CN114804719A - 一种水性环氧砂浆填缝剂及制备方法和施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环氧砂浆技术领域，公开了一种水性环氧砂浆填缝剂及制备方法和施工方法。该填缝剂包括A组分和B组分；所述A组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧树脂10‑40份、烧结彩砂30‑90份、其他填料1‑40份、气相二氧化硅0‑10份、活性稀释剂0‑10份、止流剂0‑2份、消泡剂0‑10份和增韧剂0‑10份；所述B组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧固化剂70‑100份、润湿分散剂0‑10份、消泡剂0‑10份和增韧剂0‑10份。本发明提供了一种亲水性适宜、以烧结彩砂为主要着色物质、具有优异触变性的水性环氧砂浆类复合美缝材料，材料施工性更佳、装饰效果更好。

Description

一种水性环氧砂浆填缝剂及制备方法和施工方法
技术领域
本发明属于环氧砂浆技术领域，更具体地，涉及一种水性环氧砂浆填缝剂及制备方法和施工方法。
背景技术
伴随着人们对住房装修要求的不断提高，各种瓷砖使用面积不断提高。与此同时，瓷砖填缝剂也从最初的白水泥发展到第二代的聚合物改性水泥基填缝剂，水泥基填缝剂初期具有一定的防霉效果，但长期处于湿热环境中仍容易发霉变黑，影响建筑物整体的美观。在这种情况下第三代的环氧树脂美缝剂的诞生也就顺理成章了。
环氧材料是一种热固性材料，一旦成型即具有很好的结构稳定性，同时具有化学稳定性好、密封性好、机械强度高等特点，作为一种常用的胶粘剂，环氧材料能够与包括混凝土、瓷砖侧面在内的各种基层相适应且具有优异的粘结性能。现阶段环氧美缝剂产品还正处在产品成长期，有着非常好的发展前景。但是市面上传统的环氧美缝剂为双管装美缝剂，该类环氧美缝剂都需要胶枪打胶施工，应对马赛克砖及仿古砖等小砖施工时，效率则会大大降低，且在瓷砖填缝施工中易出现空鼓、收缩脱胶等问题。而水性环氧砂浆填缝剂可以刮涂施工，因为水性环氧树脂的配方设计，填缝后简单擦洗即可完成小砖及不规则砖的美缝施工，非常便捷，相对于溶剂型环氧美缝剂，水性环氧砂浆填缝剂更加环保。
目前水性环氧砂浆填缝剂产品已经悄悄兴起，并被定义为第四代瓷砖填缝剂。但市面仅有的几款产品均存在施工费力、色浆着色及树脂亲水性差导致的擦洗性差、瓷砖缝塌陷、材料韧性差等问题。因此，目前亟待提出一种新的水性环氧砂浆填缝剂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种水性环氧砂浆填缝剂及制备方法和施工方法。本发明提供了一种亲水性适宜、以烧结彩砂为主要着色物质、具有优异触变性的水性环氧砂浆类复合美缝材料，材料施工性更佳、装饰效果更好。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种水性环氧砂浆填缝剂，该填缝剂包括A组分和B组分；
所述A组分包括：水性环氧树脂、烧结彩砂、其他填料、气相二氧化硅、活性稀释剂、止流剂、消泡剂和增韧剂；
所述B组分包括：水性环氧固化剂、润湿分散剂、消泡剂和增韧剂。
根据本发明，优选地，所述A组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧树脂10-40份、烧结彩砂30-90份、其他填料1-40份、气相二氧化硅0-10份、活性稀释剂0-10份、止流剂0-2份、消泡剂0-10份和增韧剂0-10份；所述B组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧固化剂70-100份、润湿分散剂0-10份、消泡剂0-10份和增韧剂0-10份。
