本发明涉及一种抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料及其制备方法,涉及c04b,具体涉及硅酸盐水泥领域。
背景技术:
1、瓷砖是建筑装饰行业常用的材料,瓷砖具有隔水性,并且具有装饰作用,在厨房,卫生间等潮湿环境中被广泛应用。但是瓷砖具有热胀冷缩的特点,因此铺设瓷砖时需要留膨胀收缩缝,瓷砖固化后需要对缝填充改善美观效果,填缝剂的使用可以防止水分入侵瓷砖发生脱落。随着技术的发展,美缝剂,环氧彩砂等材料也可以填充到缝隙中,美观效果更加,但是其耐磨性,抗压能力不及水泥基填缝剂,并且水泥基填缝的成本更低,更加适合大规模的铺设。但是目前市面上的水泥基填缝剂容易开裂,在潮湿环境中容易泛碱,因此开发一种抗泛碱的高强度水泥基填缝剂至关重要。
2、中国发明专利cn201810576232.x公开了一种抗泛碱的高强度瓷砖填缝剂,采用环氧乳液复配铝酸盐水泥、石膏以及石英砂等原材料制成的瓷砖填缝剂,具有强度高、吸水量低、不泛碱、耐污性佳、耐磨性优异的优势,但是其成本较高。中国发明专利cn202011433820.1公开了一种建筑瓷砖填缝剂的制备方法,采用聚乙烯醇胶水提高水泥的水化程度,沸石孔洞吸收正硅酸乙酯水解产生的硅酸盐,吸附水泥水化产生的钙离子形成雪硅钙石胶,提高瓷砖填缝剂体系的力学性能,减少游离氢氧化钙的含量,泛碱现象减少。但是聚乙烯醇需要先配成胶水使用,并且沸石也要预处理,制备工艺复杂。
技术实现思路
1、为了改善水泥基填缝剂在潮湿环境中的泛碱问题,解决一次泛碱、二次泛碱问题,本发明的第一个方面提供了一种抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,制备原料以重量份计包括水泥40-50份,砂材50-55份,色粉1-3份,胶粉0.1-1份,分散剂0.1-0.5份,助剂0.3-0.8份。
2、作为一种优选的实施方式,制备原料以重量份计包括水泥44-46份,砂材50-53份,色粉1.5-2份,胶粉0.5-0.8份,分散剂0.1-0.3份,助剂0.5-0.6份。
3、作为一种优选的实施方式,制备原料以重量份计包括水泥44.39份,砂材52.46份,色粉1.69份,胶粉0.73份,分散剂0.15份,助剂0.59份。
4、作为一种优选的实施方式,所述水泥为黑水泥,所述黑水泥为南方硅酸盐黑水泥,标号选自42.5、52.5、62.5中的一种。
5、作为一种优选的实施方式,所述南方硅酸盐黑水泥的标号为42.5。
6、作为一种优选的实施方式,所述砂材为河砂,所述河砂为黑砂,所述黑砂的粒径为70-140目。
7、作为一种优选的实施方式,所述色粉为黑色色粉,所述黑色色粉选自铁黑、炭黑、氧化铜粉、四氧化三铁粉、二氧化锰粉中的一种或几种的组合。
8、作为一种优选的实施方式,所述黑色色粉为铁黑和炭黑的组合,所述铁黑和炭黑的重量比为(0.4-0.5):(1-1.5)。
9、作为一种优选的实施方式,所述黑色色粉为铁黑和炭黑的组合,所述铁黑和炭黑的重量比为0.48:1.21。
10、作为一种优选的实施方式,所述胶粉选自醋酸乙烯均聚物、醋酸乙烯-乙烯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、纯丙烯酸酯共聚物、乙烯-月桂酸乙烯酯-氯乙烯共聚物中的一种或几种的组合。
11、作为一种优选的实施方式,所述胶粉为乙烯-月桂酸乙烯酯-氯乙烯共聚物。
12、申请人在实验过程中发现,在瓷砖缝隙中填充的水泥基填缝剂容易出现结构沉降开裂的问题,原因可能是瓷砖存在热胀冷缩的现象,水泥基填缝剂与瓷砖配合时也要具有一定的韧性,才能避免后期填缝剂开裂的问题。本技术中采用乙烯-月桂酸乙烯酯-氯乙烯三元共聚物作为胶粉,长链的月桂酸乙烯酯具有一定的伸缩性,在瓷砖膨胀或收缩时提供一定的应力缓冲,避免水泥基填缝剂的开裂。并且乙烯-月桂酸乙烯酯-氯乙烯三元共聚物含有的非极性基团疏水效果较强,可以避免水分的渗入,降低填缝剂的吸水率,减少结构沉降。
13、作为一种优选的实施方式,所述分散剂为纤维素醚,所述纤维素醚选自羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种或几种的组合。
14、作为一种优选的实施方式,所述分散剂为羟乙基纤维素醚。
15、作为一种优选的实施方式,所述助剂中包括减水剂、早强剂、抗泛碱剂、抗冻剂中的一种或几种的组合。
16、作为一种优选的实施方式,所述助剂中包括减水剂、早强剂、抗泛碱剂。
17、作为一种优选的实施方式,所述减水剂、早强剂、抗泛碱剂的加入量为减水剂0.15-0.2重量份,早强剂0.4-0.7重量份,抗泛碱剂0.1-0.2重量份。
18、作为一种优选的实施方式,所述加入量为减水剂0.17重量份,早强剂0.64重量份,抗泛碱剂0.1重量份。
19、作为一种优选的实施方式,所述减水剂中至少包括木质素磺酸盐、萘磺酸盐、氨基磺酸盐、脂肪酸磺酸盐中的一种或几种的组合。
20、作为一种优选的实施方式,所述减水剂中包括萘磺酸盐、硫酸钠和水,其中萘磺酸盐在减水剂中≥74wt%,硫酸钠在减水剂中≤wt18%,水在减水剂中≤8wt%。
21、作为一种优选的实施方式,所述减水剂中包括萘磺酸甲醛高缩聚物钠盐、硫酸钠和水。
22、申请人在实验过程中发现,通过引入含有萘磺酸甲醛高缩聚物钠盐,硫酸钠的减水剂可以减少水泥拌合过程中的用水量,通过减少填缝剂在短期和长期中的吸水率,减少泛碱问题。原因可能是萘磺酸甲醛高缩聚物钠盐可以吸附于水泥分子表面,减少水泥颗粒水化作用带来的不易分散问题,使水泥在低加水量下得到均匀的体系,但是水泥中的含碱量较高,导致形成的填缝剂早强度不高,通过加入硫酸钠共同作用可以提高填缝剂的早强度。并且含有萘磺酸甲醛高缩聚物钠盐,硫酸钠的减水剂与水泥固化后与水分的结合牢度大,可以减少水分向表面的迁移,减少泛碱问题。
