一种建筑粘合剂的制备方法与流程

文档序号:20614460发布日期:2020-05-06 19:58阅读:403来源:国知局
本发明属于粘合剂制造领域,具体涉及一种建筑粘合剂的制备方法。
背景技术
:随着科技的发展,人们生活水平的提高,粘合剂广泛应用开来,人们对粘合剂的要求也越来越高,不仅需要粘合剂粘合力强还需要粘合剂具有环保、成本低、安全性强等特点。但是现今的粘合剂生产成本高、环保性能差。近年来,随着建筑业的快速发展,用于粘贴瓷砖、面砖、地砖等装饰材料的瓷砖粘合剂被大量应用于内外墙面、地面、浴室、厨房等建筑的饰面装饰场所。由于现有的瓷砖粘合剂大多属于刚性材料,导致水泥砂浆在成型后与瓷砖之间没有足够的附着力,在外部环境(如温度变化、地基或墙体下沉、裂缝、外力作用等)的影响下产生不同的应力和细微的移动,极易使瓷砖与贴合面之间失去原有的粘结力,导致空鼓甚至瓷砖脱落的现象产生,不仅影响了建筑物的环境美观,还有可能威胁到人们的人身安全,存在严重的安全隐患。随着时间的推移,建筑房子都会随之老化,一般的钢筋水泥建筑的寿命也就几十年。而建筑的老化会带来一系列的人生安全以及财产安全隐患。其中就包括虫蚁的滋生,特别是楼顶,还可能出现漏水渗水的情况。现有制备方法制备的粘合剂,用于建筑补缝,但是其补缝的的防水性能却不甚理想,且由于这种建筑粘合剂一般用于室外,在高温环境中,粘合剂还好,能够实现补缝,防水,但是一旦还面临低温环境,现有的粘合剂将变的没有附着性,变脆,开裂,一旦有雨水,同样会渗水,且制备方法繁杂,有些还反应剧烈,非常危险。建筑粘合剂是建筑工程上必不可少的材料,使用范围很广泛。随着经济的发展合成建筑粘合剂越来越多地应用于各个领域。在建筑装饰装修过程中,主要用于板材粘结,墙面预处理,壁纸粘贴,陶瓷墙地砖、各种地板、地毯铺设粘结等方面,增加了防水性、密封性、弹性、抗冲击性等一系列性能,这不仅可以提高建筑装饰质量,增加美观舒适感,还可以改进施工工艺,提高建筑施工效率和质量等。在目前使用的粘合剂中,许多为溶剂类的三醛胶,由于游离醛的存在,对环境污染造成很大的影响,人类长期接触还会造成恶性肿瘤的危害。其中,最常使用的粘胶剂为聚乙烯醇缩甲醛胶,俗称107胶即改进后的801胶,该粘胶剂是由聚乙烯醇通过缩醛反应制成的,其残留的游离甲醛量较大。为了降低现有粘胶剂中的甲醛含量,环保性一般,而且还可能危及到使用者的健康。在建筑装修材料领域中,建筑用粘合剂是一种非常重要的基础材料。主要用于瓷砖粘接,水泥基粘结剂、内外墙腻子粘合材料、壁纸及墙纸粘结剂、普通建筑涂料基料等方面。目前国内市场质量较好的墙面粘合剂大多为进口产品,其价格昂贵。国产化产品大多采用单一粘合剂,其水溶性、稳定性、环保性均存在差距,尤其环保性已成为当前人们十分关注的重点。常用的801胶水是由聚乙烯醇与甲醛在酸性介质中经缩聚反应,再经氨基化后而制得的。制备过程中含有未反应的甲醛。801胶水在家装中常用于墙布、墙纸、瓷砖及水泥制品等的粘贴,也可用作内外墙和地面涂料的胶料。但801胶水中含有未反应的甲醛,而甲醛是室内环境污染的主要原因,因其含有较多甲醛成分,已被国家住建部列入被淘汰的建材产品的名单中,目前在家庭装修中已禁止使用。因此迫切需要通过技术创新来研发出一种可达到绿色环保,胶液均匀无颗粒,与滑石粉、重钙粉、白水泥等材料按一定比例混合调制成的批墙腻子、具有附着力强、批刮顺滑等优点的环保型建筑用粘合剂,将显得十分必要。目前建筑粘合剂存在:附着力差、粘结强度低、容易有安全隐患等问题。因此,发明一种优良的建筑粘合剂对粘合剂制造领域具有积极意义。技术实现要素:本发明主要解决的技术问题,针对目前建筑用粘合剂大多为刚性材料,对混凝土、瓷砖等建筑材料附着力较差,粘结强度低,会造成安全隐患的缺陷,提供了一种建筑粘合剂的制备方法。