防水石英水性玻璃胶及其制备方法与流程

本发明涉及玻璃胶
技术领域：
，具体涉及一种防水石英水性玻璃胶及其制备方法。
背景技术：
：玻璃胶是一种应用广泛的粘合剂，主要用于玻璃和其它建筑材料之间的一般性粘接，可以依靠干燥、温度变化、溶剂挥发而逐步固化成型。现有的玻璃胶一般都为油性玻璃胶，在使用过程中会挥发出大量的有机溶剂，气味刺鼻，有毒性，也会对环境造成污染。随着人们环保意识的增强，市场对水性玻璃胶的需求越来越大。水性玻璃胶采用水作为溶剂，挥发过程中不会产生有毒性挥发物质。但是由于水性玻璃胶采用水性溶剂，防水性能不如油性玻璃胶。因此，在防水要求较高的使用场景下，如浴室、厨房、窗体等，当用于建筑材料粘合时，还是不得不采用对环境会造成污染的油性玻璃胶。因此，急需开发一种具有较好防水性能的水性玻璃胶。技术实现要素：本发明的主要目的为提供一种防水石英水性玻璃胶及其制备方法，能够有效解决水性玻璃胶的防水效果差的问题。本发明提出一种防水石英水性玻璃胶，包括：有机硅乳液、石英粉体、分散剂、助剂和水；所述防水石英水性玻璃胶中，所述有机硅乳液的质量百分含量为10％～50％，所述石英粉体的质量百分含量为20％～60％，所述助剂的质量百分含量为0.1％～1.0％，所述分散剂的质量占所述石英粉体质量的百分比为1.0％～20％，水为余量；所述石英粉体的粒径范围为，d99小于20μm。进一步地，所述石英粉体中至少包括第一粒径石英粉体、第二粒径石英粉体和第三粒径石英粉体中的一种或多种，所述第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，所述第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，所述第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm。进一步地，所述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量包括0.1％～20％，所述第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量包括40％～65％，所述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量包括30％～55％。进一步地，所述有机硅乳液包括苯基二甲基有机硅聚合物乳液、二甲基有机硅乳液中的一种或多种。进一步地，所述分散剂中包括多个活性基团，所述活性基团包括：氨基、羧基、羟基中的一种或几种。进一步地，所述助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。本发明还提出一种防水石英水性玻璃胶的制备方法，包括：将第一指定用量的分散剂溶解在水中，形成分散液；将预先级配的指定粒度范围的石英粉体按照第二指定用量加入所述分散液中，并在指定分散设备中以指定分散工艺分散均匀，形成石英浆料；将第三指定用量的有机硅乳液与所述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；将第四指定用量的助剂加入所述混合浆料中，于指定搅拌设备中以指定混合工艺混合均匀，形成所述防水石英水性玻璃胶。进一步地，所述指定分散工艺包括：以500r/min～1500r/min的转速持续搅拌0.5h～1h。进一步地，所述指定搅拌设备包括捏合机，所述指定混合工艺包括捏合10min～30min。进一步地，所述指定粒度范围为d99小于20μm，所述石英粉体中至少包括第一粒径石英粉体、第二粒径石英粉体和第三粒径石英粉体中的一种或多种，所述第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，所述第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，所述第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm。本发明的有益效果：本发明的防水石英水性玻璃胶及其制备方法，将上述d99小于20μm的石英粉体分散入上述有机硅乳液中，高含量的石英粉体均匀稳定地悬浮于有机硅乳液中，最终形成的固化后的胶层中石英颗粒粉体形成致密结构，经测试胶层具有优良的防水效果。本发明实施例通过将高含量的小粒径石英粉体均匀、稳定地分散入有机硅乳液中，使得原先不具备防水性能的有机硅乳液具备优异的防水性能，实现了将石英粉体应用于水性玻璃胶中，从而使得防水石英水性玻璃胶的广泛应用成为现实，大大减少了对环境的污染。附图说明图1是本发明一实施例中防水石英水性玻璃胶的制备方法的流程示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“第三”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。参照图1，本发明一实施例提出一种防水石英水性玻璃胶，包括：有机硅乳液、石英粉体、分散剂、助剂和水；所述防水石英水性玻璃胶中，所述有机硅乳液的质量百分含量为10％～50％，所述石英粉体的质量百分含量为20％～60％，所述助剂的质量百分含量为0.1％～1.0％，所述分散剂的质量占所述石英粉体质量的百分比为1.0％～20％，水为余量；所述石英粉体的粒径范围为，d99小于20μm。