CN117447138B - 一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂。本发明提供的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂包括水泥、矿物废弃物、分散乳胶、亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉，亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯‑醋酸乙烯共聚物，保水剂为羟乙基纤维素。本发明制得的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂制备方法简单，所用材料易于获得。经实验证实，本发明制得的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂具有较优的粘结力，能够有效黏合墙壁或地面，耐水性强，为岩板的粘合方式提供新思路。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂。
背景技术
岩板是由天然原料经过特殊工艺烧制而成的新型瓷质材料，近年来在建筑材料领域广受关注。岩板能够经得起切割、钻孔、打磨等加工过程，相较于传统的陶瓷大板等产品，岩板优势众多。岩板的规格大、可塑造性强，适用于多种建筑外表或内饰设计，其花色多样，且耐高温、耐酸碱、耐磨刮和防渗透，可应用于多种场景，特别是岩板的使用比较环保，还具有零甲醛、环保健康等特性，主要用于家居、厨房板材领域。
无论是岩板还是陶瓷，将其粘贴于地面抑或是墙壁都需要粘合剂将其与地面或墙壁粘合。市面上现有的大都是陶瓷粘贴用粘合剂，但是基于材料成分差异，岩板的主要成分是天然石粉、黏土等，而陶瓷则主要为金属氧化物、半金属氧化物、石英砂、黏土等，同时，制备工艺的压力和温度更是不同。岩板这一新型建筑材料相较于传统的陶瓷明显不同，也就并不能简单的替换使用市面上已有的陶瓷用粘合剂，但市场中专门以岩板为对象的粘合剂又研究较少。
水泥是常用的粘合剂的制备组分之一，但水泥在使用过程中由于长期暴露在大气环境里并承受不同荷载长期作用，造成包括如水泥开裂或以其他方式的影响使得粘合剂的粘合效果大打折扣。同时由于岩板的材质差异，为增强其与接触面的粘合性有必要调整粘合剂的构成，同时增强其安全性能，并尽量满足岩板在高温等多种环境下的稳定性。
中国专利CN112961612B提供了一种高强度高耐候性的岩板胶及制备方法，所提供的岩板胶包括A、B两种组分，各组分中均以α-羟乙基甲基丙烯酸乙酯、α-丁基甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯为主要单体，本发明将单体优化与整体优化相结合制得一种性能较为优异的岩板胶，胶具有优异的粘结性能，在高湿高温差及盐雾等环境中使用，仍能长期保持稳定和优异的粘结能力，但整体来看，该岩板胶适用于岩板与岩板的粘接，通过切割岩板并拼接以适用于不同大小的贴合，但并不适用于岩板与地面或墙壁之间的粘合，所解决的技术问题并不相同。
中国专利CN102153327B提供了一种瓷砖粘结剂，该发明的原料配比为：钢渣微粉15-30％，水泥5-15％，脱硫石膏3-8％，细集料50-65％，乳胶粉1-3％，增稠剂0.1-0.5％。根据配比称量配料，依次放入混合机中，经充分混合即得瓷砖粘结剂。该瓷砖粘结剂粉料包装，运输方便，现场加水搅拌均匀即可使用。具有良好的保水性能和施工性能以及粘结力强等特点。
以上列举的现有技术的创新点在于提供了类似技术领域的粘合剂，均提供了一定的技术启示。但需要解决的问题是，寻求能够适用于岩板贴合地面或墙壁的粘合剂，特别是在以水泥这一常用工业用品的基础上如何制备适用于岩板的粘合剂，增强其粘结性能，同时可满足具体的应用需求。
发明内容
本发明旨在提供种一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，特别是该粘合剂的制备方法简单，以传统水泥为主要原料，获得的大尺寸岩板粘贴用粘合剂有效黏合墙壁或地面，为岩板的粘合方式提供新思路。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：40-70水泥、15-30矿物废弃物、10-15分散乳胶、5-20亲水性高分子材料、5-20水不溶性成膜剂、1-5保水剂。
优选地，所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、13分散乳胶、18亲水性高分子材料、12水不溶性成膜剂、3保水剂。
优选地，所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为1-5：10；所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。
优选地，所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，所述水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述保水剂为羟乙基纤维素。
优选地，所述粘合剂中还添加有8-12份基于膨润土改性的稳性剂、4-7份调效剂；
其中基于膨润土改性的稳性剂的制备方法为：
S01：将片层状膨润土先于235-245℃下热处理5-10min，然后以2-5℃/min的速率冷却至105-110℃，保温10-15min，最后再空冷至室温；
S02：稀土调配纳米二氧化硅液的制备：
将纳米二氧化硅先于纳米二氧化硅总重量3-5重量倍的质量分数5％的盐酸溶液中搅拌分散均匀，然后水洗、干燥，得到预处理的纳米二氧化硅；