23、作为一种优选的实施方式,所述早强剂为甲酸钙。
24、本技术中减水剂与早强剂采用0.17:0.64的重量比可以平衡抗压强度和抗折强度,实现优异的综合性能,原因可能是减水剂中的含有的硫酸钠可以与甲酸钙共同作用,增加填缝剂的早期强度,并且硫酸钠与甲酸钙的共同作用加强了与水泥的结构强度,避免了在冻融情况下的结构破坏,从而抗折强度和抗压强度提升。
25、作为一种优选的实施方式,所述抗泛碱剂为含不定形高活性游离氧化硅树脂基材料的抗泛碱剂。
26、申请人在实验过程中发现采用含不定形高活性游离氧化硅树脂基的材料做抗泛碱剂,可以明显改善填缝剂的抗泛碱性,使其在潮湿的环境中也具有良好的外观,同时可以使填缝剂具有优异的耐磨性和抗压强度。猜测可能的原因是:氧化硅树脂会在水泥基填缝剂的表面形成疏水膜,避免水分迁移到表面,增强填缝剂的疏水性,减少填缝剂的吸水,水泥中的碱和盐不会随着水分的迁移到填缝剂的表面,从而避免了泛碱问题的产生。并且游离氧化硅树脂搅拌过程中产生的硅烷醇基团会与水泥产生化学结合,提升填缝剂的耐磨性和抗压强度。
27、本发明的第二个方面提供了一种抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料的制备方法,包括以下步骤:
28、s1将水泥,砂材,色粉,胶粉,分散剂,减水剂,早强剂混合搅拌;
29、s2添加抗泛碱剂,混合搅拌;
30、s3检测合格后,出料即得。
31、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
32、(1)本发明所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,采用乙烯-月桂酸乙烯酯-氯乙烯三元共聚物作为胶粉,可以降低填缝剂的吸水率,提高抗压强度,减少填缝剂的结构沉降。
33、(2)本发明所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,采用含萘磺酸甲醛高缩聚物钠盐,硫酸钠和水的减水剂,可以降低水泥基填缝剂的短期和长期吸水率,减少泛碱问题,改善填缝剂的早期强度。
34、(3)本发明所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,采用含不定形高活性游离氧化硅树脂基的材料的抗泛碱剂,可以抵抗初期泛碱和二次泛碱,显著改善水泥基填缝剂的美观度,使其可以适用于潮湿环境中,增强填缝剂的耐磨性和抗压强度。
35、(4)本发明所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,减水剂与早强剂采用(0.15-0.2):(0.4-0.7)的重量比可以平衡抗压强度和抗折强度,实现优异的综合性能。
36、(5)本发明所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,初凝时间长,固化后的收缩值小,在冻融循化后仍然具有良好的抗压强度和抗折强度。可以在潮湿环境中广泛应用;并且耐寒,耐磨性好,可以应用于需要频繁摩擦的地板中。
1.一种抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,制备原料以重量份计包括水泥40-50份,砂材50-55份,色粉1-3份,胶粉0.1-1份,分散剂0.1-0.5份,助剂0.3-0.8份。
2.根据权利要求1所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述水泥为黑水泥,所述黑水泥为南方硅酸盐黑水泥,标号选自42.5、52.5、62.5中的一种。
3.根据权利要求1所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述砂材为河砂,所述河砂为黑砂,所述黑砂的粒径为70-140目。
4.根据权利要求1所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述色粉为黑色色粉,所述黑色色粉选自铁黑、炭黑、氧化铜粉、四氧化三铁粉、二氧化锰粉中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述胶粉选自醋酸乙烯均聚物、醋酸乙烯-乙烯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、纯丙烯酸酯共聚物、乙烯-月桂酸乙烯酯-氯乙烯共聚物中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述分散剂为纤维素醚,所述纤维素醚选自羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述助剂中包括减水剂、早强剂、抗泛碱剂、抗冻剂中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求7所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述减水剂中至少包括木质素磺酸盐、萘磺酸盐、氨基磺酸盐、脂肪酸磺酸盐中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求8所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料,其特征在于,所述减水剂中包括萘磺酸盐、硫酸钠和水;其中萘磺酸盐在减水剂中≥74wt%,硫酸钠在减水剂中≤wt18%,水在减水剂中≤8wt%。
10.一种根据权利要求7-9任一项所述抗泛碱高强度的水泥基填缝剂材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
