一种瓷砖粘结剂及其制备方法和在UHPC预制装饰板反打工艺中的应用技术

本发明专利技术公开了一种瓷砖粘结剂及其制备方法和在UHPC预制装饰板反打工艺中的应用。将环氧树脂与含双键的酸酐进行缩合反应，得到双键修饰的环氧树脂；将双键修饰的环氧树脂与甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和N

【技术实现步骤摘要】
一种瓷砖粘结剂及其制备方法和在UHPC预制装饰板反打工艺中的应用


[0001]本专利技术涉及一种粘结剂，具体涉及一种瓷砖粘结剂，还涉及一种瓷砖粘结剂的制备方法，以及瓷砖粘结剂在UHPC预制装饰板反打工艺中的应用，属于建筑材料


技术介绍

[0002]近年来，我国建筑领域实施绿色环保发展战略，推动建筑产业转型升级，装配式建筑已上升为国家战略性发展重点，为建筑业发展的主要趋势。超高性能混凝土(简称UHPC)是近三十年发展起来的一种新型水泥基复合材料，具有超高的力学性能和耐久性，并具有良好的韧性、粘结性能和抗冲击、抗疲劳性能，UHPC成为混凝土领域的研究热点，广泛应用于结构、装饰、加固等，UHPC可用于建筑外墙装饰，UHPC制作的装配式混凝土构件也是UHPC在装配式建筑结构中应用的另外一个重要方向。UHPC以其超高强度、超高韧性和超高耐久性，使其能够在满足结构承载力的要求下，减少结构横截面的尺寸，做到轻质薄壁，让建筑设计可以突破材料的束缚。瓷砖是一种无机硅酸盐装饰材料，它具有一定的硬度和强度，而且色彩较为光洁，易清洁，正因为如此，采用瓷砖的建筑外墙饰面得到了广泛的使用。随着装配式建造技术水平不断提升，将UHPC与瓷砖结合制备为外墙预制板，可以极大地降低外墙预制板的重量，将成为混凝土装配式建筑外墙板的发展趋势。装配式预制外墙板饰面砖一般采用反打生产工艺，先将瓷砖铺好在模具内，然后浇筑UHPC进行墙板的预制生产，最后拆模养护后运至现场直接安装。虽然UHPC具有超高的力学性能和耐久性，但由于其收缩大，与收缩小的瓷砖结合时，在其界面处产生的收缩应力容易导致UHPC与瓷砖脱离，从而造成空鼓、翘边和脱落等现象。
[0003]为契合UHPC在装配式外墙预制板上的应用，使UHPC与装饰用外墙饰面瓷砖形成良好的界面粘接，急需开发一种UHPC预制装饰板反打工艺用瓷砖粘结剂。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中UHPC与饰面瓷砖间容易产生空鼓、翘边和脱落的问题，本专利技术的第一个目的是在于提供一种瓷砖粘结剂，该瓷砖粘结剂具有抵抗收缩应变，耐水、耐热、粘结性能优异等性能。
[0005]本专利技术的第二个目的是在于提供一种瓷砖粘结剂的制备方法，该制备方法流程短、操作简单、原料易得，有利于大规模生产。
[0006]本专利技术的第三个目的是在于提供一种瓷砖粘结剂的应用，该瓷砖粘结剂用于UHPC预制装饰板反打工艺，将其涂覆在饰面瓷砖背面，能在UHPC和饰面瓷砖间形成一过渡缓冲界面，具有抵抗收缩应变，耐水、耐热、粘结性能优异，使UHPC与瓷砖融为一体，能有效解决瓷砖空鼓、翘边、脱落等技术问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种瓷砖粘结剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0008]1)将环氧树脂与含双键的酸酐进行缩合反应，得到双键修饰的环氧树脂；
[0009]2)将双键修饰的环氧树脂与甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和N
‑
羟甲基丙烯酰胺混合单体进行自由基聚合反应，即得。
[0010]本专利技术技术方案首先将具有高活性环氧基团的环氧树脂进行双键修饰，从而可以将环氧树脂通过无规共聚形式均匀引入共聚物中，获得富含环氧基团侧链的无规共聚物乳液粘结剂；无规共聚物中通过双键修饰的环氧树脂引入的环氧基团为具有高活性的反应性极性基团，可以通过物理作用或化学键合作用于无机或金属基面，可以极大地改善界面粘结强度。同时无规共聚物中由甲基丙烯磺酸钠和N
‑