本发明实施例中，通过开创性的技术设计，将上述d99小于20μm的石英粉体分散入上述有机硅乳液中，高含量的石英粉体均匀稳定地悬浮于有机硅乳液中，最终形成的固化后的胶层中石英颗粒粉体形成致密结构，经测试胶层具有优良的防水效果。本发明实施例通过将高含量的小粒径石英粉体均匀稳定分散入有机硅乳液中，使得原先防水性能较差的有机硅乳液具备优异的防水性能，开创性地实现将石英粉体应用于水性玻璃胶中，使得防水石英水性玻璃胶的广泛应用成为现实，大大减少了对环境的污染。进一步地，上述石英粉体中至少包括第一粒径石英粉体、第二粒径石英粉体和第三粒径石英粉体中的一种或多种，所述第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，所述第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，所述第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm。上述石英粉体由多种粒径的石英粉体级配而成。在由本实施例的防水石英水性玻璃胶形成的胶层中，石英粉体形成致密防水结构；第一粒径石英粉体的粒径最大，第一粒径石英粉体颗粒之间搭建起防水结构的主体结构框架；第二粒径石英粉体的粒径略小，可以填充分布于第一粒径石英粉体颗粒之间，填充颗粒之间的空隙；第三粒径石英粉体的粒径最为细小，再充分填充第一粒径石英粉体和第二粒径石英粉体之间的空隙；从而形成致密的防水结构。本发明实施例通过上述三种粒径的石英粉体进行级配，使得最终形成的胶层具有优异的防水性能。需要说明的是，仅采用上述三种粒径石英粉体中的一种或两种，也可以提高水性玻璃胶固化后的胶层的防水性能。具体使用时，可以根据具体使用场景对防水性能的要求，对石英粉体的粒径进行级配。例如，防水性能要求较低时，可以仅采用第一粒径石英粉体颗粒；防水性能要求较高时，可以采用三种粒径石英粉体颗粒进行级配。此外，根据本发明的发明构思，在以上三种粒径石英粉体颗粒之外，再添加其它粒径级别的石英粉体颗粒，也应在本发明的保护范围内。进一步地，上述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量包括0.1％～20％，所述第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量包括40％～65％，所述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量包括30％～55％。对上述第一粒径石英粉体、第二粒径石英粉体和第三粒径石英粉体，采用上述优化的质量百分含量进行混合级配，将得到的级配后的石英粉体稳定分散于有机硅乳液中，形成的防水石英水性玻璃胶在固化后能够形成致密防水结构，具有优异的防水性能。进一步地，上述有机硅乳液包括苯基二甲基有机硅聚合物乳液、二甲基有机硅聚合物乳液中的一种或多种。上述有机硅乳液中的乳液聚合物粒子以静电斥力和空间位阻稳定作用在有机硅乳液中保持着分散状态，在玻璃胶施工后，水分逐渐挥发，原先保持分散状态的有机硅聚合物粒子逐渐聚合形成低聚体，有机硅聚合物的硅氧基团包裹着石英粉体颗粒聚合形成粒子，多个粒子聚合形成长链，当水分挥发完时，水性玻璃胶固化形成胶层，石英粉体颗粒在胶层中均匀致密分布，形成的胶层具有很好的防水性能。上述苯基二甲基有机硅聚合物乳液、二甲基有机硅聚合物乳液具有良好的热稳定性以及氧化稳定性，具有无毒、环保的优点。本发明实施例的有机硅乳液的适用范围广泛，具有良好的市场价值。进一步地，上述分散剂中包括多个活性基团，所述活性基团包括：氨基、羧基、羟基中的一种或几种。本实施例中，分散剂的分子量大于两万，且分散剂中含有多个活性基团，上述活性基团包括氨基、羧基、羟基中的一种或多种，本发明实施例优选分散剂为硅烷偶联剂。分散剂的分子结构中有足够的上述活性基团，且该活性基团能与石英粉体表面基团产生化学结合力，使得石英粉体均匀地稳定分散于有机硅乳液或水中。由于上述分散剂与水有很好的结合力，使得被分散剂包裹的石英粉体颗粒可以稳定地在水中悬浮，有效时间可长达一年，即使超过有效时间后，石英粉体颗粒有部分沉降导致不均匀，只需稍加搅拌即可恢复均匀。进一步地，上述助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。上述膨胀剂可以通过理化反应引起体积膨胀，用于补偿玻璃胶硬化过程中的收缩，防止开裂。本发明实施例的膨胀剂包括膨胀石墨、膨胀蛭石、塑料膨胀粒子中的一种或多种。本发明实施例中优选塑料膨胀粒子。上述消泡剂能够降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫，本发明实施例的消泡剂包括：乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷等。本发明实施例中优选二甲基硅氧烷。上述增稠剂可以使玻璃胶增稠，防止施工中出现流挂现象，增强玻璃胶的机械性能和储存稳定性。本发明实施例中的增稠剂包括：无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂等，本发明实施例中优选聚丙烯酸酯。参照图1，本发明实施例还提供了一种防水石英水性玻璃胶的制备方法，包括：s1、将第一指定用量的分散剂溶解在水中，形成分散液；s2、将预先级配的指定粒度范围的石英粉体按照第二指定用量加入所述分散液中，并在指定分散设备中以指定分散工艺分散均匀，形成石英浆料；s3、将第三指定用量的有机硅乳液与所述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；s4、将第四指定用量的助剂加入所述混合浆料中，于指定搅拌设备中以指定混合工艺混合均匀，形成所述防水石英水性玻璃胶。