预处理的纳米二氧化硅浸入到预处理的纳米二氧化硅总重量3-5重量倍的稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，浸入结束，水洗、干燥，得到掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂；
将掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂、调节剂按照重量比2:7混匀，得到稀土调配纳米二氧化硅液；
S03：S01的膨润土产物先置于S01的膨润土产物总重量5-10重量倍的稀土调配纳米二氧化硅液中超声分散处理，超声功率为350-400W，超声20-30min，超声结束，水洗、干燥，得到基于膨润土改性的稳性剂。
优选地，所述稀土氯化镧溶液的质量分数为4-7％；所述浸入改进处理的浸入压力为10-15MPa，浸入时间为1-2h。
优选地，所述调节剂包括以下重量份原料：
将4-7份质量分数4-6％的壳聚糖溶液、2-5份十二烷基苯磺酸钠、1-3份羟基乙酸、0.45-0.55份质量分数3-5％的硝酸钇溶液和10-15份质量分数10％的柠檬酸钠溶液。
优选地，所述调效剂的制备方法为：
将碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照处理，辐照结束，得到辐照碳化硅晶须剂；
将5-8份辐照碳化硅晶须剂加入到10-15份乙醇溶剂中，然后加入2-3份硅烷偶联剂KH560、0.55-0.75份柠檬酸和1-2份木质素磺酸钠，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到调效剂。
优选地，所述辐照处理的辐照功率为300-350W、辐照10-15min。
优选地，所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌10-60min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌40-60min；
S3将分散乳胶、调效剂和基于膨润土改性的稳性剂加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1-2h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂；所述水性聚氨酯树脂的粒径为20-400微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为40-120微米。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明原料构成明确，理论依据清晰，包括水泥、矿物废弃物、分散乳胶、亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂和保水剂，而在制备方面则按照一定次序混合即可。本发明提供的聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂是一个作用机理相对明确的复合体系，不同原料之间既发挥着其本身的功能，又弥补了其他原料的缺陷。
(2)本发明制备流程简易，整个流程所用材料价格低廉且易于获得，没有过于复杂的工艺，实用性强。
(3)本发明构建了以水泥和矿物废弃物为主要原料进行粘合的方法，通过加入分散乳胶、亲水性高分子材料和水不溶性成膜剂，减少了水泥的用量并增强了其力学性能，特别是对矿物废弃物的再次利用有助于保护环境。
(4)本发明还创造性的加入了亲水性高分子材料和水不溶性成膜剂，特定比例的加入能够增强整体的粘合性能，水性聚氨酯的掺入有利于水泥颗粒的均匀分散，改善水泥的硬化速度，提高水泥的收缩和抗碳化性能，提高其耐久性。乙烯-醋酸乙烯共聚物具有较好的耐水性和耐腐蚀性，加工性能良好，与水性聚氨酯共同应用可增强力学性能，避免水泥开裂，而控制水性聚氨酯以及乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径是发明的关键。
(5)本发明还添加了基于膨润土改性的稳性剂、调效剂，通过二者调配，共同增效，产品的拉伸粘接强度性能以及耐水稳定性得到明显改进，基于膨润土改性的稳性剂采用片层状膨润土先于235-245℃下热处理5-10min，然后以2-5℃/min的速率冷却至105-110℃，保温10-15min，最后再空冷至室温，通过优化其片层层间距，以及改进片层间距活性度，通过稀土调配纳米二氧化硅液调配改进，基于膨润土改性的稳性剂能够对体系原料界面性增强，以及改进体系的稳定性效果，稀土调配纳米二氧化硅液采用纳米二氧化硅经过盐酸处理，优化其活性度，再通过稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，得到的纳米二氧化硅活性度高，同时配合壳聚糖溶液、十二烷基苯磺酸钠、羟基乙酸、硝酸钇溶液和质量分数10％的柠檬酸钠溶液，通过原料之间的相互协调，共同组配，从而得到的稀土调配纳米二氧化硅液能够更好的与膨润土原料协调增效，进而能够对产品整体性能效果增进，以及耐水稳定性明显改进，调效剂采用碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照，提高其活性效能，再经过硅烷偶联剂KH560、柠檬酸和木质素磺酸钠之间的协调协效，能够与基于膨润土改性的稳性剂更好的协效，从而产品的拉伸粘接强度性能以及耐水稳定性得到明显改进。
(6)本发明制得的聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂各组分之间作用机理清晰明确，通过实验获得了较佳的配比，并创造性的加入了以往材料未曾使用的组分，取得了较好的效果，市场前景广阔。
具体实施方式
以下通过实施例的具体实施方式，将本发明的所述内容做进一步解释。但本发明上述主题的范围不仅限于以下实施例。
以下实施例中所用到的水泥、羟乙基纤维素等原料均为市场上普通的商品化工业级原材料，以下实施例中涉及的方法如无特别说明，均为本领域常规方法。
