CN114316850A - 一种保水性建筑胶黏剂及其制作工艺 - Google Patents

一种保水性建筑胶黏剂及其制作工艺 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种保水性建筑胶黏剂及其制作工艺,按质量计,包括以下组分:碳酸锆铵1.8~2.1份、玉米淀粉9~11份、碳酸钾0.09~0.11份、聚乙烯醇缩丁醛100份、聚乙烯醇30~35份、双酚A型环氧树脂15~17份、PEO‑PPO‑PEO三嵌段共聚物0.95~1.05份、甲基纤维素0.48~0.52份、过硫酸铵0.24~0.26份、邻苯二甲酸二丁酯7~9份、高岭土14~16份和水750~850份;具有保水的优点。

Description

一种保水性建筑胶黏剂及其制作工艺
技术领域
本发明涉及一种保水性建筑胶黏剂及其制作工艺。
背景技术
随着建筑业的大发展,建筑胶黏剂已发展成为应用广泛、量大面广的一类材料。在工程应用中,建筑胶黏剂承担着连接、密封、固定、防潮、防腐、阻尼、减震、耐磨、加固、防护等诸多功能。
现有技术的建筑胶保水性一般,引起建筑胶中的水分大量减少,从而增加黏度,流动性变差,影响操作。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种保水性建筑胶黏剂,具有保水的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种保水性建筑胶黏剂,按质量计,包括以下组分:碳酸锆铵1.8~2.1份、玉米淀粉9~11份、碳酸钾0.09~0.11份、聚乙烯醇缩丁醛100份、聚乙烯醇30~35份、双酚A型环氧树脂15~17份、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物0.95~1.05份、甲基纤维素0.48~0.52份、过硫酸铵0.24~0.26份、邻苯二甲酸二丁酯7~9份、高岭土14~16份和水750~850份。
采用上述技术方案,以聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛为主体,前者为水溶性,后者与双酚A型环氧树脂有好的相容性,聚乙烯醇缩丁醛通过PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物与甲基纤维素的分散实现水中均匀分散,避免有机溶剂的使用,且在使用过程中不对环境释放有害气体,达到绿色环保的目的。
其次,利用聚乙烯醇这一水溶性烯属不饱和单体的聚合物的亲水性,提高本申请体系的保水性,减少制备过程中体系过黏造成体系不易涂刷的情况,也减少过干影响胶水粘接力的情况。另外,通过对聚乙烯醇改性成聚乙烯醇缩丁醛,缩醛反应后,亲水性降低,将其与聚乙烯醇配合使用后得到的建筑胶在涂抹后具有一定的抗水性,改善耐水性,延长使用寿命。
向体系中引入碳酸锆铵,在使用时分子变得不稳定,部分降解,与相邻的羟基(如玉米淀粉)形成氢键,锆链的其他部分会发生同样反应,使淀粉链的长度得到成倍增长,从而提高抗水的效果;碳酸钾的溶解度大于碳酸锆铵,形成的溶液较浓,可溶解更多的碱式碳酸锆铵,有利于碳酸锆铵在该体系中的稳定存在,有利于存放。
进一步的,按质量计,包括以下组分:碳酸锆铵2.0份、玉米淀粉10份、碳酸钾0.10份、聚乙烯醇缩丁醛100份、聚乙烯醇33.3份、双酚A型环氧树脂16份、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物1.00份、甲基纤维素0.50份、过硫酸铵0.25份、邻苯二甲酸二丁酯8份、高岭土15份和水800份;
所述聚乙烯醇缩丁醛通过以下方法制备:将聚乙烯醇和水按质量比1∶15混合,升温至80℃,加盐酸调节pH至2.5,加入丁醛并恒温搅拌反应90min,得到的胶液出现白色即为反应终点;用氢氧化钠水溶液调节pH至7.3,冷却至室温,除尽溶剂得到缩醛度为68~72%的聚乙烯醇缩丁醛;
