技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體的涉及一種用于大尺寸玻化磚的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑。

背景技術(shù)：
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瓷磚作為建筑行業(yè)重要的覆面材料，能夠裝飾美化建筑物、保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并容易清洗、耐水、表面堅硬、耐久性強(qiáng)。在過去的二十年里，得益于房地產(chǎn)的飛速發(fā)展，中國的瓷磚產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，同時質(zhì)量越來越高。瓷磚發(fā)展的趨勢是高密度全秞化、大尺寸。高密度瓷磚的吸水率越來越小，甚至不吸水，僅僅依靠傳統(tǒng)的水泥砂漿難以讓瓷磚牢固粘結(jié)。傳統(tǒng)上將水泥、砂子、水按照一定比例拌和，按照15～30mm的厚度鋪貼，依靠滲入瓷磚背面的水泥水化產(chǎn)物產(chǎn)生的機(jī)械咬合力發(fā)揮作用，這種厚層鋪貼方法比較適用于吸水率大的瓷磚。而使用這種粘貼方式在當(dāng)前的瓷磚中出現(xiàn)了很多問題，如空鼓、脫落、開裂。問題出現(xiàn)的施工原因固然有，但瓷磚本身與粘結(jié)材料之間無法形成牢固的粘結(jié)體系才是關(guān)鍵。從國外傳入的瓷磚膠粘劑可以較好地解決這些問題，經(jīng)過20多年的推廣，已經(jīng)為部分人所接受，但是在施工方法、產(chǎn)品種類、原材料生產(chǎn)等方面仍存在較多問題，表現(xiàn)為厚層鋪貼、種類較少、瓷磚膠生產(chǎn)成本高市場難以接受，國產(chǎn)品種價格較低產(chǎn)品性能滿足不了鋪貼要求等等。

瓷磚膠粘劑的基本組分是水泥、砂集料、保水劑、聚合物(粉狀也稱“乳膠粉”)，在由聚合物形成的機(jī)械和化學(xué)作用包括機(jī)械咬合力、氫鍵、弱化的范德華力合成下，瓷磚-粘結(jié)砂漿-基層組成的體系能夠牢固而穩(wěn)定地保持。然而，由于我國瓷磚膠粘劑起步晚、研究不充分，自行研制的瓷磚膠粘劑在使用中還是不能發(fā)揮應(yīng)有的粘結(jié)性能，難以鋪貼大尺寸、釉化?；u，耐熱性、耐水性、耐候性也較弱，也無法適應(yīng)多樣化的瓷磚使用環(huán)境，滿足jc/t547-2005的產(chǎn)品不到國內(nèi)總產(chǎn)量的10％。

中國專利(cn201110332087.9)公開了一種高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，各組分重量百分比范圍分別為：普通硅酸鹽水泥40.00％-50.00％；填料45.00％-55.00％；纖維素醚0.30％-0.60％；膠粘劑3.00％-8.00％；木質(zhì)素纖維0.05％-0.50％；觸變劑0.10％-0.30％；減水劑0.05％-0.20％。該瓷磚膠粘劑粘結(jié)對于普通瓷磚不僅具有粘結(jié)牢固，不掉磚特點(diǎn)，對于面積比較大的瓷磚也有這樣的特點(diǎn)，但是其采用大量的普通硅酸鹽水泥作為膠凝材料，使得制備的膠粘劑成本較大。

中國專利(cn201510630543.6)公開了一種無水泥瓷磚膠粘劑，采用的技術(shù)方案是：該膠粘劑由無水泥砂漿木料和添加劑組成；所述無水泥砂漿母料由以下組分按照質(zhì)量百分比組成：超細(xì)粉煤灰10-40％、砂子50-87％、石灰2-10％和石膏0-3％；所述添加劑包括可再分散乳膠粉、纖維素醚、減水劑、憎水劑和早強(qiáng)劑；該膠粘劑性能優(yōu)良，但是其用于大尺寸、釉化?；u效果不是很好，且應(yīng)用范圍窄。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種一種用于大尺寸?；u的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，該膠粘劑性能好，成本低，該膠粘劑適用于混凝土、加氣混凝土砌塊、灰砂磚、粘土磚等基材上的鋪貼。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于大尺寸?；u的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉40-55份，爐渣17-33份，

