用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料及其制备方法，应用在水泥基陶瓷粘结剂的制备领域。


背景技术：

2.现在市面上的制备水泥基陶瓷粘结剂所用的集料多采用天然细骨料(如天然砂等)或机制砂。然而随着国家城镇化进程的加快以及城市建设与改造的提速，河道治理日益严格，矿山资源的开采整顿日益加大，河沙可开采量越来越少，机制砂的生产成本越来越高，天然细骨料(如天然砂等)的供应日趋紧张。随着国家可持续性战略的推行,在满足建筑用砂的硬性指标的情况下,使用天然可再生材料已是新时代的趋势。天然椰棕丝是包裹在椰壳表面的椰棕组织，该植物组织是很难得的天然纤维,它质地坚实,耐磨性好，并且产量巨大。若能将其粉碎并经专门加工处理后替代天然细骨料(如天然砂等)或机制砂，就能大大减少资源的开发，节能环保，实现可持续发展。
3.因此，提供一种原料来源广泛、成本低、能取代天然细骨料(如天然砂等)或机制砂、节能环保的用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料及其制备方法己成为当务之亟。


技术实现要素：

4.为了克服现有制备水泥基陶瓷粘结剂所用的集料需要用到天然细骨料(如天然砂等)或机制砂，然而其资源日益匮乏、成本上升、不环保、无法实现持续发展的问题，本发明提供一种用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料及其制备方法，通过两道优选工序及其工艺参数，并采用特别配制的药剂处理椰棕丝，且将椰棕丝切割成0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒，提升了椰棕丝的综合性能，其能取代天然细骨料(如天然砂等)或机制砂，用该集料制备出的水泥基陶瓷粘结剂粘结性能强，符合陶瓷砖粘结剂的相关技术性能要求，具有原料来源广泛、成本低、节能环保等优点。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料，所述集料为0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒中任意两种粒径以上的任意组合；所述椰棕丝颗粒由经以下步骤依序处理过的椰棕丝切割而成：
7.(一)化学处理
8.将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中至少24h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
9.10.(二)物理处理
11.将椰棕丝从药剂中取出，经450
‑
550rpm离心处理2
‑
4min后，放入烘箱于45
‑
55℃烘干至少12h。
12.本技术的用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料采用天然的椰棕丝作为原料，对其依次进行化学处理和物理处理。其中，化学处理中使用的药剂采用了优选的组分种类和用量比例搭配以对椰棕丝进行浸泡，最后，再对经过两道工序处理后的椰棕丝进行粉碎，获得优选粒径的椰棕丝颗粒。通过上述两道工序及其优选参数、优选药剂组分种类和用量比例搭配、颗粒优选粒径的综合配合作用，使得制备出的集料(即椰棕丝颗粒)性能优异，能代替现有天然细骨料(如天然砂等)或机制砂，用其制备出的水泥基陶瓷粘结剂粘结性能强，符合陶瓷砖粘结剂的相关技术性能要求。其中，两种以上粒径大小的椰棕丝颗粒搭配，能达到一定的级配。大颗粒空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高水泥基粘结剂综合性能的目的。可见，本技术用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的使用能减少天然资源的开发，绿色环保，实现可持续发展，而且用其制备出的水泥基陶瓷粘结剂的性能优越，质量有保障，可以放心使用。
13.所述药剂的品控标准为：制备好的药剂的粘度为500
‑
1000mpa.s。
14.所述椰棕丝的处理步骤为经过预处理的椰棕丝，该预处理步骤主要包括以下依序进行的步骤：
15.(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
16.(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱65
‑
75℃烘干1.5
‑
2.5h；
17.(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至22
‑
24℃，即得到干净的椰棕丝。
18.增加预处理步骤使得椰棕丝更加清洁，能提升集料品质，制备出的水泥基陶瓷粘结剂不易变质和霉变。
19.所述乳液为苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液的其中一种或任意两种以上的任意组合。
20.优选乳液种类为耐酸碱性强，柔韧性强，应用广泛，成本相对较低。
21.所述渗透剂为快速渗透剂t、耐碱渗透剂oep
‑
70或耐碱渗透剂aep的其中一种或任意两种以上的任意组合。
22.优选的渗透剂能在碱性条件下保持较强的渗透性、稳定性。
23.所述润湿分散剂为改性聚酯。
24.优选种类的润湿分散剂技术成熟，在碱性介质中能增强水性树脂和乳液的相容性。
25.所述消泡剂为乳液型聚二甲基硅氧烷。
26.优选种类的消泡剂价格便宜、适用范围广泛，消泡效果明显。
27.所述成膜助剂为醚醇类高聚物。
28.优选种类的成膜助剂混溶性好，挥发度低，容易被乳胶粒子吸收，能形成优异的连续涂膜。
29.所述水可选城市公用事业自来水、去离子水或蒸馏水。
30.优选的水取用方便，成本相对较低。
31.所述用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
32.(一)化学处理
