瓷磚粘接劑及其製備方法與流程

2023-06-04 10:33:46 3

本發明涉及建築材料領域，特別涉及一種瓷磚粘接劑及其製備方法。

背景技術：

目前，瓷磚專用粘接劑一般由水泥、石英砂、聚合物膠料配以多種添加劑經機械混合而成，亦稱為瓷磚膠或益膠泥。該瓷磚膠的粘接力主要由砂漿嵌入瓷磚孔隙形成的機械咬合力和聚合物膠料在粘結界面處形成的化學和物理粘結力組成。相比普通水泥砂漿粘接劑，瓷磚膠具有粘接強度高、硬化速度快、施工性好的特性。

然而，聚合物膠料成本高，容易老化，耐久性差，並釋放甲醛等有害物質，不符合綠色環保的發展要求。同時，聚合物膠料的高成本，極大地影響了瓷磚膠的大面積推廣。

技術實現要素：

本發明的主要目的是提出一種瓷磚粘接劑，旨在採用無機材料，避免聚合物膠料的使用，符合綠色環保的發展要求。

為實現上述目的，本發明提出的瓷磚粘接劑，按重量份比，包括：石英砂55～70份；矽酸鹽水泥18～23份；超細水泥7～9份；粉煤灰4～6份；微矽粉1.0～2.0份；膨脹劑1.0～2.0份；引氣劑0.045～0.055份；減水劑0.2～0.3份；聚丙烯纖維0.08～1.0份；矽酸鋁鎂觸變劑0.09～0.11份；所述微矽粉的粒徑為0.1～0.3um；所述超細水泥的粒徑為為600～800目。

優選的，所述矽酸鹽水泥為32.5～62.5級矽酸鹽水泥。

優選的，所述超細水泥為32.5～62.5級超細水泥。

優選的，所述石英砂的粒度為40～150目。

優選的，所述膨脹劑為uea膨脹劑或者hea膨脹劑中的任一種或其組合。

優選的，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑、三帖皂苷類引氣劑或者松香熱聚物引氣劑中的任一種或其組合。

優選的，所述減水劑為萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑、聚羧酸高效減水劑或者脂肪族高效減水劑中的任一種或其組合。

優選的，所述粉煤灰為ⅱ級粉煤灰，所述粉煤灰的細度為14～25目。

本發明還提供一種製備上述瓷磚粘接劑方法，將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌8～10min。

本發明技術方案提供的瓷磚粘接劑採用無機材料，減少了聚合物膠料的使用，不僅能滿足瓷磚粘接劑的粘結強度要求，還符合綠色環保的發展要求。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護範圍之內。

本發明提出一種瓷磚粘接劑。瓷磚尤其是玻化磚非常緻密，粘結面較光滑，表面積小，吸水率極低。傳統的水泥基瓷磚粘接劑材料很難滲入磚體孔隙進行水化作用而產生機械咬合力。

在本發明實施例中，該瓷磚粘接劑，按重量份比，包括：石英砂55～70份；普通矽酸鹽水泥18～23份；超細水泥7～9份；粉煤灰4～6份；微矽粉1.0～2.0份；膨脹劑1.0～2.0份；引氣劑0.045～0.055份；減水劑0.2～0.3份；聚丙烯纖維0.08～1.0份；矽酸鋁鎂觸變劑0.09～0.11份；所述微矽粉的粒徑為0.1～0.3um；所述超細水泥的粒徑為600～800目。

矽酸鹽水泥有六種，分別是矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、火山灰矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥、複合矽酸鹽水泥。在此，矽酸鹽水泥是指普通矽酸鹽水泥，其粒徑通常為300目。具體的，普通矽酸鹽水泥是由矽酸鹽水泥熟料、5％-20％的混合材料及適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料。

超細水泥是以普通水泥或水泥熟料為原料，採用一定的粉磨設備製得的高性能超微粒水泥基灌漿材料。所述超細水泥由於粒徑極小，活性很大，可以滲入所述普通矽酸鹽水泥顆粒無法滲透的玻化磚的微小孔隙中，形成機械咬合力。同時，所述超細水泥發生水化作用，有助於所述瓷磚粘接劑與磚體形成一個緻密體。

