CN114591462A - 一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瓷砖背胶技术领域，尤其涉及一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶及其制备方法。本发明采用苯乙烯5～18份、丙烯酸烷基酯30～50份、功能单体1～5份、硅烷偶联剂0.1～0.8份、乳化剂0.5～2份、引发剂0.2～1份、后处理剂0.05～0.4份、pH调节剂0.2～0.7份、消泡剂0.01～0.03份、杀菌剂0.1～0.5份，去离子水43～60份制备得到了一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，并公开了具体的制备方法。本发明制备的疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶兼顾粘结强度和初粘力，具有良好的湿附着力，耐水性。

Description

一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及瓷砖背胶技术领域，尤其涉及一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶及其制备方法。

背景技术

目前市面上用的瓷砖背胶种类繁杂，且无相应的国标要求，导致性能参差不齐，有些属于压敏胶一类的背胶，其主要表现为初粘力高，粘手性好，初粘力球数一般大于22#球。但此类型背胶在实际使用过程中的往往存在粘结强度低，耐水差、涂膜软等缺点，涂刷在玻化砖上也存在内聚力低，抗冲击性能差的问题。另一种类型的背胶则表现为粘结强度高，而初粘力低，初粘力球数一般在10～14#球，粘手性差，但耐水性好，内聚力强，但很难被用户接受，认为在使用过程中容易掉砖。而当前，出现一些新的市场需求，既要求粘结强度高又需要很好的初粘力的背胶需求，虽然市面上也有一些处于中等的瓷砖背胶，但是这种类型的背胶，在性能方面出现缺失：初粘力和粘结强度均比较低，难易保证贴砖效果。

因此，如何提供一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶及其制备方法，在保证瓷砖背胶综合性能的同时，提高瓷砖背胶的粘结强度及初粘力是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶及其制备方法，本发明公开的疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶具有优异的粘结强度及初粘力，同时提高了瓷砖背胶的综合性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，包括如下质量份数的原料：苯乙烯5～18份、丙烯酸烷基酯30～50份、功能单体1～5份、硅烷偶联剂0.1～0.8份、乳化剂0.5～2份、引发剂0.2～1份、后处理剂0.05～0.4份、pH调节剂0.2～0.7份、消泡剂0.01～0.03份、杀菌剂0.1～0.5份，去离子水43～60份。

优选的，所述丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸十七烷基酯和丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸叔丁酯中的一种或几种的混合物；其中，甲基丙烯酸十七烷基酯占疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶总质量的0.1～0.5％。

优选的，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或几种。

优选的，所述乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂按照1：1的质量比复配而成。

优选的，所述引发剂为过硫酸钠和/或过硫酸氨。

优选的，所述后处理剂包括氧化剂和还原引发剂；

其中，氧化剂与还原剂质量比为1.5～2：1.5。

优选的，所述pH调节剂为碱性。

优选的，所述杀菌剂为MIT和/或CMIT。

本发明的另一目的是提供一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶的制备方法，包括以下步骤：

1)将第一部分水、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体、硅烷偶联剂混合，得到乳化液；

2)将步骤1)得到乳化液分为三份，取第一部分乳化液与第二部分水混合，得到反应釜底料；

3)加热反应釜底料，加入第二部分乳化液和第一部分引发剂，反应，反应结束后滴加剩余的引发剂和第三部分乳化液，反应，反应结束后加入后处理剂和pH调节剂，然后加入消泡剂和杀菌剂，即得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过引入甲基丙烯酸十七烷基酯，在聚合过程中，接枝到分子上，改变了玻璃化转变温度，由于甲基丙烯酸十七烷基酯分子链段长，使分子链柔性提升，初粘力上涨，耐水性提升，同时还能够保证瓷砖背胶乳液具有优异的粘结强度。

(2)本发明通过乳液聚合初期取种的工艺，可制备出小粒径的背胶乳液，成膜后更加致密具有更强的渗透性，涂刷在瓷砖板上，有利于提高对基材的附着力和耐水性。

(3)本发明通过引入含羧基、羟基、酰胺基的功能单体和助剂，这些极性基团分布在乳胶粒中，可以大幅度提升对基材的润湿性和附着力，提高背胶对基材的粘合力。

具体实施方式

一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，包括如下质量份数的原料：苯乙烯5～18份、丙烯酸烷基酯30～50份、功能单体1～5份、硅烷偶联剂0.1～0.8份、乳化剂0.5～2份、引发剂0.2～1份、后处理剂0.05～0.4份、pH调节剂0.2～0.7份、消泡剂0.01～0.03份、杀菌剂0.1～0.5份，去离子水43～60份；优选为苯乙烯6～10份、丙烯酸烷基酯35～45份、功能单体2～4份、硅烷偶联剂0.2～0.6份、乳化剂1～1.5份、引发剂0.4～0.8份、后处理剂0.1～0.3份、pH调节剂0.4～0.6份、消泡剂0.01～0.03份、杀菌剂0.3～0.4份，去离子水45～55份；进一步优选为苯乙烯8份、丙烯酸烷基酯40份、功能单体3份、硅烷偶联剂0.5份、乳化剂1.2份、引发剂0.5份、后处理剂0.2份、pH调节剂0.5份、消泡剂0.02份、杀菌剂0.3份，去离子水50份。

