可再分散聚合物胶粉与聚乙烯醇对瓷砖粘结剂性能的影响比较_修改4

可再分散聚合物胶粉与聚乙烯醇对瓷砖粘结剂性能的影响比较可再分散聚合物胶粉与聚乙烯醇对瓷砖粘结剂性能的影响比较 Comparison of Influence of Redispersible Polymer Powder and Polyvinyl Alcohol on Performance of Ceramic Tiles Adhesive Elotex 易来泰 亚太区技术中心 上海市松江工业区江田东路 137 号 201600 摘要 摘要 分别掺加可再分散聚合物胶粉 RPP 和聚乙烯醇 PVOH 配制出不同配方的瓷砖粘结剂 参考 JC T547 2005 陶瓷墙地砖粘结剂 行业标准相关测试方法和 Elotex 易来泰 内部测试方法 比较了 RPP 和 PVOH 对瓷砖粘结剂的性能影响情况 研究结果表明 RPP 比 PVOH 更能改善瓷砖胶的综合性能 虽然 PVOH 改 性瓷砖胶比 RPP 改性瓷砖胶具有更长的晾置时间 但与 RPP 改性瓷砖胶相比 掺加 PVOH 的瓷砖粘结剂 其耐 热粘结强度 耐水粘结强度和柔韧性明显低于掺加 RPP 改性瓷砖粘结剂 关键词 关键词 瓷砖粘结剂 可再分散聚合物胶粉 聚乙烯醇 耐水粘结强度 耐热粘结强度 柔韧性 Abstract According to JC T547 2005 Adhesives for ceramic wall and floor tiles Chinese industrial standard and internal test methods of Elotex this work compared influence of redispersible polymer powder RPP and polyvinyl alcohol PVA or PVOH on performance of ceramic tiles adhesive CTA The results show that RPP improved performance of ceramic tiles adhesive obviously more than PVOH Although PVOH prolonged open time of CTA it reduced wet adhesive strength heat resistant adhesive strength and flexibility of CTA compared to RPP Keywords Ceramic tiles adhesive CTA Redispersible polymer powder RPP Polyvinyl alcohol PVA or PVOH Wet adhesive strength Heat resistant adhesive strength Flexibility 1 引言 引言 聚乙烯醇 PVA 或 PVOH 是一种水溶性高分子聚合物 由醋酸乙烯经醇解聚合而制成 聚乙烯醇因其良好的 粘结性能而被广泛用于涂料 粘合剂 纺织浆料等领域 随着国内干粉砂浆行业的迅速发展 聚乙烯醇粉末也因其良好的粘结性能而开始应用于干粉砂浆产品 国内外 研究同时表明 1 2 3 聚乙烯醇可改善砂浆界面过渡区结构并提高砂浆粘结强度 但由于聚乙烯醇自身的水溶性和 高玻璃化温度 聚乙烯醇是否能取代可再分散聚合物胶粉广泛应用于特种干粉砂浆是值得研究的 本文参考了 JC T547 2005 陶瓷墙地砖粘结剂 行业标准相关测试方法和 Elotex 易来泰 内部测试方法 比较了聚乙烯醇和可再分散聚合物胶粉对瓷砖粘结剂性能的影响情况 希望本文的研究结果能够为国内同行提供一 些参考 2 试验 试验 2 1 原材料及配方原材料及配方 试验所用原材料见表 1 表 1 试验用原材料 原材料原材料厂家厂家 产地产地牌号牌号 规格规格 水泥海螺42 5 普通硅酸盐水泥 石英砂国产40 100 目 重钙粉国产300 目 纤维素醚阿克苏诺贝尔粘度 1 3 万 mPa s 可再分散聚合物胶粉Elotex 易来泰FX3300 聚乙烯醇进口PVA2488 试验所用水泥基本性能见表 2 表 2 海螺 