CN114634323B - 一种益胶泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种益胶泥及其添加剂,涉及建材技术领域，益胶泥的组分包括：灰水泥、改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、堇青石粉、渗透结晶母料、硅酸镁锂、重钙、50‑80目莫来砂、70‑140目烧结砂、减水剂、早强剂。本发明将益胶泥采用高分子改性技术和沥青改性技术，精选合适的功能性填料和助剂，针对各种益胶泥产品的缺点进行技术改进，制取的成品具备以下综合特性：1)具有抗渗、粘接、防水、堵漏等作用；2)柔韧性能优异，能经受变形和沉降等影响，不开裂；3)低收缩，施工后不会产生收缩裂缝，质量稳定；4)粘接强度高且抗滑移性能好；5)耐候性和耐老化性能好；6)单位面积用量少，更加环保经济。

Description

一种益胶泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及建材领域，尤其涉及一种益胶泥。
背景技术
益胶泥一般指的是高分子益胶泥，高分子益胶泥是一种先进的水泥基聚合物复合材料，由可再分散乳胶粉与一定比例的普通硅酸盐水泥、细砂和功能型助剂等混合搅拌配制而成。是C2型瓷砖胶和聚合物水泥防水砂浆的良好替代品。
益胶泥因其粘接力大，抗渗性好，防水和环保等性能，作为一种优异的防水材料，其主要被用于工业与民用建筑防水及饰面砖(或天然饰面石材)粘贴工程中，而粘接性和防水性能是其主要考虑的性能因素，其优异的防水和粘接性能，在防水、粘贴一体化施工中更是首选产品。
现在该产品由于没有国家标准和行业标准，只有2005年发布实施的福建省地标和2017年发布实施的深圳团体标准。造成了市面上的益胶泥产品种类较多，产品质量参差不齐，最主要的产品缺陷为：1)作为一种刚性防水材料，柔韧性较差，难以抵抗建筑物尤其是新建筑的沉降等变形，导致开裂，防水失效；2)收缩率高，导致施工后在干燥过程中变形较大，出现裂缝等缺陷；3)粘接强度低且易滑移，尤其是在粘接饰面砖或天然饰面石材时，容易出现掉砖风险；4)开放时间较短，施工需要在较短时间内完成，否则容易导致晾置时间后的粘接强度不够，给工人施工造成一定困扰；5)耐老化性能差，尤其是用在浸水部位和冷热交替比较明显的部位一定时间后，性能出现大幅下降，容易出现质量隐患。6)单位面积上益胶泥的用量大，成本较高，不经济。
发明内容
为了克服上述缺点本发明提供了一种兼顾柔韧性、低收缩、强粘接、低滑移、耐候性好、用量省的益胶泥。
本发明提供了一种益胶泥及其添加剂。采用如下技术方案：一种益胶泥添加剂，其组分包括：改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、堇青石粉、硅酸镁锂。
优选的，其组分还包括：重钙、渗透结晶母料、减水剂、早强剂。
一种益胶泥，其组分包括：灰水泥、改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、堇青石粉、渗透结晶母料、硅酸镁锂、重钙、50-80目莫来砂、70-140目烧结砂、减水剂、早强剂。
优选的，所述组分按重量份计算为：灰水泥35-45份,
改性乳化沥青粉2-5份,
改性聚丙烯酰胺0-0.4份,
堇青石粉1-5份,
渗透结晶母料1-5份,
硅酸镁锂1-3份,
重钙3-10份，
50-80目莫来砂15-22份，
70-140目烧结砂15-22份，
减水剂0.1-0.3份，
早强剂0.1-0.3份。
优选的，所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸减水剂、密胺减水剂和木质素磺酸盐类减水剂中的一种或几种的组合。
优选的，所述早强剂为甲酸钙、碳酸锂或其组合。
优选的，所述改性乳化沥青粉是在普通乳化沥青乳化过程中加入了1％-4％的聚异丁烯进行改性，然后再进行干燥雾化得到乳化沥青粉末。
优选的，所述灰水泥是硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或者复合水泥。
一种益胶泥的制备方法，包括如下步骤：
1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料投入混料机中混合。
2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、莫来砂投入到混料机中混合；
3)将烧结砂、减水剂、早强剂投入混料机中混合。
本发明将益胶泥采用高分子改性技术和沥青改性技术，精选合适的功能性填料和助剂，针对各种益胶泥产品的缺点进行技术改进，制取的成品具备以下综合特性：1)具有抗渗、粘接、防水、堵漏等作用；2)柔韧性能优异，能经受变形和沉降等影响，不开裂；3)低收缩，施工后不会产生收缩裂缝，质量稳定；4)粘接强度高且抗滑移性能好；5)耐候性和耐老化性能好；6)单位面积用量少，更加环保经济。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施实例1：
原材料名称 质量份 原材料名称 质量份
灰水泥 40 重钙 6
改性乳化沥青粉 4 莫来砂 20
改性聚丙烯酰胺 0.4 烧结砂 20
堇青石粉 5 减水剂 0.3
渗透结晶母料 3 早强剂 0.3
硅酸镁锂 1  
