CN112457783A - 一种洞石用浅水印石材胶及其制备方法与应用 - Google Patents

一种洞石用浅水印石材胶及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种洞石用浅水印石材胶及其制备方法与应用。本发明浅水印石材胶包括如下质量百分比的原料组成：α‑氰基丙烯酸酯组分79‑95％，附着力促进剂组分0.115‑3.3％，稳定剂组分0.0001‑0.01％，固化促进剂组分0.01‑0.3％，防水印组分4‑20％；所述固化促进剂组分为聚醚多元醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、硅杂冠醚或杯四芳烃中的一种或两种以上的混合物；所述防水印组分包括易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂组成。本发明石材胶不仅具有较高的粘接强度、耐水性和储存稳定性，应用于粘接和修补洞石还具有浅水印的特点。

Description

一种洞石用浅水印石材胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种洞石用浅水印石材胶及其制备方法与应用，属于胶黏剂技术领域。
背景技术
洞石因其岩性均一，质地软硬度小，非常易于开采加工，比重轻，易于运输，且具有良好的隔音性和隔热性，是一种用途很广的建筑石料；天然洞石纹理清晰、质感温和丰富，深受人们的喜爱。在洞石的开采和加工过程中，容易出现裂缝、断板等问题，加之天然缺陷，需要石材胶来进行粘接和修补。现有的石材胶在洞石粘接和修补上存在以下几个问题：1.普通氰基丙烯酸酯石材胶粘度小，洞石多孔且密度小，石材胶很容易就渗透到洞石的内部，固化后就留下深深的水印；即使打磨也去除不掉，严重影响石材美观；这种现象在灰木纹和白木纹上尤其严重。2.粘度大的石材胶则在修补暗纹等缝隙小的缺陷时无法渗透到石板底部，无法达到粘接的效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种洞石用浅水印石材胶及其制备方法与应用。本发明石材胶不仅具有较高的粘接强度、耐水性和储存稳定性，应用于粘接和修补洞石还具有浅水印的特点。
术语说明：
水印：石材胶渗透到洞石的内部，固化后在洞石表面留下的痕迹即为水印。
本发明的技术方案如下：
一种洞石用浅水印石材胶，包括如下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸酯组分79-95％，附着力促进剂组分0.115-3.3％，稳定剂组分0.0001-0.01％，固化促进剂组分0.01-0.3％，防水印组分4-20％；所述固化促进剂组分为聚醚多元醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、硅杂冠醚或杯四芳烃中的一种或两种以上的混合物；所述防水印组分包括易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂组成。
根据本发明优选的，所述洞石用浅水印石材胶，包括如下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸酯组分81-86％，附着力促进剂组分0.12-0.8％，稳定剂组分0.0001-0.001％，固化促进剂组分0.1-0.2％，防水印组分13-18％。
根据本发明优选的，所述α-氰基丙烯酸酯组分为α-氰基丙烯酸乙酯、α-氰基丙烯酸甲氧基乙酯或α-氰基丙烯酸丁酯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述α-氰基丙烯酸酯组分为α-氰基丙烯酸乙酯。
根据本发明优选的，所述附着力促进剂组分由A组分、B组分和C组分组成；所述A组分为附着力促进剂路博润2063、附着力促进剂BYK4509或XYS-1985-22中的一种或两种以上的组合；所述B组分为没食子酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸烯丙酯中的一种或两种以上的组合；所述C组分为马来酸酐、均苯三酸、偏苯三酸、柠檬酸或1,2,3-丙烯三羧酸中的一种或两种以上的组合。优选的，所述A组分为附着力促进剂路博润2063，所述B组分为没食子酸甲酯，所述C组分为马来酸酐。
优选的，所述A组分的质量占总原料质量的0.01-3％，所述B组分的质量占总原料质量的0.01-0.2％，所述C组分的质量占总原料质量的0.005-0.1％；进一步优选的，所述A组分的质量占总原料质量的0.01-0.1％，所述B组分的质量占总原料质量的0.01-0.1％，所述C组分的质量占总原料质量的0.02-0.1％。所述附着力促进剂为A组分、B组分和C组分混合组成的混合物，其中A组分具有提高胶黏剂表面附着力的作用，B组分具有提高胶黏剂固化后强度的作用，C组分可以提高胶黏剂的耐水性，A组分、B组分和C组分共同作用达到提高胶黏剂粘接强度的作用。
根据本发明优选的，所述稳定剂组分为三氟化硼、甲烷磺酸或乙烷磺酸中的一种或两种以上的组合。所述稳定剂的主要作用为提高胶黏剂储存稳定性，延长胶黏剂保质期。
根据本发明优选的，所述固化促进剂组分中，聚醚多元醇官能度为2-3，分子量为500-2000g/mol，羟值小于120mg KOH/g；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为400-1000g/mol；所述硅杂冠醚为二甲基硅杂-14-冠醚-5、二甲基硅-17-冠-6中的一种或两种的混合物。
优选的，所述固化促进剂组分中，聚醚多元醇官能度为2，分子量为1000g/mol，羟值小于120mg KOH/g；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为600g/mol。
根据本发明，所述固化促进剂组分是控制水印的关键成分之一，在能满足工人操作要求、胶黏剂能渗透到缝隙底部的前提下，适当加快固化速度也能有效减轻水印。本发明的固化促进剂促进固化的效果可控(既能保证胶黏剂在固化前渗透到缝隙底部，又不至于长时间不固化导致胶水渗透到石板里太多)，且不影响胶黏剂的粘接强度。
根据本发明优选的，防水印组分中所述易挥发有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮或三氯甲烷中的一种或两种以上的组合；所述疏水性气相二氧化硅平均粒径≤15nm、比表面积≥100m2/g；所述润湿分散剂为BYK163。
根据本发明优选的，防水印组分中易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂的质量比为100：5-15：0.02-0.1；优选的，防水印组分中易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂的质量比为100：10：0.05。本发明防水印组分利用气相二氧化硅的触变特性，结合易挥发有机溶剂在洞石上挥发后无水印残留的性质，来实现水印减轻的目的。
根据本发明优选的，所述防水印组分的制备包括步骤：
在搅拌下，将润湿分散剂加入易挥发有机溶剂中；分散均匀后，在搅拌下加入疏水性气相二氧化硅，分散均匀即得防水印组分。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法，包括步骤：将α-氰基丙烯酸酯组分，附着力促进剂组分，稳定剂组分，固化促进剂组分和防水印组分充分混合分散均匀即得。