进一步优选地，所述A组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧树脂15-30份、烧结彩砂40-80份、其他填料5-35份、气相二氧化硅0-5份、活性稀释剂0-2份、止流剂0-2份、消泡剂0-0.5份和增韧剂0.5-5份；所述B组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧固化剂90-100份、润湿分散剂0-2份、消泡剂0-1份和增韧剂1-7份。
根据本发明，优选地，所述A组分与B组分的重量比为(8-12):1。
根据本发明，优选地，所述水性环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述烧结彩砂为以碳酸钙砂为基材烧制的钙砂和/或以石英砂为基材烧制的硅砂。
根据本发明，优选地，所述其他填料为空心玻璃微珠、玻璃微珠、空心陶粒、石英砂和水洗河沙中至少一种。
根据本发明，优选地，所述气相二氧化硅为疏水型气相二氧化硅，其比表面积为200-300m2/g。
根据本发明，优选地，所述活性稀释剂为缩水甘油醚类稀释剂。
根据本发明，优选地，所述水性环氧固化剂为脂肪胺固化剂、芳香胺固化剂和聚酰胺固化剂中的至少一种；所述水性环氧固化剂在25℃下的粘度为200-1000mPa·s。
根据本发明，优选地，所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂。
根据本发明，优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
根据本发明，优选地，所述增韧剂为基于丁脲烷和甲醛的氨基甲酸酯树脂。
本发明第二方面提供了所述的水性环氧砂浆填缝剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1：将所述水性环氧树脂、烧结彩砂、其他填料、气相二氧化硅、活性稀释剂、止流剂、消泡剂和增韧剂混合搅拌均匀，得到所述A组分；
S2：将所述水性环氧固化剂、润湿分散剂、消泡剂和增韧剂混合搅拌均匀，得到所述B组分。
根据本发明，优选地，混合搅拌均匀使用的设备为捏合机或双螺带搅拌器。
本发明第三方面提供了所述的水性环氧砂浆填缝剂的施工方法，该方法包括：将所述A组分与B组分搅拌混合均匀，得到填缝剂材料；利用刮填工具将所述填缝剂材料压入瓷砖缝隙同时清除瓷砖周边余料，并按预设时间间隔沿瓷砖缝隙旋转擦洗瓷砖。
根据本发明，优选地，所述预设时间间隔为25-100min，进一步优选为30min、60min、90min。
在本发明中，所述的水性环氧砂浆填缝剂的施工方法包括：将所述A组分与B组分搅拌混合均匀，得到填缝剂材料；利用刮填工具将所述填缝剂材料压入瓷砖缝隙同时清除瓷砖周边余料，然后分别在填缝后30min、60min、90min用湿海绵沿缝隙旋转擦洗一遍，最后为确保施工效果、降低缝隙凹凸感，在最后一遍擦洗后1h用湿毛巾沿缝轻压找平。该施工方法与需要用胶枪打胶施工的管装美缝剂不同，施工更为便捷，尤其在马赛克瓷砖、仿古砖等小块砖填缝施工中效率更高。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明选用烧结彩砂代替传统的色浆为填缝剂着色，烧结彩砂材料颜色稳定，擦洗时不掉色，不会给瓷砖带来刮花风险。且本发明将烧结彩砂、气相二氧化硅和止流剂以及其他填料四者复配，通过四者的协同作用，能够赋予材料长期稳定的触变性。本发明的A组分为有机/无机混合体系，整体呈膏状，水性环氧树脂与烧结彩砂以及其他填料可均匀分散并具有长期储存稳定性。且若烧结彩砂比例较低，其装饰效果将欠佳，出现明显透底现象，且随着烧结彩砂用量降低，透底现象会更为严重。