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、莫来砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将烧结砂、减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
实施实例2：
原材料名称 质量份 原材料名称 质量份
灰水泥 41 重钙 7
改性乳化沥青粉 3 莫来砂 21
改性聚丙烯酰胺 0.4 烧结砂 21
堇青石粉 3 减水剂 0.3
渗透结晶母料 2 早强剂 0.3
硅酸镁锂 1  
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、莫来砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将烧结砂、减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
实施实例3：
Figure GDA0004096169130000041
Figure GDA0004096169130000051
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、莫来砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将烧结砂、减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
实施实例4：
原材料名称 质量份 原材料名称 质量份
灰水泥 40 重钙 6
可再分散乳胶粉 4 莫来砂 20
改性聚丙烯酰胺 0.4 烧结砂 20
堇青石粉 5 减水剂 0.3
渗透结晶母料 3 早强剂 0.3
羟乙基纤维素 1  
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将可再分散乳胶粉、改性聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素、莫来砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将烧结砂、减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
实施实例5：
原材料名称 质量份 原材料名称 质量份
灰水泥 40 重钙 6
改性乳化沥青粉 4 莫来砂 20
改性聚丙烯酰胺 0 烧结砂 20
堇青石粉 5 减水剂 0.3
渗透结晶母料 3 早强剂 0.4
硅酸镁锂 1.3  
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将改性乳化沥青粉、硅酸镁锂、莫来砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将烧结砂、减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
实施实例6：
Figure GDA0004096169130000061
Figure GDA0004096169130000071
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、堇青石粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、石英砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
实施实例7：
原材料名称 质量份 原材料名称 质量份
灰水泥 40 重钙 6
改性乳化沥青粉 4 莫来砂 20
改性聚丙烯酰胺 0.4 烧结砂 20
石英粉 5 减水剂 0.3
渗透结晶母料 3 早强剂 0.3
硅酸镁锂 1  
其制备方法，包括如下步骤：
(1)将水泥、石英粉、重钙、结晶母料依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、莫来砂依次投入到无重力混料机中，混合10分钟。
(3)将烧结砂、减水剂、早强剂一次加入到无重力混料机中，混合10分钟。
(4)将搅拌罐底部粉料，放出后重新投入无重力混料机中，继续搅拌5分钟；
(5)放料，观察粉料均匀，且外观为无杂质、无结块的粉末，则继续包装。
上述实施例中：
重钙目数为300-500目；莫来砂目数为70-140目，莫来砂是硅酸铝质耐火材料，是用硬质黏土矿产资源，经高温焙烧、破碎、筛分、雷蒙、除铁等机加工工艺而制成，具有铝高、含铁低、热膨胀系数小、耐火度高、热化学性能稳定等优良特性。烧结砂目数为50-80目；减水剂为萘系减水剂、聚羧酸减水剂、密胺减水剂和木质素磺酸盐类减水剂中的一种或几种的组合。早强剂为甲酸钙、碳酸锂等或它们之间的组合。灰水泥是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或者复合水泥，优选42.5及以上强度的普通硅酸盐水泥。改性乳化沥青粉是在普通乳化沥青乳化过程中加入了1％-4％的聚异丁烯进行改性，然后再进行干燥雾化得到乳化沥青粉末。
将以上实施案例制备的益胶泥，根据T44/SZWA 1-2017《高分子益胶泥》、JC/T 547《陶瓷胶粘剂》、JC/T 984《聚合物水泥防水砂浆》等标准进行性能检测，主要指标检测结果见下表：
Figure GDA0004096169130000081
Figure GDA0004096169130000091
