CN116025162A

CN116025162A - 一种用于提高挤塑聚苯板与砂浆拉伸粘结强度的方法

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Publication number: CN116025162A
Application number: CN202310021262.5A
Authority: CN
Inventors: 金晓冬; 王俊超; 孙诗兵; 王万甫; 施妍
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2023-01-06
Filing date: 2023-01-06
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明公开了一种用于提高挤塑聚苯板(XPS)与砂浆拉伸粘结强度的方法，在XPS与砂浆之间设置UV固化膜层，包括如下步骤：(1)将可UV聚合的溶液均匀涂布在XPS表面；(2)对涂布可UV聚合的溶液的XPS表面进行紫外光固化；(3)固化完成后，将新拌粘结砂浆涂抹于XPS的改性表面，在标准条件下养护28天后进行拉伸粘结强度测试。可UV聚合的溶液，按重量份计，包含：100份低聚物，10～50份功能单体，10～50份软单体，0.5～3份光引发剂，1～5份二氧化硅颗粒。本发明通过UV聚合的方式，在XPS表面形成一层含二氧化硅的固化涂层，利用涂层中的活性官能团，改善了XPS与砂浆的润湿性，从而提高二者的拉伸粘结强度。本发明实现了XPS外墙外保温系统施工现场的无界面剂使用。

Description

一种用于提高挤塑聚苯板与砂浆拉伸粘结强度的方法

技术领域

本发明涉及建筑节能领域，具体涉及一种用于提高挤塑聚苯板与砂浆拉伸粘结强度的方法。

背景技术

挤塑聚苯板(XPS)是一种质轻、低吸水性、低导热系数的优质有机保温材料，广泛应用于建筑外墙保温中。在XPS外墙外保温系统施工过程中，由于XPS与砂浆润湿性不足，需要在XPS表面人工刷涂界面剂。但施工现场刷涂质量参差不齐，XPS外墙保温系统的脱落事故仍有发生。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于提高挤塑聚苯板与砂浆拉伸粘结强度的方法，通过在挤塑聚苯板与砂浆之间设置一层UV聚合后的固化膜层，利用膜层中活性官能团改善XPS与砂浆的润湿性，从而提高二者的拉伸粘结强度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于提高挤塑聚苯板(XPS)与砂浆拉伸粘结强度的方法，在XPS与砂浆之间设置UV固化膜层，包括如下步骤：(1)将可UV聚合的溶液均匀涂布在XPS表面；(2)对涂布可UV聚合的溶液的XPS表面进行紫外光固化；(3)固化完成后，将新拌粘结砂浆涂抹于XPS的改性表面，在标准条件下养护28天后进行拉伸粘结强度测试。

可选的，步骤(1)中所述可UV聚合的溶液，按重量份计，包含：100份低聚物，10～50份功能单体，10～50份软单体，0.5～3份光引发剂，1～5份二氧化硅颗粒。

可选的，所述低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或多种。

可选的，所述单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种。

可选的，所述光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种或多种。

可选的，所述可UV聚合的溶液的制备方法包括如下步骤：(1)将功能单体和软单体混合，搅拌均匀；(2)将光引发剂加入步骤(1)所得的溶液中，磁力搅拌至光引发剂完全溶解；(3)将步骤(2)制得的溶液加入到装有低聚物的容器中，搅拌均匀；(4)将二氧化硅颗粒加入步骤(3)制得的溶液中，搅拌均匀，制得二氧化硅颗粒增强的可UV聚合的溶液。

可选的，步骤(1)中所述XPS表面涂布方法包括旋涂、浸渍、提拉、辊涂以及喷涂中的一种。

可选的，步骤(2)中，紫外光固化为在功率为600-2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射10～60s。

本发明的有益效果如下：

本发明通过UV聚合的方式，在XPS表面形成一层含二氧化硅的固化涂层，利用涂层中的活性官能团，改善了XPS与砂浆的润湿性，从而提高二者的拉伸粘结强度。

本发明实现了XPS外墙外保温系统施工现场的无界面剂使用，实现在施工现场的XPS无界面剂安装，施工过程中无需涂刷界面剂，省略了现有技术中现场涂刷界面剂的步骤，简化施工流程，缩短工期，且UV聚合工艺简单，降低施工难度，易于工业化生产，有重要的现实意义。

