CN114477899B - 一种轻质瓷砖胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于瓷砖胶领域，具体涉及一种轻质瓷砖胶及其制备方法。该制备方法包括：(1)获得包膜轻质砂；(2)获得轻质瓷砖胶：将步骤(1)所得包膜轻质砂、水泥、胶粉、纤维素醚、密度调节剂混合均匀，得到所述轻质瓷砖胶。本发明的有益效果：(1)瓷砖胶的重量降低为原来一半；(2)提高晾置强度，延长晾置时间，具有抗下坠功能；(3)提高界面粘接强度，同时具有保温、隔热效果。

Description

一种轻质瓷砖胶及其制备方法
技术领域
本发明属于瓷砖胶领域，更具体地，涉及一种轻质瓷砖胶及其制备方法。
背景技术
瓷砖胶是由骨料、胶结料水泥、胶粉、纤维素醚其他外加剂干法混而成，骨料按照其堆积密度不同可以分为重质性骨料，其堆积密度大于1400kg/m3，诸如河砂，湖砂、海砂、沙漠砂等天然砂以及人工加工的机制砂等；另一种为轻质性骨料，其堆积密度小于1000kg/m3，如陶粒砂、玻化微珠、蛭石、空心玻璃微珠、漂珠以及人造轻质砂等。
瓷砖胶的制备方法是将骨料，胶结材料、胶粉、纤维素醚以及其他材料通过物理的混合配制而成，基本的生产制造工艺已经很成熟，重质性骨料制备的瓷砖胶已经广泛的推广，轻质性骨料制备瓷砖胶鲜有报道，广东龙湖科技股份有限公司的专利申请201210091209.4《一种具有蜂孔的玻璃珠及含有该玻珠的瓷砖胶》使瓷砖胶具有高体积产出率、优越的施工性，还可以节省运输成本、施工时间，同时附带隔音保温功效，是不可多的新型瓷砖胶，但这种瓷砖胶选用的轻质骨料价格大约在10000元/吨，制备瓷砖胶成本较高，在当前环境下难以推广。
马贝建筑材料有限公司推出一款单组份轻质柔性水泥基胶粘剂，具有低尘技术，抗垂直滑移，延长晾置时间、施工简便，用于各种规格瓷砖、湿敏性石材的铺贴。产品低密度的设计，极大方便了运输和施工。瓷砖胶净含量15kg/包(普通瓷砖胶20kg/包)，该瓷砖胶生产制造成本高。
现有轻质瓷砖胶的生产制造成本高，制备出的瓷砖胶仅限于柔性瓷砖胶，需要加入较多的高分子助剂。同时选取的轻质骨料制备的轻质瓷砖胶净含量15kg/包，与现有瓷砖胶相比只少了5kg，相对来说，并没有达到低于普通瓷砖胶一半的目的。轻质瓷砖胶最主要的问题是解决轻质骨料由于多孔结构吸水导致轻质骨料含水量大，后期与水泥及其他物料混合后结块问题，同时要解决水泥以及高分子助剂与轻质骨料密度差异的混合分散均匀问题，由于水泥的密度约为1600kg/m3，轻质骨料堆积密度大约800-1000kg/m3，密度调节剂堆积密度200kg/m3左右，这些物料混合后，由于密度差异，在运输过程中由于重力作用，必然轻质材料和水泥就会分离。如果瓷砖胶是成袋使用可保持物料完整，但分开使用必然会是不均匀，因此轻质瓷砖胶要解决的难点是：水泥和骨料的分离问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，相比较于龙湖及马贝轻质瓷砖胶，拟对轻质瓷砖胶配方进行重新设计，对轻质骨料进行包膜处理，使轻质砂的孔隙内尚存一定润湿液组分，润湿液会润湿轻质砂骨料表面，具有一定的疏水作用。超细填充剂其表面活性较高，具有超强的吸附能力，在瓷砖胶混合拌制过程中，能够将轻质砂骨料里面的润湿液吸附在自身表面，从而润湿自身及水泥，纤维素醚等其他物料，形成团聚体不分散，同时能够起到降低水泥用量(降低30％左右)，平衡瓷砖胶各组分的密度、超细填充剂的堆积密度(超细填充剂堆积密度≤400kg/m3，水泥堆积密度为1600kg/m3，轻质砂骨料的堆积密度约为200-1000kg/m3，密度调节剂堆积密度200kg/m3)的作用，使得整体瓷砖胶的堆积密度在900kg/m3左右，制备出9-12kg/包的轻质瓷砖胶产品。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种轻质瓷砖胶，该轻质瓷砖胶的原料组成包括：
