瓷砖背胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及粘合剂技术领域，特别是涉及一种瓷砖背胶及其制备方法。


背景技术：

2.室内装修很多人都会选择使用瓷砖，随着大尺寸与低吸水率砖在家庭装修的大量应用，对瓷砖铺贴材料的要求也越来越高。传统的水泥砂铺贴在使用一段时间之后，会出现较多空鼓或掉砖等情况，已经被瓷砖胶逐步替代。瓷砖胶铺贴可在一定程度上解决空鼓掉砖问题，但受限于后期瓷砖胶收缩、环境气候及振动等因素影响，空鼓现象还是会伴随而来，因此瓷砖背胶应运而生。
3.瓷砖背胶按照组成部分分类有单组份和双组份两种，单组份背胶本质上是一种柔性成膜物质，刷涂于瓷砖背面可形成一种柔性界面，配合瓷砖胶使用可抵御并降低铺贴体系因收缩、震动等因素带来的应力形变，提升贴砖体系稳定性，降低空鼓掉砖现象；双组份背胶是刚性界面，涂刷后一方面可吸附于瓷砖背面形成粘结层，另一方面可提供一种粗糙的界面，为后续瓷砖胶铺贴时提供更多的机械锚固点。近年来瓷砖背胶已受到市场认可，特别是单组份背胶，由于其使用施工便捷，干燥速度较快，对解决瓷砖空鼓或掉砖问题有明显改善。
4.传统的单组份背胶在耐水性、耐久性、耐高温以及防霉性等方面表现一般，因此其在高湿度区域、潮湿区域或地面(特别是有地暖的地面)上的使用将很大程度上受限。其次，传统的背胶在用于超大板或岩板瓷砖(尺寸大于800mm
×
800mm)的铺贴后，水气不易散出而长期滞留于内部，导致空鼓脱落，另一方面大板瓷砖通常会使用标号较高的瓷砖胶(c1级、c2级及以上)，由于背胶的软界面可抵抗部分收缩应力，该瓷砖胶与背胶结合后的贴砖体系更加稳定，但与此同时，传统的背胶在与高标号瓷砖胶结合后的体系的拉拔强度比单独使用高标号瓷砖胶的拉拔强度明显更低。综上所述，传统的单组份背胶在高湿度区域，潮湿区域或地面(特别是有地暖的地面)不宜使用，同时其在被用于粘贴超大板或岩板瓷砖时，粘结拉拔强度尚需提高。
5.双组份背胶虽然粘结性能较好，但通常包含粉料和液体两种不同状态的组份，在使用前需要将粉料和乳液按照配比进行搅拌均匀，再刮在砖背，同时搅拌后的浆料需要在短时间内使用完，涂刷后还需晾置至少24小时，使用与施工方面较为繁琐；其次双组份背胶的涂布率相较于单组分背胶要低很多，导致单位平米成本也相对较高；此外双组份背胶在砸砖效果上表现为整块掉落，与单组分背胶对应的小块碎裂掉落存在明显区别。


技术实现要素：

6.基于此，本发明提供了一种瓷砖背胶，其作为单组份背胶具有较好的耐水性、防霉抗菌性与耐久性，并且能够提高背胶的粘结拉拔强度以适配高标号瓷砖胶。
7.本发明通过如下技术方案实现。
8.一种瓷砖背胶，以质量百分数计，包括如下组分：
[0009][0010]
在其中一个实施例中，所述矿物态硅树脂由包括矿物态硅、纳米二氧化硅、聚酯与丙烯酸酯的原料共聚制得。
[0011]
在其中一个实施例中，所述矿物态树脂满足如下条件中的至少一个：
[0012]
(1)固含量为40％～60％；
[0013]
(2)玻璃化转变温度为-25℃～-15℃。
[0014]
在其中一个实施例中，所述丙烯酸酯共聚物满足如下条件中的至少一个：
[0015]
(1)固含量为40％～50％；
[0016]
(2)玻璃化转变温度为-25℃～-15℃。
[0017]
在其中一个实施例中，所述组分还包括抗菌剂。
[0018]
在其中一个实施例中，所述抗菌剂选自纳米银离子、碳酸盐、氧化锌、钛白粉与石墨烯类抗菌剂中的一种或多种。
[0019]
在其中一个实施例中，所述杀菌剂选自选自cit/mit、bit、mit与zpt中的一种或多种。
[0020]
在其中一个实施例中，所述消泡剂选自聚醚类、硅树脂类与矿物油类消泡剂中的一种或多种。
[0021]
在其中一个实施例中，所述润湿剂为非离子型表面活性剂。
[0022]
本发明还提供一种如上所述的瓷砖背胶的制备方法，包括如下步骤：
[0023]
混合所述组分。
[0024]
与现有技术相比较，本发明的瓷砖背胶具有如下有益效果：
[0025]
本发明所述的瓷砖背胶引入矿物态硅树脂，与丙烯酸酯共聚物以及其它助剂复配的相容性较好，成膜后明显提高了背胶的耐水性，其耐水性提升后，背胶膜中所含的水分含量降低，不利于霉菌生长，从而增强了防霉抗菌效果。同时，发明的瓷砖背胶具有非常强的渗透能力，能够给低吸水率瓷砖提供更多的机械锚固力，并且能够通过布朗运动将瓷砖和瓷砖胶粘结成为一个整体，从而大幅提高整个体系的粘结拉拔强度，以适配与高标号瓷砖胶的配合使用。
[0026]
进一步地，本发明提供的瓷砖背胶作为一种单组份背胶，为纯液体状态，使用施工便捷，且干燥速度较快。
具体实施方式
[0027]
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于
本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
[0029]
本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
[0030]
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0031]