本发明实施例中，上述步骤s1中，上述分散剂分散于水中，形成的分散液用于分散石英粉体。上述第一指定用量为分散剂的质量与水的质量的百分比例，其范围包括1:3.8～1:15；上述分散剂的分子量大于两万，且分散剂中含有多个活性基团，上述活性基团包括氨基、羧基、羟基中的一种或多种。上述步骤s2中，所述第二指定用量为石英粉体的质量与水的质量的百分比例，其范围包括1:1.3～10:1；上述石英粉体的粒径范围为，d99小于20μm。上述指定分散工艺包括：以500r/min～1500r/min的转速持续搅拌0.5h～1h。在上述优化的分散工艺下，石英粉体颗粒稳定悬浮于水中。上述步骤s3中，所述第三指定用量为有机硅乳液的质量与石英浆料的质量的百分比例，其范围包括1:1～1:9；上述有机硅乳液包括苯基二甲基有机硅聚合物乳液、二甲基有机硅聚合物乳液中的一种或多种。上述步骤s4中，所述第四指定用量为助剂的质量占所述混合浆料的质量的百分比，其范围包括0.1％～1％。上述助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。上述指定搅拌设备包括捏合机，上述指定混合工艺包括捏合10min～30min。捏合机是对高粘度、弹塑性物料的捏合的理想设备，最常用的是采用两个桨叶，并排相切差速型排列，即一个搅拌桨的速度快，一个搅拌桨的速度慢，以便于产生剪切力，不同的浆速使得玻璃胶能够迅速剪切，从而使得玻璃胶混合均匀。优选地，上述指定粒度范围为d99小于20μm，所述石英粉体中至少包括第一粒径石英粉体、第二粒径石英粉体和第三粒径石英粉体中的一种或多种，所述第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，所述第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，所述第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm。上述石英粉体采用多种粒径的石英粉体预先进行级配，其中，上述第一粒径石英粉体占上述石英粉体的质量百分含量包括0.1％～20％，上述第二粒径石英粉体占上述石英粉体的质量百分含量包括40％～65％，上述第三粒径石英粉体占上述石英粉体的质量百分含量包括30％～55％。本发明实施例中通过以下具体实例，进一步具体说明本发明实施例中所涉及的防水石英水性玻璃胶的应用情况。实施例一：按质量份数先称取5份水，加入0.5份硅烷偶联剂，分散均匀后形成分散液；再称取50份d99小于20μm的石英粉体加入上述分散液中，通过分散机中以500r/min的转速持续搅拌1h，形成石英浆料；然后将43.5份苯基二甲基有机硅聚合物乳液与上述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；再将总质量为1份的助剂加入混合浆料中，分散均匀，形成防水石英水性玻璃胶。其中，助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。其中，d99小于20μm的石英粉体由以下不同粒径的石英粉体级配而得：第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm，其中，上述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量20％，第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量40％，上述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量40％。实施例二：按质量份数先称取25.9份水，加入4份硅烷偶联剂，分散均匀后形成分散液；再称取20份d99小于20μm的石英粉体加入上述分散液中，通过分散机中以500r/min的转速持续搅拌1h，形成石英浆料；然后将50份苯基二甲基有机硅聚合物乳液与上述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；再将总质量为0.1份的助剂加入混合浆料中，分散均匀，形成防水石英水性玻璃胶。其中，助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。其中，d99小于20μm的石英粉体由以下不同粒径的石英粉体级配而得：第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm，其中，上述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量0.1％，第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量65％，上述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量34.9％。