在本发明中，所述丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸十七烷基酯和丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸叔丁酯中的一种或几种的混合物；其中，甲基丙烯酸十七烷基酯占疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶总质量的0.1～0.5％，优选为0.2％。

在本发明中，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或几种。

在本发明中，所述乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂按照1：1的质量比复配而成；所述阴离子乳化剂优选为磺酸盐型阴离子乳化剂；所述非离子乳化剂优选为9-40EO数的脂肪醇聚氧乙烯醚。

在本发明中，所述引发剂为过硫酸钠和/或过硫酸氨。

在本发明中，所述硅烷偶联剂优选为A151、A171、A172、A174中的一种。

在本发明中，所述后处理剂包括氧化剂和还原引发剂；

其中，氧化剂与还原剂质量比为1.5～2：1.5，优选为1.5：1.5。

在本发明中，所述pH调节剂为碱性，优选为质量分数为10～20％的氢氧化钠水溶液，进一步优选为质量分数为20％的氢氧化钠水溶液。

在本发明中，所述杀菌剂为MIT和/或CMIT。

本发明还提供了一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶的制备方法，包括以下步骤：

1)将第一部分水、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体、硅烷偶联剂混合，得到乳化液；

2)将步骤1)得到乳化液分为三份，取第一部分乳化液与第二部分水混合，得到反应釜底料；

3)加热反应釜底料，加入第二部分乳化液和第一部分引发剂，反应，反应结束后滴加剩余的引发剂和第三部分乳化液，反应，反应结束后加入后处理剂和pH调节剂，然后加入消泡剂和杀菌剂，即得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。

在本发明中，所述第一部分水占水总质量的20～30％，优选为25％；所述第二部分水占水总质量的10～20％，优选为15％。

在本发明中，所述第一部分乳化液占乳化液总质量的0.1～0.3％，优选为0.2％；所述第二部分乳化液占乳化液总质量的3～8％，优选为5％。

在本发明中，所述第一部分引发剂占引发剂总质量的1％。

在本发明中，所述步骤1)先将水和乳化剂混合，在100rpm下分散15～30min，加入苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体和硅烷偶联剂后在200rpm下再搅拌15～30min。

在本发明中，所述步骤3)优选为加热升温至81～88℃，优选为82～86℃，进一步优选为85℃；加入乳化液和引发剂后，反应10～20min，优选为12～18min，进一步优选为15min；滴加剩余的引发剂和乳化液后反应60～80分钟，优选为60min；将反应釜温度降至70～75℃，优选为将至73℃；加入氧化剂和还原剂后，反应40～60min，优选为50min；处理完后降温至50℃，调节pH至6～8，优选为7；然后加入消泡剂和杀菌剂，得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例原料质量份数如下：去离子水50份，苯乙烯8份，丙烯酸烷基酯：丙烯酸丁酯25份、甲基丙烯酸十七烷基酯0.2份、丙烯酸异辛酯10份，功能单体：丙烯酸1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯2.5份、丙烯酰胺1份，A151硅烷偶联剂0.25份，阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠0.4份，非离子乳化剂LCN 118 0.4份，过硫酸钠0.25份，氧化剂叔丁基过氧化氢0.05份、还原剂亚硫酸氢钠0.1份、20％的氢氧化钠水溶液0.23份、矿物非硅消泡剂JT-820 0.02份、杀菌剂MIT 0.15份。

制备步骤如下：

乳化液配制：向乳化缸中加入总质量25％的去离子水、乳化剂，在带有分散盘的搅拌机上以100rpm分散25分钟后，加入苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体、硅烷偶联剂后继续以200rpm搅拌25分钟后，得到乳化液；

反应釜底料准备：向反应釜中加入总质量20的去离子水和0.1％乳化液，得到反应釜底料；

将反应釜加热升温至85℃，取3％的乳化液，加入1％的引发剂后，保温15分钟，然后分别滴加剩余的引发剂和乳化液，滴加速度为0.55份/min，滴完保温60分钟，将反应釜温度降至73℃，加入氧化还和原引发剂，进行后处理，时间控制在40分钟，后处理完后降温至50℃，利用pH调节剂调节pH至7，然后加入消泡剂和杀菌剂，加完后过滤出料即得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。

实施例2

本实施例原料质量份数如下：去离子水59份，苯乙烯5份，丙烯酸烷基酯：丙烯酸丁酯15份、甲基丙烯酸十七烷基酯0.3份、丙烯酸异辛酯15份，功能单体：甲基丙烯酸1份、甲基丙烯酸羟乙酯1.5份、丙烯酰胺1份，A172硅烷偶联剂0.1份，阴离子乳化剂十二烷基磺酸钠1份，非离子乳化剂AEO-9 1份，过硫酸铵0.4份，氧化剂叔丁基过氧化氢0.2份，还原剂焦亚硫酸钠0.15份，20％的氢氧化钠水溶液0.4份，矿物非硅消泡剂JT-8200.03份，杀菌剂CMIT0.3份。