羟甲基丙烯酰胺引入了磺酸基团和酰胺基团，这两种基团是强极性基团，主要通过物理作用或静电结合作用于无机或金属基面，也可以改善与无机界面的粘结强度，从而在无规共聚物中同时引入环氧、磺酸和酰胺基团，可以赋予共聚物优异的粘结性能。而无规共聚物中通过甲基丙烯酸引入了羧基具有强亲水性，赋予了无规共聚物优良的水溶性，且羧基也是强极性基团，同时也可以改善与无机界面的粘结强度；无规共聚物中通过甲基烯丙基聚氧乙烯醚引入了聚氧乙烯，聚氧乙烯具有较好的耐水性能，赋予了无规共聚物较好的耐水效果，同时无规共聚物具有链状结构，柔韧性好，可以抵抗一定的变形。通过上述作用机理，通过不同基团科学的组合、协同，使得UHPC预制装饰板反打工艺用瓷砖粘结剂具有良好的韧性，可以抵抗收缩应变，耐水、粘结性能优异，使UHPC与瓷砖融为一体，能有效防止瓷砖空鼓、翘边和脱落。
[0011]作为一个优选的方案，所述环氧树脂为至少含有两个环氧基团的脂环族环氧树脂。进一步优选，环氧树脂为聚[(2
‑
环氧乙烷基)
‑
1,2
‑
环己二醇]2
‑
乙基
‑2‑
(羟甲基)
‑
1,3
‑
丙二醇醚。优选的环氧树脂具有很高活性及极性的环氧基团，将其引入共聚物交联剂中，能够与混凝土及瓷砖界面极性基团反应形成化学键，从而极大地提高粘结性能。优选的脂环族环氧树脂相对一般的芳香族环氧树脂相比，耐热性和耐候性好，在高分子共聚物中引入脂环基团可以赋予共聚物优异的耐热性能和耐候性能。
[0012]作为一个优选的方案，所述含双键的酸酐为顺丁烯二酸酐和/或烯丙基琥珀酸酐。利用含双键的酸酐具有不饱和双键，且同时含有羧基，可以与环氧树脂反应的特点，可以在环氧树脂上引入活性双键，同时引入极性基团，有利于获得高粘结性能的粘结剂。
[0013]作为一个优选的方案，环氧树脂与含双键的酸酐的质量比为70～90:8～30。
[0014]作为一个优选的方案，所述缩合反应的过程中，以2
‑
叔丁基对苯二酚为阻聚剂，以N,N
‑
二丙基
‑1‑
丙胺和/或N,N
‑
二甲基苄胺为胺类促进剂；将环氧树脂与含双键的酸酐先升温至65～75℃，再加入阻聚剂和胺类促进剂，继续升温至95～105℃反应1～3小时，再降温至40℃以下。
[0015]作为一个优选的方案，所述胺类促进剂与环氧树脂的质量比为：0.2～2:70～90。通过引入适量的胺类促进剂可以缩短缩合反应时间，降低缩合反应温度。
[0016]作为一个优选的方案，所述阻聚剂与环氧树脂的质量比为0.01～0.05:70～90。微量的阻聚剂引入可以防止缩合反应过程中双键发生聚合。
[0017]作为一个优选的方案，双键修饰的环氧树脂与甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠及N
‑
羟甲基丙烯酰胺的质量比为40～60:20～25:10～20:5～15:4～10。
[0018]作为一个优选的方案，所述自由基聚合反应过程中，采用双氧水和吊白块作为氧
化还原自由基引发体系，以巯基乙酸和/或巯基丙酸作为链转移剂，对苯二酚作为阻聚剂，且控制自由基聚合反应体系的温度为30～40℃，氧化还原自由基引发体系缓慢加入，加入时间为90～150min，氧化还原自由基引发体系加入完成后，恒温聚合反应120～180min。进一步优选，双氧水和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓷砖粘结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将环氧树脂与含双键的酸酐进行缩合反应，得到双键修饰的环氧树脂；2)将双键修饰的环氧树脂与甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和N
‑
羟甲基丙烯酰胺混合单体进行自由基聚合反应，即得。2.根据权利要求1所述的一种瓷砖粘结剂的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为至少含有两个环氧基团的脂环族环氧树脂。3.根据权利要求1所述的一种瓷砖粘结剂的制备方法，其特征在于：所述含双键的酸酐为顺丁烯二酸酐和/或烯丙基琥珀酸酐。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种瓷砖粘结剂的制备方法，其特征在于：环氧树脂与含双键的酸酐的质量比为70～90:8～30。5.根据权利要求1所述的一种瓷砖粘结剂的制备方法，其特征在于：所述缩合反应的过程中，采用2
‑
叔丁基对苯二酚作为阻聚剂，以N,N
‑
二丙基
‑1‑
丙胺和/或N,N
‑
二甲基苄胺为胺类促进剂；将环氧树脂与含双键的酸酐先升温至65～75℃，再加入阻聚剂和胺类促进...

【专利技术属性】
技术研发人员：单韧，胡铁刚，刘木林，彭杰，尹明，彭勃，
申请(专利权)人：湖南固特邦土木科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：