所述聚乙烯醇及制备所述聚乙烯醇缩丁醛使用的聚乙烯醇均选用PVA-1788型,所述PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物选用P123型。
进一步的,所述碳酸锆铵通过以下方法制备获得:取氯氧化锆和水按质量比1∶10混合,调温至25℃并搅拌溶解,保温条件下加入碳酸氢铵,搅拌反应30min,冻干除尽溶剂,得到碳酸锆铵;所述氯氧化锆和碳酸氢铵的摩尔比为2.1∶1。
进一步的,按质量计,还包括羧甲基纤维素钠0.98~1.02份、丙三醇1.8~2.1份和三乙醇胺3.5~3.7份。
采用上述技术方案,与PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、甲基纤维素联合作用,提高聚乙烯醇缩丁醛的水溶性,使其完全溶于水中,便于后续反应及品控。还可提高邻苯二甲酸二丁酯和高岭土的分散性,减少局部反应过于剧烈的情况。
进一步的,按质量计,还包括羧甲基纤维素钠1.00份、丙三醇2.0份和三乙醇胺3.6份。
本发明的第二目的是提供制备一种保水性建筑胶黏剂的方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
制作一种保水性建筑胶黏剂的工艺,包括以下步骤:将配方量的聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、甲基纤维素和水混合,搅拌升温至88~92℃使其完全溶解;保温28~32min后降温至53~56℃,加入配方量的过硫酸铵,搅拌反应28~32min;加入配方量的邻苯二甲酸二丁酯、高岭土、碳酸锆铵、玉米淀粉和碳酸钾,搅拌均匀,得到产品。
进一步的,包括以下步骤:将配方量的聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和水混合,搅拌升温至90℃使其完全溶解;保温30min后降温至55℃,加入配方量的过硫酸铵,搅拌反应30min;加入配方量的邻苯二甲酸二丁酯、高岭土、丙三醇、三乙醇胺、碳酸锆铵、玉米淀粉和碳酸钾,搅拌均匀,得到产品
本发明技术效果主要体现在以下方面:
本申请的体系水中分散均匀,避免有机溶剂的使用,且在使用过程中不对环境释放有害气体,达到绿色环保的目的;
利用聚乙烯醇这一水溶性烯属不饱和单体的聚合物的亲水性,提高本申请体系的保水性;通过对聚乙烯醇改性成聚乙烯醇缩丁醛,改善耐水性;
向体系中引入碳酸锆铵,不稳定,部分降解,与相邻的羟基形成氢键,使淀粉链的长度得到成倍增长,从而提高抗水的效果。
具体实施方式
实施例1:聚乙烯醇缩丁醛,其通过以下方法制备:
将PVA-1788型聚乙烯醇和水按质量比1∶15混合,升温至80℃,加盐酸调节pH至2.5,加入丁醛并恒温搅拌反应90min,得到的胶液出现白色即为反应终点;用氢氧化钠水溶液调节pH至7.3,冷却至室温,除尽溶剂得到缩醛度为68~72%的聚乙烯醇缩丁醛。
实施例2:碳酸锆铵,其通过以下方法制备获得:取氯氧化锆和水按质量比1∶10混合,调温至25℃并搅拌溶解,保温条件下加入碳酸氢铵,搅拌反应30min,冻干除尽溶剂,得到碳酸锆铵;氯氧化锆和碳酸氢铵的摩尔比为2.1∶1。
实施例3:一种保水性建筑胶黏剂,其通过以下方法制备:将配方量的聚乙烯醇缩丁醛(实施例1制备)、聚乙烯醇(PVA-1788型)、双酚A型环氧树脂(巨胜品牌E03型)、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物(P123型)、甲基纤维素和水混合,搅拌升温至90℃使其完全溶解;保温30min后降温至55℃,加入配方量的过硫酸铵,搅拌反应30min;加入配方量的邻苯二甲酸二丁酯、高岭土(4000目,涂料用)、碳酸锆铵、玉米淀粉(符合GB/T8885-2017即可,本次选用中粮品牌)和碳酸钾,搅拌均匀,得到产品。