需要具体说明的有，水性聚氨酯型号为JT-3035，是一种阴离子脂肪族水性聚氨酯分散体，购于广州今涂科技有限公司。
本实施例的一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：40-70水泥、15-30矿物废弃物、10-15分散乳胶、5-20亲水性高分子材料、5-20水不溶性成膜剂、1-5保水剂。
本实施例的大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、13分散乳胶、18亲水性高分子材料、12水不溶性成膜剂、3保水剂。
本实施例的矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为1-5：10；所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。
本实施例的亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，所述水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；所述保水剂为羟乙基纤维素。
本实施例的粘合剂中还添加有8-12份基于膨润土改性的稳性剂、4-7份调效剂；
其中基于膨润土改性的稳性剂的制备方法为：
S01：将片层状膨润土先于235-245℃下热处理5-10min，然后以2-5℃/min的速率冷却至105-110℃，保温10-15min，最后再空冷至室温；
S02：稀土调配纳米二氧化硅液的制备：
将纳米二氧化硅先于纳米二氧化硅总重量3-5重量倍的质量分数5％的盐酸溶液中搅拌分散均匀，然后水洗、干燥，得到预处理的纳米二氧化硅；
预处理的纳米二氧化硅浸入到预处理的纳米二氧化硅总重量3-5重量倍的稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，浸入结束，水洗、干燥，得到掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂；
将掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂、调节剂按照重量比2:7混匀，得到稀土调配纳米二氧化硅液；
S03：S01的膨润土产物先置于S01的膨润土产物总重量5-10重量倍的稀土调配纳米二氧化硅液中超声分散处理，超声功率为350-400W，超声20-30min，超声结束，水洗、干燥，得到基于膨润土改性的稳性剂。
本实施例的稀土氯化镧溶液的质量分数为4-7％；所述浸入改进处理的浸入压力为10-15MPa，浸入时间为1-2h。
本实施例的调节剂包括以下重量份原料：
将4-7份质量分数4-6％的壳聚糖溶液、2-5份十二烷基苯磺酸钠、1-3份羟基乙酸、0.45-0.55份质量分数3-5％的硝酸钇溶液和10-15份质量分数10％的柠檬酸钠溶液。
本实施例的调效剂的制备方法为：
将碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照处理，辐照结束，得到辐照碳化硅晶须剂；
将5-8份辐照碳化硅晶须剂加入到10-15份乙醇溶剂中，然后加入2-3份硅烷偶联剂KH560、0.55-0.75份柠檬酸和1-2份木质素磺酸钠，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到调效剂。
本实施例的辐照处理的辐照功率为300-350W、辐照10-15min。
本实施例的大尺寸岩板粘贴用粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌10-60min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌40-60min；
S3将分散乳胶、调效剂和基于膨润土改性的稳性剂加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1-2h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂；所述水性聚氨酯树脂的粒径为20-400微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为40-120微米。
实施例1、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌10min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌40min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：40水泥、15矿物废弃物、10分散乳胶、5亲水性高分子材料、5水不溶性成膜剂、1保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为1：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为400微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为120微米。
实施例2、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌60min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌60min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌2h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：50水泥、15矿物废弃物、10分散乳胶、15亲水性高分子材料、5水不溶性成膜剂、1保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为3：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为300微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为100微米。