淡化海砂50-90份，保水劑3-7份，

其他助劑1-3份，聚合物乳液4-11份；

其中，所述聚合物乳液的制備方法為：

(1)將碳納米管在硝酸溶液中攪拌處理1-3.5h，處理結(jié)束后過濾，固體用去離子水洗滌至濾液呈中性，干燥，得到羧基化碳納米管；

(2)將上述制得的羧基化碳納米管和去離子水混合攪拌，得到羧基化碳納米管分散液，然后向分散液中加入二甲基甲酰胺，超聲波處理，轉(zhuǎn)移至水熱釜中80℃恒溫處理5-12h，處理結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液過濾，過濾得到的固體依次用無水乙醇、去離子水洗滌，干燥，得到改性碳納米管；

(3)將丙烯酸酯類單體、乳化劑和去離子水混合攪拌，制得丙烯酸酯類單體乳液；將引發(fā)劑和去離子水混合攪拌得到引發(fā)劑水溶液；將上述制得的改性碳納米管和去離子水混合攪拌均勻，然后轉(zhuǎn)移至帶有冷凝管的三口燒瓶中，向三口燒瓶中加入1/3的丙烯酸酯類單體乳液，邊攪拌邊升溫至80-90℃，恒溫攪拌30min；然后向三口燒瓶中緩慢加入1/2引發(fā)劑水溶液，滴加完畢后，攪拌回流反應(yīng)4-7h，向三口燒瓶中加入剩余的丙烯酸酯類單體乳液以及剩余的引發(fā)劑水溶液，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到聚合物乳液。

一種用于大尺寸?；u的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉43份，爐渣27份，

淡化海砂72份，保水劑5份，

其他助劑2份，聚合物乳液10份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述礦粉1-3μm，爐渣的粒徑大小為1-5μm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述保水劑為羥丙基甲基纖維素醚。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述其他助劑為有機(jī)硅消泡劑、鈉基膨潤土的混合物，二者質(zhì)量比為1:1。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，碳納米管與硝酸溶液的質(zhì)量比為1：(3-5)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述羧基化碳納米管、二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：(4-8)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸中的一種或多種混合。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，所述丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑和改性碳納米管的質(zhì)量比為5：(0.1-0.4)：0.5:1。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，該膠粘劑可用于混凝土、加氣混凝土砌塊、灰砂磚、粘土磚基材上的鋪貼。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明以碳納米管作為核，制備聚丙烯酸酯/碳納米管核殼型乳液，為了提高聚丙烯酸酯在碳納米管表面包覆的均勻性，本發(fā)明首先在碳納米管表面進(jìn)行羧基化，然后將其與二甲基甲酰胺混合，并在一定溫度下處理，使得碳納米管表面包覆一層二甲基甲酰胺，從而使得改性后的碳納米管可以與丙烯酸酯類單體充分接觸；提高了聚丙烯酸酯包覆的均勻性；

在包覆的過程中，本發(fā)明采用兩步聚合的方法，并采用單體溶液與引發(fā)劑的用量比，制得的聚丙烯酸/碳納米管核殼乳液，穩(wěn)定性好，用于膠粘劑的制備中，有效改善了膠粘劑的力學(xué)性能以及耐水、耐候性能；

本發(fā)明采用礦粉、爐渣等成本低的原料代替水泥作為膠凝材料，有效降低了膠粘劑的制備成本，本發(fā)明通過合理調(diào)節(jié)各組分的用量，制得的膠粘劑穩(wěn)定性好，可用于大尺寸、釉化的玻化磚。

具體實施方式：

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實施例只用于解釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實施例1

一種用于大尺寸?；u的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉40份，爐渣17份，

淡化海砂50份，保水劑3份，

其他助劑1份，聚合物乳液4份；

其中，所述聚合物乳液的制備方法為：

(1)將碳納米管在硝酸溶液中攪拌處理1h，處理結(jié)束后過濾，固體用去離子水洗滌至濾液呈中性，干燥，得到羧基化碳納米管；其中，碳納米管與硝酸溶液的質(zhì)量比為1：3；

(2)將上述制得的羧基化碳納米管和去離子水混合攪拌，得到羧基化碳納米管分散液，然后向分散液中加入二甲基甲酰胺，超聲波處理，轉(zhuǎn)移至水熱釜中80℃恒溫處理5h，處理結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液過濾，過濾得到的固體依次用無水乙醇、去離子水洗滌，干燥，得到改性碳納米管；其中，羧基化碳納米管、二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：4；