上述洞石用浅水印石材胶的应用，应用于洞石的修补或粘接。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明采用特定种类的固化促进剂应用于本发明原料体系，能够有效控制聚合速度即胶黏剂固化速度，使胶黏剂既能渗透到洞石缝隙里面，又不至于固化速度太慢导致渗透太多、加深水印。如将本发明固化促进剂替换为冠醚类如18-冠-6，其固化速度太快，尤其在修补较大缝隙的洞石时需用石粉填充缝隙，其和石粉接触后因为石粉偏碱性，更会加速胶黏剂的固化速度，使得胶黏剂无法渗透到缝隙里，导致粘接修补不牢。
2、本发明防水印组分选择挥发性溶剂，其渗透性好，溶剂挥发掉后，在洞石石板上无残留。本发明胶黏剂利用气相二氧化硅的触变性，当胶黏剂涂在洞石石板上时，在石板表面不会立即扩散，能有效阻止胶黏剂渗透到石板内部，但在缝隙处随着胶黏剂流淌到缝隙里，触变性能启动，能渗透到缝隙里，达到粘接效果。
3、本发明各组分共同作用使得本发明石材胶具有较高的粘接强度、耐水性和储存稳定性(70℃下可稳定储存长达20天)，应用于粘接和修补洞石不仅能够很好的实现粘接和修补的同时，同时还能够有效减轻水印。对于较大缝隙的洞石，可以在用石粉填充对接缝隙后，将本发明胶黏剂灌入缝隙中，色差较小，不影响美观；对于缝隙小的缺陷，本发明的胶黏剂可以完全渗透。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但不限于此。
同时下述的实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种洞石用浅水印石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法如下：在500ml的烧杯中加入200g的乙酸乙酯，开启分散，线速度10m/s，加入BYK163润湿分散剂0.1g，分散15min后，边分散边缓慢加入AEROSILR202 20g，分散30min，制备得到防水印组分。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、没食子酸甲酯、马来酸酐、聚乙二醇二丙烯酸酯、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
实施例2
一种洞石用浅水印石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，二甲基硅-17-冠-6 1g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法如下：在500ml的烧杯中加入200g的乙酸乙酯，开启分散，线速度10m/s，加入BYK163润湿分散剂0.1g，分散15min后，边分散边缓慢加入AEROSILR202 20g，分散30min，制备得到防水印组分。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、没食子酸甲酯、马来酸酐、二甲基硅-17-冠-6、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
实施例3
一种洞石用浅水印石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法如下：在500ml的烧杯中加入200g的二氯甲烷，开启分散，线速度10m/s，加入BYK163润湿分散剂0.1g，分散15min后，边分散边缓慢加入AEROSILR202 20g，分散30min，制备得到防水印组分。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、没食子酸甲酯、马来酸酐、聚乙二醇二丙烯酸酯、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
对比例1
一种石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法和实施例1一致。
上述石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、没食子酸甲酯、马来酸酐、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
对比例2
一种石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g。
上述防水印组分的制备方法和实施例1一致。
上述石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、没食子酸甲酯、马来酸酐、聚乙二醇二丙烯酸酯，搅拌至固体全部溶解，即得。
对比例3
一种石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法和实施例1一致。
上述石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
对比例4
一种洞石用浅水印石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g，防水印组分250g。
上述防水印组分的制备方法和实施例1一致。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法和实施例1一致。
对比例5
一种石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，甲烷磺酸0.005g。
上述石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，加入甲烷磺酸，搅拌至固体全部溶解，即得。
对比例6
一种洞石用浅水印石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，没食子酸甲酯0.5g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法和实施例1一致。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、没食子酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
对比例7
一种石材胶，包括如下原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯500g，路博润2063 0.25g，马来酸酐0.4g，甲烷磺酸0.005g，聚乙二醇二丙烯酸酯(平均分子量为600g/mol)1g，防水印组分100g。
上述防水印组分的制备方法和实施例1一致。
上述洞石用浅水印石材胶的制备方法，步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯放入三口烧瓶内，按顺序依次加入甲烷磺酸、路博润2063、马来酸酐、聚乙二醇二丙烯酸酯、防水印组分，搅拌至固体全部溶解，即得。
试验例
参照标准GB/T7124测试实施例以及对比例制备的胶黏剂的剪切强度。
水印颜色深浅判断：在同一块切割未打磨的灰木纹洞石石板上，选择花纹相同的位置，滴相同量的实施例和对比例制备的胶黏剂，观察水印颜色深浅并进行排序，同时观察记录胶粘剂固化时间，其结果见表1。
表1剪切强度、固化时间及水印深浅数据
Figure BDA0002803357780000071
根据上述结果可发现，虽然对比例3、对比例4的水印颜色较浅，但对比例3、对比例4强度则太低；对比例5、对比例2、对比例1水印比较严重；实施例1、实施例2、实施例3、对比例6、对比例7的水印颜色比较接近，但对比例6的泡水强度较低，洞石的加工过程一般修补完成后进行水磨，要求一定的耐水强度；对比例7的剪切强度则低。综合以上结果，本发明胶黏剂的效果优于对比例。