除非另外指明，所有百分比、分数和比率都是按本发明组合物的总质量计算的。除非另外指明，有关所列成分的所有质量均给予活性物质的含量，因此它们不包括在可商购获得的材料中可能包含的溶剂或副产物。本文术语“质量百分比含量”可用符号“％”表示。除非另外指明，在本文中所有的分子量都是以道尔顿为单位表示的重均分子量。除非另外指明，在本文中所有配制和测试发生在25℃的环境。本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组份、步骤或限制项组成。本文中术语“效能”、“性能”、“效果”、“功效”之间不作区分。
[0032]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]
本发明提供了一种瓷砖背胶，以质量百分数计，包括如下组分：
[0034][0035]
在本发明中，上述矿物态树脂主要以共价键结合，相容性较好，引入无机硅类材
料，成膜后明显提高了耐水性，其耐水性提升后，背胶膜中所含的水分含量降低，不利于霉菌生长，从而增强了防霉抗菌效果；同时作为营养物质的涂膜被水侵蚀而分解的现象减少，导致霉菌生长条件不足，降低发霉腐蚀现象；此外，在含有杀菌剂的情况下，杀菌剂不会随着涂膜分解而流失，可长期存留于成膜中，进一步抑制霉菌。在粘结拉拔强度方面，由于引入的矿物硅树脂材料具有非常强的渗透能力，特别是对于低吸水率瓷砖，也可深入其中，提供了更多的机械锚固力，与此同时，矿物态树脂接枝了-si-键，利用无机硅的桥梁作用，在布朗运动下一端可与瓷砖背面内部无机材料产生化学反应链接，另一端可与水泥类瓷砖胶材料发生化学链接，从而将瓷砖和瓷砖胶粘结成为一个整体，从而大幅提高整个体系的粘结拉拔强度，特别适配超大板瓷砖粘贴，以及适合与高标号瓷砖胶配合使用。
[0036]
在一个具体的示例中，矿物态硅树脂由包括矿物态硅、纳米二氧化硅、聚酯与丙烯酸酯的原料共聚制得。
[0037]
在一个具体的示例中，矿物态树脂的固含量为40％～60％。
[0038]
可以理解地，在本发明中，矿物态树脂的固含量包括但不限于40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％。
[0039]
在一个具体的示例中，矿物态树脂的玻璃化转变温度为-25℃～-15℃。
[0040]
可以理解地，在本发明中，矿物态树脂的玻璃化转变温度包括但不限于-25℃、-24℃、-23℃、-22℃、-21℃、-20℃、-19℃、-18℃、-17℃、-16℃、-15℃。
[0041]
玻璃化转变温度为-25℃～-15℃的矿物态树脂能够在保持整个体系柔韧性的同时具有非常强的初粘及持久粘性，相对于单纯使用丙烯酸酯共聚物，本发明提供的背胶体系具有更强的物理粘结力。
[0042]
在一个具体的示例中，矿物态树脂为纳米级材料。
[0043]
更为具体地，矿物态树脂为水性环保矿物态硅无机树脂wj-121f。
[0044]
上述矿物态树脂具有良好的耐水性、相容性与耐高温性，同时具有较强的物理粘手性和成膜强度。
[0045]
在一个具体的示例中，丙烯酸酯共聚物的固含量为40％～50％。
[0046]
可以理解地，在本发明中，丙烯酸酯共聚物的固含量包括但不限于40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％。
[0047]
在一个具体的示例中，丙烯酸酯共聚物的玻璃化转变温度为-25℃～-15℃。
[0048]
可以理解地，在本发明中，丙烯酸酯共聚物的玻璃化转变温度包括但不限于-25℃、-24℃、-23℃、-22℃、-21℃、-20℃、-19℃、-18℃、-17℃、-16℃、-15℃。
[0049]
更具体地，丙烯酸酯共聚物为丙烯酸乳液。
[0050]
上述丙烯酸酯共聚物具有良好的耐水性与相容性，同时具有较强的物理粘手性和成膜强度。
[0051]
在一个具体的示例中，组分还包括抗菌剂。
[0052]
在本发明中，随着抗菌剂的引入，瓷砖背胶体系的浸水粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度会有所提升，且防霉抗菌剂的量越多，在一定范围内其拉伸粘结强度越高。
[0053]
更具体地，以质量百分数计，瓷砖背胶包括如下组分：
[0054][0055][0056]
优选地，以质量百分数计，瓷砖背胶包括如下组分：
[0057][0058]
在一个具体的示例中，抗菌剂选自纳米银离子、碳酸盐、氧化锌、钛白粉与石墨烯类抗菌剂中的一种或多种。
[0059]
在本发明中，上述抗菌剂可以提供良好的广谱性以及长效性抗菌效果。
[0060]
在一个具体的示例中，杀菌剂选自cit/mit、bit、mit与zpt中的一种或多种。
[0061]
可以理解地，cit/mit为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；bit为1,2-苯丙异噻唑啉-3-酮；mit为羟基异噻唑啉酮；zpt为吡啶硫酮锌。
[0062]
在一个具体的示例中，消泡剂选自聚醚类、硅树脂类与矿物油类消泡剂中的一种或多种。
[0063]
