瓷砖粘结新材料_新工艺_VINNAPAS改性瓷砖胶粘剂及其薄层法工艺

近几年,聚合物改性干混砂浆在中国展现出蓬勃的发展势头。其中一个突出的例子就是聚合物改性的干混瓷砖胶粘剂的出现,正在使瓷砖镶贴工艺由传统的厚层法向薄层法转变,并且带动了瓷砖胶粘剂行业…

近几年,聚合物改性干混砂浆在中国展现出蓬勃的发展势头。其中一个突出的例子就是聚合物改性的干混瓷砖胶粘剂的出现,正在使瓷砖镶贴工艺由传统的厚层法向薄层法转变,并且带动了瓷砖胶粘剂行业标准(JC/547)的修订与完善。这种薄层的聚合物改性干混瓷砖胶粘剂,在欧美已经普及并且占据了40% 以上的可再分散乳胶粉的用量,能够很好地满足现代建筑工业对高品质瓷砖粘贴性能等多方面的要求。传统的水泥砂浆难以满足现代建筑工多方面的要求。
  如今,随着瓷砖应用场合的扩大和瓷砖制造技术的发展,瓷砖的品质有了极大的改进。例如,为了满足瓷砖耐磨性、抗冻性等要求,非常密实的瓷砖的用量正越来越多,孔隙多的基材和瓷砖都已经不常见了。因此,传统的水泥砂浆粘贴瓷砖的技术工艺受到了置疑。20 世纪50 年代,水泥砂浆就已经被添加液态聚合物的瓷砖胶粘剂(聚合物改性水泥砂浆)所代替。这种聚合物胶粘剂可以与少孔隙的基底有很好的胶粘性并且赋予水泥基材料一定的柔韧性,但是在实际使用中问题仍然不少,例如材料的储存运输、现场拌和比例的控制、包装桶的处置等等。、

  一、聚合物胶粘剂  
  1 9 5 3 年,瓦克公司在世界上首次研制成功VINNAPAS可再分散乳胶粉形式的聚合物胶粘剂时,这种粉状的聚合物胶粘剂是无机胶粘剂—水泥的理想伴侣。两种胶粘剂的合用产生优异的协同性能,是任何单一的胶粘剂所不具有的。VINNAPAS可再分散乳胶粉的诞生使干混形式的聚合物改性砂浆的工厂化生产成为可能。这种在工厂集中生产的瓷砖胶粘剂,其组成比例和生产计量是非常精准的。在建筑工地上,操作工人只需向这种聚合物改性干混砂浆中加入定量的水拌和后即可使用。这种所谓的单组分预包装成品干混砂浆系统极大地改善了瓷砖胶粘剂的储存运输性、质量可控性、胶粘安全性和应用经济性等。
  如今,VINNAPAS 这一品牌,是从可再分散乳胶粉到终端产品的全权代名词。它的目标是持久地改善瓷砖胶粘剂的品质,并且最大程度满足特定的要求。VINNAPAS 可再分散乳胶粉能够赋予瓷砖胶粘剂极佳的胶粘性、柔性、工作性、润湿性、抗下滑垂性以及足够的晾置时间、可调整时间等等。在实际运用中,这种胶粘剂具有两个显著的优点:首先,VINNAPAS 可再分散乳胶粉聚合物胶粘剂的柔性使得瓷砖的镶贴技术更具合理性;其次,它使得瓷砖饰面层能够获得持久和赏心悦目的最终效果。