42 5 普通硅酸盐水泥基本性能 凝结时间 min抗折强度 MPa抗压强度 MPa MgO SO3 烧失量 细度 0 08mm 安定性 初凝终凝3d28d3d28d 5 0 3 5 5 0 10 0合格 45 600 3 5 6 5 16 0 42 5 试验所用基础配方见表 3 表 3 试验用基础配方 配方配方12345 海螺 42 5 普通硅酸盐水泥40 0040 0040 0040 0040 00 石英砂 40 70 目补齐总量至 100 00 重钙 300 目10 0010 00 10 00 纤维素醚0 40 0 40 0 40 0 40 0 40 木质纤维 1004 7N0 50 0 50 0 50 0 50 0 50 淀粉醚 ELOSET 5420 03 0 03 0 03 0 03 0 03 PVOH 24881 00 4 00 RPP Elotex FX33001 004 00 其它适量 总计100 00100 00 100 00100 00 100 00 注 5 号配方掺加 4 00 PVOH 2488 仅作比较之用 通常 PVOH 掺量不超过水泥用量的 3 较高的 PVOH 掺量将严重影响瓷砖胶的施工性 2 2 测试方法测试方法 瓷砖胶新拌性能 润湿性测试 参考 Elotex 易来泰 内部测试方法 4 即 将三块玻璃板分别在瓷砖胶梳理 后 10 分钟 20 分钟 30 分钟时粘贴在瓷砖胶上 用 5Kg 砝码加载 30 秒 揭开玻璃板后 比较玻璃板上粘附的瓷 砖胶面积 瓷砖胶硬化性能参考 JC T547 2005 陶瓷墙地砖粘结剂 行业标准相关养护和测试方法 其中养护方法见表 4 表 4 瓷砖胶养护方法 5 测试性能测试性能养护方法养护方法 粘结原强度 标准试验条件 28d 标准试验条件 环境温度 23 2 相对湿度 50 5 试验区的循环风速小于 0 2m s 耐水粘结强度标准试验条件 7d 水养 21d 耐热粘结强度标准试验条件 14d 热养 14d 70 2 烘箱 标准试验条件 1d 晾置时间标准试验条件 28d 3 结果与讨论 结果与讨论 3 1 对新拌砂浆的性能影响对新拌砂浆的性能影响 图 1 为瓷砖胶润湿性测试结果 由图 1 可见 PVA2488 改性瓷砖胶与 FX3300 改性瓷砖胶相比 在 10 分钟和 20 分钟时都有更好的润湿性 图 1 PVA2488 5 与 FX3300 4 对瓷砖胶的润湿性比较 3 2 对硬化砂浆性能的影响对硬化砂浆性能的影响 硬化砂浆粘结性能见表 4 压折比和横向弯曲变形见图 2 图 3 表 4 硬化砂浆粘结性能 粘结强度粘结强度 MPa瓷砖类别瓷砖类别1 空白样空白样 2 1 2488 3 1 FX3300 4 4 FX3300 5 4 2488 粘结原强度0 481 050 861 611 20 耐水粘结强度0 290 210 611 030 14 耐热粘结强度 玻化砖 吸水率 0 2 0 110 080 531 370 05 晾置时间 20min 陶质砖 吸水率 18 0 271 180 450 891 36 2 00 2 10 2 20 2 30 2 40 2 50 2 60 2 70 2 80 2 90 3 00 0 polymer1 0 PVA24881 0 Elotex FX3300 4 0 Elotex FX3300 4 0 PVA2488 压 折 比 图 2 FX3300 和 PVA2488 对压折比的影响 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 0 polymer1 0 PVA24881 0 Elotex FX3300 4 0 Elotex FX3300 4 0 PVA2488 横 向 弯 曲 变 形 m m 图 3 FX3300 和 PVA2488 对横向弯曲变形的影响 由表 4 图 2 和图 3 可见 RPP 比 PVOH 更能改善瓷砖胶的综合性能 虽然 PVA 改性瓷砖胶的润湿性较好 但由表 4 可见 PVA2488 改性的瓷砖胶除了具有较长的晾置时间外 其 它粘结性能几乎都低于 FX3300 改性的瓷砖胶 仅掺加 1 0 PVA2488 瓷砖胶粘结原强度稍高于掺加 1 0 FX3300 瓷 砖胶 