一种粘结剂及其制备方法与流程

1.本技术涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种粘结剂及其制备方法。


背景技术：

2.粘结剂是建筑工程上必不可少的材料，使用范围广泛。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、底板铺设粘结等方面，能够增加防水性、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。
3.而建筑在建造过程中，会产生大量的建筑垃圾和工业废渣，建筑垃圾成分复杂，难以资源化利用，而简单的处理或堆放又会严重破坏我们的生态环境，占用土地资源。工业废渣主要包括冶金废渣、采矿废渣、染料废渣和化工废渣，会造成水系、大气以及土壤污染。因此，开发出一种能够资源化利用建筑垃圾和工业废渣的新技术具有非常重要的现实意义。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种粘结剂，能够资源化利用建筑垃圾和工业废渣，避免环境、空气、水系及土壤污染，具有黏度高、溶解性好、抗老化、无污染、节能环保的特点。
5.本技术的另一目的在于提供一种粘结剂的制备方法，通过不同的处理工艺可以提高原料间的结合强度，提高粘结剂的黏度，使得粘结剂的流平性和抗裂性更好，同时让粘结剂具有较好的防水性和防霉性，使用效果更好。
6.本技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
7.本技术提出一种粘结剂，按重量份数计，包括以下原料：20-50份建筑垃圾，30-60份工业废渣，30-60份苛性钠，100-200份凹凸棒土，20-50份胶粉，10-30份羟丙基甲基纤维素，40-80份硬脂酸，10-30份稳定剂和10-20份抗氧剂。
8.本技术提出一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
9.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.1-1mm的粉末，煅烧，冷却，然后加入水中浸泡2-4h，得到混合料；将苛性钠加热，然后加入混合料和凹凸棒土，反应1-3h，得到预混料；将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸加压加热，得到粘稠液体；将预混料加入粘稠液体中，加入稳定剂和抗氧剂反应2-5h。
10.本技术实施例至少具有以下有益效果：
11.本技术中，以建筑垃圾和工业废渣为原料，不仅能够解决建筑垃圾和工业废渣造成的环境问题，还可以减少粘结剂中填料的使用量，进而降低生产成本，使得制得的粘结剂更加环保健康、经济实惠。以凹凸棒土、胶粉和羟丙基甲基纤维素为辅料，几者具有较好的物化性能和工艺性能，可以提高粘结剂的黏度，增强粘结剂的结合强度，提升粘结剂的抗裂性能，让粘结剂的实用性更好。再辅以苛性钠、硬脂酸、稳定剂和抗氧剂，可以促进各原料之间的反应效果更好，以进一步优化粘结剂的性能。通过各原料的配合，使得各组分之间交联填充效果更好，让粘结剂具有黏度高、溶解性好、抗老化、无污染、节能环保的特点，还能够
资源化利用建筑垃圾和工业废渣，避免环境、空气、水系及土壤污染，有助于环境保护。
12.本技术中，通过对建筑垃圾和工业废渣进行煅烧、浸泡处理，可以得到改性建筑垃圾和改性工业废渣，增大两者的孔隙率；通过与苛性钠和凹凸棒土混合，利用凹凸棒土的相容性、增稠性和吸水性，可以提高几者的混合效果，使得几者的结合强度更好；通过将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸的反应，增强粘结剂的防水性和黏度；通过将预混料、粘稠液体、稳定剂和抗氧剂混合，使得粘稠液体黏附在预混料表面，填充在预混料孔隙中，形成包裹性较好的粘结剂，同时让粘结剂具有较长的贮存期。通过不同的处理工艺可以提高原料间的结合强度，提高粘结剂的黏度，使得粘结剂的流平性和抗裂性更好，同时让粘结剂具有较好的防水性和防霉性，使用效果更好。
具体实施方式
13.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
14.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本技术。
15.一种粘结剂，按重量份数计，包括以下原料：20-50份建筑垃圾，30-60份工业废渣，30-60份苛性钠，100-200份凹凸棒土，20-50份胶粉，10-30份羟丙基甲基纤维素，40-80份硬脂酸，10-30份稳定剂和10-20份抗氧剂。
16.建筑垃圾为渣土、混凝土块、碎石块、废砂浆、泥浆和砖瓦碎块。渣土的主要化学成分为二氧化硅和碳酸钙。混凝土块的成分为胶凝材料、粗、细骨料。碎石块的成分主要是二氧化硅。废砂浆的成分为金刚砂、聚乙二醇、金属硅粉等。泥浆的主要成分为膨润土、掺和物和水。砖瓦碎块的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁等。
