可再分散聚合物胶粉与聚乙烯醇对瓷砖粘结剂性能的影响比较.pdf

可再分散聚合物胶粉与聚乙烯醇对瓷砖粘结剂性能的影响比较熊佑明于全伟E l o t e x(易来泰)亚太区域技术中心上海市松江工业区江田东路1 3 7 号，2 0 1 6 0 0摘要：分别掺加可再分散聚合物胶粉(R P P)和聚乙烯醇(P V O H)配制出不同配方的瓷砖粘结剂，参考J C T 5 4 7 2 0 0 5 陶瓷墙地砖粘结剂行业标准相关测试方法和E l o t e x(易来泰)内部测试方法，比较了R P P 和P V O H 对瓷砖粘结剂的性能影响情况。研究结果表明，R P PJ：b P V O H 更能改善瓷砖胶的综合性能，虽然P V O H 改性瓷砖胶 t,R P P改性瓷砖胶具有更长的晾置时间，但与R P P 改性瓷砖胶相比，掺加P V O H 的瓷砖粘结剂，其耐热粘结强度、耐水粘结强度和柔韧性明显低于掺加R P P 改性瓷砖粘结剂。关键词：瓷砖粘结剂可再分散聚合物胶粉聚乙烯醇耐水粘结强度耐热粘结强度柔韧性A b s t r a c t：A c c o r d i n gt oJ C T 5 4 7-2 0 0 5”A d h e s i v e sf o rc e r a m i cw a l la n df l o o rt i l e s”，C h i n e s ei n d u s t r i a lS t a n d a r d，a n di n t e r n a lt e s tm e t h o d so fE l o t e x，t h i sw o r kc o m p a r e di n f l u e n c eo fr e d i s p e r s i b l ep o l y m e rp o w d e r(R P P)a n dp o l y v i n y la l c o h o l(P V Ao rP V O H)o np e r f o r m a n c eO fc e r a m i ct i l e sa d h e s i v e(C T A)T h er e s u l t ss h o wt h a tR P Pi m p r o v e dp e r f o r m a n c eo fc e r a m i ct i l e sa d h e s i v eo b v i o u s l ym o r et h a nP V O H A l t h o u g hP V O Hp r o l o n g e do p e nt i m eo fC T A，i tr e d u c e dw e ta d h e s i v es t r e n g t h，h e a t r e s i s t a n ta d h e s i v es t r e n g t ha n df l e x i b i l i t yo fC T Ac o m p a r e dt oR P RK e y w o r d s：C e r a m i ct i l e sa d h e s i v e(C T A)，R e d i s p e r s i b l ep o l y m e rp o w d e r(R P P)，P o l y v i n y la l c o h o l(P V Ao rP V O H)，W e ta d h e s i v es t r e n g t h，H e a t r e s i s t a n ta d h e s i v es t r e n g t h，F l e x i b i l i t y1 引言聚乙烯醇(P V A 或P V O H)是一种水溶性高分子聚合物，由醋酸乙烯经醇解聚合而制成。聚乙烯醇因其良好的粘结性能而被广泛用于涂料、粘合剂、纺织浆料等领域。随着国内干粉砂浆行业的迅速发展，聚乙烯醇粉末也因其良好的粘结性能而开始应用于干粉砂浆产品。国r S 夕l,研究同时表明【2】【3 1，聚乙烯醇可改善砂浆界面过渡区结构并提高砂浆粘结强度。但由于聚乙烯醇自身的水溶性和高玻璃化温度，聚乙烯醇是否能取代可再分散聚合物胶粉广泛应用于特种干粉砂浆是值得研究的。本文参考了J C T 5 4 7-2 0 0 5 陶瓷墙地砖粘结剂行业标准相关测试方法和E l o t e x(易来泰)内部测试方法比较了聚乙烯醇和可再分散聚合物胶粉对瓷砖粘结剂性能的影响情况。希望本文的研究结果能够为国内同行提供一些参考。2 试验2 原材料及配方试验所用原材料见表1。表1 试验用原材料原材料厂家产地牌号规格水泥海螺4 2 5 普通硅酸盐水泥石英砂国产4 0-1 0 0 目2 5 3一孓盗，。，夕。掺一，、-t Y _，_夕7i，?7j、?j，2 0 0 8 第三届(中国)国际建筑干混砂浆生产应用技术研讨会论文集重钙粉国产3 0 0 目纤维素醚阿克苏诺贝尔粘度1 3 万m P a S可再分散聚合物胶粉E l o t e x 易来泰F X 3 3 0 0聚乙烯醇进口P，A 2 4 8 8试验所用水泥基本性能见表2。表2 海螺4 2 5 普通硅酸盐水泥基本性能M g O S 0 3，烧失量细度，凝结臣。