所述粉煤灰不僅能夠節約大量的水泥，減少用水量，還具有改善砂漿的和易性，減少砂漿的收縮開裂，提高砂漿的抗滲能力。

所述微矽粉為圓球狀，由於其顆粒度非常小，所以其顆粒可以填充到水泥顆粒之間的空隙，從而大大降低了水泥的孔隙尺寸，增加了水泥的密實度。同時，所述微矽粉可以作為微骨料，與超細水泥結合，形成微砂漿，可以滲入玻化磚的微孔裡，有助於所述瓷磚粘接劑與磚體形成一個緻密體。

所述膨脹劑是一種砂漿外加劑，它與水泥進行水化反應生成大量的膨脹性結晶水化物，從而引起砂漿體積膨脹，產生一定的預應力。該預應力大致可以抵消砂漿乾燥收縮產生的拉應力，從而能夠防止砂漿的收縮開裂。

所述引氣劑摻入到水泥基粘接劑，中能形成大量微小的封閉球狀氣泡，切斷粘接劑中毛細管的通路，降低毛細管的作用，從而提高粘接劑的抗滲性。更重要的是，這些微氣泡在冰凍過程中能釋放毛細管內的冰晶膨脹壓力，避免生成破壞壓力，減少和防止凍融的破壞作用，從而提高粘接劑的抗凍性。

所述高效減水劑的加入，對水泥顆粒有分散作用。具體的，所述減水劑的憎水基團定向吸附於水泥質點表面，所述減水劑的親水基團朝向水溶液形成單分子或多分子吸附膜，阻止水泥顆粒間的直接接觸，改善了水泥漿體的流動性，從而極大地減少了用水量，增加了粘接劑的密實度，並節約了水泥。

所述聚丙烯纖維具有耐強酸、耐強鹼、弱導熱性、抗凍性，具有極其穩定的化學性能。將所述聚丙烯纖維加入砂漿，可有效地控制砂漿在初期塑性收縮階段由溫度變化等因素引起的微裂縫，並進一步抑止裂縫的形成及發展，大大改善了混凝土的阻裂抗滲能力、抗衝擊能力及抗震能力，同時還能改善混泥土的抗凍性能，聚丙烯纖維混凝土中的均勻性及較小的間距，能增加混凝土在凍融損傷過程中的能量損耗，有效地抑制了混凝土的凍脹開裂。

所述矽酸鋁鎂觸變劑的加入，使該瓷磚粘接劑具有顯著的抗滑移和抗流掛作用。並且，所述矽酸鋁鎂觸變劑不發生化學反應，可保持長時間使用的高穩定性。

本發明技術方案提供的瓷磚粘接劑採用無機材料，避免了聚合物膠料的使用，不僅能滿足瓷磚粘接劑的粘結強度要求，還符合綠色環保的發展目標。在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑或者hea膨脹劑中的任一種或其組合。

其中，所述uea膨脹劑是以硫酸鋁、氧化鋁、硫酸鋁鉀等多種作為膨脹源。所述uea膨脹劑加入水泥中，發生水化反應，形成大量鈣礬石結晶物產生的壓應力大致可以抵消砂漿乾燥收縮產生的拉應力，從而能夠防止砂漿的收縮開裂。所述hea膨脹劑與所述uea膨脹劑一樣，都屬於硫酸鋁鈣類膨脹劑。

在本實施例中，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑、三帖皂苷類引氣劑或者松香熱聚物引氣劑中的任一種或其組合。

需要說明的是，所述十二烷基苯磺酸類引氣劑和所述松香熱聚物引氣劑都屬於陰離子型引氣劑，易溶於水，具有較好的起泡能力。所述三帖皂苷類引氣劑屬於非離子型引氣劑，泡沫較小，穩定性較好。

在本實施例中，所述減水劑為萘系高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑、聚羧酸高效減水劑或者脂肪族高效減水劑中的任一種或其組合。