本实施例的一种保水性建筑胶黏剂(样品3a、样品3b和样品3c)的配方信息如表1所示,表1中单位为重量份数。
表1
Figure BDA0003466754260000041
实施例4:一种保水性建筑胶黏剂,其通过以下方法制备:将配方量的聚乙烯醇缩丁醛(实施例1制备)、聚乙烯醇(PVA-1788型)、双酚A型环氧树脂(巨胜品牌E03型)、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物(P123型)、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和水混合,搅拌升温至90℃使其完全溶解;保温30min后降温至55℃,加入配方量的过硫酸铵,搅拌反应30min;加入配方量的邻苯二甲酸二丁酯、高岭土(4000目,涂料用)、丙三醇、三乙醇胺、碳酸锆铵、玉米淀粉(符合GB/T8885-2017即可,本次选用中粮品牌)和碳酸钾,搅拌均匀,得到产品。
本实施例的一种保水性建筑胶黏剂(样品4a、样品4b和样品4c)的配方信息如表1所示,表1中单位为重量份数。
保水性测试
测试设备:AAGWR型装置,耗材包括试纸(Test Blotter Paper)、穿孔塑料片(TestFilter PCTE);装置和耗材均由GRADEKTM公司出售。
测试内容:在AAGWR型装置的测量室中放入试纸,用穿孔塑料片覆盖,然后向该测量室中引入10毫升受试纸用涂料。该AAGWR装置能够在纸用涂料上施加一定压力(0.5巴的压力90秒),造成涂料中所含的所有或部分水和水溶性物质穿过穿孔塑料片并迁移到试纸中。试纸在实验之前P0和在实验之后P1的重量差得出在实验过程中涂料中所含的已经迁移到试纸中的水和水溶性物质的重量。
测定保水性的相对升高值,其等于(P1-P0)/P0
在纸用涂料中不使用聚合物时,测定该值:R0=[(P1-P0)/P0]聚合物的量=0
对于所用的每种聚合物,随所用的聚合物的量x测定相对保水性升高值:Rx[(P1-P0)/P0]聚合物的量=x
对于所用聚合物的量x,随后如下表示:R%=(Rx-R0)/R0*100。
平行试验5次。
测试对象为样品2a、2b、2c、3a、3b、3c、对照组1。对照组1:将聚乙烯醇(PVA-1788型)和水按33:800混合均匀。
测试结果如表2所示。测试对象的R%均为59~70%,具有较好的保水性;其中仅含水和聚乙烯醇的对照组1的保水性最佳,其他样品在聚乙烯醇水溶液的基础上进行改进,保水性稍有下降但仍能保持较好的保水性。
表2
Figure BDA0003466754260000051
耐水性测试
参照GB/T1733-93测试耐水性,测试结果如表2所示。
对照组1脱落,其他样品无异常,其他样品具有较好的耐水性。
拉伸粘接强度的稳定性测试
分别将测试对象置于0℃/20%RH、25℃/50%RH和40℃/75%RH下30d和360d后,测试拉伸粘结强度,拉伸粘结强度参照GB/T16777-2008、GB/T23445-2009和GB/T17671-1999测定。平行试验5组,取平均值。
测试结果如表3所示(单位:MPa)。大部分样品在放置后,拉伸粘结强度均有一定的下降,其中样品2a、2b、2c的下降量最大;样品3a保持不变,其稳定性最佳。
表3
Figure BDA0003466754260000061
拉伸粘接强度测试
分别将测试对象按标准条件和涂覆并晾干后进行浸水6hr处理,测试拉伸粘结强度,拉伸粘结强度参照GB/T16777-2008、GB/T23445-2009和GB/T17671-1999测定。平行试验5组,取平均值。
测试结果如表4所示(单位:MPa)。样品浸水后拉伸粘结强度均有一定的下降,其中对照组1、样品2a、2b、2c的下降量最大;样品3a保持不变。
表4
标准条件 浸水后