33.将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中至少24h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0034][0035]
(二)物理处理
[0036]
将椰棕丝从药剂中取出，经450
‑
550rpm离心处理2
‑
4min后，放入烘箱于45
‑
55℃烘干至少12h；
[0037]
(三)获得椰棕丝颗粒：将步骤(二)获得的烘干后的椰棕丝切割成0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒，即得所述用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料。
[0038]
用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的制备方法整体方法简单、操作方便。优选的两道处理工序及其参数，配合药剂优选的各组分种类及其用量比例，能提升椰棕丝的综合性能，搭配优选的粒径，使得用该集料制备出的水泥基陶瓷粘结剂粘结性能强，符合陶瓷砖粘结剂的相关技术性能要求。其中，步骤(二)中的离心处理能去除药剂浸泡后椰棕丝表面残留的化学品。
[0039]
所述集料的制备方法还包括设在步骤(一)之前的预处理步骤，所述预处理步骤主要包括以下依序进行的步骤：
[0040]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0041]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱65
‑
75℃烘干1.5
‑
2.5h；
[0042]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至22
‑
24℃。
[0043]
预处理步骤能提升椰棕丝洁净度，从而提升制备出的水泥基陶瓷粘结剂的品质，有效防止其变质和霉变。
[0044]
所述药剂的制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
[0045]
(1)取重量占比为自身总重量1/2
‑
2/3的乳液，向内加入重量占比为自身总重量1/3
‑
1/2的水，以150
‑
250rpm转速进行搅拌，且边搅拌边向混合液中添加重量占比为自身总重量1/2
‑
2/3的润湿分散剂，搅拌至少2min；
[0046]
(2)保持150
‑
250rpm搅拌转速，向步骤(1)获得的混合液中添加渗透剂，搅拌至少4min；
[0047]
(3)保持150
‑
250rpm搅拌转速，向步骤(2)获得的混合液中添加剩余的润湿分散剂，搅拌至均匀；
[0048]
(4)将搅拌转速降至110
‑
130rpm，向步骤(3)获得的混合液中添加剩余的乳液，搅拌2
‑
5min；
[0049]
(5)保持110
‑
130rpm搅拌转速，向步骤(4)获得的混合液中添加消泡剂，搅拌15
‑
20min进行破泡；
[0050]
(6)保持110
‑
130rpm搅拌转速，向步骤(5)获得的混合液中添加成膜助剂，搅拌2
‑
5min；
[0051]
(7)保持110
‑
130rpm搅拌转速，向步骤(6)获得的混合液中添加剩余的水，搅拌至少20min，即得所述药剂。
[0052]
优选的药剂制备方法简单、操作方便，且能保障制备出集料的品质。
[0053]
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
[0054]
1)本技术的用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料通过两道工序及其优选参数、优选药剂组分种类和用量比例搭配、颗粒优选粒径的综合配合作用，使得制备出的集料(即椰棕丝颗粒)性能优异，能代替现有天然细骨料(如天然砂等)或机制砂，用其制备出的水泥基陶瓷粘结剂粘结性能强，符合陶瓷砖粘结剂的相关技术性能要求；其能减少天然资源的开发，绿色环保，实现可持续发展，而且用其制备出的水泥基陶瓷粘结剂的性能优越，质量有保障，可以放心使用；
[0055]
2)增加预处理步骤使得椰棕丝更加清洁，能提升集料品质，制备出的水泥基陶瓷粘结剂不易变质和霉变；
[0056]
3)优选的药剂制备方法简单、操作方便，且能保障制备出集料的品质；
[0057]
4)用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的制备方法整体方法简单、操作方便。
具体实施方式
[0058]
下面结合说明书各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0059]
实施例1
[0060]
本发明所述的一种用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料，所述集料为0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒中任意两种粒径以上的任意组合；所述椰棕丝颗粒由经以下步骤依序处理过的椰棕丝切割而成：
[0061]
(一)预处理
[0062]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0063]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱70℃烘干2h；
[0064]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至23℃，即得到干净的椰棕丝；
[0065]
(二)化学处理
[0066]
将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中24h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0067][0068]
(三)物理处理
[0069]
将椰棕丝从药剂中取出，经500rpm离心处理3min后，放入烘箱于50℃烘干12h。
[0070]