包膜轻质砂、水泥、胶粉、纤维素醚、密度调节剂；
所述包膜轻质砂的原料组成包括：轻质砂骨料、润湿液、超细粉料；
所述润湿液的量可使得30％以上浸渍所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆30％以上润湿后的轻质砂骨料；
所述超细粉料为重钙粉和/或硅灰。
作为优选方案，所述轻质瓷砖胶的原料组成还包括：超细填充剂。
作为优选方案，所述轻质砂骨料的堆积密度为200-1000kg/m3；
所述轻质砂骨料的粒径为40-140目；
所述超细填充剂的堆积密度≤400kg/m3；
所述轻质瓷砖胶的堆积密度为500-1300kg/m3，优选为600-1000kg/m3。
作为优选方案，该轻质瓷砖胶除原料组成还包括超细填充剂外，至少满足以下条件之一：
1)作为优选方案，所述轻质砂骨料的堆积密度为200-1000kg/m3；
2)所述轻质砂骨料的粒径为40-140目；
3)所述超细填充剂的堆积密度≤400kg/m3；
4)所述轻质瓷砖胶的堆积密度为500-1300kg/m3，优选为600-1000kg/m3。
作为优选方案，以上轻质瓷砖胶的技术方案中，该轻质瓷砖胶的原料组成包括：包膜轻质砂140-300重量份、水泥150-280重量份、胶粉3-25重量份、纤维素醚2-4重量份、密度调节剂10-80重量份；
进一步优选包括：包膜轻质砂140-260重量份、水泥150-280重量份、胶粉5-15重量份、纤维素醚2.5-3.5重量份、密度调节剂40-60重量份、超细填充剂20-100重量份；其中超细填充剂进一步优选为40-60重量份。
作为优选方案，所述润湿液的量可使得50％以上浸渍所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆50％以上润湿后的轻质砂骨料。
作为进一步的优选方案，所述润湿液的量可使得70％以上浸渍所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆70％以上润湿后的轻质砂骨料。
作为最优选的方案，所述润湿液的量可使得100％以上浸渍所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆100％以上润湿后的轻质砂骨料。
作为优选方案，轻质砂骨料、润湿液、超细粉料的重量比为1：0.3-1.5：0.1-0.6。
作为优选方案，所述超细粉料的目数≥300目。
作为优选方案，所述超细填充剂的目数≥300目。
作为优选方案，所述包膜轻质砂的粒径为40-140目。
作为优选方案，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
作为优选方案，所述胶粉为水溶性胶粉，优选选自乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物、水性环氧树脂胶粉、聚乙烯醇胶粉、丙烯酸胶粉和淀粉改性类胶粉中的至少一种。
作为优选方案，所述纤维素醚选自甲基类纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚和羧甲基纤维素中的至少一种。
作为优选方案，所述密度调节剂选自玻化微珠、膨胀蛭石、海泡石、膨胀珍珠岩、海泡石、核桃壳、火山盐颗粒、废旧塑料颗粒和废旧橡胶颗粒中的至少一种。作为进一步的优选方案，所述密度调节剂的粒径范围为70-140目，堆积密度为100-300kg/m3。
作为优选方案，所述超细填充剂选自超细粉煤灰、硅灰(如半加密硅灰)、超细高岭土、凹凸棒土、木质纤维、高炉矿渣粉、黄原胶粉末、聚丙烯酰胺粉末、生物胶粉末、木质素粉末和聚乙烯醇粉末中的至少一种。
作为优选方案，所述润湿液为聚合醇类及其衍生物和/或油酯类及其衍生物；更优选选自聚乙二醇、硅油、白油、丙二醇二苯甲酸酯和二甘醇二苯甲酸酯中的至少一种。
本发明的第二方面提供上述的轻质瓷砖胶的制备方法，该制备方法包括：