(3)將丙烯酸酯類單體、乳化劑和去離子水混合攪拌，制得丙烯酸酯類單體乳液；將引發(fā)劑和去離子水混合攪拌得到引發(fā)劑水溶液；將上述制得的改性碳納米管和去離子水混合攪拌均勻，然后轉(zhuǎn)移至帶有冷凝管的三口燒瓶中，向三口燒瓶中加入1/3的丙烯酸酯類單體乳液，邊攪拌邊升溫至80-90℃，恒溫攪拌30min；然后向三口燒瓶中緩慢加入1/2引發(fā)劑水溶液，滴加完畢后，攪拌回流反應(yīng)4h，向三口燒瓶中加入剩余的丙烯酸酯類單體乳液以及剩余的引發(fā)劑水溶液，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到聚合物乳液；其中，所述丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑和改性碳納米管的質(zhì)量比為5：0.1：0.5:1。

實施例2

一種用于大尺寸?；u的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉55份，爐渣33份，

淡化海砂90份，保水劑7份，

其他助劑3份，聚合物乳液11份；

其中，所述聚合物乳液的制備方法為：

(1)將碳納米管在硝酸溶液中攪拌處理3.5h，處理結(jié)束后過濾，固體用去離子水洗滌至濾液呈中性，干燥，得到羧基化碳納米管；其中，碳納米管與硝酸溶液的質(zhì)量比為1：5；

(2)將上述制得的羧基化碳納米管和去離子水混合攪拌，得到羧基化碳納米管分散液，然后向分散液中加入二甲基甲酰胺，超聲波處理，轉(zhuǎn)移至水熱釜中80℃恒溫處理12h，處理結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液過濾，過濾得到的固體依次用無水乙醇、去離子水洗滌，干燥，得到改性碳納米管；其中，羧基化碳納米管、二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：8；

(3)將丙烯酸酯類單體、乳化劑和去離子水混合攪拌，制得丙烯酸酯類單體乳液；將引發(fā)劑和去離子水混合攪拌得到引發(fā)劑水溶液；將上述制得的改性碳納米管和去離子水混合攪拌均勻，然后轉(zhuǎn)移至帶有冷凝管的三口燒瓶中，向三口燒瓶中加入1/3的丙烯酸酯類單體乳液，邊攪拌邊升溫至80-90℃，恒溫攪拌30min；然后向三口燒瓶中緩慢加入1/2引發(fā)劑水溶液，滴加完畢后，攪拌回流反應(yīng)7h，向三口燒瓶中加入剩余的丙烯酸酯類單體乳液以及剩余的引發(fā)劑水溶液，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到聚合物乳液；其中，所述丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑和改性碳納米管的質(zhì)量比為5：0.4：0.5:1。

實施例3

一種用于大尺寸玻化磚的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉44份，爐渣21份，

淡化海砂60份，保水劑4份，

其他助劑1.3份，聚合物乳液7份；

其中，所述聚合物乳液的制備方法為：

(1)將碳納米管在硝酸溶液中攪拌處理2h，處理結(jié)束后過濾，固體用去離子水洗滌至濾液呈中性，干燥，得到羧基化碳納米管；其中，碳納米管與硝酸溶液的質(zhì)量比為1：3.5；

(2)將上述制得的羧基化碳納米管和去離子水混合攪拌，得到羧基化碳納米管分散液，然后向分散液中加入二甲基甲酰胺，超聲波處理，轉(zhuǎn)移至水熱釜中80℃恒溫處理7h，處理結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液過濾，過濾得到的固體依次用無水乙醇、去離子水洗滌，干燥，得到改性碳納米管；其中，羧基化碳納米管、二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：5；

(3)將丙烯酸酯類單體、乳化劑和去離子水混合攪拌，制得丙烯酸酯類單體乳液；將引發(fā)劑和去離子水混合攪拌得到引發(fā)劑水溶液；將上述制得的改性碳納米管和去離子水混合攪拌均勻，然后轉(zhuǎn)移至帶有冷凝管的三口燒瓶中，向三口燒瓶中加入1/3的丙烯酸酯類單體乳液，邊攪拌邊升溫至80-90℃，恒溫攪拌30min；然后向三口燒瓶中緩慢加入1/2引發(fā)劑水溶液，滴加完畢后，攪拌回流反應(yīng)5h，向三口燒瓶中加入剩余的丙烯酸酯類單體乳液以及剩余的引發(fā)劑水溶液，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到聚合物乳液；其中，所述丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑和改性碳納米管的質(zhì)量比為5：0.2：0.5:1。