具體而言，所述萘系高效減水劑屬於陰離子表面活性劑，具有良好的分散作用，減水率達25％。所述氨基磺酸鹽高效減水劑是一類單環芳烴型高效減水劑，減水率可達30％。所述聚羧酸高效減水劑是羧酸類接枝多元共聚物與其它有效助劑的復配產品，減水率可達45％。所述脂肪族高效減水劑是一類脂肪族羥基磺酸鹽聚合物，減水率可達20％。

對於上述各組分而言，矽酸鹽水泥優選為32.5～62.5級矽酸鹽水泥；所述超細水泥優選為32.5～62.5級超細水泥；所述石英砂的粒度優選為40～150目；所述粉煤灰的細度優選為ⅱ級粉煤灰，所述粉煤灰的細度優選為14～25目。

本發明還提供了製備上述瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑的各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌8～10min，確保混度和達到95％以上。

下面將結合具體實施例，詳細說明本發明的具體實施方式：

實施例1：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂55份；矽酸鹽水泥23份；超細水泥7份；粉煤灰5份；微矽粉1.5份；膨脹劑1.5份；引氣劑0.05份；減水劑0.25份；聚丙烯纖維0.09份；矽酸鋁鎂觸變劑0.1份。

在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌8min。

實施例2：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂60份；矽酸鹽水泥20份；超細水泥8份；粉煤灰4.5份；微矽粉1.5份；膨脹劑1.5份；引氣劑0.045份；減水劑0.2份；聚丙烯纖維0.08份；矽酸鋁鎂觸變劑0.09份。

在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為氨基磺酸鹽高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌9min。

實施例3：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂65份；矽酸鹽水泥19份；超細水泥7份；粉煤灰4份；微矽粉1份；膨脹劑2份；引氣劑0.055份；減水劑0.25份；聚丙烯纖維1.0份；矽酸鋁鎂觸變劑0.11份。

在本實施例中，所述膨脹劑為hea膨脹劑，所述引氣劑為松香熱聚物引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌10min。

實施例4：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂75份；矽酸鹽水泥18份；超細水泥9份；粉煤灰6份；微矽粉2份；膨脹劑1份；引氣劑0.045份；減水劑0.3份；聚丙烯纖維0.09份；矽酸鋁鎂觸變劑0.1份。

在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為脂肪族高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌9min。

實施例5：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂55份；矽酸鹽水泥20份；超細水泥8份；粉煤灰5份；微矽粉2份；膨脹劑1份；引氣劑0.045份；減水劑0.25份；聚丙烯纖維0.09份；矽酸鋁鎂觸變劑0.1份。

在本實施例中，所述膨脹劑為hea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌10min。

實施例6：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂65份；矽酸鹽水泥18份；超細水泥9份；粉煤灰5份；微矽粉1.5份；膨脹劑1份；引氣劑0.045份；減水劑0.3份；聚丙烯纖維0.1份；矽酸鋁鎂觸變劑0.11份。

在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌8min。

對比例1：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂50份；矽酸鹽水泥15份；超細水泥6份；粉煤灰3份；微矽粉0.5份；膨脹劑0.5份；引氣劑0.03份；減水劑0.1份；聚丙烯纖維0.07份；矽酸鋁鎂觸變劑0.08份。

在本實施例中，所述膨脹劑為uea膨脹劑，所述引氣劑為十二烷基苯磺酸類引氣劑，所述減水劑為萘系高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌8min。

對比例2：

一種瓷磚粘接劑，包括以下組分且各組分的重量份比分別為：石英砂80份；矽酸鹽水泥25份；超細水泥10份；粉煤灰7份；微矽粉2.5份；膨脹劑2.5份；引氣劑0.06份；減水劑0.4份；聚丙烯纖維1.1份；矽酸鋁鎂觸變劑0.12份。