为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种建筑粘合剂的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:将预聚体置于搅拌反应釜中,向预聚体中质量分数为20%的聚乙烯醇水溶液、质量分数为30%的甲醛水溶液、甲基化木质素、双氧水、淀粉、增粘环糊精加热升温至80~90℃,在300~400r/min的转速搅拌条件下,继续向搅拌反应釜中加入三乙胺和过硫酸钾,搅拌反应10~15min后提高搅拌转速至600~800r/min,继续搅拌反应1~2h,得到建筑粘合剂;所述的增粘环糊精具体制备步骤为:(1)把重量份数计,向烧杯中加入60~70份β-环糊精和80~100份质量分数为40%的氢氧化钠溶液,室温下搅拌10~15min后,再加入4~6份氯化缩水甘油三甲基铵,水浴加热升温,保温反应3~4h,过滤去除滤液后烘干得到待提纯产物;(2)按重量份数计,将60~80份上述待提纯产物用180~200份热水溶解后,调节ph至6~7,再置于设定温度为80~90℃的真空干燥箱中,干燥3~4h后,置于研钵中研磨3~4h,将所得粉末用200~220份n,n-二甲基甲酰胺溶解,继续加入140~150份丙酮,搅拌混匀后抽滤去除滤液分离得到产物,随后放入设定温度为80~90℃的真空干燥箱中,干燥4~5h,得到增粘环糊精;所述的羧甲基化木质素具体制备步骤为:按重量份数计,取180~200份秸秆渣、350~400份质量分数为30%的氢氧化钠溶液放入带有搅拌器的水浴反应釜中,启动搅拌器并水浴加热升温,搅拌3~5h,过滤,去除滤渣后,中和滤液至中性,进行羧甲基化,以3000~3500r/min的转速,高速离心10~15min,去除上层清液,分离得到下层沉淀,随后用水洗涤后置于设定温度为70~80℃的烘箱中,干燥3~4h,得到羧甲基化木质素;所述的预聚体具体制备步骤为:向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200~230ml蓖麻油多元醇,脱水30~35min,冷却至室温,启动搅拌器,以200~250r/min的转速搅拌,加热升温至70~80℃后,用恒压滴液漏斗以3~5ml/min的滴加速率,向三口烧瓶中加入80~90ml甲苯二异氰酸酯,并保温反应2~3h,出料冷却至室温,得到预聚体。所述的建筑粘合剂具体制备步骤中各组分原料,按重量份数计,包括70~80份预聚体、50~60份质量分数为20%的聚乙烯醇水溶液、20~25份质量分数为30%的甲醛水溶液、30~35份羧甲基化木质素、4~5份双氧水、10~15份淀粉、20~25份增粘环糊精、0.8~1.0份三乙胺和2~3份过硫酸钾。所述的建筑粘合剂具体制备步骤中聚乙烯醇水溶液的聚乙烯醇为pva-1788、pva-1799、pva-2488的一种。所述的增粘环糊精具体制备步骤(1)中水浴加热温度控制为60~65℃。所述的增粘环糊精具体制备步骤(2)中用于溶解待提纯产物的热水温度控制为60~65℃。所述的增粘环糊精具体制备步骤(2)中调节ph通过添加质量分数为10%的稀盐酸来达到。所述的羧甲基化木质素具体制备步骤中水浴加热温度控制为90~95℃。所述的羧甲基化木质素具体制备步骤中中和滤液至中性和羧甲基化都通过添加适量质量分数为20%的氯乙酸达到。所述的预聚体具体制备步骤中脱水过程通过真空加热方式并控制加热温度为110~120℃。本发明的有益效果是:(1)本发明以废弃的秸秆为原料,经过加热碱煮,用氯乙酸中和改性,经高速离心、洗涤、干燥得到羧甲基化木质素,将β-环糊精碱化后加入氯化缩水甘油三甲基铵加热反应后过滤得到待提纯产物,将待提纯产物用热水溶解,经过中和、研磨、重结晶提纯后干燥得到增粘环糊精,以蓖麻油多元醇、甲苯二异氰酸酯为原料制备得到预聚体,向预聚体中添加各种添加料,进一步聚合,制备出建筑粘合剂,本发明的粘合剂为水性粘合剂,可添加至砂浆中使用,也可用于瓷砖贴合,其中增粘环糊精石经过氯化缩水甘油三甲基铵阳离子化的环糊精,阳离子环糊精会在水中以胶体形式可将砂