胶粉在瓷砖胶中的作用机理

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1、®NationalStarch&Chemical(Shanghai)Ltd.国民淀粉化学(上海)有限公司No.137JiangtianEastRoad,SongjiangIndustrialEstate中国上海市松江工业区江田东路137号Shanghai,P.R.China,PC201600邮编201600Phone+862157745700,Fax+862157745923电话+862157745700,传真+862157745923ELOTEX可再分散胶粉对瓷砖胶粘剂收缩、水化行为及微结构的影响RogerZurbrigg

2、en博士ElotexAG，Industriestr.17a，CH-6203SempachStation张量博士(译)摘要：砂浆的演变过程主要分为三个阶段。首先拌制新鲜的料浆，料浆随后进入水化阶段，最终获得硬化的制成品。根据粘结强度试验、收缩测量、水银压力测孔、水化放热曲线、X射线衍射和扫描电子显微镜所获得的数据，我们想要更清楚地了解可再分散胶粉用于瓷砖胶粘剂时在上述三个阶段中的不同作用。在砂浆处于新拌状态时，可再分散胶粉具有分散和引气作用效果。因此在最优化的配方中，可再分散胶粉的加入提供了更好的工作性。可再分散胶粉使砂浆的保

3、水性增强，因而水泥可以在很长一段时间内进行水化。更充分的水化和薄膜的形成使砂浆获得了较高的强度。此外，可再分散胶粉能带来更好的弹性和柔性，并具有封闭作用。瓷砖胶粘剂必须能够与瓷砖进行良好的粘结。二者的接触区是产生收缩裂缝的一个特别危险的部位，会导致粘结强度的下降。掺加可再分散胶粉所形成的膜可以对这样的裂缝进行桥接，确保即使表面全部上釉的光滑瓷砖仍能牢固地粘结在基材上。可再分散胶粉对水泥水化的阻碍作用并不大。聚合物和水泥的共同作用改善了砂浆的质量。为了达到目前对砂浆提出的高标准要求，需要把可再分散胶粉作为一种标准原材料。1.引

4、言可再分散胶粉或其母体即乳液（聚合物颗粒在水中的分散体），与水硬性矿物胶凝材料的差别很大，人们对这两类材料的结合仍然具有很大的兴趣。使人惊奇的是仅加入几个重量百分点的少许白色聚合物粉末就可以产生一种与传统的水泥砂浆全然不同的新材料。正是这种产品对砂浆的改性效果，才最终建立起今天的薄层瓷砖胶粘剂的施工工艺。与以前的施工作业比较，从时间和材料两个方面来说这都是一种非常经济的方法。三十年代初，首次记录了利用合成聚合物乳液对胶凝体系改性的专利。不到三十年之后，这种产品有了各种形式的粉末。这些产品使得施工现场的操作更容易进行，并最终打

5、开了市场。本文的目的在于重点分析可再分散胶粉和波特兰水泥之间相互作用的机理。说明这些材料之间是如何相互影响的，以及在微观尺度上它们具有什么样的形貌和相互接触时如何发生作用。最重要的是本文所展示的微结构现在是并且将来仍然是理解聚合物改性砂浆性能的关键。-1-AmemberoftheICIGroup卜内门化学工业集团成员Jan.,2005®2.可再分散胶粉的成膜生产可再分散聚合物胶粉的第一步是生产聚合物分散体，也称为乳液或乳胶(所有Elotex产品均以水性聚合物分散体为基础，不含任何溶剂!)。在这一过程中，水乳化的单体(由乳化剂

6、或大分子保护胶体进行稳定)与引发剂反应开始进行乳液聚合，通过这种反应使单体连接起来形成长链分子(宏观大分子)，即聚合物。在这一反应过程中，单体乳化液滴转变为聚合物“固体”颗粒。严格来说这些颗粒并不是固体，因为此处我们考虑的聚合物具有热塑体，只有在低于某一临界温度时才成为固体，该临界温度被称之为玻璃化温度(Tg)。只有在该温度以上，热塑性体才失去其所有的结晶态性质，但由于聚合物象意大利面条那样相互交织在一起，这种材料实际上仍处于准固体状态。乳液可分散体粉末(在水中稳定的聚(可自由流动的粉末)合物颗粒)水喷雾干燥抗结块剂保护胶体

7、带稳定剂的乳胶颗粒干燥乳胶颗粒乳胶膜再分散(乳胶颗粒凝聚)(粉末在水中再分散)图1：可再分散胶粉生产，再分散和成膜能力示意简图。在乳胶中，颗粒表面的稳定剂必须防止乳胶在任何情况下发生凝聚并由此出现不稳定状态。添加保护胶体和抗结块剂在喷雾干燥后可以获得能够在水中再分散的自由流动的粉末。乳胶或再分散物的缓慢干燥会形成薄膜。砂浆内部孔隙自由水分消耗过程中会出现同样的情况。在上述的Tg附近，还存在另一个临界温度，即最小成膜温度(MFFT)。只有高于MFFT时乳胶颗粒才是可变形的，因此才能够形成连续膜。成膜过程可分为三个经典的阶段(W

8、inik提出,1997年)。在乳液(或可再分散胶粉在水中的分散体)干燥的后期，聚合物颗粒开始相互接触(第一阶段)。进一步的干燥引发了毛细管张力并使乳胶颗粒变形，结果形成了紧密堆积的多面体颗粒构造(第二阶段)。在理想的薄膜中(第三阶段)，聚合物通过迁移越过初始颗粒边界。在成膜过程中，孤立的可