(1)获得包膜轻质砂
将轻质砂骨料浸渍于润湿液中并搅拌，所述润湿液的量可使得30％以上浸渍所述轻质砂骨料，至轻质砂骨料聚集，任选地弃去润湿液，然后与超细粉料拌和分散，所述超细粉料的量可使得包覆30％以上润湿后的轻质砂骨料，得到所述包膜轻质砂；
(2)获得轻质瓷砖胶
将步骤(1)所得包膜轻质砂、水泥、胶粉、纤维素醚、密度调节剂、任选的超细填充剂混合均匀，得到所述轻质瓷砖胶。
其中，在步骤(1)中，若润湿液的量并非使得100％浸渍所述轻质砂骨料，则轻质砂骨料为部分聚集。
其中，在步骤(1)中，若润湿液的量较多，则需要弃去润湿液；若润湿液的量较少，在浸渍所述轻质砂骨料后没有剩余，则不需要弃去润湿液。
本发明的创新点/关键技术原理包括：
(1)轻质砂骨料选择，第一种电厂或者金属冶炼过程中产品的轻质砂，其主要成分是二氧化硅、二氧化铝以及其他化合物的复合物，其表面成玻璃态，内部分布着均匀蜂窝状空隙，堆积密度小于900kg/m3。第二种为采用粉煤灰、硅灰、炉渣粉等工业废弃物与水泥及激发剂自聚合经过免烧结工艺制备的轻质砂，内部同样为多孔结构，其堆积密度小于1000kg/m3。本发明中，轻质砂骨料可通过商购获得，优选选用堆积密度为200-1000kg/m3的轻质砂骨料。
(2)对轻质砂骨料进行浸渍包膜处理：
轻质砂骨料由于其内部成蜂窝状结构，可容纳或者吸附更多液体物质，基于此，对于轻质砂骨料首先进行浸渍处理，浸渍完成后，取出后用超细粉料进行拌和分散。具体工艺可以是：将轻质砂骨料与润湿液以300-600rpm的转速均匀搅拌30-60min，待轻质砂骨料部分或全部聚集在搅拌缸底部停止，任选地弃去润湿液，然后与超细粉料进行拌和分散，得到包膜轻质砂。轻质砂骨料经上述处理后内部依然存在一定润湿液组分，这些液体在后期与其他物料混合时，由于混合物料里面存在有超细填充剂，其比表面积大、吸附性强，能够将包膜轻质砂中的润湿液吸附，从而将超细填充剂自身润湿，同时润湿水泥表面，当砂浆中水泥、超细填充剂组分被润湿后，表面产生静电效应，将密度调节剂、纤维素醚、胶粉吸附到水泥和超细填充剂表面，形成团聚体。
(3)引入密度调节剂，在轻质瓷砖胶配方设计中，引入堆积密度更低的密度调节剂，诸如玻化微珠、膨胀蛭石、海泡石、膨胀珍珠岩等，来降低轻质瓷砖胶的堆积密度。密度调节剂主要是调节水泥与轻质砂骨料的密度差异，由于其主要是无机超轻材料，其主要是来提升体系的体积，降低体系的重量，密度调节剂选用的粒径范围为70-140目，能够填充轻质骨料空隙，密度调节剂最佳堆积密度为200kg/m3。
(4)在配制瓷砖胶引入超细填充剂(堆积密度≤400kg/m3)，超细填充剂其表面活性较高，具有超强的吸附能力，在瓷砖胶混合拌制过程中，能够将轻质砂骨料里面的润湿液吸附在自身表面，从而润湿自身及水泥、纤维素醚等其他物料，形成团聚体不分散，同时能够起到降低水泥用量(降低30％左右)，平衡瓷砖胶各组分的密度的作用。
本发明的有益效果：
(1)瓷砖胶的重量降低为原来45％-60％，原来瓷砖胶一袋是20kg，本发明的轻质瓷砖胶为9kg-12kg。
(2)提高晾置强度，延长晾置时间，具有抗下坠功能。
(3)提高界面粘接强度，同时具有保温、隔热效果。
(4)单位面积用量减少。
(5)提高了浸水后性能，冻融后性能。
(6)降低瓷砖胶使用过程中粉尘的散发。
(7)易于与石膏抹灰层结合。
(8)相比较于普通瓷砖胶，轻质瓷砖胶的涂敷率为普通瓷砖胶涂敷面积的1.2-1.6倍。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1：
本实施例提供一种轻质瓷砖胶及其制备方法。
该制备方法包括：
(1)获得包膜轻质砂
将100重量份粒径级配为40-140目、堆积密度为750kg/m3的由粉煤灰经过造粒、免烧结工艺制备的陶粒砂浸渍在100重量份硅油中，以450rpm均匀搅拌50min，待轻质砂骨料全部聚集在搅拌缸底部停止，倒出上部液体，然后与40重量份400目重钙粉进行拌和分散，得到粒径为40-140目的包膜轻质砂。其中，润湿液包覆轻质砂骨料面积的100％，超细粉料包覆润湿后的轻质砂骨料面积的100％。