在本實施例中，所述膨脹劑為hea膨脹劑，所述引氣劑為三帖皂苷類引氣劑，所述減水劑為聚羧酸高效減水劑。

製備該瓷磚粘接劑的方法：將所述瓷磚粘接劑各種配比的組分置於乾粉砂漿攪拌機中，攪拌10min。

為了驗證本發明瓷磚粘接劑的各種性能，對上述六個實施例，以及兩個對比例中的瓷磚粘接劑的粘接強度進行測試。需要指出的是，下列粘結強度的單位為mpa。

測試結果如表1所示：

表1

(1)拉伸粘結原強度測試

試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護27d後，用適宜的高強度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上，繼續放置24h後，測試拉伸粘結強度。實施例1至實施例6的拉伸粘結原強度均大於0.5mpa，對比例1及對比例2的拉伸粘結原強度均小於0.5mpa。

(2)浸水後的拉伸粘結強度測試

試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護7d後，然後在20℃的水中養護20d。從水中取出試樣，用布擦乾，用適宜的高強度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上，7h後把試樣放入水中，17h後從水中取出試樣測試拉伸粘結強度。

實施例1至實施例6，浸水後的拉伸粘結強度均大於0.5mpa。對比例1及對比例2，浸水後的拉伸粘結強度均小於0.5mpa。

(3)熱老化後的拉伸粘接強度測試

試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護14d後，然後將試樣放入70℃鼓風烘箱中14d。從烘箱中取出，用適宜的高強度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上。繼續將試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護24h後，測定拉伸粘結強度。

實施例1至實施例6，熱老化後的拉伸粘結強度均大於0.5mpa。對比例1及對比例2，熱老化後的拉伸粘結強度均小於0.5mpa。

(4)凍融循環後的拉伸粘結強度測試

試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護7d，然後在20℃的水中養護21d。從水中取出試樣，進行凍融試驗。

每次凍融循環為：

a、將試樣從水中取出，在2h內降至-15℃；

b、保持試樣在-15℃下2h；

c、將試樣浸入20℃水中，升溫至15℃，保持該溫度2h。

重複25次循環。在最後一次循環後取出試樣，在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護，用適宜的高強度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上。繼續將試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護24h後，測定拉伸粘結強度。

發現，實施例1至實施例6，凍融循環後的拉伸粘結強度均大於0.5mpa。對比例1及對比例2，凍融循環後的拉伸粘結強度均小於0.5mpa。

(5)晾置時間，20min後的拉伸粘結強度測試

用帶有6mm×6mm凹口、中心間距為12mm的齒形抹刀對粘膠劑進行梳理。握住齒形抹刀與混凝土板約成60°的角度，與混凝土板一邊呈直角，平行地抹至混凝土板另一邊。晾置時間20min後，分別放置至少10塊試驗磚於粘膠劑上，彼此間隔40mm，並在每塊陶瓷磚上加載2.0kg的壓塊並保持30s。

將上述方法製備的試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護24h後，用適宜的高強度粘膠劑將拉拔接頭粘在瓷磚上。繼續將試樣在環境溫度為23℃、相對溼度為50％的試驗條件下養護24h後，測定拉伸粘結強度。

發現，實施例1至實施例6，晾置時間20min後的拉伸粘結強度均大於0.5mpa。對比例1及對比例2，晾置時間20min後的拉伸粘結強度均小於0.5mpa。

(6)滑移測試

用帶有6mm×6mm凹口、中心間距為12mm的齒形抹刀對粘膠劑進行梳理。握住齒形抹刀與混凝土板約成60°的角度，與混凝土板一邊呈直角，平行地抹至混凝土板另一邊。2min後立即將瓷磚緊鄰隔片放置在膠粘劑上，並在瓷磚上施加5kg的壓塊並保持30s。

取走隔片後用遊標卡尺測量直尺邊緣與瓷磚之間的距離。測量後立即將混凝土板垂直豎立。在20min後重新測量直尺邊緣與瓷磚之間的距離。記錄前後兩次測量讀數的差值。

發現，實施例1至實施例6的滑移值均小於0.5mm，對比例1及對比例2的滑移值均大於0.5mm。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是在本發明的發明構思下，利用本發明說明書內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本發明的專利保護範圍內。