 二、瓷砖粘贴的传统厚层法与现代薄层法技术
 1、传统厚层法与现代薄层法的施工工艺对比见表1 。
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  2、传统厚层法与现代薄层法的原材料组成对比见表2 。
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 三、行业标准《瓷砖胶粘剂》J C /547 的修订与完善
 1 、《瓷砖胶粘剂》JC/547 修订前后的对比
  即将颁布的修订后的行业标准基本等同采用了ISO 13007 和EN 12004 标准。相对于旧的行业标准,新的标准更加贴近了瓷砖实际的应用情况。
  2 、《瓷砖胶粘剂》JC/547 新标准的意义
  (1) 热老化和可变形性测试科学地反映了瓷砖粘结系统的破坏机理。
  保证瓷砖胶粘剂的持久粘接性的一个决定性的因素是它的柔性(可变形性)。只有达到一定的可变形性,水泥砂浆才能协调适应瓷砖和基材变形性的不同,这就相当于吸收了瓷砖与基材因为变形性不同所产生的内应力。瓷砖和基材的应力通常是由下列原因产生的:不可逆转的运动,比如基材的收缩或者蠕变(如新浇注混凝土仍处于收缩状态);基材的可逆转的运动(如震动或尺寸变化);在温度变化条件下,瓷砖和基材由于热膨胀率的不同所带来的不同的伸缩率(如地板加热系统或者瓷砖表面受到日照而温度升高的情况)。同样,对于大尺寸的瓷砖,例如50cm× 50cm,其周边区域所承受的应力很大,同样需要使用具有柔性和可变形性的瓷砖胶粘剂来吸收应力。
  新的行业标准中引入的热老化和可变形性测试,可以更好地模拟瓷砖胶粘失效的模式。因为在新标准的测试中所采用的基材为标准混凝土板材,而瓷砖则采用了现在使用量越来越多的吸水率较低(小于0.2%)的玻化砖,这两种材料的热膨胀系数具有明显的差异(混凝土约为10 × 10-6/℃, 玻化砖约为 6 × 10-6/℃)在经过14天的标准条件养护后,将试样在70℃的烘箱中加热14天,然后标养1天即进行拉拔粘结强度的测试。这一加热条件下的测试项目,不但可以反映瓷砖胶粘剂柔性(胶粘剂吸收瓷砖与混凝土板材间的膨胀和收缩不同而产生的内应力),而且这也可以反映出所添加的有机胶粘剂本身的柔性,以及聚合物的柔性是否通过加入增塑剂而获得,因为增塑剂在高温下会挥发迁移出来而使聚合物本身的柔性降低。
  我国外墙瓷砖的用量很大。但是,传统的粘结材料为建筑物瓷砖粘结的安全性留下了很大的隐患。外墙瓷砖剥落而造成人员伤亡的报道不断。作为外墙瓷砖(一般为石质砖和玻化砖),都要求其具有较低的孔隙率以获得较低的吸水性、抗冻性等等,传统的水泥砂浆对其胶粘性显然不足。另一方面,传统的水泥砂浆即使加入某些胶水(胶水的类型多为水溶性高分子胶粘剂,其在水泥的碱性作用下呈脆性),虽然可以获得较高的初始粘结强度,但是由于这种水泥砂浆的柔性极低,无法吸收严酷的自然环境条件下(高低温及冻融循环等)瓷砖与基材间所产生内应力,这种单纯依靠增加初始粘结强度来抵抗内应力的“抗”的做法已经被无数的粘结失效、瓷砖剥落的事故所证明。而采取柔性的“放”的原则是较为科学合理的选择。图1 给出了某种水溶性有机高分子胶粘剂与VINNAPAS可再分散乳胶粉改性的水泥基瓷砖胶粘剂的粘结测试对比结果。
  试验研究和工程实践已经证明:合适的聚合物的选择是瓷砖胶粘剂的柔性保持持久性的关键。瓦克VINNAPAS可再分散乳胶粉都是含有乙烯基嵌段的聚合物。由于乙烯基团无规则地嵌入醋酸乙烯酯中,赋予VINNAPAS可再分散乳胶粉具有永久的内增塑效果和良好的耐皂化性。Vac/E(醋酸乙烯酯/乙烯共聚物)跟Vac/VeoVa(醋酸乙烯酯/ 碳酸酯共聚物)相比较,尤其是在温度周期性变化这类严酷的使用环境下,具有优异的粘结效果。图2 给出了这两种不同的可再分散乳胶粉聚合物改性的水泥基瓷砖胶粘剂在热老化和周期性的温度变化条件下的粘结测试对比结果。
  瓷砖胶的可变形性测试虽然设为可选项目,但这一指标测试使得瓷砖胶粘剂的柔性指标得以量化。在水泥完全水化且聚合物掺量较高的条件下,玻璃化转变温度(T g)低的VINNAPAS 可再分散乳胶粉具有更高的可变形性。温度的降低会引起材料的收缩,材料低温下的可变形性也很具有实际的意义。由于测试是在室温标养条件下进行,因此我们更关心:低温下瓷砖胶粘剂的可变形性是否有改变。图3 给出了瓷砖胶粘剂的可变形性与聚合物的 Tg 及测试温度的关系。实验证明,玻璃化转变温度较低的VINNAPAS可再分散乳胶粉在低温下的柔性表现更好。
  (2)《瓷砖胶粘剂》JC/547 新标准对实践的指导性

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