附图说明

图1为本发明的一实施例的XPS与砂浆的粘结示意图，其中，1为XPS；2为二氧化硅颗粒增强紫外固化涂层；3为砂浆。

图2为本发明对照例1与实施例3的XPS/砂浆界面微观扫描电子显微镜照片图，其中，1为对照例1的XPS/砂浆界面；2为实施例3的改性XPS/砂浆界面。

具体实施方式

为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参照图1，根据本发明的用于提高挤塑聚苯板(XPS)与砂浆拉伸粘结强度的方法，在XPS与砂浆之间设置UV固化膜层，包括如下步骤：(1)将可UV聚合的溶液均匀涂布在XPS表面；(2)对涂布可UV聚合的溶液的XPS表面进行紫外光固化，完成XPS的表面改性；(3)固化完成后，将新拌粘结砂浆涂抹于XPS的改性表面，在标准条件下养护28天后进行拉伸粘结强度测试。

在根据本发明的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法中，步骤(1)中所述可UV聚合的溶液，按重量份计，包含：100份低聚物，10～50份功能单体，10～50份软单体，0.5～3份光引发剂，1～5份二氧化硅颗粒。本发明的可UV聚合的溶液组成均不会对XPS表面造成腐蚀或溶解，可保证XPS表面完整。其中，所述低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或多种。所述单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种。所述光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种或多种。

在根据本发明的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法中，所述可UV聚合的溶液的制备方法包括如下步骤：(1)将功能单体和软单体混合，搅拌均匀；(2)将光引发剂加入步骤(1)所得的溶液中，磁力搅拌至光引发剂完全溶解；(3)将步骤(2)制得的溶液加入到装有低聚物的容器中，搅拌均匀；(4)将二氧化硅颗粒加入步骤(3)制得的溶液中，搅拌均匀，制得二氧化硅颗粒增强的可UV聚合的溶液。

在根据本发明的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法中，步骤(1)中所述XPS表面涂布方法可包括旋涂、浸渍、提拉、辊涂以及喷涂中的一种。

在根据本发明的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法中，步骤(2)中，紫外光固化为在功率为600-2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射10～60s。

本发明采用恰当镀膜工艺，将含二氧化硅颗粒的可UV聚合的溶液均匀涂布于XPS表面。待UV聚合完成后，利用该固化膜层中存在的活性官能团(如羧基、二氧化硅颗粒等)，改善XPS与砂浆的润湿性，提高二者的拉伸粘结强度。本发明同时可以代替施工现场涂刷界面剂，缩短工期，简化施工流程，在建筑节能领域具有重要的应用价值。

以下结合具体实施例对本发明的用于提高挤塑聚苯板与砂浆拉伸粘结强度的方法做具体说明。

所用主要原材料及设备：在未指明情况下，各实施例和对照例的原料和设备相同；未指明具体型号或种类的物料，来源于市场采购的常见同一型号，不做具体限制。

实施例1

在烧杯中加入30份丙烯酸和10份丙烯酸丁酯，继续加入2份2-异丙基硫杂蒽酮，搅拌溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯中，加入1份二氧化硅颗粒，继续搅拌至均匀。将制备好的溶液采用旋涂的方式涂布在XPS表面，用匀胶机甩出多余溶液，并置于功率为1000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射40s固化，完成表面改性。将改性后的XPS与砂浆进行粘结，放入养护箱养护28天。

实施例2

在烧杯中加入30份丙烯酸和10份丙烯酸丁酯，继续加入2份2-异丙基硫杂蒽酮与4-二甲基氨基-苯甲酸乙酯的混合物，搅拌溶解；然后将上述溶液倒入装有100份聚氨酯丙烯酸酯中，加入3份二氧化硅颗粒，继续搅拌至均匀。将制备好的溶液采用喷涂的方式涂布在XPS表面，并置于功率为1000W、主波峰为365nm的紫外LED灯光下照射30s固化，完成表面改性。将改性后的挤塑聚苯板与砂浆进行粘结，放入养护箱养护28天。