17.工业废渣为矿渣、煤渣、烟道灰和页岩灰。矿渣是指在铁矿石中的二氧化硅、氧化铝等杂质与石灰等反应生成以硅酸盐和硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经过淬冷成质地疏松、多孔的粒状物。煤渣的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等。烟道灰的主要成分为碳和二氧化硫。页岩灰的化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠和氧化钾等。
18.苛性钠，指氢氧化钠，也称烧碱、火碱，是一种无机化合物，化学式naoh，氢氧化钠具有强碱性，腐蚀性极强，可作酸中和剂、配合掩蔽剂、沉淀剂、沉淀掩蔽剂、显色剂、皂化剂、去皮剂、洗涤剂等，用途非常广泛。
19.凹凸棒土，又称坡缕石(palygorskite)或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，结构属2：1型粘土矿物。在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。主要物化性能和工艺性能有：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性，大的比表面积(9.6～36m2/g)以及胶质价和膨胀容。此外，还具有增稠性、流平性、耐候性、绝热性和环保性，有良好的相容性，可以防缩孔和鱼眼，不易流挂，具有较强的耐酸碱性、耐腐蚀性和防霉性，耐高温，绝热，绝缘，无污染，抑制微生物生长，吸收有毒挥发成分，绿色环保；对水份接受、排放性能强，不膨胀不变形，粘结性能好，质轻韧性大，具有隔
热保暖、吸声的作用，可防虫蛀，抗垂度强，能适应空气温度的变化，且不变形。
20.胶粉指的是废旧橡胶制品经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料。优选hjs-09塑胶粉末，是一种高分子聚合物转化材料，改性后为冷水可溶的粉末，成膜光亮透明，硬度高，溶液是一种高粘、高强、高透明的，可用作多种材料的粘接。
21.羟丙基甲基纤维素，可以改善保水性，加强保水功能，减少流动悬挂现象，促进工作效率；具有增稠性，可以增强润滑性和可塑性，可以提高粘结剂的抗裂性，通过提高粘结剂中空气含量而降低开裂，增强粘结剂的抗垂流性能。
22.硬脂酸具有很好的润滑性和较好的光、热稳定作用，可以用作软化剂和分散剂，可以提高粘结剂的防水性。
23.稳定剂指能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能化学物。它可以减慢反应，保持化学平衡，降低表面张力，防止光、热分解或氧化分解等作用。其可以延长粘结剂的贮存期。其中，稳定剂为醋酸铜或对甲基苯磺酸。
24.抗氧剂可以防止氧化和分解，保持粘结剂的黏度稳定。抗氧剂为2,6-叔丁基对甲酚。
25.本实施例中，以建筑垃圾和工业废渣为原料，不仅能够解决建筑垃圾和工业废渣造成的环境问题，还可以减少粘结剂中填料的使用量，进而降低生产成本，使得制得的粘结剂更加环保健康、经济实惠。以凹凸棒土、胶粉和羟丙基甲基纤维素为辅料，几者具有较好的物化性能和工艺性能，可以提高粘结剂的黏度，增强粘结剂的结合强度，提升粘结剂的抗裂性能，让粘结剂的实用性更好。再辅以苛性钠、硬脂酸、稳定剂和抗氧剂，可以促进各原料之间的反应效果更好，以进一步优化粘结剂的性能。通过各原料的配合，使得各组分之间交联填充效果更好，让粘结剂具有黏度高、溶解性好、抗老化、无污染、节能环保的特点，还能够资源化利用建筑垃圾和工业废渣，避免环境、空气、水系及土壤污染，有助于环境保护。
26.本实施例中，粘结剂还包括按重量份数计的10-30份增塑剂，增塑剂为磷酸三甲酚酯或邻苯二甲酸二丁酯。增塑剂可以使胶层具有柔韧性和耐低温性，可以加快胶粉溶解，降低其熔融黏度，更便于原料混合均匀。磷酸三甲酚酯是一种有机化合物，化学式为c
21h21
o4p，主要用作增塑剂，还可以作为一种优良的抗磨极压剂，具有良好的抗磨性、热安定性、耐霉菌性和阻燃性。邻苯二甲酸二丁酯，是一种有机化合物，化学式为c
16h22
o4，对多种树脂具有很好的溶解性。
27.增塑剂与胶粉、羟丙基甲基纤维素的配合，通过降低两者的黏度，使得两者混合效果更好，在后续与预混料混合时，更便于将预混料包裹或填充至预混料的孔隙中。
28.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
29.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.1-1mm的粉末，先在550-700℃煅烧40-80min，降温至200-300℃，加入质量为粉末质量的10-30％的氢氧化钙，继续煅烧30-60min，冷却，然后加入水中浸泡2-4h，得到混合料；将苛性钠在200-400℃加热40-60min，然后加入混合料和凹凸棒土，反应1-3h，得到预混料；将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸加压加热，压力为50-70mpa，温度为65-85℃，时间为20-40min，得到粘稠液体；将预混料加入粘稠液体中，加入稳定剂和抗氧剂，以200-280r/min的搅拌速度反应2-5h。
