CN115724632A - 一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂及其制备方法。一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，包括以下重原料：水泥、粉煤灰、可再分散乳胶粉、纤维素醚、纤维、填料；其制备方法为：将原料按重量份混合均匀，得到高粘结强度瓷砖干粉界面剂。本申请干粉界面剂与水混合后涂抹在混凝土试块与瓷砖背面，养护完成后，在混凝土试块上的粘结强度可以达到0.66‑0.98Mpa，在瓷砖上的粘结强度可以达到0.63‑0.93Mpa；在水中浸泡7天后，在混凝土试块上的粘结强度可以达到0.61‑0.96Mpa，在瓷砖上的粘结强度可以达到0.57‑0.90Mpa，粘结强度与耐水性好，且柔韧性高。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂及其制备方法。
背景技术
随着人民生活水平和居住条件的日益提高，高致密度和低吸水率瓷砖已经大规模应用于墙地面的装饰工程，饰面砖一般采用瓷砖胶粘剂、水泥砂浆、瓷砖界面剂铺贴。
目前市面上的瓷砖界面剂多为乳液制品，包括粉料和液料，粉料包括水泥、石英砂、乳胶粉和纤维素醚，液料包括苯丙乳液、纯丙乳液、增效剂、分散剂、抗分成剂和水，粉料跟液料按照2:1的比例进行混合，使用时将界面剂涂刷于瓷砖的背面，然后进行铺贴。
针对上述相关技术，申请人发现，乳液型界面剂用于瓷砖与混凝土之间的粘贴的时候，在经历雨水浸泡后，瓷砖与混凝土的层面之间会产生起鼓、脱落现象。
发明内容
为了提高在雨水浸泡，瓷砖与混凝土界面之后粘结强度，本申请提供一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，采用如下的技术方案：一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，包括以下重量份原料：水泥15-35份、粉煤灰10-20、可再分散乳胶粉1-5份、纤维素醚3-5份、纤维1-3份、填料10-20份。
瓷砖一般是铺贴在建筑外墙上的，建筑外墙一般为混凝土外墙，通过采用上述技术方案，水泥作为胶粘材料，水泥与建筑外墙之间以及瓷砖背面界面效应不明显，结合力强，有效提高瓷砖与建筑外墙之间的粘结强度，同时可再分散乳胶粉与纤维素醚混合在水泥中，可再分散乳胶粉中的大分子在建筑外墙表面与瓷砖背面吸附和扩散，同时可再分散乳胶粉有一定的渗透性，和纤维素醚一起充分浸润瓷砖背面，使瓷砖背面与水泥性能接近，从而进一步提高了瓷砖背面与水泥的结合强度吸附性；另外，胶粉也具有粘结性能，胶粉形成的网膜结构可以穿过水泥中的孔洞、裂隙，改善了瓷砖背面与水泥水化产物的粘结，进一步提高瓷砖的粘结强度。
纤维与填料分散在界面剂体系中，当界面剂成膜后填料与纤维分布在膜中，提高膜的粗糙度，进一步提高墙体以及瓷砖与膜之间的结合强度；而且纤维还起到拉拽、抗开裂的作用，降低膜在雨水作用下发生开裂的几率，保证膜的完整性，从而保证膜与瓷砖之间的粘结性能，提高抗雨水冲刷能力。
粉煤灰具有吸附作用，可以将水泥与可再分散乳胶粉结合起来，使得无机胶粘结与墙体以及瓷砖之间的机械咬合力和有机胶黏剂与墙体以及瓷砖之间的物理化学粘结力，大大提高了墙体与瓷砖的粘结强度。
优选的，所述可再分散乳胶粉为疏水可再散乳胶粉。
通过采用上述技术方案，可再分散乳胶粉的疏水性，可以提高界面剂成膜后膜的疏水性，从而减少膜对雨水的吸收，从而减少雨水对膜的冲刷破坏作用，提高对雨水破坏的抵抗作用，从而提高在雨水冲刷作用下瓷砖与墙体的粘结强度。
优选的，所述疏水可再散乳胶粉的制备方法为：
A1.母体乳液合成：
A2.乳液改性：向母体乳液中加入山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液；
A3.喷雾干燥：对改性乳液进行喷雾干燥，得到疏水可再散乳胶粉。