Claims (10)

1.一种洞石用浅水印石材胶，其特征在于，包括如下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸酯组分79-95％，附着力促进剂组分0.115-3.3％，稳定剂组分0.0001-0.01％，固化促进剂组分0.01-0.3％，防水印组分4-20％；所述固化促进剂组分为聚醚多元醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、硅杂冠醚或杯四芳烃中的一种或两种以上的混合物；所述防水印组分包括易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂组成。
2.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，所述洞石用浅水印石材胶，包括如下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸酯组分81-86％，附着力促进剂组分0.12-0.8％，稳定剂组分0.0001-0.001％，固化促进剂组分0.1-0.2％，防水印组分13-18％。
3.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，所述α-氰基丙烯酸酯组分为α-氰基丙烯酸乙酯、α-氰基丙烯酸甲氧基乙酯或α-氰基丙烯酸丁酯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述α-氰基丙烯酸酯组分为α-氰基丙烯酸乙酯。
4.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，所述附着力促进剂组分由A组分、B组分和C组分组成；所述A组分为附着力促进剂路博润2063、附着力促进剂BYK4509或XYS-1985-22中的一种或两种以上的组合；所述B组分为没食子酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸烯丙酯中的一种或两种以上的组合；所述C组分为马来酸酐、均苯三酸、偏苯三酸、柠檬酸或1,2,3-丙烯三羧酸中的一种或两种以上的组合；优选的，所述A组分为附着力促进剂路博润2063，所述B组分为没食子酸甲酯，所述C组分为马来酸酐；
优选的，所述A组分的质量占总原料质量的0.01-3％，所述B组分的质量占总原料质量的0.01-0.2％，所述C组分的质量占总原料质量的0.005-0.1％；进一步优选的，所述A组分的质量占总原料质量的0.01-0.1％，所述B组分的质量占总原料质量的0.01-0.1％，所述C组分的质量占总原料质量的0.02-0.1％。
5.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，所述稳定剂组分为三氟化硼、甲烷磺酸或乙烷磺酸中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，所述固化促进剂组分中，聚醚多元醇官能度为2-3，分子量为500-2000g/mol，羟值小于120mg KOH/g；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为400-1000g/mol；所述硅杂冠醚为二甲基硅杂-14-冠醚-5、二甲基硅-17-冠-6中的一种或两种的混合物；
优选的，所述固化促进剂组分中，聚醚多元醇官能度为2，分子量为1000g/mol，羟值小于120mg KOH/g；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的分子量为600g/mol。
7.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，防水印组分中所述易挥发有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮或三氯甲烷中的一种或两种以上的组合；所述疏水性气相二氧化硅平均粒径≤15nm、比表面积≥100m2/g；所述润湿分散剂为BYK163；
优选的，防水印组分中易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂的质量比为100：5-15：0.02-0.1；进一步优选的，防水印组分中易挥发有机溶剂、疏水性气相二氧化硅和润湿分散剂的质量比为100：10：0.05。
8.根据权利要求1所述洞石用浅水印石材胶，其特征在于，所述防水印组分的制备包括步骤：
在搅拌下，将润湿分散剂加入易挥发有机溶剂中；分散均匀后，在搅拌下加入疏水性气相二氧化硅，分散均匀即得防水印组分。
9.如权利要求1-8任意一项所述洞石用浅水印石材胶的制备方法，包括步骤：将α-氰基丙烯酸酯组分，附着力促进剂组分，稳定剂组分，固化促进剂组分和防水印组分充分混合分散均匀即得。
10.如权利要求1-8任意一项所述洞石用浅水印石材胶的应用，应用于洞石的修补或粘接。
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