CN112979262A - 室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法，主要由以下组分制备而成：水泥、各目数的导热填料、各长度和直径的导热软金属丝、胶粉、纤维素醚、淀粉醚、减水剂、早强剂。该发明克服了现有市面上没有地暖专用的水泥基陶瓷粘结剂，多采用普通的水泥基陶瓷粘结剂在地暖上铺贴瓷砖，存在导热系数低、导热速率慢、热损耗量大等缺点，以水泥为胶凝材料，添加导热系数较高的导热填料和导热软金属丝，通过导热填料的优选目数、导热软金属丝的优选长度和直径及两者用量比例的搭配，并辅以优选助剂及其用量比例，具有导热系数高、导热速率快、导热损耗量小、节能环保、能降低能源消耗，且拉伸粘结性能佳等优点。

Description

室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法，应用在室内地暖粘结剂领域。
背景技术
近几年，室内地暖的需求量逐步增大，在室内地暖铺设结束后，往往会在其表面铺设瓷砖等材料。现在市面上没有地暖专用的水泥基陶瓷粘结剂，在地暖上铺贴瓷砖时多使用的是普通的水泥基陶瓷粘结剂，基本使用硅酸盐水泥作为胶凝材料，并采用填料砂(天然或机制砂)以及各类添加剂，其耐热性差，收缩率大，导热系数低，导热速率慢，热损耗量大。因此，提供一种耐热性好、收缩低不开裂、导热系数高、导热速率快、导热损耗量小、节能环保、能降低能源消耗的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法己成为当务之亟。
发明内容
为了克服现有市面上没有地暖专用的水泥基陶瓷粘结剂，多采用普通的水泥基陶瓷粘结剂在地暖上铺贴瓷砖，耐热性差、收缩率大、存在导热系数低、导热速率慢、热损耗量大等缺点，本发明提供一种室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法，以硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉的组合为胶凝材料，添加导热系数较高的导热填料和导热软金属丝，通过导热填料的优选目数、导热软金属丝的优选长度和直径及两者用量比例的搭配，并辅以优选助剂及其用量比例，具有导热系数高、导热速率快、导热损耗量小、节能环保、能降低能源消耗，且拉伸粘结性能佳等优点。
本发明的技术方案如下：
一种室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure BDA0002939037650000011
Figure BDA0002939037650000021
其中，各目数导热填料的导热系数均为30-200w/m.k，各长度和直径导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
本申请的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂以硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉为胶凝材料，此配置的胶凝材料，耐热性能优越、收缩率小、耐高温、不开裂。添加了导热系数较高的导热填料和导热软金属丝，通过导热填料的优选目数、导热软金属丝的优选长度和直径及两者用量比例的搭配，并辅以优选助剂及其用量比例，其导热系数高，导热速率快，导热损耗量小，节能环保，能够降低能源消耗，且拉伸粘结性能佳。该室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂为无机材料，特别适合室内地暖上铺贴瓷砖使用。其中，硅酸盐熟料是适合配置不同性能水泥的专用胶结料。脱硫石膏是工业副产物，节能环保。所述矿粉是矿石粉碎加工后的产物，能增强胶凝材料的耐热性。导热填料不同目数的搭配，能够成为级配填料，良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值，导热效果更明显，并且可达到节约原料，提高综合性能的目标。导热软金属丝的导热系数远远高于普通导热填料，不同长度和直径的搭配能和导热填料、胶凝材料成为一个网状结构，能更好地传递热量。硅酸盐熟料+矿粉+脱硫石膏复配混合成一种水泥，即为矿渣水泥，与普通混凝土相比，该矿渣水泥耐热性好，且该矿渣超细粉混凝土后期度增长率较高，干燥收缩和徐变值较低即为收缩率低。该矿渣水泥含有较少的石灰石等易在高温下分解和软化或熔点较低的材料，硅酸盐熟料中的C3S和C2S的水化产物Ca(OH)2在高温下脱水,生成的CaO与矿渣水泥及掺合料中的活性SiO2和A12O3又反应生成具有较强耐热性的无水硅酸钙和无水铝酸钙,使混凝土具有一定的耐热性。
所述导热填料为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化镁陶瓷或碳化硅陶瓷的其中一种或任意两种以上的任意组合。
优选种类的导热填料为氮化铝陶瓷，其导热系数高。
所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
导热软金属丝表面做过氧化处理，不与水反应，更佳耐用。优选种类的导热软金属丝为铜丝，其生产技术成熟,应用广泛。
所述胶粉为醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
优选种类的胶粉其技术成熟，易乳化分散在水中。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
优选种类的纤维素醚为羟丙基甲基纤维，其使用广泛，技术成熟。
所述淀粉醚为羧甲基淀粉。
优选种类的淀粉醚的粘度型稳定，不易水解。
所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂。
优选种类的减水剂减水效果更显著、高效。
所述早强剂为碳酸锂。
优选种类的早强剂能增强粘结剂的早期强度。
所述室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
1)将所述纤维素醚、早强剂、胶粉、淀粉醚、减水剂混合均匀，制备成母料；
2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为100-140转/分钟，依次向混料机中加入硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉、长度2-4mm且直径0.2-0.5mm的导热软金属丝、长度4-6mm且直径0.1-0.2mm的导热软金属丝、长度6-8mm且直径0.05-0.1mm的导热软金属丝、步骤(1)获得的母料、40-70目的导热填料、50-100目的导热填料以及70-140目的导热填料，搅拌至少2分钟；