通过采用上述技术方案，在可再分散乳胶粉的乳液中加入山梨糖醇酐月桂酸酯进行改性，制得疏水可再分散乳胶粉，尽管山梨糖醇酐月桂酸酯在可再分散聚合物乳胶粉成膜时并未从聚合物相移动至界面并水解，但山梨糖醇酐月桂酸酯几乎不溶于水，且分子活动性差，因而能获得极好的疏水性能。且在聚合物乳液中加入山梨糖醇酐月桂酸酯并混合均匀,然后再将此混合物喷雾干燥,可制得可再分散的聚合物乳胶粉，与含山梨醇酐月桂酸酯作为疏水剂的聚合物粉末相比，除具有良好的疏水性外，还具有良好的附着力外，有利于进一步提高瓷砖的粘结强度，保证在雨水浸泡，瓷砖与混凝土界面之后粘结强度，降低瓷砖脱落的几率。
优选的，所述步骤A2中山梨糖醇酐月桂酸酯与母体乳液的重量比为1：(10-15)。
通过采用上述技术方案，调控山梨糖醇酐月桂酸酯与母体乳液的配比，在本申请限定的配比范围内，得到的疏水可再分散乳胶粉成膜性能以及疏水性能的综合性更优；若山梨糖醇酐月桂酸酯过多，虽然疏水性能提升，但是会导致疏水可再分散乳胶粉成膜性能下降，会降低瓷砖的粘结强度；若山梨糖醇酐月桂酸酯过少，则会导致疏水可再分散乳胶粉的疏水性能下降，且附着力也有所下降，使得瓷砖在雨水的冲刷下容易脱落。
优选的，所述A1.母体乳液合成：将聚乙烯醇溶解在水中得到聚乙烯醇溶液，将聚合物乳液和聚乙烯醇溶液按体积比(3-6)：1进行混合，得到母体乳液。
所述聚合物乳液可以为醋酸乙烯-乙烯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酯三元共聚物等中的任意一种。
所述聚合物乳液和聚乙烯醇溶液按体积比(3-6)：1中的任一配比，如3:1、4:1、5:1、6:1等。
优选的，所述聚乙烯醇为改性聚乙烯醇，其制备方法为：
在引发剂作用下将甲基丙烯酸十二氟庚酯接枝在聚乙烯醇上，得到改性聚乙烯醇。
聚乙烯醇分子中含有大量的亲水性基团羟基，在外部的干湿变化中，表现出强烈的对水亲合作用，吸湿性大，耐水性差。甲基丙烯酸十二氟庚酯分子结构中含有六个氟碳链使得它可以在降低聚合物的表面能，赋予聚合物表面疏水性能的同时又不会因为氟碳链太长而疏油。通过采用上述技术方案，聚乙烯醇上的氢键与甲基丙烯酸十二氟庚酯上的双键进行接枝反应，使得甲基丙烯酸十二氟庚酯接枝在聚乙烯醇上，使聚乙烯醇由亲水性物质转变成了疏水性的物质；然后将疏水的聚乙烯醇与聚合物乳液进行聚合反应，得到可再散乳胶粉，使得可再散乳胶粉具有疏水性；在可再散乳胶粉分子结构中接枝疏水性物质甲基丙烯酸十二氟庚酯，在可再散乳胶粉乳液中用山梨糖醇酐月桂酸酯进行改性，相当于在可再散乳胶粉分子内外均进行了疏水改性，进一步提高可再散乳胶粉的疏水作用，进一步减少可再散乳胶粉乳液成膜后对雨水的吸收，从而减少雨水对膜的冲刷破坏作用，提高对雨水破坏的抵抗作用，从而提高在雨水冲刷作用下瓷砖与墙体的粘结强度。
优选的，所述纤维长度为0.5-0.8mm。
通过采用上述技术方案，纤维长度可以为0.5-0.8mm中任意的长度，如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm等，纤维在界面剂中起到拉拽、抗开裂的作用，在本申请限定的纤维长度范围内，可以达到更优的抗开裂效果；若纤维过长，则纤维可能会发生缠绕打结的情况，降低瓷砖的粘结强度；若纤维过短，则纤维可能会发生团聚，影响纤维分散的均匀性，也会在一定程度上降低瓷砖的粘结强度。
优选的，所述填料包括重量比为(3-5)：1的灰钙粉与重钙粉。
通过采用上述技术方案，用灰钙粉与重钙粉复配作为填料，灰钙粉与重钙粉的重量比为(3-5)：1中的任一配比，如3:1、4:1、5:1等；灰钙粉具有一定的粘结性，耐水性好；重钙粉可以增加界面剂成膜后膜的韧性与强度。不仅提高了界面剂膜的耐水性，还提高了界面剂膜的柔韧性，可以在一定程度上抵抗瓷砖因为热胀冷缩带来的开裂与脱落。
优选的，还包括2-5份云母粉。
通过采用上述技术方案，云母粉可以进一步提高界面剂膜的柔韧性，进一步提高抵抗瓷砖因为热胀冷缩带来的开裂与脱落的能力，从而提高瓷砖的耐久性，一定程度上也可以提高其抵抗雨水冲刷的能力。
第二方面，本申请提供一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂的制备方法，包括以下步骤：
