一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，由以下質量百分比的原料制得：羥乙基甲基纖維素54％?94％、淀粉醚5％?40％、分散劑0.5％?3％和流變劑0.5％?3％；其中，羥乙基甲基纖維素由纖維素粉、粒堿、液堿、氯甲烷和環氧乙烷制得；制備方法為：(1)稱取各原料；(2)將纖維素粉、粒堿、液堿、氯甲烷和環氧乙烷混合，進行醚化反應，然后再依次進行中和、洗滌、離心、干燥和粉碎，得到羥乙基甲基纖維素；(3)將羥乙基甲基纖維素、淀粉醚、分散劑和流變劑進行混合攪拌，即得。本發明專利技術所得產品質量穩定，具有改善瓷磚膠拉伸粘結強度的功能，應用于現代尺寸大、質量大的瓷磚，能夠顯著提高瓷磚使用的安全性。

【技術實現步驟摘要】
一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素及其制備方法和應用
本專利技術涉及建筑材料
，更具體的說是涉及一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素及其制備方法。
技術介紹
瓷磚作為一種裝飾材料，市場廣闊，但隨著瓷磚市場的專業化程度不斷提高，越來越多的消費者追求墻上裝修的無縫效果，使得大規格瓷磚愈加受歡迎，同時，大面積住宅樓的日益流行，也推動了大規格瓷磚的走俏。隨著瓷磚的尺寸與質量越來越大，對安全性的要求也越來越高，傳統的瓷磚粘結劑已經難以滿足要求，于是新型的瓷磚粘結劑迅速發展起來。通常導致瓷磚脫落的原因主要有：(1)新混凝土基層干縮變形；(2)外界因素，如建筑沉降及蠕變；(3)溫度的驟變產生變形；(4)多孔瓷磚中的水氣膨脹而產生剪應力；(5)瓷磚表面比較光滑，膠粘劑與瓷磚之間機械錨固力非常小，導致因其它原因產生很小應力造成粘結力破壞。針對這些問題，普通型瓷磚膠粘劑只能滿足一部分要求，而對于單塊面積較大，如600mm×600mm以上的玻化磚，因其收縮率較大，普通型瓷磚膠粘劑用于粘貼這些高品質瓷磚經常會出現空鼓、掉磚等現象。因此，對于高品質瓷磚，需采用增強型瓷磚膠進行粘貼。羥乙基甲基纖維素(HydroxyethylMethylCellulose，HEMC)是近年來產量、用量與質量都在迅速提升的纖維素混合醚品種，是由棉、木經堿化、環氧乙烷和氯甲烷醚化等過程制成的非離子型纖維素混合醚，HEMC分子結構為[C6H7O2(OH)3～m～n(OCH3)m(OCH2CH2OH)n]x。目前HEMC的生產工藝可分為兩大類：液相法和氣相法。液相法設備內部壓力小，對設備承壓能力要求低、危險性小，纖維素在堿液中浸漬后得到充分膨潤和被堿化均勻的堿纖維素，堿液對纖維素滲透溶脹較好，可獲得取代度和粘度都比較均勻的產品，品種也容易更換，但反應器通常不能太大(一般在15m3以下)，生產能力較小，若要提高產量，勢必增加多臺反應器，而且反應過程需要大量有機溶劑作為載體，反應時間也較長(一般10小時以上)，增加了溶劑蒸餾回收和時間成本。氣相法設備緊湊，單批產量高，反應在臥式高壓釜中進行，時間(一般為5-8小時)較液相法短，而且不需要復雜的溶劑回收系統，反應完成后多余的氯甲烷和副產的二甲醚以氣態的形式進入回收系統，分別回收重復利用，人工費用低，勞動強度小，生產成本比液相法低，但設備和自動控制投資大，技術含量高，投資建設費用大。因此，如何提供一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素及其制備方法是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
為了彌補現有技術的不足，本專利技術提供了一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素及其制備方法和應用，改變了現有改性羥乙基甲基纖維素制備中多步醚化的繁瑣操作，通過特殊操作條件的控制，只需一步醚化處理，且因為繼續增加了物理改性步驟，獲得了性能更好的產品，顯著提高了瓷磚膠的拉伸粘結強度；同時，一步醚化處理的操作條件較現有技術具有顯著區別，在不添加抑制劑二甲醚的情況下，通過添加粒堿提高體系的堿濃度，提高了醚化劑的醚化效率，同時醚化反應壓力分段進行，并在更高壓力下實施，在提高產品均勻性的同時，進一步提高了醚化劑的醚化效率，在不延長反應時間的情況下降低了生產成本，解決了現有技術中存在的問題。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，由以下質量百分比的原料制得：羥乙基甲基纖維素54％-94％、淀粉醚5％-40％、分散劑0.5％-3％和流變劑0.5％-3％；其中，羥乙基甲基纖維素由質量比為1:(0.01-1.0):(0.02-2.1):(0.50-2.0):(0.01-1.2)的纖維素粉、粒堿、液堿、氯甲烷和環氧乙烷制得，優選的，羥乙基甲基纖維素由質量比為1:(0.1-0.7):(0.1-1.0):(0.55-1.7):(0.05-0.9)的纖維素粉、粒堿、液堿、氯甲烷和環氧乙烷制得。進一步，上述淀粉醚為一元淀粉醚(具有一種取代基，例如羧甲基淀粉、羥丙基淀粉、羥乙基淀粉等)、二元淀粉醚具有兩種取代基，例如羧甲基羥丙基淀粉、羥丙基羥乙基淀粉、羧甲基羥乙基淀粉等)、三元淀粉醚(具有三種取代基，例如羧甲基羥丙基羥乙基淀粉、羥丙基羥乙基乙基淀粉、羥丙基羥乙基甲基淀粉等)中的任一種或幾種的混合。采用上述進一步的有益效果在于，本專利技術中淀粉醚具有提升瓷磚膠抗滑移性和延長瓷磚膠開放時間的作用。本專利技術所選淀粉醚含有多種親水性基團，增加了支鏈取代基團的含量，能夠和羥丙基甲基纖維素的直鏈結構產生協同作用，提高瓷磚膠護持水分的能力，延長其開放時間，同時，淀粉醚的多種支鏈取代基增加了瓷磚膠的空間位阻，提升了其抗滑移性能。，進一步，上述分散劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的任一種或幾種的混合，優選為陰離子型聚丙烯酰胺、非離子型聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚氧化乙烯中的任一種或幾種的混合。采用上述進一步的有益效果在于，本專利技術中分散劑具有增加瓷磚膠粘結強度的作用。本專利技術所選分散劑均具有優越的水溶性，和纖維素醚的配伍性良好，能提高水泥漿料的保水性，同時大大提高其可輸送性，并且可抑制粉塵的飛揚，改善生產環境。進一步，上述流變劑為瓜爾膠、阿拉伯膠、卡拉膠、黃原膠中的任一種或幾種的混合。采用上述進一步的有益效果在于，本專利技術中流變劑具有調節產品粘度，和其他組分協同提高料漿穩定性的作用。本專利技術所選流變劑均具有優越的水溶性，和纖維素醚的配伍性良好，能提高水泥漿料的保水性，增強其對熱、酸、堿、酶和鹽的穩定性。進一步，上述纖維素粉為棉纖維素、木纖維素、竹纖維素、秸稈纖維素中的任一種或幾種的混合，優選為棉纖維素、木纖維素、竹纖維素中的任一種或幾種的混合，更優選為棉纖維素和/或木纖維素，再優選為棉纖維素；纖維素粉的聚合度為500-8000，優選為1000-5000，更優選為2400-3000；纖維素粉的粒徑為0.18-0.30mm，優選為0.212-0.250mm；纖維素粉的松密度為150-200g/L。采用上述進一步的有益效果在于，本專利技術中纖維素粉作為纖維素醚的主反應原料，為大分子直鏈結構，有保持水分的作用。本專利技術所選纖維素粉均為綠色可再生資源，儲量巨大，且容易制取；本專利技術所選聚合度范圍具有很好的反應性，并且反應后處理順暢；本專利技術所選粒徑在反應體系中容易滲透，反應效率高，而且出料順暢；本專利技術所選松密度在反應體系中分散均勻，更容易傳質傳熱，反應效率高。進一步，上述粒堿為粒狀堿金屬氫氧化物；堿金屬氫氧化物優選為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，更優選為氫氧化鈉；粒堿的粒徑為0.3-2.0mm，優選為0.4-1.5mm，更優選為0.5-1.0mm。采用上述進一步的有益效果在于，本專利技術中粒堿具有提高堿液濃度，加快反應速度的作用。所選粒堿易容易水，并具有較高的溶解度和溶解速度，可縮短化堿時間。本專利技術所選粒徑具有很好的流動性，操作方便，不易產生粉塵，溶解迅速。進一步，上述液堿為堿金屬氫氧化物的水溶液；堿金屬氫氧化物優選為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，更優選為氫氧化鈉；液堿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，由以下質量百分比的原料制得：羥乙基甲基纖維素54％-94％、淀粉醚5％-40％、分散劑0.5％-3％和流變劑0.5％-3％；/n所述羥乙基甲基纖維素由質量比為1:(0.01-1.0):(0.02-2.1):(0.50-2.0):(0.01-1.2)的纖維素粉、粒堿、液堿、氯甲烷和環氧乙烷制得。/n