30.通过对建筑垃圾和工业废渣进行煅烧、浸泡处理，可以得到改性建筑垃圾和改性工业废渣，增大两者的孔隙率；通过与苛性钠和凹凸棒土混合，利用凹凸棒土的相容性、增
稠性和吸水性，可以提高几者的混合效果，使得几者的结合强度更好；通过将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸的反应，增强粘结剂的防水性和黏度；通过将预混料、粘稠液体、稳定剂和抗氧剂混合，使得粘稠液体黏附在预混料表面，填充在预混料孔隙中，形成包裹性较好的粘结剂，同时让粘结剂具有较长的贮存期。通过不同的处理工艺可以提高原料间的结合强度，提高粘结剂的黏度，使得粘结剂的流平性和抗裂性更好，同时让粘结剂具有较好的防水性和防霉性，使用效果更好。
31.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
32.实施例1
33.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
34.原料：20kg建筑垃圾，30kg工业废渣，30kg苛性钠，100kg凹凸棒土，20kg胶粉，10kg羟丙基甲基纤维素，40kg硬脂酸，10kg稳定剂和10kg抗氧剂；
35.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.1mm的粉末，先在550℃煅烧40min，降温至200℃，加入质量为粉末质量的10％的氢氧化钙，继续煅烧30min，冷却至室温，然后加入水中浸泡2h，得到混合料；
36.将苛性钠在200℃加热40min，然后加入混合料和凹凸棒土，依靠余温继续反应1h，得到预混料；
37.将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸加压加热，压力为50mpa，温度为65℃，时间为20min，得到粘稠液体；
38.将预混料加入粘稠液体中，加入醋酸铜和2,6-叔丁基对甲酚，以200r/min的搅拌速度反应2h。
39.实施例2
40.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
41.原料：50kg建筑垃圾，60kg工业废渣，60kg苛性钠，200kg凹凸棒土，50kg胶粉，30kg羟丙基甲基纤维素，80kg硬脂酸，30kg稳定剂和20kg抗氧剂；
42.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为1mm的粉末，先在700℃煅烧80min，降温至300℃，加入质量为粉末质量的30％的氢氧化钙，继续煅烧60min，冷却至室温，然后加入水中浸泡4h，得到混合料；
43.将苛性钠在400℃加热60min，然后加入混合料和凹凸棒土，依靠余温继续反应3h，得到预混料；
44.将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸加压加热，压力为70mpa，温度为85℃，时间为40min，得到粘稠液体；
45.将预混料加入粘稠液体中，加入对甲基苯磺酸和2,6-叔丁基对甲酚，以280r/min的搅拌速度反应5h。
46.实施例3
47.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
48.原料：30kg建筑垃圾，40kg工业废渣，40kg苛性钠，150kg凹凸棒土，30kg胶粉，20kg羟丙基甲基纤维素，50kg硬脂酸，20kg稳定剂和15kg抗氧剂；
49.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.3mm的粉末，先在650℃煅烧50min，降温至240℃，加入质量为粉末质量的20％的氢氧化钙，继续煅烧40min，冷却至室温，然后加入水
中浸泡3h，得到混合料；
50.将苛性钠在340℃加热50min，然后加入混合料和凹凸棒土，依靠余温继续反应2h，得到预混料；
51.将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸加压加热，压力为58mpa，温度为70℃，时间为30min，得到粘稠液体；
52.将预混料加入粘稠液体中，加入醋酸铜和2,6-叔丁基对甲酚，以260r/min的搅拌速度反应3h。
53.实施例4
54.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
55.原料：40kg建筑垃圾，50kg工业废渣，50kg苛性钠，120kg凹凸棒土，40kg胶粉，25kg羟丙基甲基纤维素，60kg硬脂酸，15kg稳定剂，12kg抗氧剂和25kg增塑剂；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
