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堿克新材料:瓷磚背膠及粘結性能檢測

作者:admin 發布日期:2019/5/28 關注次數: 二維碼分享

湖北堿克新材料有限公司 陳樂舟

武漢科技大學 廖國勝 龔瑾 付毅群 余璇

前 言

隨著人們對裝飾標準的不斷提高,陶瓷、文化石、大理石、玻化磚等人造和天然石材被大面積使用。各種瓷磚種類繁多,性能差異巨大,施工要求也各不相同。由于施工人員對于不同瓷磚的表面性能缺乏認識,更容易導致瓷磚上墻后出現空鼓、脫落,一旦高層出現此類現象,其修復將異常困難,有些需要整個墻面系統重新制作,帶來非常高的維修處理費用。目前,瓷磚鋪貼材料主要使用瓷磚粘接劑,針對瓷磚粘接劑產品的良莠不齊以及較高的使用成本和運輸成本、施工時容易出現空鼓現象等,市場上出現了瓷磚背膠產品,這類產品的優點是施工簡單、造價低且性能滿足要求。

瓷磚背膠作為一種應 用于瓷磚背面的新型粘接材料不僅能有效降低瓷 磚面的表面張力,而且能提升與水泥(砂)層的粘接 能力,有效解決了空鼓、瓷磚脫落等現象受到市場的青睞。部分瓷磚背膠由壓敏膠制成,其特點是耐水性較差,特別是浸水粘接強度特別弱。而部分瓷磚背膠為醋酸乙烯和乙烯單體乳液共聚物合成的VAE乳液,無毒、無臭、不燃、不爆、無環境污染、無健康危害的環保型膠粘劑,其具有干燥速度較快、膠膜柔韌性較好、粘接強度高、耐水性較好、耐酸堿、耐老化等優異性能;但是低溫柔韌性能差,不適合在東北較冷地區使用。

瓷磚背膠的使用方法與瓷磚粘接劑的使用方法有一定的區別。通常步驟為:①將需要上墻的瓷磚背面進行雜質和灰塵的處理;②將瓷磚背膠均勻刷涂于瓷磚背面;④調配好合適比例的水泥(砂)在刷有背膠的瓷磚背面進行涂覆;④上墻鋪貼,均勻敲打至平整,刮去多余的水泥。作為一種取代市面上瓷磚粘接劑產品,目前針對該產品粘接能力的檢測方法還未提出。參考JC/T 547—2017《陶瓷墻地磚膠粘劑》的標準,針對瓷磚背膠和水泥砂組合進行檢測存在測試基材板材大、在普通萬能試驗機上無法移動、測試周期長以及瓷磚表面粘貼環氧樹脂鐵塊易滑移等問題。本研究介紹了一種瓷磚背膠粘接強度檢測方法,并測試堿克瓷磚背膠與其他市售產品的性能指標。

瓷磚背膠及粘結性能檢測

1 試驗部分

1.1 試驗原料

瓷磚,JG/T 547標準實驗磚;石英砂砂,40-70;水泥(P.O42.5),普通硅酸鹽水泥;堿克瓷磚背膠,丙烯酸酯與苯乙烯共聚物水分散體;競品1丙烯酸酯聚合物,壓敏型瓷磚背膠)、競品2(醋酸乙烯和乙烯單體乳液共聚物,VAE瓷磚背膠),市售。

1.2 試驗儀器

萬能試驗機;SHBY-60B標準恒溫恒溫養護箱; DW-40低溫實驗箱;數顯鼓風恒溫干燥箱。

1.3 試驗制備

1.3.1 拉伸粘接強度試樣

用直邊抹刀在混凝土板上薄抹一層界面劑,應用力刮抹。在瓷磚背面涂抹一層1-2mm厚的背膠,再抹上6-8mm厚的砂漿,將其置于抹好的混凝土板上。在每塊瓷磚上放(2000±15)g的壓塊,持續30s,用直邊抹刀切除四周溢出的砂漿。

1.3.2 標準粘接強度試樣

標準實驗條件為環境溫度(23±2)℃,相對濕度(50±5)℃,試驗區的循環風速應小于0.2m/s,養護27d后,用樹脂(EP將拉拔頭粘在瓷磚上,在標準試驗條件下繼續放置24h使用(250±50N/s拉伸速率測定膠粘劑的拉伸粘結強度。

1.3.3 熱老化粘接強度試樣

試樣在標準試驗條件下養護14d,然后將試件放入(70±2)℃鼓風恒溫干燥箱中再放置14d將試塊從烘箱中取出,用樹脂(EP將拉拔頭粘在瓷磚上,在標準試驗條件下繼續放置24h使用(250±50N/s拉伸速率測定膠粘劑的拉伸粘結強度。

1.3.4 浸水粘接強度試樣

試樣在標準試驗條件下養護7d,然后浸入(23±2)℃水中養護21d,從水中取出試件擦干,用樹脂(EP將拉拔頭粘在瓷磚上,在標準試驗條件下繼續放置7h將試樣浸入標準溫度下的水中。17h后,從水中取出試樣后擦干,用(250±50N/s拉伸速率測定膠粘劑的拉伸粘結強度