实施例3、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌45min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌40min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1.5h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：65水泥、26矿物废弃物、13分散乳胶、20亲水性高分子材料、15水不溶性成膜剂、3保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为1：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为200微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为80微米。
实施例4、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌60min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌60min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌2h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：70水泥、30矿物废弃物、15分散乳胶、20亲水性高分子材料、20水不溶性成膜剂、5保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为5：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为20微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为40微米。
实施例5、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌20min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌50min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1.5h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、13分散乳胶、18亲水性高分子材料、12水不溶性成膜剂、3保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为3：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为150微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为90微米。
对比例1、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌20min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌50min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1.5h，即得所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、13分散乳胶、12水不溶性成膜剂、3保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为3：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为90微米。
本对比例与实施例5类似，不同之处在于，本对比例没有加入亲水性高分子材料，其余与实施例5相同。
对比例2、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌20min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌50min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1.5h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、13分散乳胶、18亲水性高分子材料、3保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为3：10。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为150微米。
本对比例与实施例5类似，不同之处在于，本对比例没有加入水不溶性成膜剂，其余与实施例5相同。
对比例3、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌20min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌2h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、18亲水性高分子材料、12水不溶性成膜剂、3保水剂。所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣，其质量比为3：10。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为150微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为90微米。
本对比例与实施例5类似，不同之处在于，本对比例的聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂没有加入分散乳胶，制备步骤有所减少，其余与实施例5相同。
对比例4、
一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌20min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌50min；
S3将分散乳胶加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1.5h，即得所述聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂。
所述大尺寸岩板粘贴用粘合剂包括的组分及质量比为：87水泥、13分散乳胶、18亲水性高分子材料、12水不溶性成膜剂、3保水剂。所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述保水剂为羟乙基纤维素。所述水性聚氨酯树脂的粒径为150微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为90微米。
本对比例与实施例5类似，不同之处在于，本对比例的聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂没有加入矿物废弃物，矿物废弃物的减少的份额在水泥这一部分相应增加，其余与实施例5相同。
实验例、一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂的性能测试
实验对象：实施例1-5和对比例1-4得到的粘贴用粘合剂
实验方法：
拉伸粘结强度：粘合剂按要求搅拌后，用直边抹刀在混凝土板上薄抹一层粘合剂，然后用齿状抹刀抹上稍厚一层粘合剂，并用6mm×6mm(中心距12mm)的齿状抹刀梳理。握住齿状抹刀时应与混凝土板呈约60°，与混凝土板的一边呈直角，平行抹至混凝土板边缘(直线移动)。在规定时间，放置10块试样(间隔40mm)于粘合剂上。在每块试样上放(2.00±0.015)kg的压块，持续30s。在标准试验条件下养护27d后，用环氧树脂粘合剂将拉拔头粘在试样上。在标准试验条件下继续放置24h，以(250±50)N/s的加荷速率测定拉伸粘结强度。As＝L/A(1)式中：As-拉伸粘结强度，单位为兆帕(MPa)；L-总拉伸荷载，单位为牛顿(N)；A-粘结面积，2500mm2。拉伸粘结强度须算10个数据的算术平均值。
耐水强度测试：将实施例5、对比例1-4制备得到的聚氨酯改性水泥用大尺寸岩板粘贴用粘合剂浸水48h后干燥2h后和干燥7d后测试其拉伸粘结强度。
实验结果：如表1-表2所示
表1：不同粘合剂的拉伸粘结强度
表2：不同粘合剂的耐水性能
由表1和表2可知，本发明提供的方法得到的一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂效果显著，具有较优的拉伸粘结强度和耐水性能，实施例5的技术方案显示，该发明最高的拉伸粘结强度可达1.96MPa，而实施例1-4由于不同的原料配比影响其协同作用，未能得到最优的技术效果。
就对比例而言，对比例1在浸水48h后干燥2h，其拉伸粘结强度下降至1.39MPa，而实施例5下降至1.75MPa，对比例1在浸水48h后干燥7d时进行测试，其拉伸粘结强度恢复到了1.54MPa，而实施例5则恢复到1.88MPa，可见对比例1未加入水性聚氨酯严重影响了粘合剂的耐水性，而对比例2和对比例3，在减少某一技术特征时其耐水性能也存在一定程度的减少，也证实了其组分之间的协同作用。对比例4通过将矿物废弃物舍去而使用水泥，对其力学性能和耐水性影响不大，切实做到了通过利用废弃物保护环境的实用性需要。
优化例1：
本发明在实施例5的基础上作出优化改进；
与实施例5唯有不同的是
粘合剂中还添加有8份基于膨润土改性的稳性剂、4份调效剂；
其中基于膨润土改性的稳性剂的制备方法为：
S01：将片层状膨润土先于235℃下热处理5min，然后以2℃/min的速率冷却至105℃，保温10min，最后再空冷至室温；
S02：稀土调配纳米二氧化硅液的制备：
将纳米二氧化硅先于纳米二氧化硅总重量3重量倍的质量分数5％的盐酸溶液中搅拌分散均匀，然后水洗、干燥，得到预处理的纳米二氧化硅；
预处理的纳米二氧化硅浸入到预处理的纳米二氧化硅总重量3重量倍的稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，浸入结束，水洗、干燥，得到掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂；
将掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂、调节剂按照重量比2:7混匀，得到稀土调配纳米二氧化硅液；
S03：S01的膨润土产物先置于S01的膨润土产物总重量5重量倍的稀土调配纳米二氧化硅液中超声分散处理，超声功率为350W，超声20min，超声结束，水洗、干燥，得到基于膨润土改性的稳性剂。
本实施例的稀土氯化镧溶液的质量分数为4％；所述浸入改进处理的浸入压力为10MPa，浸入时间为1h。
本实施例的调节剂包括以下重量份原料：
将4份质量分数4％的壳聚糖溶液、2份十二烷基苯磺酸钠、1份羟基乙酸、0.45份质量分数3％的硝酸钇溶液和10份质量分数10％的柠檬酸钠溶液。