(2)本发明的增韧剂为酯类增韧剂，结构稳定不含游离甲醛，与环氧树脂及水性环氧固化剂具有极佳的相容性，在环氧树脂及固化剂混合反应时该增韧剂不参与固化反应，能够均匀分布在材料本体及表面，故而该增韧剂在增加材料柔韧性的同时可提高施工擦洗时的收光效果，使材料固化后具有更加温润的磨砂感。
(3)本发明施工采用手工刮填的方式进行。本发明环氧砂浆填缝剂为反应型填缝剂，A、B两组分混合后，水性环氧固化剂和水性环氧树脂即开始发生反应，随着反应的进行，材料逐渐固化形成坚硬致密、色彩持久的固化物。区别于需要用胶枪施工的支装环氧类美缝剂，本发明填缝剂施工更加简单、工法有其独特性。
(4)本发明的填缝剂可在潮湿基层上施工，材料固化后不会泛白；本发明的填缝剂固化后硬度更高，与瓷砖粘结强度更高且尺寸稳定性更好，不易脱粘或空鼓。本发明的填缝剂与瓷砖粘结强度可达到3MPa以上。本发明填缝剂固化后具有优异的防水及长期耐水性能，本发明的填缝剂材料固化7d后240min吸水率低于0.1％，28d后240min吸水率低于0.1g，标准温湿度条件下本发明填缝剂施工后24小时即可踩踏或沾水，每降低5℃，可踩踏或沾水时间延长6h，最低施工固化温度为5℃。
(5)本发明A、B两组分选用的水性环氧树脂及水性环氧固化剂均为低VOC原材料，混合固化后总挥发性有机物含量小于10g/L，具有极致的环保性。
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。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了本发明实施例1-8和对比例1在验证条件1下的施工示意图。
图2示出了本发明实施例1-8和对比例1在验证条件2下的施工示意图。
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1-8
实施例1-8分别提供一种水性环氧砂浆填缝剂，填缝剂包括A组分和B组分。实施例1-8的A组分和B组分的配方如表1所示。
表1实施例1-8和对比例1的A组分和B组分的配方
Figure BDA0003488164070000071
实施例1-8的水性环氧砂浆填缝剂的制备方法包括如下步骤：
S1：将所述水性环氧树脂、烧结彩砂、其他填料、气相二氧化硅、活性稀释剂、止流剂、消泡剂和增韧剂在60min内混合搅拌均匀，得到所述A组分；
S2：将所述水性环氧固化剂、润湿分散剂、消泡剂和增韧剂混合搅拌均匀，得到所述B组分。
实施例1-8的水性环氧砂浆填缝剂的施工方法包括：将所述A组分与B组分按重量比为10:1搅拌混合均匀，得到填缝剂材料；利用刮填工具将所述填缝剂材料压入瓷砖缝隙同时清除瓷砖周边余料，然后分别在填缝后30min、60min、90min用湿海绵沿缝隙旋转擦洗一遍，最后为确保施工效果、降低缝隙凹凸感，在最后一遍擦洗后1h用湿毛巾沿缝轻压找平。
实施例9-11
本实施例9-11与实施例1的区别仅在于：所述A组分与B组分搅拌混合的重量比不同。
实施例9将所述A组分与B组分按重量比为8:1搅拌混合均匀，得到填缝剂材料；
实施例10将所述A组分与B组分按重量比为9:1搅拌混合均匀，得到填缝剂材料；
实施例11将所述A组分与B组分按重量比为12:1搅拌混合均匀，得到填缝剂材料。
对比例1
本对比例提供一种水性环氧砂浆填缝剂，本对比例与实施例1的区别仅在于A组分和B组分的配方不同，本对比例的A组分和B组分的配方如表1所示。
测试例1
本测试例对实施例1-8和对比例1的水性环氧砂浆填缝剂制备的涂覆层进行粘结性能测试，测试方法为GB 23440-2009标准中粘结强度测试方法，测试结果如表2所示(MPa，标准条件养护7d)。
表2
Figure BDA0003488164070000091
通过表2可知：
与对比例1相比，实施例1添加了多种助剂，但对材料粘接性能影响较小；
与实施例1相比，实施例2及实施例3的A组分中水性环氧树脂量减少，材料粘结强度随着环氧树脂量的降低而减小，但是仍大于3MPa；