浆中水泥包覆,季铵型阳离子环糊精会对水泥中的硅酸金属盐表面的阳离子发生排斥作用,可减少砂浆凝固的收缩量提高粘结强度,并避免粘合剂发生空鼓现象;(2)本发明将木质素进行羧甲基化,由于木质素本身具有较大空间结构的性质,进行羧甲基化后,在环糊精中会产生更大的空间位阻,有利于提高环糊精的分散性能,并且羧甲基化木质素对二价的金属盐离子络合作用明显,因而提高粘结强度的同时能够避免混凝土和瓷砖中钙、镁离子在粘合剂中发生盐析,并且羧甲基化木质素可增大环糊精的平均分子量,提高环糊精在施工表面粘结时的沉积密度,聚乙烯醇与甲醛缩合生成的聚乙烯醇缩甲醛使粘合剂固化后胶膜柔性和抗压性增强,还通过氧化淀粉提高粘合剂的水性,提高粘合剂的柔性与粘结强度,具有广阔的应用前景。具体实施方式把重量份数计,向烧杯中加入60~70份β-环糊精和80~100份质量分数为40%的氢氧化钠溶液,室温下搅拌10~15min后,再加入4~6份氯化缩水甘油三甲基铵,水浴加热升温至60~65℃,保温反应3~4h,过滤去除滤液后烘干得到待提纯产物;按重量份数计,将60~80份上述待提纯产物用180~200份温度为60~65℃的热水溶解后,用质量分数为10%的稀盐酸调节ph至6~7,再置于设定温度为80~90℃的真空干燥箱中,干燥3~4h后,置于研钵中研磨3~4h,将所得粉末200~220份n,n-二甲基甲酰胺溶解,继续加入140~150份丙酮,搅拌混匀后抽滤去除滤液分离得到产物,随后放入设定温度为80~90℃的真空干燥箱中,干燥4~5h,得到增粘环糊精;按重量份数计,取180~200份秸秆渣、350~400份质量分数为30%的氢氧化钠溶液放入带有搅拌器的水浴反应釜中,启动搅拌器并水浴加热升温至90~95℃,搅拌3~5h,过滤,去除滤渣后用质量分数为20%的氯乙酸中和滤液至中性,进行羧甲基化,以3000~3500r/min的转速,高速离心10~15min,去除上层清液,分离得到下层沉淀,随后用水洗涤后置于设定温度为70~80℃的烘箱中,干燥3~4h,得到羧甲基化木质素;向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200~230ml蓖麻油多元醇,真空加热至110~120℃,脱水30~35min,冷却至室温,启动搅拌器,以200~250r/min的转速搅拌,加热升温至70~80℃后,用恒压滴液漏斗以3~5ml/min的滴加速率,向三口烧瓶中加入80~90ml甲苯二异氰酸酯,并保温反应2~3h,出料冷却至室温,得到预聚体;按重量份数计,将70~80份预聚体置于搅拌反应釜中,向预聚体中50~60份质量分数为20%的聚乙烯醇水溶液、20~25份质量分数为30%的甲醛水溶液、30~35份羧甲基化木质素、4~5份双氧水、10~15份淀粉、20~25份增粘环糊精加热升温至80~90℃,在300~400r/min的转速搅拌条件下,继续向搅拌反应釜中加入0.8~1.0份三乙胺和2~3份过硫酸钾,搅拌反应10~15min后提高搅拌转速至600~800r/min,继续搅拌反应1~2h,得到建筑粘合剂,其中聚乙烯醇为pva-1788、pva-1799、pva-2488的一种。实施例1聚乙烯醇为:pva-1788待提纯产物的制备:把重量份数计,向烧杯中加入60份β-环糊精和80份质量分数为40%的氢氧化钠溶液,室温下搅拌10min后,再加入4份氯化缩水甘油三甲基铵,水浴加热升温至60℃,保温反应3h,过滤去除滤液后烘干得到待提纯产物;增粘环糊精的制备:按重量份数计,将60份上述待提纯产物用180份温度为60℃的热水溶解后,用质量分数为10%的稀盐酸调节ph至6,再置于设定温度为80℃的真空干燥箱中,干燥3h后,置于研钵中研磨3h,,将所得粉末200份n,n-二甲基甲酰胺溶解,继续加入140份丙酮,搅拌混匀后抽滤去除滤液分离得到产物,随后放入设定温度为80℃的真空干燥箱中,干燥4h,得到增粘环糊精;羧甲基化木质素