一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，由以下质量百分比的原料制得：羟丙基甲基纤维素54％‑94％、淀粉醚5％‑40％、分散剂0.5％‑3％和流变剂0.5％‑3％；其中，羟丙基甲基纤维素由纤维素粉、粒碱、液碱、氯甲烷和环氧丙烷制得；制备方法为：(1)称取各原料；(2)将纤维素粉、粒碱、液碱、氯甲烷和环氧丙烷混合，进行醚化反应，然后再依次进行中和、洗涤、离心、干燥和粉碎，得到羟丙基甲基纤维素；(3)将羟丙基甲基纤维素、淀粉醚、分散剂和流变剂进行混合搅拌，即得。本发明专利技术所得产品质量稳定，具有改善瓷砖胶拉伸粘结强度的功能，应用于现代尺寸大、质量大的瓷砖，能够显著提高瓷砖使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法和应用
本专利技术涉及建筑材料
，更具体的说是涉及一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法和应用。
技术介绍
瓷砖作为一种装饰材料，市场广阔，但随着瓷砖市场的专业化程度不断提高，越来越多的消费者追求墙上装修的无缝效果，使得大规格瓷砖愈加受欢迎，同时，大面积住宅楼的日益流行，也推动了大规格瓷砖的走俏。随着瓷砖的尺寸与质量越来越大，对安全性的要求也越来越高，传统的瓷砖粘结剂已经难以满足要求，于是新型的瓷砖粘结剂迅速发展起来。通常导致瓷砖脱落的原因主要有：(1)新混凝土基层干缩变形；(2)外界因素，如建筑沉降及蠕变；(3)温度的骤变产生变形；(4)多孔瓷砖中的水气膨胀而产生剪应力；(5)瓷砖表面比较光滑，胶粘剂与瓷砖之间机械锚固力非常小，导致因其它原因产生很小应力造成粘结力破坏。针对这些问题，普通型瓷砖胶粘剂只能满足一部分要求，而对于单块面积较大，如600mm×600mm以上的玻化砖，因其收缩率较大，普通型瓷砖胶粘剂用于粘贴这些高品质瓷砖经常会出现空鼓、掉砖等现象。因此，对于高品质瓷砖，需采用增强型瓷砖胶进行粘贴。羟丙基甲基纤维素(HydroxypropylMethylCellulose，HPMC)是近年来产量、用量与质量都在迅速提升的纤维素混合醚品种，是由棉、木经碱化、环氧丙烷和氯甲烷醚化等过程制成的非离子型纤维素混合醚，HPMC分子结构为[C6H7O2(OH)3～m～n(OCH3)m(OCH2CHOHCH3)n]x。目前HPMC的生产工艺可分为两大类：液相法和气相法。液相法设备内部压力小，对设备承压能力要求低、危险性小，纤维素在碱液中浸渍后得到充分膨润和被碱化均匀的碱纤维素，碱液对纤维素渗透溶胀较好，可获得取代度和粘度都比较均匀的产品，品种也容易更换，但反应器通常不能太大(一般在15m3以下)，生产能力较小，若要提高产量，势必增加多台反应器，而且反应过程需要大量有机溶剂作为载体，反应时间也较长(一般10小时以上)，增加了溶剂蒸馏回收和时间成本。气相法设备紧凑，单批产量高，反应在卧式高压釜中进行，时间(一般为5-8小时)较液相法短，而且不需要复杂的溶剂回收系统，反应完成后多余的氯甲烷和副产的二甲醚以气态的形式进入回收系统，分别回收重复利用，人工费用低，劳动强度小，生产成本比液相法低，但设备和自动控制投资大，技术含量高，投资建设费用大。因此，如何提供一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素及其制备方法和应用，改变了现有改性羟丙基甲基纤维素制备中多步醚化的繁琐操作，通过特殊操作条件的控制，只需一步醚化处理，且因为继续增加了物理改性步骤，获得了性能更好的产品，显著提高了瓷砖胶的拉伸粘结强度；同时，一步醚化处理的操作条件较现有技术具有显著区别，在不添加抑制剂二甲醚的情况下，通过添加粒碱提高体系的碱浓度，提高了醚化剂的醚化效率，同时醚化反应压力分段进行，并在更高压力下实施，在提高产品均匀性的同时，进一步提高了醚化剂的醚化效率，在不延长反应时间的情况下降低了生产成本，解决了现有技术中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，由以下质量百分比的原料制得：羟丙基甲基纤维素54％-94％、淀粉醚5％-40％、分散剂0.5％-3％和流变剂0.5％-3％；其中，羟丙基甲基纤维素由质量比为1:(0.01-1.0):(0.02-2.1):(0.50-2.0):(0.01-1.5)的纤维素粉、粒碱、液碱、氯甲烷和环氧丙烷制得，优选的，羟丙基甲基纤维素由质量比为1:(0.1-0.7):(0.1-1.0):(0.55-1.7):(0.05-1.2)的纤维素粉、粒碱、液碱、氯甲烷和环氧丙烷制得。进一步，上述淀粉醚为一元淀粉醚(具有一种取代基，例如羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉等)、二元淀粉醚具有两种取代基，例如羧甲基羟丙基淀粉、羟丙基羟乙基淀粉、羧甲基羟乙基淀粉等)、三元淀粉醚(具有三种取代基，例如羧甲基羟丙基羟乙基淀粉、羟丙基羟乙基乙基淀粉、羟丙基羟乙基甲基淀粉等)中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术中淀粉醚具有提升瓷砖胶抗滑移性和延长瓷砖胶开放时间的作用。本专利技术所选淀粉醚含有多种亲水性基团，增加了支链取代基团的含量，能够和羟丙基甲基纤维素的直链结构产生协同作用，提高瓷砖胶护持水分的能力，延长其开放时间，同时，淀粉醚的多种支链取代基增加了瓷砖胶的空间位阻，提升了其抗滑移性能。