砖砖缝干净，而这种干净也无法维持很久，很快又会卷土重来，给人们的生活带来了很多的苦恼。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂，解决现有技术中瓷砖砖缝处容易积脏变黑，滋生细菌的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石42～67份、石灰石32～40份、低熔点玻璃粉15～28份、纳米级钛白粉6～15份、无机填料5～15份、防霉剂2～7份、复合粘结剂22～25份、水80～110份。
在进一步的技术方案中，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石50份、石灰石36份、低熔点玻璃粉24份、纳米级钛白粉10份、无机填料10份、防霉剂4份、复合粘结剂23份、水95份。
在进一步的技术方案中，所述的无机填料包括凹凸棒土、贝壳粉、云母粉、滑石粉、氧化铝、氧化硅中的一种或其组合；和/或，
所述无机填料的规格为过200目筛。
在进一步的技术方案中，所述的复合粘结剂为无机粘结剂与有机树脂粘结剂的混合物，其中，所述无机粘结剂与有机树脂粘结剂的质量比为1：(0.6～1.5)。
本发明还提供了一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至400～500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；
(2)向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
在进一步的技术方案中，步骤(1)中，煤矸石与石灰石的煅烧处理条件包括：温度为750～800℃，煅烧时间为1～3h。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中，通过低熔点玻璃粉对煤矸石粉进行改性处理，提高了煤矸石粉作为瓷砖填缝剂组分的紧实度，降低了煤矸石粉的表面粗糙度，使得形成的瓷砖填缝易于清理，不易集聚脏污；防止瓷砖填缝剂吸水、富集营养物从而成为细菌微生物繁殖的场所，确保了瓷砖填缝剂具有较好的防腐抗菌能力；
此外，本发明提供的瓷砖填缝剂中还含有纳米级钛白粉，辅以防霉剂，确保较好的抗菌能力；
通过复合粘结剂提供较好的粘结效果，防止瓷砖填缝出现离缝、细裂现象，确保瓷砖填缝剂的稳定性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
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，进一步阐明本发明。
本发明提供了一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石42～67份、石灰石32～40份、低熔点玻璃粉15～28份、纳米级钛白粉6～15份、无机填料5～15份、防霉剂2～7份、复合粘结剂22～25份、水80～110份。
上述防腐抗菌的瓷砖填缝剂的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至400～500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；
(2)向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
本发明中所述的煤矸石是在采煤过程和洗煤过程中排放的固体废弃物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、比煤坚硬的黑灰色岩石，煤矸石的主要成分有Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)；现有技术中，煤矸石作为固体废弃物，不仅堆积占地，而且还能产生自燃污染空气或引起火灾，因此煤矸石的开发利用也是一个亟待解决的技术问题。
本发明将煤矸石与石灰石进行混合，在高温煅烧处理的作用下，煤矸石中的高岭石转变为硅酸二钙和七铝十二钙，处于介稳状态的硅酸二钙在晶相转变过程中产生的体积膨胀可以达到10％之多，造成硅酸二钙连同矿物组成一同粉化。通过向烧成物中喷洒低熔点玻璃粉，不仅能冲散煤矸石粉，并且，在高温的作用下，低熔点玻璃粉开始熔融侵入到富有孔隙结构的煤矸石中，或是部分包裹在煤矸石粉的外表面，不仅提高了煤矸石粉的紧实度，也提高了煤矸石粉的硬度，显著提高了煤矸石粉作为瓷砖填缝剂组成时的稳定性。
本发明提供的技术方案，不仅解决了煤矸石作为固体废弃物的处理问题，还能提高瓷砖填缝剂的稳定性，防止瓷砖填缝剂吸水、富集营养物从而成为细菌微生物繁殖的场所，确保了瓷砖填缝剂具有较好的防腐抗菌能力；并且，通过低熔点玻璃粉对煤矸石粉的改性处理，降低了煤矸石粉的表面粗糙度，使得形成的瓷砖填缝易于清理，不易集聚脏污。
本发明中所述的瓷砖填缝剂中含有纳米级钛白粉，该纳米级钛白粉不仅具有很高的化学稳定性、热稳定性，还是一种具有永久性维持抗菌效果的抗菌剂，在光催化的作用下，尤其是在紫外线的照射下，纳米级钛白粉具有很高的表面活性，抗菌能力强，产品易于分散，经试验表明，纳米级钛白粉对绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和曲霉菌等具有很强的杀菌能力。本发明中通过在瓷砖填缝剂中添加纳米级钛白粉，确保该瓷砖填缝剂具有较好的防腐抗菌能力。
本发明中所述的无机填料的作用是作为瓷砖填缝剂的填充剂，降低瓷砖填缝剂的成本，进一步提高瓷砖填缝剂的紧实度，减少形成的瓷砖填缝的孔隙，防止营养物及水分的富集，降低细菌及微生物的生存能力，防止瓷砖填缝的霉腐。根据本发明，所述的无机填料包括凹凸棒土、贝壳粉、云母粉、滑石粉、氧化铝、氧化硅中的一种或其组合；进一步的，所述无机填料的规格为过200目筛。