的制备:按重量份数计,取180份秸秆渣、350份质量分数为30%的氢氧化钠溶液放入带有搅拌器的水浴反应釜中,启动搅拌器并水浴加热升温至90℃,搅拌3h,过滤,去除滤渣后用质量分数为20%的氯乙酸中和滤液至中性,进行羧甲基化,以3000r/min的转速,高速离心10min,去除上层清液,分离得到下层沉淀,随后用水洗涤后置于设定温度为70℃的烘箱中,干燥3h,得到羧甲基化木质素;预聚体的制备:向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200ml蓖麻油多元醇,真空加热至110℃,脱水30min,冷却至室温,启动搅拌器,以200r/min的转速搅拌,加热升温至70℃后,用恒压滴液漏斗以3ml/min的滴加速率,向三口烧瓶中加入80ml甲苯二异氰酸酯,并保温反应2h,出料冷却至室温,得到预聚体;建筑粘合剂的制备:按重量份数计,将70份预聚体置于搅拌反应釜中,向预聚体中50份质量分数为20%的聚乙烯醇水溶液、20份质量分数为30%的甲醛水溶液、30份羧甲基化木质素、4份双氧水、10份淀粉、20份增粘环糊精加热升温至80℃,在300r/min的转速搅拌条件下,继续向搅拌反应釜中加入0.8份三乙胺和2份过硫酸钾,搅拌反应10min后提高搅拌转速至600r/min,继续搅拌反应1h,得到建筑粘合剂,其中聚乙烯醇为pva-1788。实施例2聚乙烯醇为:pva-1799待提纯产物的制备:把重量份数计,向烧杯中加入65份β-环糊精和90份质量分数为40%的氢氧化钠溶液,室温下搅拌12.5min后,再加入5份氯化缩水甘油三甲基铵,水浴加热升温至62.5℃,保温反应3.5h,过滤去除滤液后烘干得到待提纯产物;增粘环糊精的制备:按重量份数计,将70份上述待提纯产物用190份温度为62.5℃的热水溶解后,用质量分数为10%的稀盐酸调节ph至6.5,再置于设定温度为85℃的真空干燥箱中,干燥3.5h后,置于研钵中研磨3.5h,,将所得粉末210份n,n-二甲基甲酰胺溶解,继续加入145份丙酮,搅拌混匀后抽滤去除滤液分离得到产物,随后放入设定温度为85℃的真空干燥箱中,干燥4.5h,得到增粘环糊精;羧甲基化木质素的制备:按重量份数计,取190份秸秆渣、375份质量分数为30%的氢氧化钠溶液放入带有搅拌器的水浴反应釜中,启动搅拌器并水浴加热升温至92.5℃,搅拌4h,过滤,去除滤渣后用质量分数为20%的氯乙酸中和滤液至中性,进行羧甲基化,以3250r/min的转速,高速离心12.5min,去除上层清液,分离得到下层沉淀,随后用水洗涤后置于设定温度为75℃的烘箱中,干燥3.5h,得到羧甲基化木质素;预聚体的制备:向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入215ml蓖麻油多元醇,真空加热至115℃,脱水32.5min,冷却至室温,启动搅拌器,以225r/min的转速搅拌,加热升温至75℃后,用恒压滴液漏斗以4ml/min的滴加速率,向三口烧瓶中加入85ml甲苯二异氰酸酯,并保温反应2.5h,出料冷却至室温,得到预聚体;建筑粘合剂的制备:按重量份数计,将75份预聚体置于搅拌反应釜中,向预聚体中55份质量分数为20%的聚乙烯醇水溶液、22.5份质量分数为30%的甲醛水溶液、32.5份羧甲基化木质素、4.5份双氧水、12.5份淀粉、22.5份增粘环糊精加热升温至85℃,在350r/min的转速搅拌条件下,继续向搅拌反应釜中加入0.9份三乙胺和2.5份过硫酸钾,搅拌反应12.5min后提高搅拌转速至700r/min,继续搅拌反应1.5h,得到建筑粘合剂,其中聚乙烯醇为pva-1799。