本实施例的调效剂的制备方法为：
将碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照处理，辐照结束，得到辐照碳化硅晶须剂；
将5份辐照碳化硅晶须剂加入到10份乙醇溶剂中，然后加入2份硅烷偶联剂KH560、0.55份柠檬酸和1份木质素磺酸钠，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到调效剂。
本实施例的辐照处理的辐照功率为300W、辐照10min。
优化例2：
本发明在实施例5的基础上作出优化改进；
与实施例5唯有不同的是
粘合剂中还添加有12份基于膨润土改性的稳性剂、7份调效剂；
其中基于膨润土改性的稳性剂的制备方法为：
S01：将片层状膨润土先于245℃下热处理10min，然后以5℃/min的速率冷却至110℃，保温15min，最后再空冷至室温；
S02：稀土调配纳米二氧化硅液的制备：
将纳米二氧化硅先于纳米二氧化硅总重量5重量倍的质量分数5％的盐酸溶液中搅拌分散均匀，然后水洗、干燥，得到预处理的纳米二氧化硅；
预处理的纳米二氧化硅浸入到预处理的纳米二氧化硅总重量5重量倍的稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，浸入结束，水洗、干燥，得到掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂；
将掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂、调节剂按照重量比2:7混匀，得到稀土调配纳米二氧化硅液；
S03：S01的膨润土产物先置于S01的膨润土产物总重量10重量倍的稀土调配纳米二氧化硅液中超声分散处理，超声功率为400W，超声30min，超声结束，水洗、干燥，得到基于膨润土改性的稳性剂。
本实施例的稀土氯化镧溶液的质量分数为7％；所述浸入改进处理的浸入压力为15MPa，浸入时间为2h。
本实施例的调节剂包括以下重量份原料：
将7份质量分数6％的壳聚糖溶液、5份十二烷基苯磺酸钠、3份羟基乙酸、0.55份质量分数5％的硝酸钇溶液和15份质量分数10％的柠檬酸钠溶液。
本实施例的调效剂的制备方法为：
将碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照处理，辐照结束，得到辐照碳化硅晶须剂；
将8份辐照碳化硅晶须剂加入到15份乙醇溶剂中，然后加入3份硅烷偶联剂KH560、0.75份柠檬酸和2份木质素磺酸钠，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到调效剂。
本实施例的辐照处理的辐照功率为350W、辐照15min。
优化例3：
本发明在实施例5的基础上作出优化改进；
与实施例5唯有不同的是
粘合剂中还添加有10份基于膨润土改性的稳性剂、5.5份调效剂；
其中基于膨润土改性的稳性剂的制备方法为：
S01：将片层状膨润土先于240℃下热处理7.5min，然后以3.5℃/min的速率冷却至107℃，保温12.5min，最后再空冷至室温；
S02：稀土调配纳米二氧化硅液的制备：
将纳米二氧化硅先于纳米二氧化硅总重量4重量倍的质量分数5％的盐酸溶液中搅拌分散均匀，然后水洗、干燥，得到预处理的纳米二氧化硅；
预处理的纳米二氧化硅浸入到预处理的纳米二氧化硅总重量4重量倍的稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，浸入结束，水洗、干燥，得到掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂；
将掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂、调节剂按照重量比2:7混匀，得到稀土调配纳米二氧化硅液；
S03：S01的膨润土产物先置于S01的膨润土产物总重量7.5重量倍的稀土调配纳米二氧化硅液中超声分散处理，超声功率为370W，超声25min，超声结束，水洗、干燥，得到基于膨润土改性的稳性剂。
本实施例的稀土氯化镧溶液的质量分数为5.5％；所述浸入改进处理的浸入压力为12.5MPa，浸入时间为1.5h。
本实施例的调节剂包括以下重量份原料：
将5.5份质量分数5％的壳聚糖溶液、3.5份十二烷基苯磺酸钠、2份羟基乙酸、0.50份质量分数4％的硝酸钇溶液和12.5份质量分数10％的柠檬酸钠溶液。
本实施例的调效剂的制备方法为：
将碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照处理，辐照结束，得到辐照碳化硅晶须剂；
将6.5份辐照碳化硅晶须剂加入到12.5份乙醇溶剂中，然后加入2.5份硅烷偶联剂KH560、0.60份柠檬酸和1.5份木质素磺酸钠，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到调效剂。
本实施例的辐照处理的辐照功率为325W、辐照12.5min。
优化例1-3的产品性能测试如下：
从优化例1-3中看出，本发明实施例5的基础上还添加基于膨润土改性的稳性剂、调效剂，通过二者协调协效，共同增效，产品的拉伸粘结强度、浸水稳定性得到明显增进。
对比优化例1.
与优化例3不同的是，未加入基于膨润土改性的稳性剂。
对比优化例2.
与优化例3不同的是，基于膨润土改性的稳性剂制备中未采用稀土调配纳米二氧化硅液处理。
对比优化例3.
与优化例3不同的是，稀土调配纳米二氧化硅液中未采用稀土氯化镧溶液浸入改进。
对比优化例4.
与优化例3不同的是，稀土调配纳米二氧化硅液中调节剂采用质量分数5％的壳聚糖溶液代替。
对比优化例5.
与优化例3不同的是，稀土调配纳米二氧化硅液中未加入羟基乙酸、硝酸钇溶液。
对比优化例6.
与优化例3不同的是，未加入调节剂。
对比优化例7.