为了进一步提高形成的瓷砖填缝的防腐抗菌能力，本发明中所述的瓷砖填缝剂中还含有防霉剂，本发明对所述的防霉剂不做特殊的限定，可以为本领域技术人员所常知的，例如，所述的防霉剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮、4,5-二氯-N-辛基-3-异噻唑啉酮、2-(硫氰基甲硫基)苯并噻唑、甲叉双硫酸盐、3-碘代-2-丙炔基甲酸丁胺、八羟基喹琳铜、邻苯基苯酸、三唑类化合物、吡啶硫铜锌或百菌清中的一种或其组合。
本发明中，复合粘结剂的作用在于将构成瓷砖填缝剂的原料吸附，粘结在一起并与瓷砖具有较好的粘结能力，避免出现离缝、细裂的现象；所述的复合粘结剂为无机粘结剂与有机树脂粘结剂的混合物，其中，所述无机粘结剂与有机树脂粘结剂的质量比为1：(0.6～1.5)。通过该无机粘结剂和有机树脂粘结剂的复合，充分发挥二者的优势，确保形成的瓷砖填缝具有更好的稳定性，避免离缝、细裂等现象，同时，确保形成的瓷砖填缝的表面光滑，易于清理，不易集聚脏污。本发明中，所述的无机粘结剂选择碱金属硅酸盐、磷酸盐、硅铝酸盐等胶凝材料、二氧化硅溶胶、金属醇盐等，优选为水玻璃；所述的有机树脂粘结剂选择呋喃树脂、酚醛树脂粘结剂；优选为酚醛树脂粘结剂。
根据本发明，优选条件下，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石50份、石灰石36份、低熔点玻璃粉24份、纳米级钛白粉10份、无机填料10份、防霉剂4份、复合粘结剂23份、水95份。
根据本发明，优选条件下，步骤(1)中，煤矸石与石灰石的煅烧处理条件包括：温度为750～800℃，煅烧时间为1～3h。
以下通过具体的实施例对本发明提供的瓷砖填缝剂做出进一步的说明。
实施例1
一种瓷砖填缝剂，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石50份、石灰石36份、低熔点玻璃粉24份、纳米级钛白粉10份、氧化铝10份、防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮4份、水玻璃10份、酚醛树脂粘结剂13份、水95份；
所述瓷砖填缝剂的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后，在温度为780℃下煅烧处理2h，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至450℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；
(2)向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、氧化铝和防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮，混合均匀后得到混合粉体，将水玻璃和酚醛树脂粘结剂组成的复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
实施例2
一种瓷砖填缝剂，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石42份、石灰石32份、低熔点玻璃粉15份、纳米级钛白粉6份、氧化铝5份、防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮2份、水玻璃10份、酚醛树脂粘结剂12份、水80份；
所述瓷砖填缝剂的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后，在温度为780℃下煅烧处理3h，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至400℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；
(2)向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、氧化铝和防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮，混合均匀后得到混合粉体，将水玻璃和酚醛树脂粘结剂组成的复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
实施例3
一种瓷砖填缝剂，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石67份、石灰石40份、低熔点玻璃粉28份、纳米级钛白粉15份、氧化铝15份、防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮7份、水玻璃10份、酚醛树脂粘结剂15份、水110份；
所述瓷砖填缝剂的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后，在温度为800℃下煅烧处理1h，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；
(2)向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、氧化铝和防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮，混合均匀后得到混合粉体，将水玻璃和酚醛树脂粘结剂组成的复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
对比例1