实施例3聚乙烯醇为:pva-2488待提纯产物的制备:把重量份数计,向烧杯中加入70份β-环糊精和100份质量分数为40%的氢氧化钠溶液,室温下搅拌15min后,再加入6份氯化缩水甘油三甲基铵,水浴加热升温至65℃,保温反应4h,过滤去除滤液后烘干得到待提纯产物;增粘环糊精的制备:按重量份数计,将80份上述待提纯产物用200份温度为65℃的热水溶解后,用质量分数为10%的稀盐酸调节ph至7,再置于设定温度为90℃的真空干燥箱中,干燥4h后,置于研钵中研磨4h,,将所得粉末220份n,n-二甲基甲酰胺溶解,继续加入150份丙酮,搅拌混匀后抽滤去除滤液分离得到产物,随后放入设定温度为90℃的真空干燥箱中,干燥5h,得到增粘环糊精;羧甲基化木质素的制备:按重量份数计,取200份秸秆渣、400份质量分数为30%的氢氧化钠溶液放入带有搅拌器的水浴反应釜中,启动搅拌器并水浴加热升温至95℃,搅拌5h,过滤,去除滤渣后用质量分数为20%的氯乙酸中和滤液至中性,进行羧甲基化,以3500r/min的转速,高速离心15min,去除上层清液,分离得到下层沉淀,随后用水洗涤后置于设定温度为80℃的烘箱中,干燥4h,得到羧甲基化木质素;预聚体的制备:向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入230ml蓖麻油多元醇,真空加热至120℃,脱水35min,冷却至室温,启动搅拌器,以250r/min的转速搅拌,加热升温至80℃后,用恒压滴液漏斗以5ml/min的滴加速率,向三口烧瓶中加入90ml甲苯二异氰酸酯,并保温反应3h,出料冷却至室温,得到预聚体;建筑粘合剂的制备:按重量份数计,将80份预聚体置于搅拌反应釜中,向预聚体中60份质量分数为20%的聚乙烯醇水溶液、25份质量分数为30%的甲醛水溶液、35份羧甲基化木质素、5份双氧水、15份淀粉、25份增粘环糊精加热升温至90℃,在400r/min的转速搅拌条件下,继续向搅拌反应釜中加入1.0份三乙胺和3份过硫酸钾,搅拌反应15min后提高搅拌转速至800r/min,继续搅拌反应2h,得到建筑粘合剂,其中聚乙烯醇为pva-2488。对比例1与实例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少增粘环糊精。对比例2与实例1的制备方法基本相同,唯有不同的是缺少羧甲基化木质素。对比例3北京某公司生产的粘合剂。分别对本发明和对比例中的粘合剂进行性能检测,检测结果如表1所示:检测方法:粘结强度按照jc/t547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》的标准进行性能测试。拉伸粘结强度按照jc/t547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》的标准进行性能测试。浸水拉伸粘结强度测定:分别将本发明中的粘合剂按相同涂抹量均匀涂布在相同大小的玻璃基板上,待其自然干燥固化后将玻璃基板放置在45℃的热水中,120h后取出玻璃基板,并按照按照jc/t547-2005的标准测定其浸水拉伸粘结强度。热老化拉伸粘结强度:分别将本发明中的粘合剂按相同涂抹量均匀涂布在相同大小的玻璃基板上,待其自然干燥固化后将玻璃基板放置在温度为250℃的环境下85h后取出玻璃基板,并按照按照jc/t547-2005的标准测定其热老化拉伸粘结强度。表1粘合剂性能测定结果测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3粘结强度(mpa)3.33.43.62.12.42.8拉伸粘结强度(mpa)3.23.43.52.22.32.6浸水拉伸粘结强度(mpa)1.361.431.510.911.021.13热老化拉伸粘结强度(mpa)1.111.251.370.560.620.75通过表1能够看出,本发明制备的建筑粘合剂,粘结强度较高,不论在浸水或者热老化的情况下粘结强度都较好,有广阔的应用前景。以上所述仅为本发明的较佳方式,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1