与实施例1相比，实施例4中不添加气相二氧化硅，材料粘接性能未发生明显变化，表明气相二氧化硅仅改变材料流变性而不影响其粘结性；
与实施例1相比，实施例5及实施例6的A、B组分中增韧剂用量减少，材料粘结强度随着增韧剂用量的降低而小幅增大，表明材料中增韧剂的增加会小幅影响材料强度；
与实施例1相比，实施例7及实施例8的A组分中填料及烧结彩砂的用量配比不同，但材料粘结强度不变，表明环氧树脂及固化剂配比固定时，填料的比例不影响材料粘结性。
测试例2
本测试例对实施例1-8和对比例1的水性环氧砂浆填缝剂制备的涂覆层参照JC/T1004-2017标准吸水量测试方法进行吸水率测试，结果显示，实施例1-8和对比例1的水性环氧砂浆填缝剂成型固化养护28d后240min吸水率均低于0.1g，也就是说，本发明的水性环氧砂浆填缝剂的吸水率均较低，用于瓷砖填缝材料具有很好的防水性能。
测试例3
本测试例对实施例1-8和对比例1的水性环氧砂浆填缝剂制备的涂覆层进行硬度测试，测试方法采用邵D硬度测试方法，测试结果如表3所示。
通过表3可知：
与对比例1相比，实施例1在各时间点硬度均有所降低，说明助剂的添加会小幅降低材料硬度；
与实施例1相比，实施例2及实施例3硬度有所降低，水性环氧树脂含量越低，材料硬度越低；
与实施例1相比，实施例4中不添加气相二氧化硅，材料硬度未发生明显变化，表明气相二氧化硅仅改变材料流变性而不影响其硬度；
与实施例1相比，实施例5及实施例6的A、B组分中增韧剂用量减少，材料硬度随着增韧剂用量的降低而小幅增大，表明材料中增韧剂的增加会小幅降低材料硬度；
与实施例1相比，实施例7及实施例8的A组分中填料及烧结彩砂的用量配比不同，但材料硬度不变，表明环氧树脂及固化剂配比固定时，填料的比例变化不影响材料硬度。
实施例1-实施例8及对比例1材料固化24h后硬度均可达到邵D硬度50以上，此时材料已基本反应完成并形成较为稳定的交联结构，根据施工实际，确认施工24h后便可以沾水或站人踩踏。
表3
邵D硬度 12h 24h 48h 72h
实施例1 42 68 73 75
实施例2 35 60 67 72
实施例3 30 52 61 65
实施例4 44 70 73 75
实施例5 42 70 76 77
实施例6 44 72 77 79
实施例7 42 67 74 75
实施例8 43 69 73 76
对比例1 47 74 77 81
测试例4
本测试例对实施例1-8和对比例1的水性环氧砂浆填缝剂施工性验证。
验证条件1为：温度为25℃，相对空气湿度为50％；
验证条件2为：温度为25℃，相对空气湿度为50％，水性环氧砂浆填缝剂所填缝隙均为水泥砂浆粘贴瓷砖施工完成1h内、砖下砂浆还未固化的潮湿状态。
在验证条件1下，验证结果如图1所示，添加气相二氧化硅的实施例1-3和5-8施工性优良，无流挂及下陷现象。对比例1及实施例4出现流挂及下陷现象。图1中间的施工所用气相二氧化硅的量介于0-2份之间，会出现轻微流挂现象。
在验证条件2下，验证结果如图2所示。图2中上半部分施工基层为验证条件2的潮湿基层，下半部分施工为干燥基层，由图2可知，实施例1-8和对比例1的水性环氧砂浆填缝剂固化后上下两部分效果一致，可知实施例1-8及对比例1按照本发明所述施工方案施工，材料固化后均未出现任何异常，表明本发明的水性环氧砂浆填缝剂可在潮湿基层上施工，材料在潮湿基层施工固化后不泛白、不易空鼓脱落。
测试例5
本测试例对实施例1和实施例9-11的水性环氧砂浆填缝剂制备的涂覆层进行抗压强度、抗折强度和365天内收缩值测试。测试方法参照JC/T1004-2017标准进行，测试结果如表4所示。
通过表4所示可知：
本发明的水性环氧砂浆填缝剂的抗压强度均大于30MPa；
本发明的水性环氧砂浆填缝剂的抗折强度均大于15MPa。
本发明的性环氧砂浆填缝剂具有优异的尺寸稳定性，365天内收缩值稳定在0.2mm/m以下。