实施例3

在烧杯中加入30份丙烯酸和10份丙烯酸丁酯，继续加入2份2-异丙基硫杂蒽酮与4-二甲基氨基-苯甲酸乙酯的混合物，搅拌溶解；然后将上述溶液倒入装有100份双酚A型环氧丙烯酸酯中，加入5份二氧化硅颗粒，继续搅拌至均匀。将制备好的溶液采用旋涂的方式涂布在XPS表面，用匀胶机甩出多余溶液，并置于功率为1000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射20s固化，完成表面改性。将改性后的挤塑聚苯板与砂浆进行粘结，放入养护箱养护28天。

对照例1

XPS表面不做改性处理，直接与砂浆进行粘结，放入养护箱养护28天。

对照例2

采用传统施工工艺，在XPS表面涂刷40％固含量的苯丙乳液界面剂，干燥后在其表面涂抹粘结砂浆，放入养护箱中养护28天。

根据GB/T 30595-2014《挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料》中的测试方法对实施例和对照例的试样进行拉伸粘结强度和耐水拉伸粘结强度的测试，测试结果如表1所示：

表1

通过实施例1-3和对照例1对比可知，采用本发明的UV聚合膜层，无论是在干燥状态还是泡水状态下，均可显著提高XPS与砂浆的拉伸粘结强度。

通过实施例1-3和对照例2对比可知，通过本发明方法可显著提高XPS与砂浆的拉伸粘结强度，其效果不逊于，甚至部分实施例中XPS与粘结砂浆的拉伸粘结强度及耐水粘结强度优于现有传统施工工艺(对照例2)。但本发明所用方法无需再使用界面剂，省略了施工步骤，提高了施工效率。

通过实施例1-3的测试结果可知，本发明所得UV膜层中二氧化硅含量越高，XPS与砂浆粘结性能越高，得益于二氧化硅与水泥颗粒之间的化学反应。

参照图2，通过实施例3和对照例1中XPS/砂浆界面处的扫描电子显微镜照片对比可知，未改性XPS与砂浆界面存在明显裂隙，体现出二者较差的润湿性。而进行本发明所述的UV聚合改性后，实施例3中XPS/砂浆结合紧密，二者界面并无裂隙出现。

上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种用于提高挤塑聚苯板(XPS)与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，在XPS与砂浆之间设置UV固化膜层，包括如下步骤：

(1)将可UV聚合的溶液均匀涂布在XPS表面；

(2)对涂布可UV聚合的溶液的XPS表面进行紫外光固化；

(3)固化完成后，将新拌粘结砂浆涂抹于XPS的改性表面，在标准条件下养护28天后进行拉伸粘结强度测试。

2.如权利要求1所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，步骤(1)中所述可UV聚合的溶液，按重量份计，包含：100份低聚物，10～50份功能单体，10～50份软单体，0.5～3份光引发剂，1～5份二氧化硅颗粒。

3.如权利要求2所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，所述低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，所述单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，所述光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种或多种。

6.如权利要求2所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，所述可UV聚合的溶液的制备方法包括如下步骤：

(1)将功能单体和软单体混合，搅拌均匀；

(2)将光引发剂加入步骤(1)所得的溶液中，磁力搅拌至光引发剂完全溶解；

(3)将步骤(2)制得的溶液加入到装有低聚物的容器中，搅拌均匀；

(4)将二氧化硅颗粒加入步骤(3)制得的溶液中，搅拌均匀，制得二氧化硅颗粒增强的可UV聚合的溶液。

7.如权利要求1所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，步骤(1)中所述XPS表面涂布方法包括旋涂、浸渍、提拉、辊涂以及喷涂中的一种。

8.如权利要求1所述的用于提高XPS与砂浆拉伸粘结强度的方法，其特征在于，步骤(2)中，紫外光固化为在功率为600-2000W、主波峰为365nm的汞灯紫外光下照射10～60s。