将原料按重量份混合均匀，得到高粘结强度瓷砖干粉界面剂。
通过采用上述技术方案，制备方法简单易操作，对生成设备没有特殊需求，适合工业化生产。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用水泥、粉煤灰、可再分散乳胶粉、纤维素醚、纤维、填料组合得到干粉界面剂，干粉界面剂与水混合后涂抹在混凝土试块与瓷砖背面，养护完成后，在混凝土试块上的粘结强度可以达到0.66-0.98Mpa，在瓷砖上的粘结强度可以达到0.63-0.93Mpa；在水中浸泡7天后，在混凝土试块上的粘结强度可以达到0.61-0.96Mpa，在瓷砖上的粘结强度可以达到0.57-0.90Mpa。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和中间体的制备例
原料
本申请实施例原料均可以通过市售获得：
水泥，普通硅酸盐水泥；
粉煤灰，二级粉煤灰；
纤维素醚，羟丙基甲基纤维素醚；
纤维，木质纤维；
灰钙粉，粒径0.02mm；
重钙粉，粒径0.04mm，碳酸钙含量≥98％；
山梨糖醇酐月桂酸酯，化学纯；
引发剂为过硫酸钾；
甲基丙烯酸十二氟庚酯，化学纯；
聚乙烯醇，聚合度1700；
云母粉，粒径0.03mm。
制备例
制备例I-1
一种改性聚乙烯醇，其制备方法为：
1)聚乙烯醇溶液配置：
将10g聚乙烯醇与200g的二甲基亚砜混合，升温至90℃搅拌2.5h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；
2)甲基丙烯酸十二氟庚酯溶液配置
将2g甲基丙烯酸十二氟庚酯与0.1g引发剂加入到20g的二甲基亚砜中搅拌20min，得到甲基丙烯酸十二氟庚酯溶液；
3)接枝反应
将步骤1)得到的聚乙烯醇溶液在400W功率微波下辐照45s，然后加入步骤2)得到的甲基丙烯酸十二氟庚酯溶液，通氮气5min后，微波辐照进行接枝反应，微波功率400w，反应30s，得到接枝聚合物；
4)沉淀分离
将接枝聚合物在水中沉淀，离心分离后将所得固体用水、丙酮进行三次清洗，80℃下将接枝聚合物在真空烘箱中干燥24h，得到固体的接枝聚合物，然后研磨过80目的筛子，得到粉末状的接枝聚合物。
制备例II-1
一种疏水可再分散乳胶粉，其制备方法为：
A1.母体乳液合成：将聚乙烯醇溶解在水中得到质量浓度为20％聚乙烯醇溶液，将醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酯三元共聚物聚合物乳液和聚乙烯醇溶液按体积比5：1进行混合，得到母体乳液
A2.乳液改性：向10kg母体乳液中加入1kg山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液；
A3.喷雾干燥：对A3得到的改性乳液行喷雾干燥，得到疏水可在分散乳胶粉。
制备例II-2
与制备例II-1不同的是，制备例II-2中A2乳液改性：向12kg母体乳液中加入1kg山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液。
制备例II-3
与制备例II-1不同的是，制备例II-3中A2乳液改性：向15kg母体乳液中加入1kg山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液。
制备例II-4
与制备例II-1不同的是，制备例II-4中A2乳液改性：向7kg母体乳液中加入1kg山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液。
制备例II-5
与制备例II-1不同的是，制备例II-5中A2乳液改性：向20kg母体乳液中加入1kg山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液。
制备例II-6
与制备例II-2不同的是，制备例II-6中用等量来自制备例I-1的改性聚乙烯醇替换聚乙烯醇。