3)将搅拌叶的转速调至220-260转/分钟，不开启搅拌机内飞刀搅拌至少3分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为2800-3200转/分钟，搅拌均匀，即得所述室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂。
本申请的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法步骤简便、方便操作，制备出的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂耐热性高、收缩率低、导热系数高、导热速率快、导热损耗量小，能节能环保，降低能源消耗。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本申请的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂以硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉为胶凝材料，此配置的胶凝材料，耐热性能优越、收缩率小、耐高温、不开裂。添加了导热系数较高的导热填料和导热软金属丝，通过导热填料的优选目数、导热软金属丝的优选长度和直径及两者用量比例的搭配，并辅以优选助剂及其用量比例，其导热系数高，导热速率快，导热损耗量小，节能环保，能够降低能源消耗，且拉伸粘结性能佳；
2)该室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法步骤简便、方便操作。
具体实施方式
下面结合说明书各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明所述的一种室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure BDA0002939037650000041
其中，各目数导热填料的导热系数均为30-200w/m.k，各长度和直径导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
所述导热填料为氧化铝陶瓷。
所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
所述胶粉为醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
所述淀粉醚为羧甲基淀粉。
所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂。
所述早强剂为碳酸锂。
所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
1)将所述纤维素醚、早强剂、胶粉、淀粉醚、减水剂混合均匀，制备成母料；
2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为120转/分钟，依次向混料机中加入硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉、长度2-4mm且直径0.2-0.5mm的导热软金属丝、长度4-6mm且直径0.1-0.2mm的导热软金属丝、长度6-8mm且直径0.05-0.1mm的导热软金属丝、步骤(1)获得的母料、40-70目的导热填料、50-100目的导热填料以及70-140目的导热填料，搅拌2分钟；
3)将搅拌叶的转速调至240转/分钟，不开启搅拌机内飞刀搅拌3分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为3000转/分钟，搅拌均匀，即得所述室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂。
实施例2
本发明所述的一种。
Figure BDA0002939037650000051
其中，各目数导热填料的导热系数均为30-200w/m.k，各长度和直径导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
所述导热填料为氮化铝陶瓷。
所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
所述胶粉为醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
所述淀粉醚为羧甲基淀粉。
所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂。
所述早强剂为碳酸锂。
所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
1)将所述纤维素醚、早强剂、胶粉、淀粉醚、减水剂混合均匀，制备成母料；
2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为100转/分钟，依次向混料机中加入硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉、长度2-4mm且直径0.2-0.5mm的导热软金属丝、长度4-6mm且直径0.1-0.2mm的导热软金属丝、长度6-8mm且直径0.05-0.1mm的导热软金属丝、步骤(1)获得的母料、40-70目的导热填料、50-100目的导热填料以及70-140目的导热填料，搅拌3分钟；
3)将搅拌叶的转速调至260转/分钟，不开启搅拌机内飞刀搅拌5分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为2800转/分钟，搅拌均匀，即得所述室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂。
实施例3
本发明所述的一种。
Figure BDA0002939037650000061
Figure BDA0002939037650000071
其中，各目数导热填料的导热系数均为30-200w/m.k，各长度和直径导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