制备步骤如下：

乳化液配制：向乳化缸中加入总质量20％的去离子水、乳化剂，在带有分散盘的搅拌机上以100rpm分散15分钟后，加入苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体、硅烷偶联剂后继续以200rpm搅拌30分钟后，得到乳化液；

反应釜底料准备：向反应釜中加入总质量15％的去离子水和0.2％乳化液，得到反应釜底料；

将反应釜加热升温至81℃，取5％的乳化液，加入1％的引发剂后，保温10分钟，然后分别滴加剩余的引发剂和乳化液，滴加速度为0.55份/min，滴完保温80分钟，将反应釜温度降至70℃，加入氧化还和原引发剂，进行后处理，时间控制在50分钟，后处理完后降温至50℃，利用pH调节剂调节pH至8，然后加入消泡剂和杀菌剂，加完后过滤出料即得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。

实施例3

本实施例原料质量份数如下：去离子水45份，苯乙烯16份，丙烯酸烷基酯：丙烯酸丁酯12份、丙烯酸异辛酯19份、甲基丙烯酸十七烷基酯0.4份，功能单体：丙烯酸2份、丙烯酸羟乙酯2份，A151硅烷偶联剂0.7份，阴离子乳化剂十二烷基二苯醚二磺酸钠盐0.75份，非离子乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚0.75份，过硫酸钠1份，氧化剂双氧水0.186份，还原剂维生素C 0.094份，10％的氢氧化钠水溶液0.6份，矿物非硅消泡剂JT-820 0.01份，杀菌剂MIT0.45份。

制备步骤如下：

乳化液配制：向乳化缸中加入总质量30％的去离子水、乳化剂，在带有分散盘的搅拌机上以100rpm分散30分钟后，加入苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体、硅烷偶联剂后继续以200rpm搅拌15分钟后，得到乳化液；

反应釜底料准备：向反应釜中加入总质量10％的去离子水和0.3％乳化液，得到反应釜底料；

将反应釜加热升温至88℃，取8％的乳化液，加入1％的引发剂后，保温20分钟，然后分别滴加剩余的引发剂和乳化液，滴加速的为0.55份/min，滴完保温70分钟，将反应釜温度降至75℃，加入氧化还和原引发剂，进行后处理，时间控制在60分钟，后处理完后降温至50℃，利用pH调节剂调节pH至6，然后加入消泡剂和杀菌剂，加完后过滤出料即得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。

实验例1

将实施例1～3制备的产品、市售样品1(恒河8583)和市售样品2(红星3086)按照JC/T547-2017《陶瓷墙地砖胶粘剂》标准，进行性能测试，其主要性能指标如下表1。

表1瓷砖背胶的物理性能

从表1可以得到本发明制备的瓷砖背胶相比于市售样品，拉伸粘结强度、浸水后拉伸粘结强度、热老化后拉伸粘结强度和冻融循环拉伸粘结强度均有较大程度的提高，本发明制备的瓷砖背胶具有优良的综合性能。

对实施例1～3制备的产品、市售样品1(恒河8583)和市售样品2(红星3086)按照按照GBT 4852-2002《压敏胶粘带初粘性试验方法》(滚球法)测试样品的初粘力，其主要性能指标如下表2。

表2瓷砖背胶的加固性能

从表2可以看出，本发明制备的瓷砖背胶初粘性能优异。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，包括如下质量份数的原料：苯乙烯5～18份、丙烯酸烷基酯30～50份、功能单体1～5份、硅烷偶联剂0.1～0.8份、乳化剂0.5～2份、引发剂0.2～1份、后处理剂0.05～0.4份、pH调节剂0.2～0.7份、消泡剂0.01～0.03份、杀菌剂0.1～0.5份，去离子水43～60份。

2.根据权利要求1所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸十七烷基酯和丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸叔丁酯中的一种或几种的混合物；其中，甲基丙烯酸十七烷基酯占疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶总质量的0.1～0.5％。

3.根据权利要求2所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂按照1：1的质量比复配而成。

5.根据权利要求2所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠和/或过硫酸氨。

6.根据权利要求2所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述后处理剂包括氧化剂和还原引发剂；

其中，氧化剂与还原剂质量比为1.5～2：1.5。

7.根据权利要求2所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述pH调节剂为碱性。

8.根据权利要求2所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶，其特征在于，所述杀菌剂为MIT和/或CMIT。

9.权利要求1～8任一项所述的一种疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将第一部分水、乳化剂、苯乙烯、丙烯酸烷基酯、功能单体、硅烷偶联剂混合，得到乳化液；

2)将步骤1)得到乳化液分为三份，取第一部分乳化液与第二部分水混合，得到反应釜底料；

3)加热反应釜底料，加入第二部分乳化液和第一部分引发剂，反应，反应结束后滴加剩余的引发剂和第三部分乳化液，反应，反应结束后加入后处理剂和pH调节剂，然后加入消泡剂和杀菌剂，即得到疏水型高强高粘复合型瓷砖背胶。