间m i n抗折强度M P a抗压强度M P a安定性(0 0 8 m m)初凝终凝3 d2 8 d3 d2 8 dS 5 03 55 01 0 0合格 4 5 4 2 5试验所用基础配方见表3。表3 试验用基础配方配方12345+海螺4 2 5 普通硅酸盐水泥4 0 0 04 0 0 04 0 0 04 0 0 04 0 0 0石英砂4 0 7 0 目补齐总量至10 0 O o重钙3 0 0 目1 0 0 01 0 0 01 0 0 0纤维素醚0 4 00 4 00 4 00 4 00 4 0木质纤维10 0 4 7 N0 5 00-5 00 5 0O 5 00 5 0淀粉醚E L O S E T5 4 2O 0 30 0 30 0 30 0 3O 0 3P V O H2 4 8 81 0 04 0 0R P PE l o t e xF X 3 3 0 01 0 04 0 0其它适量总计1 0 0 0 01 0 0 0 01 0 0 0 01 0 0 0 01 0 0 0 0注：5 号配方掺加4 0 0 P V O H2 4 8 8 仅作比较之用(通常P V O H 掺量不超过水泥用量的3 较高的P V O H 掺量将严重影响瓷砖胶的施工性)。2 2、测试方法瓷砖胶新拌性能：润湿性测试。参考E l o t e x(易来泰)内部测试方法即：分别将玻璃板在1 0 分钟、2 0 分钟、3 0 分钟粘贴在梳理好的瓷砖胶上，用5 K g 砝码加载3 0 秒，揭开玻璃板后，比较玻璃板上粘附的瓷砖胶面积。瓷砖胶硬化性能参考J C T 5 4 7 2 0 0 5 陶瓷墙地砖粘结剂行业标准相关养护和测试方法。其中养护方法见表4。表4 瓷砖胶养护方法5 1测试性能养护方法标准试验条件2 8 d粘结原强度(标准试验条件：环境温度2 3 4-2。C，相对湿度5 0 _ 4-5 试验区的循环风速小于0 2 m s)耐水粘结强度标准试验条件7 d+水养2 1d耐热粘结强度标准试验条件1 4 d+热养1 4 d(7 04-2 C 烘箱)+标准试验条件1 d晾置时间标准试验条件2 8 d2 5 4。?：潆1 瑶2 0 0 8 第三届(中国)国际建筑干混砂浆生产应用技术研讨会论文集3。结果与讨论3 1 对新拌砂浆的性能影响图1 为瓷砖胶润湿性测试结果。由图1 可见，P V A 2 4 8 8 改性瓷砖胶与F X 3 3 0 0 的润湿性在梳理后1 0 分钟时大致相当但至l J 2 0 分钟时，P、嘘4 8 8 改性瓷砖胶的润湿性优于F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶。图1P V A 2 4 8 8(5#)与F X 3 3 0 0(4#)对瓷砖胶的润湿性比较3-2 对硬化砂浆性能的影响硬化砂浆粘结性能见表4，压折比和横向弯曲变形见图2、图3。表4 硬化砂浆粘结性能12345+粘结强度M P a瓷砖类别空白样1 2 4 8 81 F X 3 3 0 04 F X 3 3 0 04 2 4 8 8粘结原强度玻化砖(吸水率0 2)O 4 81 0 50 8 61 6 11 2 0耐水粘结强度0 2 90 2 1O 6 11。0 30 1 4耐热粘结强度0。1 10 0 80 5 31 3 70 0 5晾置时r a-(2 0 m i n)陶质砖(吸水率1 8)0 2 71 1 80 4 5O 8 91 3 6图2F X 3 3 0 0 和P V A 2 4 8 8 对压折比的影响2 5 5。a 硝 ：2 0 0 8 第-届(中国)国际建筑干混砂浆生产应用技术研讨会论文集图3F X 3 3 0 0 和P V A 2 4 8 8 对横向弯曲变形的影响由表4、图2 和图3 可见R P P I：t P V O H 更能改善瓷砖胶的综合性能。虽然P V A 改性瓷砖胶的润湿性较好但由表4 可见，P 屹4 8 8 改性的瓷砖胶除了具有较长的晾置时间外其它粘结性能几乎都低于F X 3 3 0 0改性的瓷砖胶(仅掺J i l l 0 P V A 2 4 8 8 瓷砖胶粘结原强度稍高于掺J l：l I 0 F X 3 3 0 0 瓷砖胶)。特别是在粘贴玻化砖时F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶I：匕,P V A 2 4 8 8 改性瓷砖胶具有更高的耐水粘结强度和耐热粘结强度。在粘贴陶质砖时，如图4 所示，砂浆伸入到陶质砖背面的开孔内形成机械咬合作用，从而提高了瓷砖胶与陶质砖的粘结强度。铥己砖窥砖饶砖_ I i 寅图4 砂浆与陶质砖背面的开孔机械咬合作用图5 聚合物对瓷砖，聚合物砂浆界面区粘结的改善在粘贴玻化砖时，由于瓷砖表面缺乏可供形成机械咬合作用的空隙此时聚合物形成的粘结是获得粘结性能的主要原因嘲。1 1 5，图6 显示了聚合物的这种桥接作用对瓷砖聚合物砂浆界面区粘结的改善情况。图6 聚合物膜在瓷砖，聚合物砂浆界面问的桥接作用2 5 6在泡水养护过程中由于聚乙烯醇的水溶性”J，导致聚乙烯醇改性的瓷砖胶在泡水之后的粘结强度显著降低这在粘贴缺乏机械咬合作用的玻化砖时表现尤为明显。表4 即显示了1 0 P V A 2 4 8 8 改性瓷砖胶在粘贴玻化砖时，耐水粘结强度由原粘结强度1 0 5 M P a 急剧降低到0 2 1 M P a，远远低于4 0 F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶的耐水粘结强度1 0 3 M P a，同时也低于1 0 F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶的耐水粘结强度。