56.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.5mm的粉末，先在600℃煅烧55min，降温至220℃，加入质量为粉末质量的15％的氢氧化钙，继续煅烧45min，冷却至室温，然后加入水中浸泡2.5h，得到混合料；
57.将苛性钠在380℃加热55min，然后加入混合料和凹凸棒土，依靠余温继续反应1.5h，得到预混料；
58.将胶粉、羟丙基甲基纤维素、硬脂酸和领苯二甲酸二丁酯加压加热，压力为65mpa，温度为75℃，时间为35min，得到粘稠液体；
59.将预混料加入粘稠液体中，加入对甲基苯磺酸和2,6-叔丁基对甲酚，以220r/min的搅拌速度反应3h。
60.实施例5
61.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
62.原料：25kg建筑垃圾，35kg工业废渣，55kg苛性钠，160kg凹凸棒土，45kg胶粉，18kg羟丙基甲基纤维素，38kg硬脂酸，16kg稳定剂，17kg抗氧剂和22kg增塑剂；增塑剂为磷酸三甲酚酯。
63.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.7mm的粉末，先在580℃煅烧48min，降温至265℃，加入质量为粉末质量的12％的氢氧化钙，继续煅烧45min，冷却至室温，然后加入水中浸泡3.5h，得到混合料；
64.将苛性钠在320℃加热52min，然后加入混合料和凹凸棒土，依靠余温继续反应2h，得到预混料；
65.将胶粉、羟丙基甲基纤维素、硬脂酸和磷酸三甲酚酯加压加热，压力为55mpa，温度为72℃，时间为34min，得到粘稠液体；
66.将预混料加入粘稠液体中，加入醋酸铜和2,6-叔丁基对甲酚，以270r/min的搅拌速度反应2.5h。
67.实施例6
68.一种粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
69.原料：25kg建筑垃圾，35kg工业废渣，55kg苛性钠，160kg凹凸棒土，45kg胶粉，18kg羟丙基甲基纤维素，38kg硬脂酸，16kg稳定剂，17kg抗氧剂和22kg增塑剂；增塑剂为磷酸三
甲酚酯。
70.将建筑垃圾和工业废渣破碎成粒径为0.7mm的粉末，在580℃煅烧48min，冷却至室温，然后加入水中浸泡3.5h，得到混合料；
71.将苛性钠在320℃加热52min，然后加入混合料和凹凸棒土，依靠余温继续反应2h，得到预混料；
72.将胶粉、羟丙基甲基纤维素、硬脂酸和磷酸三甲酚酯加压加热，压力为55mpa，温度为72℃，时间为34min，得到粘稠液体；
73.将预混料加入粘稠液体中，加入醋酸铜和2,6-叔丁基对甲酚，以270r/min的搅拌速度反应2.5h。
74.试验结果
75.取本实施例1-5制备的粘结剂作为实验组1-5，取现有的硅酸盐水泥，作为对照组，进行性能测试。
76.测试方法为：将实验组的粘合剂和对照组的粘合剂，装入100mm
×
100mm
×
100mm的模具中，在振动台上振动3min，在标准条件下(温度20
±
2℃，湿度为95％以上)养护1d后脱模并继续养护，性能检测结果见下表：
77.表1性能检测结果
[0078][0079]
根据表1可知，本技术实施例1-5制备的粘合剂相比较对照组，其抗压强度和抗折强度更好。表明，本技术实施例1-5制备的粘结剂具有较好的抗压强度和抗折强度。实施例5与实施例6相比，通过改性后的建筑垃圾和工业废渣制备得到的粘合剂抗压强度和抗折强度更好。
[0080]
综上所述，本技术实施例的粘结剂，以建筑垃圾和工业废渣为原料，不仅能够解决建筑垃圾和工业废渣造成的环境问题，还可以减少粘结剂中填料的使用量，进而降低生产
成本，使得制得的粘结剂更加环保健康、经济实惠。以凹凸棒土、胶粉和羟丙基甲基纤维素为辅料，几者具有较好的物化性能和工艺性能，可以提高粘结剂的黏度，增强粘结剂的结合强度，提升粘结剂的抗裂性能，让粘结剂的实用性更好。再辅以苛性钠、硬脂酸、稳定剂和抗氧剂，可以促进各原料之间的反应效果更好，以进一步优化粘结剂的性能。通过各原料的配合，使得各组分之间交联填充效果更好，让粘结剂具有黏度高、溶解性好、抗老化、无污染、节能环保的特点，还能够资源化利用建筑垃圾和工业废渣，避免环境、空气、水系及土壤污染，有助于环境保护。
[0081]
本技术实施例的粘结剂的制备方法，通过对建筑垃圾和工业废渣进行煅烧、浸泡处理，可以得到改性建筑垃圾和改性工业废渣，增大两者的孔隙率；通过与苛性钠和凹凸棒土混合，利用凹凸棒土的相容性、增稠性和吸水性，可以提高几者的混合效果，使得几者的结合强度更好；通过将胶粉、羟丙基甲基纤维素和硬脂酸的反应，增强粘结剂的防水性和黏度；通过将预混料、粘稠液体、稳定剂和抗氧剂混合，使得粘稠液体黏附在预混料表面，填充在预混料孔隙中，形成包裹性较好的粘结剂，同时让粘结剂具有较长的贮存期。通过不同的处理工艺可以提高原料间的结合强度，提高粘结剂的黏度，使得粘结剂的流平性和抗裂性更好，同时让粘结剂具有较好的防水性和防霉性，使用效果更好。
[0082]
以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。