(2)获得轻质瓷砖胶
将180重量份步骤(1)所得包膜轻质砂、260重量份普通硅酸盐水泥、10重量份胶粉(瓦克5010N)、3重量份纤维素醚(赫达HD20s)、40重量份玻化微珠(信阳建博)、60重量份超细填充剂半加密硅灰(托玛琳矿产、堆积密度为230kg/m3，目数为400)混合均匀，得到轻质瓷砖胶S1。
实施例2：
本实施例提供一种轻质瓷砖胶及其制备方法。
该制备方法包括：
(1)获得包膜轻质砂
将100重量份粒径级配为40-140目、堆积密度为600kg/m3的电厂炉渣砂浸渍在100重量份硅油中，以300rpm均匀搅拌45min，待轻质砂骨料全部聚集在搅拌缸底部停止，倒出上部液体，然后与40重量份400目重钙粉进行拌和分散，得到粒径为40-140目的包膜轻质砂。其中，润湿液包覆轻质砂骨料面积的100％，超细粉料包覆润湿后的轻质砂骨料面积的100％。
(2)获得轻质瓷砖胶
将180重量份步骤(1)所得包膜轻质砂、260重量份普通硅酸盐水泥、10重量份胶粉(瓦克5010N)、3重量份纤维素醚(赫达HD20s)、40重量份玻化微珠(信阳建博)、60重量份超细填充剂半加密硅灰(托玛琳矿产、堆积密度为230kg/m3，目数为400)混合均匀，得到轻质瓷砖胶S2。
实施例3：
本实施例提供一种轻质瓷砖胶及其制备方法。
该制备方法包括：
(1)获得包膜轻质砂
将100重量份粒径级配为40-140目、堆积密度为700kg/m3的电厂炉渣砂浸渍在100重量份硅油中，以350rpm均匀搅拌40min，待轻质砂骨料全部聚集在搅拌缸底部停止，倒出上部液体，然后与50重量份400目半加密硅灰进行拌和分散得到粒径为40-140目的包膜轻质砂。其中，润湿液包覆轻质砂骨料面积的100％，超细粉料包覆润湿后的轻质砂骨料面积的100％。
(2)获得轻质瓷砖胶
将180重量份步骤(1)所得包膜轻质砂、260重量份普通硅酸盐水泥、10重量份胶粉(瓦克5010N)、3重量份纤维素醚(赫达HD20s)、60重量份玻化微珠(信阳建博)、60重量份超细填充剂半加密硅灰(托玛琳矿产、堆积密度为230kg/m3，目数为400)混合均匀，得到轻质瓷砖胶S3。
实施例4
与实施例3的不同之处在于，减少润湿液硅油的用量以及超细粉料半加密硅灰的用量，使得润湿液包覆轻质砂骨料面积的30％，超细粉料包覆润湿后的轻质砂骨料面积的30％。
对比例1：
河砂650重量份、普通硅酸盐水泥350重量份、胶粉(瓦克5010N)10重量份、纤维素(赫达HD20s)3重量份混合均匀出料，得到瓷砖胶D1。
按照瓷砖胶JC/T 547-2017进行性能测试，结果见下表。
表1
Figure BDA0003488715780000091
相比较常规瓷砖胶堆积密度为其一半以下，瓷砖胶的性能基本相当。
对实施例及对比例进行测试，结果见下表。
表2数据比较
Figure BDA0003488715780000101
本发明中，由于轻质材料在体系中，在加水拌和搅拌成型后，水泥在固化过程中收缩，轻质骨料由于自身的多孔结构，在收缩挤压过程中能够起到缓冲作用，缓解收缩带来瓷砖胶的开裂，同时由于挤压后的反作用力，使体系的收缩率减少幅度降低。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种轻质瓷砖胶，其特征在于，该轻质瓷砖胶的原料组成包括：
包膜轻质砂140-300重量份、水泥150-280重量份、胶粉3-25重量份、纤维素醚2-4重量份、密度调节剂10-80重量份；
所述包膜轻质砂的原料组成包括：轻质砂骨料、润湿液、超细粉料；
所述润湿液的量可使得浸渍30%以上所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆30%以上润湿后的轻质砂骨料；