特别是在粘贴玻化砖时 FX3300 改性瓷砖胶比 PVA2488 改性瓷砖胶具有更高的耐水粘结强度和耐热粘结 强度 在粘贴陶质砖时 如图 4 所示 砂浆伸入到陶质砖背面的开孔内形成机械咬合作用 从而提高了瓷砖胶与陶质 砖的粘结强度 图 4 砂浆与陶质砖背面的开孔机械咬合作用 图 5 聚合物对瓷砖 聚合物砂浆界面区粘结的改 善 在粘贴玻化砖时 由于瓷砖表面缺乏可供形成机械咬合作用的空隙 此时聚合物形成的粘结是获得粘结性能的 主要原因 6 图 5 图 6 显示了聚合物的这种桥接作用对瓷砖 聚合物砂浆界面区粘结的改善情况 全玻化瓷砖全玻化瓷砖 10 m 图 6 聚合物膜在瓷砖 聚合物砂浆界面间的桥接作用 在泡水养护过程中 由于聚乙烯醇的水溶性 7 导致聚乙烯醇改性的瓷砖胶在泡水之后的粘结强度显著降低 这在粘贴缺乏机械咬合作用的玻化砖时表现尤为明显 表 4 即显示了 1 0 PVA2488 改性瓷砖胶在粘贴玻化砖时 耐水粘结强度由原粘结强度 1 05MPa 急剧降低到 0 21MPa 远远低于 4 0 FX3300 改性瓷砖胶的耐水粘结强度 1 03MPa 同时也低于 1 0 4 0 FX3300 改性瓷砖胶的耐水粘结强度 从表 4 还可看出 当粘贴玻化砖时 PVA 改性瓷砖胶的耐热粘结强度几乎丧失 而 FX3300 改性瓷砖胶的耐热 粘结强度最高为 1 37MPa 通常在受热条件下 热应力 以及玻化砖和瓷砖胶线膨胀系数差异会导致相对位移 这 种相对位移将增加产生界面裂缝的可能性 裂缝的出现则会降低瓷砖胶与玻化砖的粘结强度 由于 FX3300 的玻璃 化温度在 20 左右 远远低于 PVA 约 80 左右 所以 FX3300 赋予了瓷砖胶更高的柔韧性 由图 1 和图 2 也可 看到 4 0 FX3300 改性的瓷砖胶具有最低的压折比和最高的横向弯曲变形能力 明显降低了瓷砖胶的弹性模量 并由此降低了瓷砖胶所承受的温度应力和增大了承受应变变形的能力 从而减少了界面间裂缝的形成 显著改善了 瓷砖胶的耐热粘结强度 4 结论 结论 本文研究了可再分散聚合物胶粉 Elotex FX3300 和聚乙烯醇 PVA2488 对瓷砖胶部分性能的影响 结果表明 1 可再分散聚合物胶粉 RPP 比聚乙烯醇 PVA 更能改善瓷砖胶的综合性能 2 除晾置时间外 掺加可再分散聚合物胶粉 Elotex FX3300 改性的瓷砖胶粘结性能明显高于掺加聚乙烯醇 PVA2488 改性的瓷砖胶 其中 FX3300 改性瓷砖胶耐热粘结强度最高为 1 37Mpa 而 PVA2488 改性瓷砖胶耐热粘结 强度不超过 0 1MPa FX3300 改性瓷砖胶耐水粘结强度最高为 1 03Mpa 而 PVA2488 改性瓷砖胶耐水粘结强度最高 为 0 21MPa 3 压折比和横向弯曲变形试验结果表明 掺加可再分散聚合物胶粉 Elotex FX3300 改性的瓷砖胶柔韧性明显高 于掺加聚乙烯醇 PVA2488 改性的瓷砖胶 参考文献参考文献 1 A A P Mansur D B Santos H S Mansur A microstructural approach to adherence mechanism of polyvinyl alcohol modified cement systems to ceramic tiles J Cement and Concrete Research Volume 37 Issue 2 February 2007 270 282 2 Jae Ho Kim Richard E Robertson Effects of Polyvinyl Alcohol on Aggregate Paste Bond Strength and the Interfacial Transition Zone J Advanced Cement Based Materials Volume 8 Issue 2 Sep 1998 66 76 3 黄月文 聚合物干粉防水砂浆粘接材料的研究 J 化学与黏合 2007 29 2 82 86 4 Elotex 易来泰 瓷砖胶内部测试方法 5 JC T547 2005 陶瓷墙地砖粘结剂 行业标准 6 R Zurbriggen A Jenni M Herw