进一步，上述分散剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的任一种或几种的混合，优选为阴离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚氧化乙烯中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术中分散剂具有增加瓷砖胶粘结强度的作用。本专利技术所选分散剂均具有优越的水溶性，和纤维素醚的配伍性良好，能提高水泥浆料的保水性，同时大大提高其可输送性，并且可抑制粉尘的飞扬，改善生产环境。进一步，上述流变剂为瓜尔胶、阿拉伯胶、卡拉胶、黄原胶中的任一种或几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术中流变剂具有调节产品粘度，和其他组分协同提高料浆稳定性的作用。本专利技术所选流变剂均具有优越的水溶性，和纤维素醚的配伍性良好，能提高水泥浆料的保水性，增强其对热、酸、碱、酶和盐的稳定性。进一步，上述纤维素粉为棉纤维素、木纤维素、竹纤维素、秸秆纤维素中的任一种或几种的混合，优选为棉纤维素、木纤维素、竹纤维素中的任一种或几种的混合，更优选为棉纤维素和/或木纤维素，再优选为棉纤维素；纤维素粉的聚合度为500-8000，优选为1000-5000，更优选为2400-3000；纤维素粉的粒径为0.18-0.30mm，优选为0.212-0.250mm；纤维素粉的松密度为150-200g/L。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术中纤维素粉作为纤维素醚的主反应原料，为大分子直链结构，有保持水分的作用。本专利技术所选纤维素粉均为绿色可再生资源，储量巨大，且容易制取；所选聚合度范围具有很好的反应性，并且反应后处理顺畅；所选粒径在反应体系中容易渗透，反应效率高，而且出料顺畅；所选松密度在反应体系中分散均匀，更容易传质传热，反应效率高。进一步，上述粒碱为粒状碱金属氢氧化物；碱金属氢氧化物优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾，更优选为氢氧化钠；粒碱的粒径为0.3-2.0mm，优选为0.4-1.5mm，更优选为0.5-1.0mm。采用上述进一步的有益效果在于，本专利技术中粒碱具有提高碱液浓度，加快反应速度的作用。本专利技术所选粒碱易容易水，并具有较高的溶解度和溶解速度，可缩短化碱时间；所选粒径具有很好的流动性，操作方便，不易产生粉尘，溶解迅速。进一步，上述液碱为碱金属氢氧化物的水溶液；碱金属氢氧化物优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾，更优选为氢氧化钠；液碱中碱金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，由以下质量百分比的原料制得：羟丙基甲基纤维素54％-94％、淀粉醚5％-40％、分散剂0.5％-3％和流变剂0.5％-3％；/n所述羟丙基甲基纤维素由质量比为1:(0.01-1.0):(0.02-2.1):(0.50-2.0)：(0.01-1.5)的纤维素粉、粒碱、液碱、氯甲烷和环氧丙烷制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，由以下质量百分比的原料制得：羟丙基甲基纤维素54％-94％、淀粉醚5％-40％、分散剂0.5％-3％和流变剂0.5％-3％；
所述羟丙基甲基纤维素由质量比为1:(0.01-1.0):(0.02-2.1):(0.50-2.0)：(0.01-1.5)的纤维素粉、粒碱、液碱、氯甲烷和环氧丙烷制得。


2.根据权利要求1所述的一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，所述淀粉醚为一元淀粉醚、二元淀粉醚、三元淀粉醚中的任一种或几种的混合。


3.根据权利要求1所述的一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的任一种或几种的混合。


4.根据权利要求1所述的一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，所述流变剂为瓜尔胶、阿拉伯胶、卡拉胶、黄原胶中的任一种或几种的混合。


5.根据权利要求1所述的一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，所述纤维素粉为棉纤维素、木纤维素、竹纤维素、秸秆纤维素中的任一种或几种的混合；
所述纤维素粉的聚合度为500-8000；
所述纤维素粉的粒径为0.18-0.30mm；
所述纤维素粉的松密度为150-200g/L。


6.根据权利要求1所述的一种增强型瓷砖胶用改性羟丙基甲基纤维素，其特征在于，所述粒碱为粒状碱金属氢氧化物；
所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠和/或氢氧化钾；
所述粒碱的粒径为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕鲲，赵明，滕波，李青华，姜爱梅，赵建玉，孟兆武，
申请(专利权)人：山东一滕新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37