用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
[0071]
(一)预处理
[0072]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0073]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱70℃烘干2h；
[0074]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至23℃。
[0075]
(二)化学处理
[0076]
将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中24h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0077][0078]
(三)物理处理
[0079]
将椰棕丝从药剂中取出，经500rpm离心处理3min后，放入烘箱于50℃烘干12h；
[0080]
(四)获得椰棕丝颗粒：将步骤(二)获得的烘干后的椰棕丝切割成0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒，即得所述用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料。
[0081]
所述药剂的制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
[0082]
(1)取重量占比为自身总重量0.56％的乳液，向内加入重量占比为自身总重量2/5的水，以200rpm转速进行搅拌，且边搅拌边向混合液中添加重量占比为自身总重量0.56％的润湿分散剂，搅拌2min；
[0083]
(2)保持200rpm搅拌转速，向步骤(1)获得的混合液中添加渗透剂，搅拌4min；
[0084]
(3)保持200rpm搅拌转速，向步骤(2)获得的混合液中添加剩余的润湿分散剂，搅拌至均匀；
[0085]
(4)将搅拌转速降至120rpm，向步骤(3)获得的混合液中添加剩余的乳液，搅拌3min；
[0086]
(5)保持120rpm搅拌转速，向步骤(4)获得的混合液中添加消泡剂，搅拌18min进行破泡；
[0087]
(6)保持120rpm搅拌转速，向步骤(5)获得的混合液中添加成膜助剂，搅拌3min；
[0088]
(7)保持120rpm搅拌转速，向步骤(6)获得的混合液中添加剩余的水，搅拌20min，即得所述药剂。
[0089]
其中，所述乳液为苯丙乳液，所述渗透剂为快速渗透剂t，所述润湿分散剂为改性聚酯，所述消泡剂为乳液型聚二甲基硅氧烷，所述成膜助剂为醚醇类高聚物。
[0090]
实施例2
[0091]
本发明所述的一种用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料，所述集料为0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒中任意两种粒径以上的任意组合；所述椰棕丝颗粒由经以下步骤依序处理过的椰棕丝切割而成：
[0092]
(一)预处理
[0093]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0094]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱65℃烘干2.5h；
[0095]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至22℃，即得到干净的椰棕丝；
[0096]
(二)化学处理
[0097]
将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中48h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0098][0099]
(三)物理处理
[0100]
将椰棕丝从药剂中取出，经450rpm离心处理4min后，放入烘箱于45℃烘干18h。
[0101]
用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
[0102]
(一)预处理
[0103]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0104]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱65℃烘干2.5h；
[0105]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至22℃。
[0106]
(二)化学处理
[0107]
将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中48h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0108][0109]
(三)物理处理
[0110]
将椰棕丝从药剂中取出，经450rpm离心处理4min后，放入烘箱于45℃烘干18h；
[0111]
(四)获得椰棕丝颗粒：将步骤(二)获得的烘干后的椰棕丝切割成0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒，即得所述用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料。
[0112]
所述药剂的制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
[0113]
(1)取重量占比为自身总重量1/2的乳液，向内加入重量占比为自身总重量1/2的水，以150rpm转速进行搅拌，且边搅拌边向混合液中添加重量占比为自身总重量2/3的润湿分散剂，搅拌8min；
[0114]
(2)保持150rpm搅拌转速，向步骤(1)获得的混合液中添加渗透剂，搅拌6min；
