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环保型建筑胶粘剂的研制方法(一)
   编辑:管理员   浏览:2350  时间:2014-7-4 
摘要:NB-3新型复合型建筑胶粘剂是由淀粉、聚乙烯醇和丙烯酰胺3种材料经改性聚合工艺复合而成的环保型建筑胶粘剂。介绍该胶粘剂的原材料选用、配制程序和性能,以及影响胶粘剂性能的几种因素。包括聚乙烯醇用量对胶粘剂粘结强度的影响;淀粉用量对胶粘剂容器中状态和粘结强度的影响,丙烯酰胺用量对胶粘剂配制腻子的批涂性和干燥时间的影响,以及偶联剂对胶粘剂储存稳定性的影响等。

关键词:建筑胶粘剂;复合;制备;淀粉;聚乙烯醇;丙烯酰胺

中图分类号:TU58+1文献标识码:B文章编号:1001-702X(2008)05-0055-03

0前言

建筑胶粘剂分为两大类,一类是应用于结构方面,要求强度性能能够满足结构需要的结构型胶粘剂;另一类不要求结构强度,仅要求具有一定的粘结强度,或者要求的结构强度不需要胶粘剂提供,胶粘剂仅起到辅助增强作用(例如粘贴墙面砖用的胶粘剂),即主要应用于建筑装潢、装饰方面的非结构型胶粘剂。本研究的胶粘剂品种属于非结构型。

NB型建筑胶粘剂的研制始于2000年,主要用于代替当时大量使用的107胶,消除了甲醛的污染与危害[1]。随着时间的推延和技术进步,后来改进成复合有丙烯酰胺的NB-2环保型建筑胶粘剂。这2种胶粘剂经多年应用,从环保性、材性和成本等方面均具有良好的性能。但是,近年来石油涨价导致与之有关的化工原料(例如聚乙烯醇、丙烯酰胺等)价格上涨,使得这类胶粘剂的成本提高,影响其推广应用。为了适应市场变化和成本要求,并取得性能与成本方面的平衡和保持其技术先进性,笔者对该种胶粘剂进行了改进研究,开发成功NB-3环保型建筑胶粘剂。该胶粘剂主要应用于涂装现场配制内墙腻子。由于人们对环保和健康的重视,在研制过程中首先保证其具有环保性,即不含甲醛和其它有毒有害物质,其次是着重保证其具有低成本、批涂性好和适当的粘结性等。

NB-3建筑胶粘剂分为NB-3(Ⅰ)型和NB-3(Ⅱ)型2种。Ⅰ型不含淀粉,外观无色,呈半透明状态,主要应用于精装修工程,适合于建材商店销售;Ⅱ型含有淀粉,外观乳白色,不透明,更适合于工程应用。2种胶粘剂的性能除了外观项目外均能够满足JC/T438—2006《水溶性聚乙烯醇建筑胶粘剂》的要求。

NB-3建筑胶粘剂在配制内墙腻子时,于使用前先将胶粘剂加1倍水稀释,再按照m(稀释后胶粘剂)∶m[重质碳酸钙(250~500目)]≈1∶2.5,调配成腻子,其批涂性、涂膜性能均良好。当然,若配制腻子时加入适量的白水泥等具有胶粘性能的材料,腻子膜的物理力学性能会更好。

1实验  1.1原材料选用

建筑胶粘剂以前主要是聚乙烯醇类和复合有少量聚乙烯醇的聚丙烯酰胺类,这2类胶粘剂的性能都能够满足使用要求,关键是成本和环保性。由于石油价格波动而导致聚乙烯醇和丙烯酰胺的价格上涨,使其生产成本提高。但是,石油价格对淀粉价格的影响不大。而经适当改性的淀粉胶粘剂具有很好的粘结性和建筑胶粘剂所要求的其他性能(如配制腻子的可批涂性)。因而,淀粉是NB-3建筑胶粘剂的重要原材料之一。

由于NB-3建筑胶粘剂是一种以聚乙烯醇和丙烯酰胺为主要原材料,并与淀粉复合的复合型建筑胶粘剂,经适当改性聚合的聚丙烯酰胺具有良好的流动性、保水性和粘结性,并能够和水泥石灰等碱性材料相容。因而,仍使用少量的2499型或2399型聚乙烯醇以增强胶粘剂的粘结性;使用聚丙烯酰胺作为胶粘剂流动性、保水性的主体材料,并辅助提供一定的粘结性;使用N-羟甲基丙烯酰胺作为丙烯酰胺聚合成为聚丙烯酰胺的交联剂,以提高其粘结强度和黏度。将这些材料复合,要求其能够很好地相容,这就需要使用偶联剂。

除以上原材料外,还需要使用防霉剂(使用不含甲醛的环保型产品)、pH值调节剂(碳酸氢钠)、引发剂(过硫酸铵)等。

1.2制备程序

(1)向反应器中注入水,加入聚乙烯醇,升温到93℃并保温至溶解,制得一定浓度的聚乙烯醇水溶液,待用。

(2)称取水,加入引发剂并搅拌至溶解,制得一定浓度的引发剂溶液,待用。

(3)向反应器中注入水,升温至要求温度,在搅拌的情况下投入玉米淀粉,继续搅拌并升温至75℃,加入烧碱溶液和氧化剂等,对淀粉进行改性,制得改性淀粉胶。

(4)降温至65℃,向反应器中投入偶联剂和聚乙烯醇水溶液,并搅拌均匀。

(5)再向反应器中投入丙烯酰胺单体和N-羟甲基丙烯酰胺单体,然后升温至70℃。

(6)投入引发剂水溶液,搅拌均匀,于70℃左右,在搅拌状况下使其反应,制得复合胶粘剂。

(7)降温至接近常温后,使用碳酸氢钠水溶液调节胶粘剂的pH值至7~8,再投入防霉剂,搅拌均匀,得到BN-3(Ⅱ)型环保型建筑胶粘剂。Ⅰ型胶粘剂的制备程序与Ⅱ型基本相似,只是不需要改性淀粉胶的制备程序。

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