与优化例3不同的是，调节剂制备中未加入硅烷偶联剂KH560、柠檬酸。
从对比例优化例1-7中看出，未加入基于膨润土改性的稳性剂、未加入调节剂中的一种，产品的性能均有变差趋势，只有采用二者协配，共同协效，产品的性能效果最为显著，同时基于膨润土改性的稳性剂制备中未采用稀土调配纳米二氧化硅液处理、稀土调配纳米二氧化硅液中未采用稀土氯化镧溶液浸入改进、稀土调配纳米二氧化硅液中调节剂采用质量分数5％的壳聚糖溶液代替、稀土调配纳米二氧化硅液中未加入羟基乙酸、硝酸钇溶液以及调节剂制备中未加入硅烷偶联剂KH560、柠檬酸，产品的性能均有变差趋势，只有采用本发明的方法制备的基于膨润土改性的稳性剂、调节剂，产品的性能效果最为显著，采用其他方法代替均不如本发明的效果明显。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述聚氨酯改性水泥粘合剂包括的组分及质量比为：40-70水泥、15-30矿物废弃物、10-15分散乳胶、5-20亲水性高分子材料、5-20水不溶性成膜剂、1-5保水剂；所述矿物废弃物包括硅粉和高炉矿渣；所述亲水性高分子材料为水性聚氨酯树脂，所述水不溶性成膜剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；
所述粘合剂中还添加有8-12份基于膨润土改性的稳性剂、4-7份调效剂；
其中基于膨润土改性的稳性剂的制备方法为：
S01：将片层状膨润土先于235-245℃下热处理5-10min，然后以2-5℃/min的速率冷却至105-110℃，保温10-15min，最后再空冷至室温；
S02：稀土调配纳米二氧化硅液的制备：
将纳米二氧化硅先于纳米二氧化硅总重量3-5重量倍的质量分数5%的盐酸溶液中搅拌分散均匀，然后水洗、干燥，得到预处理的纳米二氧化硅；
预处理的纳米二氧化硅浸入到预处理的纳米二氧化硅总重量3-5重量倍的稀土氯化镧溶液中浸入改进处理，浸入结束，水洗、干燥，得到掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂；
将掺杂稀土镧的纳米二氧化硅剂、调节剂按照重量比2:7混匀，得到稀土调配纳米二氧化硅液；
S03：S01的膨润土产物先置于S01的膨润土产物总重量5-10重量倍的稀土调配纳米二氧化硅液中超声分散处理，超声功率为350-400W，超声20-30min，超声结束，水洗、干燥，得到基于膨润土改性的稳性剂；
所述调节剂包括以下重量份原料：
将4-7份质量分数4-6%的壳聚糖溶液、2-5份十二烷基苯磺酸钠、1-3份羟基乙酸、0.45-0.55份质量分数3-5%的硝酸钇溶液和10-15份质量分数10%的柠檬酸钠溶液；
所述调效剂的制备方法为：
将碳化硅晶须先于质子辐照箱内辐照处理，辐照结束，得到辐照碳化硅晶须剂；
将5-8份辐照碳化硅晶须剂加入到10-15份乙醇溶剂中，然后加入2-3份硅烷偶联剂KH560、0.55-0.75份柠檬酸和1-2份木质素磺酸钠，搅拌充分，最后水洗、干燥，得到调效剂。
2.如权利要求1所述的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述聚氨酯改性水泥粘合剂包括的组分及质量比为：62水泥、25矿物废弃物、13分散乳胶、18亲水性高分子材料、12水不溶性成膜剂、3保水剂。
3.如权利要求1所述的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述硅粉和高炉矿渣的质量比为1-5：10；所述分散乳胶为丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉。
4.如权利要求1所述的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述保水剂为羟乙基纤维素。
5.如权利要求1所述的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述稀土氯化镧溶液的质量分数为4-7%；所述浸入改进处理的浸入压力为10-15MPa，浸入时间为1-2h。
6.如权利要求1所述的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述辐照处理的辐照功率为300-350W、辐照10-15min。
7.如权利要求1所述的大尺寸岩板粘贴用的聚氨酯改性水泥粘合剂，其特征在于，所述聚氨酯改性水泥粘合剂的制备方法为：
S1将符合质量份数的亲水性高分子材料、水不溶性成膜剂、保水剂依次放入混合机中，在常温下搅拌10-60min，得到粉末状混合物；
S2将水泥和矿物废弃物加入到经过步骤S1的粉末状混合物中，在常温下搅拌40-60min；
S3将分散乳胶、调效剂和基于膨润土改性的稳性剂加入到经过步骤S2的混合物中，在常温下搅拌1-2h，即得所述聚氨酯改性水泥粘合剂；所述水性聚氨酯树脂的粒径为20-400微米，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的粒径为40-120微米。
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