1.3.5 凍融循環粘接強度試樣

試樣在標準試驗條件下養護7d然后浸入(23±2)℃水中養護21d

每次凍融循環為:

1)從水中取出試樣,在2h±20min內降溫至(-15±3)℃;

2)試樣保持(-15±3)℃,時間為2h±20min

3)將試樣浸入(20±3)℃水中,升溫至(15±3)℃,在進行下一個凍融循環前,在該溫度下至少養護2h;

4)重復進行25次循環。

完成25次循環后,試樣置于標準試驗條件下,用樹脂(EP將拉拔頭粘在瓷磚上,用(250±50N/s拉伸速率測定膠粘劑的拉伸粘結強度

2 結果與討論

2.1 不同養護條件對瓷磚背膠粘接強度的影響

2.1.1 標準養護拉伸粘接強度

由圖2可知:不同瓷磚背膠粘接強度表現是不一樣的,這與瓷磚背膠合成配方有關。VAE乳液中,由于乙烯的引入,使得高分子變得柔軟,這種自身柔軟性的增加使得VAE具有增塑劑的作用,增大分子間的作用力。而堿克瓷磚背膠不僅有乙烯的引入,具備VAE乳液的優點,同時通過有機硅改性的方法增加附著力,聚合物高分子材料接枝了-Si-,利用有機硅的橋梁作用,一端與水泥類材料發生化學連接,另一端也能與瓷磚材料內部的無機材料發生化學反應,將水泥砂漿和玻化磚等飾面材料粘結成一個整體,從而提高背膠的粘接強度。因此堿克背膠的原強拉伸粘結強度大于VAE型瓷磚背膠的拉伸粘結強度。但常規的壓敏系列的背膠則不具備以上特點,只是通過本身的物理黏性當剝離力作用于壓敏膠上時,膠膜從被粘物上剝離,故而其拉伸粘接強度也是最低的

2.1.2 熱老化拉伸粘接強度

由圖3可知:熱處理后瓷磚背膠的粘接強度均得到提高,瓷磚背膠與砂漿接觸面成膜對水泥水化產物起到一定程度的保護作用,延遲或限制了水化產物的分解,拉伸粘結強度得到保留。在受熱條件下,瓷磚、瓷磚背膠和砂漿線膨脹系數差異會導致彼此相對位移,而瓷磚背膠中含有的乳液,則賦予了瓷磚背膠更高的柔韌性,增強了粘結劑承受變形的能力,從而改善了瓷磚背膠的耐熱老化后拉伸粘結強度。因此,在熱處理后,背膠養護更充分,交聯也更充分,從而強度得到提高。

2.1.3 浸水拉伸粘接強度

由圖4可知:浸水處理后瓷磚背膠的粘接強度均降低。在浸水養護時,這是因為,聚合物受到水的入侵,提供粘結作用的聚合物膜的形態發生了變化,發生了溶脹從而使得其體積變大。在空氣中時,聚合物膜可以提供很好的粘結力,但是一旦浸水,聚合物膜強度下降,其與瓷磚表面 形成的化學和物理粘結力下降,從而使得在水中養護的粘結強度下降。

2.1.4 凍融拉伸粘接強度

由圖5可知:凍融循環要求瓷磚背膠既要耐水又要耐凍, 在此過程中, 水分不斷結冰融化產生膨脹收縮應力, 在應力疲勞作用下瓷磚膠界面和內部即會產生微裂縫。裂縫部位為防水薄弱環節, 隨著水分的侵蝕和應力變形的不斷積累,裂縫不斷擴展。且凍融循環在測試中前期養護條件與浸水處理相同,因此從數據看出,凍融循環粘接強度會比浸水粘接強度數據略低。

2.2 不同養護條件下瓷磚背膠粘接強度的斷裂面

瓷磚背膠及粘結性能檢測

不同背膠在檢測其粘接強度時斷裂面位置不同,在玻化磚和背膠層之間斷裂可認定為瓷磚背膠對玻化磚的粘接強度,若斷裂面位置在水泥砂層則認定水泥砂層的強度小于背膠和瓷磚面層的強度,若EP界面處無明顯水泥砂被附著而造成的斷裂則可認為是EP粘接強度不足。堿克瓷磚背膠的斷裂面有出現在水泥砂層、砂漿層和基地之間接觸面、玻化磚和背膠層之間接觸面, 且EP膠上均附著了水泥砂。競 品1和競品2斷裂面均出現在玻化磚和背膠層,測試結果真實反饋了競品1和競品2對玻化磚的粘接強度。因此堿克瓷磚背膠的粘接強度測試結果要大于實際測試結果。

瓷磚背膠及粘結性能檢測

綜上所述,試樣的粘接強度堿克瓷磚背膠>競品2>競品1

3 結 語

不同背膠其粘接強度、浸水粘接強度、熱老化粘接強度和凍融循環粘接強度不同。瓷磚背膠試件浸水后的粘接強度要小于原強養護粘接強度; 老化后背膠的粘接強度得到提高;凍融循環粘接強度比浸水粘接強度略低。


本篇文章省去了部分圖片,如若需要詳細了解本篇論文的情況,請關注JEARK堿克瓷磚背膠公眾號了解。

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