本发明使用的是聚异丁烯改性的乳化沥青粉，改性后，益胶泥的抗渗抗裂性能、防水性能和抗腐蚀性能有了一定的提升，更重要的是使得横向变形、收缩率、浸水和热老化后的拉伸粘接强度以及晾置时间20min拉伸强度等性能有了质的提升，使用乳化沥青粉的作用侧重点不同。
改性聚丙烯酰胺是指的氧化石墨烯改性聚丙烯酰胺，是利用高分子接枝改性技术将氧化石墨烯接到聚丙烯酰胺分子上，使其既具有聚丙烯酰胺保水润滑、界面加强提高粘贴力、提高砂浆柔韧性、改善手感用于批刮、抗渗漏防水性好的特点，又具有氧化石墨烯耐老化的特点。此外，用于益胶泥中可明显改善晾置时间下的粘接强度问题。
堇青石粉分子式为2MgO·2Al2O3·5SiO2属于硅酸盐矿物，堇青石的晶体结构中因有较大的空隙，对称性较低且结构不紧密，当温度升高时，分子受热振动有足够的空间，因此其具有热膨胀系数极低，热导率小，抗蠕变性，抗热震性能好，化学稳定性好等一系列优良性能，在益胶泥中添加适量的堇青石粉，对抗滑移、横向变形、收缩率和耐候性等方面都明显的改善。
渗透结晶母料是指含有的活性比较高的化学物质在遇水时通过渗透、扩散和迁移等作用进入混凝土内部，与混凝土内部可溶性物质和水等发生作用，在混凝土内部形成不溶于水的沉淀物并结晶生长，填塞毛细孔道，从而使砂浆或者混凝土致密、防水的一类或相似功能的填料或外加剂。
硅酸镁锂是一种无机硅酸盐层状纳米矿物材料，片层结构均匀，径厚比大。硅酸镁锂形成水凝胶具有独特的流变性能，在建筑行业中可作为无机增稠剂、悬浮稳定剂和触变剂，并且可改善施工的滑爽性。硅酸镁锂是一种增稠能力强、触变性良好、生物稳定好的无机增稠剂。将硅酸镁锂用于益胶泥中能起到良好的增稠和保水作用，显著改善产品的贮存稳定性和施工性能。经实验和检测仪器分析验证，硅酸镁锂与聚丙烯酰胺混合使用时，能够对聚丙烯酰胺起到交联剂使用，能够增加砂浆密实度、强度和韧性，有效降低益胶泥吸水率，提高抗渗性能。
本发明的益胶泥在性能和施工方面的优势：
1)优异的柔韧性能
益胶泥作为一种刚性材料，其性能也有柔性的一面，柔性就是用横向变形这一指标来表示。柔性好的益胶泥能够更好的适应各种建筑结构的受力特点，避免建筑结构形变带来的开裂等问题。本专利中益胶泥通过添加聚异丁烯改性的乳化沥青粉，使得益胶泥成品的横向变形能力获得很大提升。
2)优异的粘接强度和抗滑移性能
益胶泥产品作为一款既能防水又能粘接的材料，其粘接强度的好坏也是一个关键的指标。本产品通过在配方中添加渗透结晶母料，结晶母料遇水溶解并与混凝土和砂浆中的钙离子反应生成枝蔓状结晶，在益胶泥和水泥基面间以及瓷砖与益胶泥之间起到了桥连作用，粘接强度有了质的提高。产品配方中添加了硅酸镁锂等助剂，由于硅酸镁锂具有良好的保水、增稠和触变作用，使得益胶泥的抗滑移性能获得极大改善。
3)优异的防水抗渗性能和耐候、耐老化性能
配方中硅酸镁锂与聚丙烯酰胺混合添加时，可发生物理交联作用，能够增加砂浆的强度、韧性，提高砂浆的致密性，提高以益胶泥的防水性能和抗渗性能。益胶泥的耐候性和耐老化性能改善较大。
4)成本低，优异的施工性能
通过配方合理调配以及各种助剂的加持，以及莫来砂和烧结砂等骨料的添加，使得益胶泥产品施工手感好，施工用料比市面相关产品相比可节省1/3左右，同时，用价格低的乳化沥青粉代替价格较高的可再分散乳胶粉，使得综合成本大大降低。更重要的是用聚丙烯酰胺和硅酸镁锂代替纤维素醚(纤维素醚在益胶泥中容易结皮，严重影响晾置时间粘接强度)后，晾置时间可以达到40min,开放时间获得质的提高，且晾置时间40min的粘接强度并无衰减。
5)低收缩、抗开裂、防掉砖
得益于益胶泥产品中添加的乳化沥青粉优异的柔性和堇青石粉热导率小，抗震性能好，抗蠕变性突出等有点，该益胶泥产品可以做到低收缩(＜0.1％)、抗开裂，用于贴砖时还能做到防掉转，安全性有保障。

Claims (7)

1.一种益胶泥，其特征在于，其组分按重量份计算包括：
灰水泥35-45份,
改性乳化沥青粉2-5份,
改性聚丙烯酰胺0-0.4份,
堇青石粉1-5份,
渗透结晶母料1-5份,
硅酸镁锂1-3份,
重钙3-10份，
莫来砂15-22份，
烧结砂15-22份，
减水剂0.1-0.3份，
早强剂0.1-0.3份；
所述改性聚丙烯酰胺为氧化石墨烯改性聚丙烯酰胺，所述改性乳化沥青粉为聚异丁烯改性乳化沥青。
2.根据权利要求1所述的益胶泥，其特征在于，所述莫来砂目数为50-80。
3.根据权利要求1所述的益胶泥，其特征在于，所述莫来砂目数为70-140。
4.根据权利要求1所述的益胶泥，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂、聚羧酸减水剂、密胺减水剂和木质素磺酸盐类减水剂中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的益胶泥，其特征在于，所述早强剂为甲酸钙、碳酸锂的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的益胶泥，其特征在于，所述灰水泥是硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或者复合水泥。
7.一种如权利要求1所述益胶泥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将灰水泥、堇青石粉、重钙、渗透结晶母料投入混料机中混合；
2)将改性乳化沥青粉、改性聚丙烯酰胺、硅酸镁锂、莫来砂投入到混料机中混合；
3)将烧结砂、减水剂、早强剂投入混料机中混合。
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