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Ceramic tile adhesive
瓷磚膠

羥丙基甲基纖維素在瓷磚膠中的影響
 2020-06-05 山東美凱化工科技有限公司

水泥基瓷磚膠是當前干混砂漿的應用,這是一種以水泥為主要膠凝材料并輔以級配的集料、保水劑、早強劑、乳膠粉等有機或無機外加劑組成的混合物。通常使用時只需與水拌合,與普通水泥砂漿相比,可大幅度地提高飾面材料與基材之間的粘結強度,具有良好的抗滑移性并具有優良的耐水、耐熱以及耐凍融循環等優點,主要用于粘貼建筑內外墻面磚、地磚等裝飾材料,適用于內外墻面、地面、浴室、廚房等建筑的飾面裝飾場所,是目前使用瓷磚粘結材料。

通常我們在評判一個瓷磚膠性能如何時,除了要關注其操作性能、抗下滑能力,還會關注其力學強度與開放時間。羥丙基甲基纖維素在瓷磚膠中除了影響瓷膠膠的流變學性能,如操作滑爽性能,粘刀情況等,還對瓷磚膠的力學性能有很強的影響力。
1、開放時間

當膠粉和羥丙基甲基纖維素共同存在于濕砂漿中時,一些數據模型顯示,膠粉具有更強附著于水泥水化產物的動能,羥丙基甲基纖維素存在于間隙液中,更多地影響砂漿的粘度與凝結時間。羥丙基甲基纖維素的表面張力比膠粉大,更多的羥丙基甲基纖維素在砂漿界面上富集將有益于在基面與羥丙基甲基纖維素之間形成氫鍵。

在濕砂漿中,砂漿中的水份蒸發,羥丙基甲基纖維素在表面富集,5分鐘內會在砂漿表面形成一膜,會降低后續的蒸發速度, 隨著水份從砂漿較厚的部分向砂漿層較薄的地方遷移,初始時形成的膜開分部分溶解,水的遷移會帶來更多的羥丙基甲基纖維素富集在砂漿表面。

羥丙基甲基纖維素在砂漿表面的成膜對砂漿性能有很大的影響:

一、形成的膜太薄,會被二次溶解,沒法限制水份的蒸發,降低強度。

二、形成的膜太厚,羥丙基甲基纖維素在砂漿間隙液中的濃度高,粘度大,當瓷磚粘貼時不容易將表面的膜破開。

 

由此可知,羥丙基甲基纖維素的成膜性能對開放時間有較大的影響。而羥丙基甲基纖維素的類型(HPMC、HEMC、MC等)與醚化程度(取代度)直接影響羥丙基甲基纖維素的成膜性能,以膜的硬度和韌性。

2、拉拔強度

羥丙基甲基纖維素除了賦予砂漿上述各種有益的性能,還會延緩水泥的水化動力學過程。這種緩凝作用主要是由于羥丙基甲基纖維素分子吸附在正在水化的水泥系統中的各種礦物相上,但一般來說一致的看法是羥丙基甲基纖維素分子主要吸附在C-S-H和氫氧化鈣等水化產物上,很少吸附在熟料原始礦物相上。此外,由于孔溶液粘度的增加,羥丙基甲基纖維素降低了離子(Ca2+, SO42-, …)在孔溶液中的活動性,從而進一步延緩了水化過程。

粘度是另一個重要的參數,它所表現的是羥丙基甲基纖維素的化學特性。如上所述,粘度主要影響保水能力,對新拌砂漿的工作性也有影響。但是,試驗研究發現羥丙基甲基纖維素的粘度對水泥水化動力學沒有影響。分子量對水化的影響較小,不同分子量間最大的差距只有10min,因此,分子量不是控制水泥水化的關鍵參數。

《羥丙基甲基纖維素在水泥基干拌砂漿產品中的應用》中明確指出,羥丙基甲基纖維素的緩凝取決于它的化學結構。并總結出來的一般趨勢是,對MHEC來說,甲基化的程度越高,羥丙基甲基纖維素的緩凝作用就越小。此外,親水取代(如對HEC的取代)較憎水取代(如對MH、MHEC、MHPC的取代)的緩凝作用強。羥丙基甲基纖維素的緩凝效果主要受取代基團的種類和數量這兩個參數影響。

我們的系統實驗也發現,取代基的含量對瓷磚膠的力學強度起重要作用,我們評估了不同取代度的HPMC在瓷磚膠中的表現,測試了不同養護條件含有不同基團的羥丙基甲基纖維素對瓷磚膠力學性能的影響,圖2和圖3是甲氧基(DS)含量變化及羥丙氧基(MS)含量變化對瓷磚膠常溫條件下拉拔強度的影響。

測試中我們考量是HPMC,是復合醚,故而要將兩個圖放一起來看,對于HPMC來講,需要有一的取供度,才能保證其水溶性和透光率,我們知道取代基的含量還決定著HPMC的凝膠溫度,也是就是決定著HPMC的使用環境,這樣通常適用的HPMC 其基團含量也就框定在一個范圍內了,在這個范圍內甲氧基與羥丙氧基如何組合以達到好的效果是我們研究的內容。圖2顯示,在一定的范圍內,甲氧基含量升高,會帶來拉拔強度的下降趨勢,而羥丙氧基含量升高,拉拔強度呈上升的趨勢。對于開放時間來講,也有類似的效果。

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