【技術特征摘要】
1.一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，由以下質量百分比的原料制得：羥乙基甲基纖維素54％-94％、淀粉醚5％-40％、分散劑0.5％-3％和流變劑0.5％-3％；
所述羥乙基甲基纖維素由質量比為1:(0.01-1.0):(0.02-2.1):(0.50-2.0):(0.01-1.2)的纖維素粉、粒堿、液堿、氯甲烷和環氧乙烷制得。


2.根據權利要求1所述的一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，所述淀粉醚為一元淀粉醚、二元淀粉醚、三元淀粉醚中的任一種或幾種的混合。


3.根據權利要求1所述的一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，所述分散劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧化乙烯中的任一種或幾種的混合。


4.根據權利要求1所述的一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，所述流變劑為瓜爾膠、阿拉伯膠、卡拉膠、黃原膠中的任一種或幾種的混合。


5.根據權利要求1所述的一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，所述纖維素粉為棉纖維素、木纖維素、竹纖維素、秸稈纖維素中的任一種或幾種的混合；
所述纖維素粉的聚合度為500-8000；
所述纖維素粉的粒徑為0.18-0.30mm；
所述纖維素粉的松密度為150-200g/L。


6.根據權利要求1所述的一種增強型瓷磚膠用改性羥乙基甲基纖維素，其特征在于，所述粒堿為粒狀堿金屬氫氧化物；
所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀；
所述粒堿的粒徑為0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：滕鯤，趙明，滕波，李青華，姜愛梅，趙建玉，孟兆武，
申請(專利權)人：山東一滕新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37