实施例
实施例1
一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其制备方法为：
按照表1中的原料配比，将各原料混合均匀，得到高粘结强度瓷砖干粉界面剂。
表1实施例1-6原料配比表(kg)
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 水泥 | 15 | 25 | 35 | 25 | 25 | 25 |
| 粉煤灰 | 20 | 15 | 10 | 15 | 15 | 15 |
| 可再分散乳胶粉 | 1 | 3 | 5 | 3 | 3 | 3 |
| 纤维素醚 | 5 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 |
| 纤维 | 1 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 |
| 填料 | 20 | 15 | 10 | 15 | 15 | 15 |
| 云母粉 | 0 | 0 | 0 | 2 | 5 | 7 |
其中填料为灰钙粉；纤维长度为0.6mm。
实施例7-12
与实施例5不同的是，实施例7-12中分别用等量来自制备例II-1～II-6疏水可再分散乳胶粉替换可再分散乳胶粉。
实施例13
与实施例12不同的是，实施例13中的填料包括重量比为3:1的灰钙粉与重钙粉。
实施例14
与实施例12不同的是，实施例14中的填料包括重量比为5:1的灰钙粉与重钙粉。
实施例15
与实施例12不同的是，实施例15中的填料包括重量比为1:4的灰钙粉与重钙粉。
对比例
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1中用等量水泥代替粉煤灰。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例2中用等量可再分散乳胶粉替换纤维素醚。
对比例3
与实施例1不同的是，对比例3中不含纤维。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对实施例以及对比例中的干粉界面剂进行如下性能检测，检测结果见表2：
粘结强度测试：将干粉界面剂与水按照重量比为3:1的比例混合均匀，然后分别涂抹在混凝土试块以及瓷砖背面，涂抹厚度为3mm，养护3天后，用高强胶粘剂将试验用拉拔接头粘在界面剂涂层上，24h后使用拉力试验机进行试验，拉伸速度为5mm/min，记录粘结强度；耐水性测试，将干粉界面剂与水按照重量比为3:1的比例混合均匀，然后分别涂抹在混凝土试块以及瓷砖背面，涂抹厚度为3mm，养护3天后，在将混凝土试块与瓷砖放入水中浸泡7天，用高强胶粘剂将试验用拉拔接头粘在界面剂涂层上，24h后使用拉力试验机进行试验，拉伸速度为5mm/min，记录粘结强度。
柔韧性测试：将干粉界面剂与水按照重量比为3:1的比例混合均匀，刮涂于长300mm、宽300m、厚3mm的聚氨酯板的表面，涂布厚度1mm，自然养护7d后，将板材分别沿着长边中心对折弯曲30°和45°，放开后观察界面剂是否开裂和掉渣。
表2性能检测结果
结合实施例1-15和对比例1-3，并结合表2可以看出，实施例1-15中界面剂的粘结强度以及浸水后的粘结强度都高于对比例1-3，这说明本申请制得的界面剂的粘接强度以及耐水性均更优。
结合实施例1与对比例1，并结合表2可以看出，对比例1中不含粉煤灰，但是水泥的含量加大，但是对比例1中界面剂的粘结强度低于实施例1，这说明在界面剂中添加粉煤灰可以提高界面剂的粘结强度；这可能是因为粉煤灰具有吸附作用，可以将水泥与可再分散乳胶粉结合起来，使得无机胶粘结与墙体以及瓷砖之间的机械咬合力和有机胶黏剂与墙体以及瓷砖之间的物理化学粘结力，大大提高了墙体与瓷砖的粘结强度。
结合实施例1与对比例2，并结合表2可以看出，对比例2中不含纤维素醚，则对比例2中界面剂的粘结强度降低，这说明在界面剂中加入纤维素醚可以提高界面剂粘结强度在，这可能是因为可再分散乳胶粉有一定的渗透性，和纤维素醚一起充分浸润瓷砖背面，使瓷砖背面与水泥性能接近，从而进一步提高了瓷砖背面与水泥的结合强度吸附性。