如实施例1提供的瓷砖填缝剂及其制备方法，不同的是，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物中不含有低熔点玻璃粉，具体的：
用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石50份、石灰石36份、纳米级钛白粉10份、氧化铝10份、防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮4份、水玻璃10份、酚醛树脂粘结剂13份、水95份；
所述瓷砖填缝剂的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后，在温度为780℃下煅烧处理2h，煅烧完成后，自然冷却，得到煤矸石粉；
(2)向高混机中加入煤矸石粉、纳米级钛白粉、氧化铝和防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮，混合均匀后得到混合粉体，将水玻璃和酚醛树脂粘结剂组成的复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
对比例2
如实施例1提供的瓷砖填缝剂及其制备方法，不同的是，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物中不含有纳米级钛白粉，其余不变，制备得到所述的瓷砖填缝剂。
对比例3
如实施例1提供的瓷砖填缝剂及其制备方法，不同的是，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物中不含有氧化铝，其余不变，制备得到所述的瓷砖填缝剂。
对比例4
如实施例1提供的瓷砖填缝剂及其制备方法，不同的是，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物中不含有防霉剂2-正辛基-4-异噻唑啉-3酮，其余不变，制备得到所述的瓷砖填缝剂。
对比例5
如实施例1提供的瓷砖填缝剂及其制备方法，不同的是，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物中不含有水玻璃，而酚醛树脂粘结剂的使用量为25份；其余不变，制备得到所述的瓷砖填缝剂。
对比例6
如实施例1提供的瓷砖填缝剂及其制备方法，不同的是，用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物中不含有酚醛树脂粘结剂，而水玻璃的使用量为25份；其余不变，制备得到所述的瓷砖填缝剂。
利用上述实施例1-3、对比例1-6提供的瓷砖填缝剂对瓷砖缝隙进行填充，并与申请号为“201310369049.X”，专利名称为“一种瓷砖砖缝处理工艺”进行对比，该专利中公开的是一种以特种硫铝酸盐水泥为胶凝材料，具有级配的石英砂骨料，活性矿物掺合料以及高分子聚合物等多种添加剂混合而成的勾缝材料。
通过对比发现，上述实施例1-3，以及对比例3、5中提供的瓷砖填缝剂均能保持较好的防腐抗菌能力，其瓷砖填缝上不易集聚脏污；
而对比例1、2的瓷砖填缝上出现了较为严重的霉腐，对比例4上出现轻微的霉腐，但是也容易去除；
对比例6的瓷砖砖缝上出现细裂现象，也出现有霉腐，这与完全使用无机粘结剂出现龟裂，导致污水不断侵入有关；申请号为“201310369049.X”提供的勾缝材料出现了轻微的霉腐现象。
本发明提供的瓷砖填缝剂能够有效的改善瓷砖填缝容易集聚脏污，发生霉腐的现象。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。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的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种防腐抗菌的瓷砖填缝剂，其特征在于：用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石42～67份、石灰石32～40份、低熔点玻璃粉15～28份、纳米级钛白粉6～15份、无机填料5～15份、防霉剂2～7份、复合粘结剂22～25份、水80～110份；
所述防腐抗菌的瓷砖填缝剂的制备方法包括以下步骤：
(1)分别将煤矸石和石灰石预破碎并过20目筛，按配方量分别称取，充分混合后煅烧处理，煅烧完成后，在冷却过程中向烧成物表面喷洒低熔点玻璃粉，且在喷洒过程中快速搅拌烧成物，在喷洒完成后，继续升温至400～500℃并保温10min，接着自然冷却，得到改性处理的煤矸石粉；
(2)向高混机中加入改性处理的煤矸石粉、纳米级钛白粉、无机填料和防霉剂，混合均匀后得到混合粉体，将复合粘结剂分散到水中，接着加入所述的混合粉体，搅拌混合均匀，得到所述的瓷砖填缝剂。
2.根据权利要求1所述的防腐抗菌的瓷砖填缝剂，其特征在于：用于制备所述瓷砖填缝剂的原料组合物包括以下重量份的原料：煤矸石50份、石灰石36份、低熔点玻璃粉24份、纳米级钛白粉10份、无机填料10份、防霉剂4份、复合粘结剂23份、水95份。
3.根据权利要求1所述的防腐抗菌的瓷砖填缝剂，其特征在于：所述的无机填料包括凹凸棒土、贝壳粉、云母粉、滑石粉、氧化铝、氧化硅中的一种或其组合；和/或，
所述无机填料的规格为过200目筛。
4.根据权利要求1所述的防腐抗菌的瓷砖填缝剂，其特征在于：所述的复合粘结剂为无机粘结剂与有机树脂粘结剂的混合物，其中，所述无机粘结剂与有机树脂粘结剂的质量比为1：(0.6～1.5)。
5.根据权利要求1所述的防腐抗菌的瓷砖填缝剂，其特征在于：步骤(1)中，煤矸石与石灰石的煅烧处理条件包括：温度为750～800℃，煅烧时间为1～3h。
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