样品2a 1.9 1.6
样品2b 1.9 1.5
样品2c 1.9 1.5
样品3a 1.9 1.9
样品3b 1.9 1.8
样品3c 1.9 1.7
对照组1 1.2 0.3
当然,以上只是本发明的典型实例,除此之外,本发明还可以有其它多种具体实施方式,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种保水性建筑胶黏剂,其特征是,按质量计,包括以下组分:碳酸锆铵1.8~2.1份、玉米淀粉9~11份、碳酸钾0.09~0.11份、聚乙烯醇缩丁醛100份、聚乙烯醇30~35份、双酚A型环氧树脂15~17份、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物0.95~1.05份、甲基纤维素0.48~0.52份、过硫酸铵0.24~0.26份、邻苯二甲酸二丁酯7~9份、高岭土14~16份和水750~850份。
2.根据权利要求1所述的一种保水性建筑胶黏剂,其特征是,按质量计,包括以下组分:碳酸锆铵2.0份、玉米淀粉10份、碳酸钾0.10份、聚乙烯醇缩丁醛100份、聚乙烯醇33.3份、双酚A型环氧树脂16份、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物1.00份、甲基纤维素0.50份、过硫酸铵0.25份、邻苯二甲酸二丁酯8份、高岭土15份和水800份;
所述聚乙烯醇缩丁醛通过以下方法制备:将聚乙烯醇和水按质量比1:15混合,升温至80℃,加盐酸调节pH至2.5,加入丁醛并恒温搅拌反应90min,得到的胶液出现白色即为反应终点;用氢氧化钠水溶液调节pH至7.3,冷却至室温,除尽溶剂得到缩醛度为68~72%的聚乙烯醇缩丁醛;
所述聚乙烯醇及制备所述聚乙烯醇缩丁醛使用的聚乙烯醇均选用PVA-1788型,所述PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物选用P123型。
3.根据权利要求2所述的一种保水性建筑胶黏剂,其特征是,所述碳酸锆铵通过以下方法制备获得:取氯氧化锆和水按质量比1:10混合,调温至25℃并搅拌溶解,保温条件下加入碳酸氢铵,搅拌反应30min,冻干除尽溶剂,得到碳酸锆铵;所述氯氧化锆和碳酸氢铵的摩尔比为2.1:1。
4.根据权利要求3所述的一种保水性建筑胶黏剂,其特征是,按质量计,还包括羧甲基纤维素钠0.98~1.02份、丙三醇1.8~2.1份和三乙醇胺3.5~3.7份。
5.根利要求3所述的一种保水性建筑胶黏剂,其特征是,按质量计,还包括羧甲基纤维素钠1.00份、丙三醇2.0份和三乙醇胺3.6份。
6.制作如权利要求1-5任一项所述的一种保水性建筑胶黏剂的工艺,其特征是,包括以下步骤:将配方量的聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、甲基纤维素和水混合,搅拌升温至88~92℃使其完全溶解;保温28~32min后降温至53~56℃,加入配方量的过硫酸铵,搅拌反应28~32min;加入配方量的邻苯二甲酸二丁酯、高岭土、碳酸锆铵、玉米淀粉和碳酸钾,搅拌均匀,得到产品。
7.根据权利要求6所述的工艺,其特征是,包括以下步骤:将配方量的聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、双酚A型环氧树脂、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和水混合,搅拌升温至90℃使其完全溶解;保温30min后降温至55℃,加入配方量的过硫酸铵,搅拌反应30min;加入配方量的邻苯二甲酸二丁酯、高岭土、丙三醇、三乙醇胺、碳酸锆铵、玉米淀粉和碳酸钾,搅拌均匀,得到产品。
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