[0115]
(3)保持150rpm搅拌转速，向步骤(2)获得的混合液中添加剩余的润湿分散剂，搅拌至均匀；
[0116]
(4)将搅拌转速降至130rpm，向步骤(3)获得的混合液中添加剩余的乳液，搅拌
2min；
[0117]
(5)保持130rpm搅拌转速，向步骤(4)获得的混合液中添加消泡剂，搅拌20min进行破泡；
[0118]
(6)保持130rpm搅拌转速，向步骤(5)获得的混合液中添加成膜助剂，搅拌2min；
[0119]
(7)保持130rpm搅拌转速，向步骤(6)获得的混合液中添加剩余的水，搅拌26min，即得所述药剂。
[0120]
其中，所述乳液为纯丙乳液，所述渗透剂为耐碱渗透剂oep
‑
70，所述润湿分散剂为改性聚酯，所述消泡剂为乳液型聚二甲基硅氧烷，所述成膜助剂为醚醇类高聚物。
[0121]
实施例3
[0122]
本发明所述的一种用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料，所述集料为0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒中任意两种粒径以上的任意组合；所述椰棕丝颗粒由经以下步骤依序处理过的椰棕丝切割而成：
[0123]
(一)预处理
[0124]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0125]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱75℃烘干1.5h；
[0126]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至24℃，即得到干净的椰棕丝；
[0127]
(二)化学处理
[0128]
将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中36h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0129][0130]
(三)物理处理
[0131]
将椰棕丝从药剂中取出，经550rpm离心处理2min后，放入烘箱于55℃烘干36h。
[0132]
用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
[0133]
(一)预处理
[0134]
(1)将椰棕丝进行水洗，至水清澈为止；
[0135]
(2)取出水洗后的椰棕丝，于烘箱75℃烘干1.5h；
[0136]
(3)将烘干后的椰棕丝取出，晾置温度降至24℃。
[0137]
(二)化学处理
[0138]
将干净的椰棕丝完全浸没入药剂中36h，所述药剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
[0139][0140]
(三)物理处理
[0141]
将椰棕丝从药剂中取出，经550rpm离心处理2min后，放入烘箱于55℃烘干24h；
[0142]
(四)获得椰棕丝颗粒：将步骤(二)获得的烘干后的椰棕丝切割成0.5
‑
2mm粒径的椰棕丝颗粒，即得所述用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料。
[0143]
所述药剂的制备方法主要包括以下依序进行的步骤：
[0144]
(1)取重量占比为自身总重量2/3的乳液，向内加入重量占比为自身总重量1/3的水，以250rpm转速进行搅拌，且边搅拌边向混合液中添加重量占比为自身总重量1/2的润湿分散剂，搅拌6min；
[0145]
(2)保持250rpm搅拌转速，向步骤(1)获得的混合液中添加渗透剂，搅拌8min；
[0146]
(3)保持250rpm搅拌转速，向步骤(2)获得的混合液中添加剩余的润湿分散剂，搅拌至均匀；
[0147]
(4)将搅拌转速降至110rpm，向步骤(3)获得的混合液中添加剩余的乳液，搅拌5min；
[0148]
(5)保持110rpm搅拌转速，向步骤(4)获得的混合液中添加消泡剂，搅拌15min进行破泡；
[0149]
(6)保持110rpm搅拌转速，向步骤(5)获得的混合液中添加成膜助剂，搅拌5min；
[0150]
(7)保持110rpm搅拌转速，向步骤(6)获得的混合液中添加剩余的水，搅拌36min，即得所述药剂。
[0151]
其中，所述乳液为纯丙乳液与硅丙乳液的任意组合，所述渗透剂为耐碱渗透剂oep
‑
70与耐碱渗透剂aep的任意组合，所述润湿分散剂为改性聚酯，所述消泡剂为乳液型聚二甲基硅氧烷，所述成膜助剂为醚醇类高聚物。
[0152]
实验数据：
[0153]
采用各集料制备水泥基陶瓷粘结剂的配方：
[0154]
表1采用现有集料(砂)以及各实施例的集料制备水泥基陶瓷粘结剂的配方(以下均为重量份)
[0155]
配方对照样实施例1实施例2实施例3水泥320320320320矿粉80808080集料(砂)560——————集料(实施例1)——560————集料(实施例2)————560——集料(实施例3)——————560胶粉30303030
纤维素醚4444甲酸钙6666
[0156]
检测方法：参照jc/t 547
‑
2017c1水泥基胶粘剂测试部分
[0157]
表2水泥基陶瓷粘结剂各性能测试结果
[0158][0159][0160]
由上述数据可知，采用本技术的集料生产出的水泥基陶瓷粘结剂的各性能参数均符合jc/t 547
‑
2017c1标准，实施例3的各参数均优于对照样各参数，实施例1的原强(拉伸粘结强度mpa)、浸水(拉伸粘结强度mpa)、冻融循环(拉伸粘结强度mpa)性能均好于对照样，其他性能均符合jc/t 547
‑
2017c1标准，实施例2除热老化(拉伸粘结强度mpa)性能符合jc/t547
‑
2017c1标准外，其他性能均好于对照样；且本案各实施例均采用废弃的椰棕丝为原料，节约天然资源，绿色环保。
[0161]
本发明所述的用于制备水泥基陶瓷粘结剂的集料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。