所述超细粉料为重钙粉和/或硅灰；
所述轻质砂骨料的堆积密度为200-1000 kg/m3；
所述轻质瓷砖胶的堆积密度为600-1000kg/m3；
所述密度调节剂的粒径范围为70-140目，堆积密度为100-300kg/m3；
轻质砂骨料为电厂或者金属冶炼过程中产品的轻质砂，或者为采用粉煤灰、硅灰、炉渣粉工业废弃物与水泥及激发剂自聚合经过免烧结工艺制备的轻质砂；
所述密度调节剂选自玻化微珠、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、海泡石、核桃壳、火山岩颗粒、废旧塑料颗粒和废旧橡胶颗粒中的至少一种；
所述轻质瓷砖胶的原料组成还包括：超细填充剂；所述超细填充剂选自超细粉煤灰、硅灰、超细高岭土、凹凸棒土、木质纤维、高炉矿渣粉、黄原胶粉末、聚丙烯酰胺粉末、生物胶粉末、木质素粉末和聚乙烯醇粉末中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的轻质瓷砖胶，其中，
所述轻质砂骨料的粒径为40-140目；
所述超细填充剂的堆积密度≤400kg/m3。
3.根据权利要求1所述的轻质瓷砖胶，其中，该轻质瓷砖胶的原料组成包括：
包膜轻质砂140-260重量份、水泥150-280重量份、胶粉5-15重量份、纤维素醚2.5-3.5重量份、密度调节剂40-60重量份、超细填充剂20-100重量份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的轻质瓷砖胶，其中，所述润湿液的量可使得浸渍50%以上所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆50%以上润湿后的轻质砂骨料。
5.根据权利要求4所述的轻质瓷砖胶，其中，所述润湿液的量可使得浸渍70%以上所述轻质砂骨料，所述超细粉料的量可使得包覆70%以上润湿后的轻质砂骨料。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的轻质瓷砖胶，其中，轻质砂骨料、润湿液、超细粉料的重量比为1：0.3-1.5：0.1-0.6。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的轻质瓷砖胶，其中，
所述超细粉料的目数≥300目；
所述超细填充剂的目数≥300目；
所述包膜轻质砂的粒径为40-140目。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的轻质瓷砖胶，其中，
所述水泥为普通硅酸盐水泥；
所述胶粉为水溶性胶粉；
所述纤维素醚选自甲基类纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚和羧甲基纤维素中的至少一种；
所述润湿液为聚合醇类及其衍生物和/或油酯类及其衍生物。
9.根据权利要求8所述的轻质瓷砖胶，其中，
所述胶粉选自乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物、丙烯酸共聚物、水性环氧树脂胶粉、聚乙烯醇胶粉、丙烯酸胶粉和淀粉改性类胶粉中的至少一种；
所述润湿液选自聚乙二醇、硅油、白油、丙二醇二苯甲酸酯和二甘醇二苯甲酸酯中的至少一种。
10.权利要求1-8中任意一项所述的轻质瓷砖胶的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
（1）获得包膜轻质砂
将轻质砂骨料浸渍于润湿液中并搅拌，至轻质砂骨料聚集，任选地弃去润湿液，然后与超细粉料拌和分散，得到所述包膜轻质砂；
（2）获得轻质瓷砖胶
将步骤（1）所得包膜轻质砂、水泥、胶粉、纤维素醚、密度调节剂、任选的超细填充剂混合均匀，得到所述轻质瓷砖胶。
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