从表4 还可看出，当粘贴玻化砖时P V A 改性瓷砖胶的耐热粘结强度几乎丧失而F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶的耐热粘结强度最高为1 _ 3 7 M P a。通常在受热条件下热应力以及玻化砖和瓷砖胶线膨胀系数差异会导致相对位移，这种相对位移将增加产生界面裂缝的可能性裂缝的出现则会降低瓷砖胶与玻化砖的粘结强度。由于F X 3 3 0 0 的玻璃化温度在2 0。C 左右，远远低于P V A(约8 0。C 左右)，所以F X 3 3 0 0 赋予了瓷砖胶更高的柔韧性(由图1 和图2 也可看到4 0 F X 3 3 0 0 改性的瓷砖胶具有最低的压折比和最高的横向弯曲变形能力)，明显降低了瓷砖胶的弹性模量，并由此降低了瓷砖胶所承受的温度应力和增大了承受应变变形的能力，从而减少了界面问裂缝的形成，显著改善了瓷砖胶的耐热粘结强度。4 结论本文研究了可再分散聚合物胶粉E l o t e xF X 3 3 0 0 和聚乙烯醇P V A 2 4 8 8 对瓷砖胶部分性能的影响结果表明：可再分散聚合物胶粉(R P P)比聚乙烯醇(P V A)更能改善瓷砖胶的综合性能。除晾置时问外掺加可再分散聚合物胶粉E l o t e xF X 3 3 0 0 改性的瓷砖胶粘结性能明显高于掺加聚乙烯醇P V A 2 4 8 8 改性的瓷砖胶。其中F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶耐热粘结强度最高为1 3 7 M p a，而P V A 2 4 8 8 改性瓷砖胶耐热粘结强度不超过0 1M P a；F X 3 3 0 0 改性瓷砖胶耐水粘结强度最高为1 _ 0 3 M p a，P V A 2 4 8 8 改性瓷砖胶耐水粘结强度最高为0 2 1M P a。压折比和横向弯曲变形试验结果表明，掺加可再分散聚合物胶粉E l o t e xF X 3 3 0 0 改性的瓷砖胶柔韧性明显高于掺加聚乙烯醇P V A 2 4 8 8 改性的瓷砖胶。参考文献A A P M a n s u r，D B S a n t o s，H S M a n s u r Am i c r o s t r u c t u r a la p p r o a c ht oa d h e r e n c em e c h a n i s mo fp o l y v i n y la l c o h o lm o d i f i e dc e m e n ts y s t e m st oc e r a m i ct i l e s J C e m e n ta n dC o n c r e t eR e s e a r c h，V o l u m e3 7，I s s u e2，F e b r u a r y2 0 0 7：2 7 0 2 8 2【2】J a e H oK i m，R i c h a r dE R o b e r t s o n E f f e c t so fP o l y v i n y lA l c o h o lo nA g g r e g a t e P a s t eB o n dS t r e n g t ha n dt h eI n t e r f a c i a lT r a n s i t i o nZ o n e J ，A d v a n c e dC e m e n tB a s e dM a t e r i a l s，V o l u m e8，I s s u e2，S e p 19 9 8：6 6 7 6【3】黄月文聚合物干粉防水砂浆粘接材料的研究【J】化学与黏合，2 0 0 7，2 9(2)：8 2 8 6 4】E l o t e x(易来泰)瓷砖胶内部测试方法【5】J C T 5 4 7 2 0 0 5 陶瓷墙地砖粘结剂行业标准 6】R Z u r b r i g g e n，A J e n n i，M H e r w e g h，T A b e r l e，L H o l z e r 可再分散聚合物粉末改性瓷砖胶的微观结构及其与宏观性能的联系【J】新型建筑材料，2 0 0 7，7：1 1 1 3 7】A J e n n i，R Z ur b r i g g e n，L H o l z e r，M H e r w e g h C h a n g e si nm i c r o s t r u c t u r e sa n dp h y s i c a lp r o p e r t i e so fp o l y m e r-m o d i f i e dm o r t a r sd u r i n gw e ts t o r a g e J ，C e m e n ta n dC o n c r e t eR e s e a r c h，V o l u m e3 6，I s s u e1，J a n u a r y2 0 0 6：7 9 9 02 5 7、。、，集一，；#g一，、。零一、，出一