结合实施例1-6与表2，并结合表2可以看出，云母粉的加入可以提高界面剂的柔韧性。
结合实施例5与实施例7-12，并结合表2可以看出，对可再分散乳胶粉进行疏水改性，其浸水后的粘结强度几乎没有下降，这可能是因为可再分散乳胶粉的疏水性，可以提高界面剂成膜后膜的疏水性，从而减少膜对水的吸收，提高对水破坏的抵抗作用，从而提高在浸水作用下瓷砖与墙体的粘结强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，包括以下重量份原料：水泥15-35份、粉煤灰10-20份、可再分散乳胶粉1-5份、纤维素醚3-5份、纤维1-3份、填料10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述可再分散乳胶粉为疏水可再散乳胶粉。
3.根据权利要求2所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述疏水可再散乳胶粉的制备方法为：
A1.母体乳液合成：
A2.乳液改性：向母体乳液中加入山梨糖醇酐月桂酸酯，混合，得到改性乳液；
A3.喷雾干燥：对改性乳液进行喷雾干燥，得到疏水可再散乳胶粉。
4.根据权利要求3所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述步骤A2中山梨糖醇酐月桂酸酯与母体乳液的重量比为1：（10-15）。
5.根据权利要求3所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述A1.母体乳液合成：将聚乙烯醇溶解在水中得到聚乙烯醇溶液，将聚合物乳液和聚乙烯醇溶液按体积比（3-6）：1进行混合，得到母体乳液。
6.根据权利要求5所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述聚乙烯醇为改性聚乙烯醇，其制备方法为：
在引发剂作用下将甲基丙烯酸十二氟庚酯接枝在聚乙烯醇上，得到改性聚乙烯醇。
7.根据权利要求1所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述纤维长度为0.5-0.8mm。
8.根据权利要求1所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：所述填料包括重量比为（3-5）：1的灰钙粉与重钙粉。
9.根据权利要求1所述的一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于：还包括2-5份云母粉。
10.一种权利要求1-9任一所述的高粘结强度瓷砖干粉界面剂，其特征在于，包括以下步骤：
将原料按重量份混合均匀，得到高粘结强度瓷砖干粉界面剂。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202211473957.9A CN115724632A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种高粘结强度瓷砖干粉界面剂及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116621605A (zh) * | 2023-03-23 | 2023-08-22 | 安徽皖维花山新材料有限责任公司 | 一种粉体混凝土养护剂及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104326711A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-02-04 | 青岛佰众化工技术有限公司 | 一种瓷砖胶粘剂 |
-
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