實施例4

一種用于大尺寸玻化磚的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉46份，爐渣24份，

淡化海砂70份，保水劑5份，

其他助劑2份，聚合物乳液9份；

其中，所述聚合物乳液的制備方法為：

(1)將碳納米管在硝酸溶液中攪拌處理2.5h，處理結(jié)束后過濾，固體用去離子水洗滌至濾液呈中性，干燥，得到羧基化碳納米管；其中，碳納米管與硝酸溶液的質(zhì)量比為1：4；

(2)將上述制得的羧基化碳納米管和去離子水混合攪拌，得到羧基化碳納米管分散液，然后向分散液中加入二甲基甲酰胺，超聲波處理，轉(zhuǎn)移至水熱釜中80℃恒溫處理9h，處理結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液過濾，過濾得到的固體依次用無水乙醇、去離子水洗滌，干燥，得到改性碳納米管；其中，羧基化碳納米管、二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：6；

(3)將丙烯酸酯類單體、乳化劑和去離子水混合攪拌，制得丙烯酸酯類單體乳液；將引發(fā)劑和去離子水混合攪拌得到引發(fā)劑水溶液；將上述制得的改性碳納米管和去離子水混合攪拌均勻，然后轉(zhuǎn)移至帶有冷凝管的三口燒瓶中，向三口燒瓶中加入1/3的丙烯酸酯類單體乳液，邊攪拌邊升溫至80-90℃，恒溫攪拌30min；然后向三口燒瓶中緩慢加入1/2引發(fā)劑水溶液，滴加完畢后，攪拌回流反應(yīng)6h，向三口燒瓶中加入剩余的丙烯酸酯類單體乳液以及剩余的引發(fā)劑水溶液，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到聚合物乳液；其中，所述丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑和改性碳納米管的質(zhì)量比為5：0.2：0.5:1。

實施例5

一種用于大尺寸?；u的高強(qiáng)型瓷磚膠粘劑，以重量份計，包括以下組分：

礦粉51份，爐渣30份，

淡化海砂80份，保水劑6份，

其他助劑2.5份，聚合物乳液10份；

其中，所述聚合物乳液的制備方法為：

(1)將碳納米管在硝酸溶液中攪拌處理3h，處理結(jié)束后過濾，固體用去離子水洗滌至濾液呈中性，干燥，得到羧基化碳納米管；其中，碳納米管與硝酸溶液的質(zhì)量比為1：4.5；

(2)將上述制得的羧基化碳納米管和去離子水混合攪拌，得到羧基化碳納米管分散液，然后向分散液中加入二甲基甲酰胺，超聲波處理，轉(zhuǎn)移至水熱釜中80℃恒溫處理11h，處理結(jié)束后冷卻至室溫，反應(yīng)液過濾，過濾得到的固體依次用無水乙醇、去離子水洗滌，干燥，得到改性碳納米管；其中，羧基化碳納米管、二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1：7；

(3)將丙烯酸酯類單體、乳化劑和去離子水混合攪拌，制得丙烯酸酯類單體乳液；將引發(fā)劑和去離子水混合攪拌得到引發(fā)劑水溶液；將上述制得的改性碳納米管和去離子水混合攪拌均勻，然后轉(zhuǎn)移至帶有冷凝管的三口燒瓶中，向三口燒瓶中加入1/3的丙烯酸酯類單體乳液，邊攪拌邊升溫至80-90℃，恒溫攪拌30min；然后向三口燒瓶中緩慢加入1/2引發(fā)劑水溶液，滴加完畢后，攪拌回流反應(yīng)6.5h，向三口燒瓶中加入剩余的丙烯酸酯類單體乳液以及剩余的引發(fā)劑水溶液，繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，得到聚合物乳液；其中，所述丙烯酸酯類單體、乳化劑、引發(fā)劑和改性碳納米管的質(zhì)量比為5：0.35：0.5:1。

經(jīng)檢測，上述制得的膠粘劑的的拉伸膠粘原強(qiáng)度為3.5-4.5mpa，浸水后的拉伸膠粘強(qiáng)度為3.1-4.0mpa；熱老化后的拉伸膠粘強(qiáng)度為2.7-3.3mpa，凍融循環(huán)后的拉伸膠粘強(qiáng)度為2.3-2.8mpa，晾置時間，20min拉伸膠粘強(qiáng)度為2.5-3.0mpa。