在一个具体的示例中，润湿剂为非离子型表面活性剂。更具体地，润湿剂选自聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚与聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
[0064]
本发明还提供一种上述瓷砖背胶的制备方法，包括如下步骤：
[0065]
混合组分。
[0066]
在一个更为具体的示例中，上述瓷砖背胶的制备方法包括如下步骤：
[0067]
混合矿物态硅树脂与丙烯酸酯共聚物，制备第一混合物；
[0068]
将第一混合物与杀菌剂、消泡剂与润湿剂混合，搅拌。
[0069]
以下结合具体实施例对本发明的瓷砖背胶及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，如无特别说明，均为市售产品。
[0070]
以下实施例所采用的矿物态树脂为水性环保矿物态硅无机树脂wj-121f，购自陕
西无机库实业有限公司。
[0071]
以下实施例所采用的消泡剂为basfst 2410、basfmo nxz ag与巴斯夫s7715中的任一种。
[0072]
以下实施例所采用的润湿剂为岳阳凯门水性助剂有限公司greesol e20surfactant。
[0073]
实施例1
[0074]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方1，具体如下：
[0075]
20％的矿物态硅树脂、79.3％的丙烯酸乳液、0.2％的巴斯夫s7715消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0076]
将上述配方中的组分混合。
[0077]
实施例2
[0078]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方2，配方具体如下：
[0079]
30％的矿物态硅树脂、69.3％的丙烯酸乳液、0.2％的巴斯夫s7715消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0080]
将上述配方中的组分混合。
[0081]
实施例3
[0082]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方3，配方具体如下：
[0083]
40％的矿物态硅树脂、59.3％的丙烯酸乳液、0.2％的basfmo nxz ag消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0084]
将上述配方中的组分混合。
[0085]
实施例4
[0086]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方4，配方具体如下：
[0087]
50％的矿物态硅树脂、49.3％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0088]
将上述配方中的组分混合。
[0089]
实施例5
[0090]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方5，配方具体如下：
[0091]
20％的矿物态硅树脂、79.2％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂、0.1％的纳米银离子抗菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0092]
将上述配方中的组分混合。
[0093]
实施例6
[0094]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方6，配方具体如下：
[0095]
30％的矿物态硅树脂、69.1％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂、0.2％的纳米银离子抗菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0096]
将上述配方中的组分混合。
[0097]
实施例7
[0098]
本实施例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为配方7，配方具体如下：
[0099]
40％的矿物态硅树脂、59％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂、0.3％的纳米银离子抗菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0100]
将上述配方中的组分混合。
[0101]
对比例1
[0102]
本对比例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为对比配方1，配方具体如下：
[0103]
99.3％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0104]
将上述配方中的组分混合。
[0105]
对比例2
[0106]