所述导热填料为氧化锆陶瓷。
所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
所述胶粉为醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
所述淀粉醚为羧甲基淀粉。
所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂。
所述早强剂为碳酸锂。
所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
1)将所述纤维素醚、早强剂、胶粉、淀粉醚、减水剂混合均匀，制备成母料；
2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为140转/分钟，依次向混料机中加入硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉、长度2-4mm且直径0.2-0.5mm的导热软金属丝、长度4-6mm且直径0.1-0.2mm的导热软金属丝、长度6-8mm且直径0.05-0.1mm的导热软金属丝、步骤(1)获得的母料、40-70目的导热填料、50-100目的导热填料以及70-140目的导热填料，搅拌5分钟；
3)将搅拌叶的转速调至220转/分钟，不开启搅拌机内飞刀搅拌4分钟，之之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为3200转/分钟，搅拌均匀，即得所述室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂。
各实施例中的设备及原料来源信息：
混料机：如摩泰克MR-150，其搅拌叶设在中心转轴上，飞刀设在内壁上，所述飞刀为混料机内搅拌叶之外独立高速旋转的叶片；
硅酸盐熟料：安徽海螺水泥有限公司；
脱硫石膏：苏州中电脱石膏供应有限公司；
矿粉：S95,上海思祈建材有限公司；
导热填料：不同目数的氧化铝陶瓷填料(导热系数约320w/m.k)，德盛特种陶瓷制造有限公司；
导热软金属丝：不同规格的导热软金属丝(导热系数约401w/m.k)，巩义市回郭镇鑫源摩擦材料经营部；
胶粉：MP2050，阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司；
纤维素醚：MH 4005S，北方天普纤维素有限公司；
减水剂：MELFLUX 2651F，巴斯夫(中国)化工股份公司。
实验数据：
(一)胶粘剂拉伸粘结性能检测
对比样：瓷砖粘结剂(强力型)，沈阳龙固新型建材有限公司
检测方法：参考标准JC/T 547-2017水泥基胶粘剂测试部分
表1胶粘剂拉伸粘结性能检测结果
Figure BDA0002939037650000081
(二)导热性能检测
检测方法：参考标准GB/T25261-2018建筑用反射隔热涂料
检测仪器：TC3000E导热系数仪
表2导热性能检测结果
测试项目 对比样 实施例1 实施例2 实施例3
导热系数(w/m.k) 1.5 45 67 89
由上表可知，本申请的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的拉伸粘结性能佳符合JC/T547-2017水泥基胶粘剂C1规定，且优于对比样，而其导热系数则大大优于对比样，表明其导热系数高，导热速率快，导热损耗量小，节能环保，能够降低能源消耗，且拉伸粘结性能佳。
本发明所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
Figure FDA0002939037640000011
其中，各目数导热填料的导热系数均为30-200w/m.k，各长度和直径导热软金属丝的导热系数均为300-500w/m.k。
2.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述导热填料为氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化铍陶瓷、氮化硅陶瓷、氧化镁陶瓷或碳化硅陶瓷的其中一种或任意两种以上的任意组合。
3.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述导热软金属丝为表面做过氧化处理的导热软金属丝，该导热软金属丝为金丝、银丝、铜丝、铝丝、铁丝或铅丝的其中一种或任意两种以上的任意组合。
4.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述胶粉为醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉。
5.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述纤维素醚为羟丙基甲基纤维。
6.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述淀粉醚为羧甲基淀粉。
7.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸型高效减水剂。
8.根据权利要求1所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂，其特征在于：所述早强剂为碳酸锂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
1)将所述纤维素醚、早强剂、胶粉、淀粉醚、减水剂混合均匀，制备成母料；
2)开启混料机的搅拌叶但不开启飞刀，使搅拌叶的转速为100-140转/分钟，依次向混料机中加入硅酸盐熟料、脱硫石膏、矿粉、长度2-4mm且直径0.2-0.5mm的导热软金属丝、长度4-6mm且直径0.1-0.2mm的导热软金属丝、长度6-8mm且直径0.05-0.1mm的导热软金属丝、步骤(1)获得的母料、40-70目的导热填料、50-100目的导热填料以及70-140目的导热填料，搅拌至少2分钟；
3)将搅拌叶的转速调至220-260转/分钟，不开启搅拌机内飞刀搅拌至少3分钟，之后在保持搅拌叶转速转动的同时,开启混料机内的飞刀使飞刀转速为2800-3200转/分钟，搅拌均匀，即得所述室内地暖专用水泥基陶瓷粘结剂。
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