实施例三：按质量份数先称取23.5份水，加入6份硅烷偶联剂，分散均匀后形成分散液；再称取60份d99小于20μm的石英粉体加入上述分散液中，通过分散机中以500r/min的转速持续搅拌1h，形成石英浆料；然后将10份二甲基有机硅聚合物乳液与上述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；再将总质量为0.5份的助剂加入混合浆料中，分散均匀，形成防水石英水性玻璃胶。其中，助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。其中，d99小于20μm的石英粉体由以下不同粒径的石英粉体级配而得：第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm，其中，上述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量10％，第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量60％，上述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量30％。实施例四：按质量份数先称取23.6份水，加入6份硅烷偶联剂，分散均匀后形成分散液；再称取40份d99小于20μm的石英粉体加入上述分散液中，通过分散机中以500r/min的转速持续搅拌1h，形成石英浆料；然后将30份二甲基有机硅聚合物乳液与上述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；再将总质量为0.4份的助剂加入混合浆料中，分散均匀，形成防水石英水性玻璃胶。其中，助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。其中，d99小于20μm的石英粉体由以下不同粒径的石英粉体级配而得：第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm，其中，上述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量5％，第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量40％，上述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量55％。实施例五：按质量份数先称取22.7份水，加入1.5份硅烷偶联剂，分散均匀后形成分散液；再称取30份d99小于20μm的石英粉体加入上述分散液中，通过分散机中以500r/min的转速持续搅拌1h，形成石英浆料；然后将45份苯基二甲基有机硅聚合物乳液与上述石英浆料混合均匀，形成混合浆料；再将总质量为0.8份的助剂加入混合浆料中，分散均匀，形成防水石英水性玻璃胶。其中，助剂包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。其中，d99小于20μm的石英粉体由以下不同粒径的石英粉体级配而得：第一粒径石英粉体的粒径范围包括1μm～20μm，第二粒径石英粉体的粒径范围包括0.2μm～1μm，第三粒径石英粉体的粒径范围包括30nm～200nm，其中，上述第一粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量15％，第二粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量55％，上述第三粒径石英粉体占所述石英粉体的质量百分含量30％。对比例一：将总质量为0.2份的助剂加入40份苯基二甲基有机硅聚合物乳液中，分散均匀，形成水性玻璃胶。其中，助剂至少包括膨胀剂、消泡剂、增稠剂中的一种或几种。对上述实施例一～实施例五，以及对比例一的玻璃胶分别制备测试样品：浸水后定伸粘结性的测定：试件制备：用脱脂纱布清除水泥砂浆板表面浮灰，用丙酮清洗玻璃板，并干燥玻璃板。按照gb/t13477.9-2002的试件制备要求制备试件，将两块水泥砂浆板/玻璃板与两块隔离垫块组装成空腔，然后将在(23±2)℃下预先处理24h的密封材料样品嵌填在空腔内，待玻璃胶固化后，制成第一试件。将第一试件按照下述流程处理三个循环：在(70±2)℃干燥箱内存放3d；在(23±2)℃蒸馏水内存放1d；在(70±2)℃干燥箱内存放2d；在(23±2)℃蒸馏水内存放1d。得到预处理后的试件。将预处理后的试件放入(23±2)℃蒸馏水中浸泡4d，然后于温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)％条件下放置1d。制成试件。拉伸试验：拉伸试验在(23±2)℃的温度下进行。将试件移去隔离垫块，置入拉力机夹具内，以(5～6)mm/min的拉伸速度将试件拉伸至原宽度的60％，然后用相应尺寸的定位垫块插入至已拉伸至规定宽度的试件中并保持24h。检查试件粘结或内聚破坏情况。测试结果如表1所列。表1实施例一～实施例五以及对比例一的玻璃胶浸水后定伸粘结性测试浸水后定伸粘结性实施例一无破坏实施例二无破坏实施例三无破坏实施例四无破坏实施例五无破坏对比例一破坏测试结果表明，通过本发明实施例的防水石英水性玻璃胶的制备方法，制备得到的防水石英水性玻璃胶具有优异的防水性能，可取代现有的有机溶剂型玻璃胶，大大减少了对环境的污染，具有较好的市场应用前景。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12