本对比例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为对比配方2，配方具体如下：
[0107]
10％的矿物态硅树脂、89.3％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0108]
将上述配方中的组分混合。
[0109]
对比例3
[0110]
本对比例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为对比配方3，配方具体如下：
[0111]
99.2％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂、0.1％的纳米银离子抗菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0112]
将上述配方中的组分混合。
[0113]
对比例4
[0114]
本对比例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为对比配方4，配方具体如下：
[0115]
99.1％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂、0.2％的纳米银离子抗菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0116]
将上述配方中的组分混合。
[0117]
对比例5
[0118]
本对比例提供一种瓷砖背胶，以质量百分数计，其配方为对比配方5，配方具体如下：
[0119]
99％的丙烯酸乳液、0.2％的basfst 2410消泡剂、0.3％的cit/mit杀菌剂、0.3％的纳米银离子抗菌剂与0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚润湿剂。
[0120]
将上述配方中的组分混合。
[0121]
实施例1-7与对比例1-5的案例配方如表1所示。
[0122]
表1
[0123][0124]
效果验证试验
[0125]
对上述实施例1-7与对比例1-5提供的背胶进行效果验证实验，包括对抗菌性能、防霉性能、粘结拉拔力学性能、涂膜耐水性能进行测量。具体如下：
[0126]
案例中实验的抗菌性能按gb/t21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果标准》测试；防霉性能按gb1741-2020《漆膜耐霉菌性测定法》测试；背胶的粘结拉拔力学性能按jct 547-2017《陶瓷砖胶粘剂》测试。涂膜耐水性能是指将背胶样品试用200μm刮膜器成型，标准条件下养护24h后完全浸没于水中，48h/14d后观察涂膜表面耐水白及表面附着力(手搓)状况。
[0127]
案例中配合背胶测试的瓷砖胶分别为a：c0瓷砖胶，其性能要求符合gb/t 25181《预拌砂浆》dtai型指标要求；b：c2级瓷砖胶，其性能要求符合jct 547-2017《陶瓷砖胶粘剂》c2型指标要求。
[0128]
c0级瓷砖胶a性能如表2所示，c2级瓷砖胶b性能如表3所示。
[0129]
表2
[0130][0131]
表3
[0132][0133]
实施例1-7与对比例1-5的配方涂膜的抗菌性、防霉性及7d/28d耐水性效果实验结果如表4所示。
[0134]
矿物态硅树脂的引入可极大程度上改善背胶的耐水性和耐水附着力，且在一定范围内，矿物态硅树脂含量越高，背胶的耐水性及耐水附着力越好。矿物态硅树脂的引入可一定程度上提升背胶涂膜的抗菌防霉性能；在此基础上加入抗菌剂，量越大，其防霉抗菌效果及抗菌防霉持久性越好。
[0135]
表4
[0136][0137][0138]
实施例1-7与对比例1-5的背胶配合c0级瓷砖胶a的拉拔强度测试结果如表5所示。实施例1-7与对比例1-5的背胶配合c2级瓷砖胶b的拉拔强度测试结果如表6所示。
[0139]
当相同配方的背胶与c0级瓷砖胶a和c2级瓷砖胶b配合使用时，在粘结拉拔强度方面差异很大，这说明瓷砖铺贴体系中，粘结拉拔强度一方面与瓷砖胶的性能有关，另一方面与背胶的性能有关。如对比配方1纯丙烯酸树脂体系背胶，随着瓷砖胶等级性能的提升，其配套性下降，粘结拉拔强度的表现甚至不如不使用该背胶的拉拔粘结强度高，但是随着矿物态硅溶胶树脂的引入量的增加，其粘结拉拔强度越高，更加适配高级别高性能瓷砖胶。无机矿物态硅树脂组分的引入在浸水处理粘结拉拔强度和冻融循环后拉伸粘结强度的改善尤为明显，且随着矿物态硅树脂的引入量的增加，其粘结拉拔强度越高。根据粘结强度测试结果可得，随着抗菌剂的引入，其浸水粘结强度和冻融循环后拉伸粘结强度也略有提升，且防霉抗菌剂的量越多，在一定范围内其拉伸粘结强度越高。
[0140]
表5
[0141][0142]
表6
[0143][0144][0145]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0146]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，
通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。