表4
测试项目 抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 365天收缩值/mm/m
实施例1 45.1 22.3 0.10
实施例2 41.4 23.9 0.09
实施例3 34.6 17.3 0.06
实施例4 45.7 22.7 0.12
实施例5 44.3 22.3 0.13
实施例6 45.5 22.3 0.11
实施例7 44.9 23.9 0.10
实施例8 44.6 24.3 0.13
对比例1 46.8 23.1 0.11
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)

1.一种水性环氧砂浆填缝剂，其特征在于，该填缝剂包括A组分和B组分；
所述A组分包括：水性环氧树脂、烧结彩砂、其他填料、气相二氧化硅、活性稀释剂、止流剂、消泡剂和增韧剂；
所述B组分包括：水性环氧固化剂、润湿分散剂、消泡剂和增韧剂。
2.根据权利要求1所述的水性环氧砂浆填缝剂，其中，
所述A组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧树脂10-40份、烧结彩砂30-90份、其他填料1-40份、气相二氧化硅0-10份、活性稀释剂0-10份、止流剂0-2份、消泡剂0-10份和增韧剂0-10份；
所述B组分包括以重量份计的以下组分：水性环氧固化剂70-100份、润湿分散剂0-10份、消泡剂0-10份和增韧剂0-10份。
3.根据权利要求2所述的水性环氧砂浆填缝剂，其中，所述A组分与B组分的重量比为(8-12):1。
4.根据权利要求1或2所述的水性环氧砂浆填缝剂，其中，
所述水性环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂中的至少一种；
所述烧结彩砂为以碳酸钙砂为基材烧制的钙砂和/或以石英砂为基材烧制的硅砂；
所述其他填料为空心玻璃微珠、玻璃微珠、空心陶粒、石英砂和水洗河沙中至少一种；
所述气相二氧化硅为疏水型气相二氧化硅，其比表面积为200-300m2/g；
所述活性稀释剂为缩水甘油醚类稀释剂。
5.根据权利要求1或2所述的水性环氧砂浆填缝剂，其中，
所述水性环氧固化剂为脂肪胺固化剂、芳香胺固化剂和聚酰胺固化剂中的至少一种；所述水性环氧固化剂在25℃下的粘度为200-1000mPa·s；
所述润湿分散剂为非离子型润湿分散剂。
6.根据权利要求1或2所述的水性环氧砂浆填缝剂，其中，
所述消泡剂为有机硅类消泡剂；
所述增韧剂为基于丁脲烷和甲醛的氨基甲酸酯树脂。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的水性环氧砂浆填缝剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1：将所述水性环氧树脂、烧结彩砂、其他填料、气相二氧化硅、活性稀释剂、止流剂、消泡剂和增韧剂混合搅拌均匀，得到所述A组分；
S2：将所述水性环氧固化剂、润湿分散剂、消泡剂和增韧剂混合搅拌均匀，得到所述B组分。
8.根据权利要求7所述的水性环氧砂浆填缝剂的制备方法，其中，混合搅拌均匀使用的设备为捏合机或双螺带搅拌器。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的水性环氧砂浆填缝剂的施工方法，其特征在于，该方法包括：将所述A组分与B组分搅拌混合均匀，得到填缝剂材料；利用刮填工具将所述填缝剂材料压入瓷砖缝隙同时清除瓷砖周边余料，并按预设时间间隔沿瓷砖缝隙旋转擦洗瓷砖。
10.根据权利要求9所述的水性环氧砂浆填缝剂的施工方法，其中，
所述预设时间间隔为25-100min。
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