云石胶

云石胶(structural load-unbearing stone adhesive),别名:非结构承载用石材胶粘剂,是一种不承受结构性载荷的石材用胶粘剂;云石胶所需固化剂量少,固化时不产生副产物,并在室温下或者通过加热便能实现固化,从而被广泛用于建筑行业的石材断裂粘结、填缝,以及石材与石材、石材与瓷砖石膏吊顶等多种材料粘结拼花。

云石胶由不饱和聚酯树脂、促进剂引发剂阻聚剂、光稳定剂和填料等组成。其制备所涉及到的工艺主要有搅拌、冷却、静置和分装等。云石胶常见类型有耐水型、加强型二氧化硅透明云石胶以及特种高强固云石胶。其中耐水型云石胶具有耐水性、耐化学腐蚀性等特点。加强型二氧化硅透明云石胶克服了云石胶的压剪强度(俗称粘接强度)不高,价格较高的不足。而特种高强固云石胶的开发则是弥补了传统云石胶脆性大、附着力差、老化快等不足。

主要组成

云石胶由不饱和聚酯树脂促进剂引发剂阻聚剂、光稳定剂和填料等组成。

不饱和聚酯树脂

不饱和聚酯树脂是热固性树脂的主要品种之一,通常由二元酸二醇为原料经逐步聚合制得。一方面因其具有良好的耐热、耐化学腐蚀和加工性能,约60%用于生产玻璃钢复合材料,40%用于装饰用浇铸件(如仿大理石制品),被广泛应用于工业、农业、建筑和国防等领域;另一方面因其在固化后韧性、耐热性降低、耐老化性差等特点,大大限制了其在生产实践中的应用。

云石胶中含有不饱和聚酯树脂,其耐候性较差;不饱和聚酯的碳—碳双键易老化,在潮湿环境下会慢慢水解,导致胶体粘接强度下降或者出现失效情况,所以不能在湿度较大的条件下施工用胶,如果施工时空气中水分含量较多,胶体表面会粘手。

促进剂

促进剂是指一种添加到工业原料中的特殊添加剂。它在化学反应中起到特殊的作用,可以促进化学反应的快速进行,并且可以提高化学反应的效率。通常情况下,促进剂还具有选择性催化作用,即只对特定化合物进行反应。因此,促进剂可以在化学反应中实现高效、高选择性的催化作用。

云石胶常用的促进剂为N,N-二2-丙醇基对甲苯胺,可替代N,N-N,N-二甲基苯胺,用于不饱和树脂聚合,能增强交链度,具有网状结构,使聚合的牢度及韧性大大增强,抗剪切及抗击的能力增强。

引发剂

引发剂是在聚合反应中能引起单体分子活化而形成自由基的物质。它广泛应用于乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合。引发剂可分为过氧化物引发剂、氧化还原体系引发剂和偶氮化合物引发剂等。在胶黏剂中常用聚合引发剂,包括过氧化物引发剂、偶氮类引发剂及氧化-还原引发剂等。

阻聚剂

阻聚剂能使烯烃单体的自由基聚合反应完全终止的物质。为了避免烯类单体在贮藏、运输等过程中发生聚合,单体中往往加入少量阻聚剂,在使用前再将它除去。一般,阻聚剂为固体物质,挥发性小,在蒸馏单体时即可将它除去。常用的阻聚剂对苯二酚能与氢氧化钠反应生成可溶于水的钠盐,所以可用5%~10%的氢氧化钠溶液洗涤除去。氯化亚铜三氯化铁无机化合物阻聚剂也可用酸洗除去。

光稳定剂

光稳定剂通常作为添加剂用于被保护聚合物(如聚烯烃聚氨酯、橡胶、聚氯乙稀等)中,能够有效防止聚合物材料发生光化学反应,提高耐光性,阻止或延迟光老化过程,延迟使用寿命。光稳定剂诞生于20世纪50年代初期,邻羟基苯甲酸苯酯、二苯甲酮类分子是最早使用的光稳定剂。60年代,出现了苯并三唑类光稳定剂,随后又出现了淬灭型光稳定剂(镍配位化合物)。70年代中期,人们发现受阻胺类光稳定剂性能优异,因而使其快速发展并被广泛应用。有机高分子化合物光稳定剂是在小分子光稳定剂的基础上发展的,将小分子光稳定剂基团接枝于聚合物分子上或者嵌合于主链中,因而具有不易挥发、无毒性、无过敏性等诸多优点。

填料

填料指加入到聚合物基体中,用以降低成本或改善制品加工性能、力学性能等的固体物料。云石胶常用的填料有硅烷偶联剂等类型,填料硅烷偶联剂是用于玻璃钢增强塑料的化学剂。通过使用硅烷偶联剂,可在无机化合物物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”,把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加黏结强度的作用。

常见类型

耐水型云石胶

耐水型云石胶包括组分A和组分B,组分A由耐水型树脂、稀释剂、阻聚剂、促进剂、触变剂和增强填料组成;组分B由固化剂、增塑剂、乳化剂和触变剂组成。

耐水型云石胶是一种具有耐水性、具有增强耐化学腐蚀性,并加强粘接强度和拥有良好的韧性、弹性的耐水型云石胶。耐水型云石胶在使用过程中,具有即用即调配并且调配快捷而方便的长处。主要用于长期湿热环境下的建筑材料的粘结。

加强型二氧化硅透明云石胶

加强型二氧化硅透明云石胶,它包括不饱和多元聚酯树脂、氢化蓖麻油和微米极二氧化硅。它克服了云石胶的压剪强度(俗称粘接强度)不高,价格较高的不足。主要用于大理石、花岗岩等石材的粘接和修补。

特种高强固云石胶

特种高强快固云石胶,弥补了传统云石胶脆性大、附着力差、老化快等不足。优势在于价格低廉、粘度较低、施工方便、固化快(常温4~5min)能在低温环境下施工。产品可以广泛适用于石材断裂粘接、填缝、石材与石材、石材与瓷砖石膏吊顶、顶角线、钢材、玻璃等多种材料粘接拼花及建筑装修行业。

生产与制备

下面是一种改性填料为硅烷偶联剂的云石胶的制备流程,需要原材料为不饱和聚酯树脂、硅烷偶联剂、预活化物,具体制备过程为:

1.将填料加入反应器中充分搅拌并使料温升至合适的温度。

2.再将硅烷偶联剂按一定比例均匀喷洒于填料中,充分搅拌后冷却至室温。

3.将有机膨润土气相二氧化硅按比例混合,加入一定量的有机溶剂充分分散后静置得预活化物。

4.向不饱和聚酯树脂中加入第二步所得的硅烷偶联剂改性填料,加热搅拌,并加入一定比例的第三步步骤所得的预活化物。

5.冷却至膏状,分装即可。

性能参数

特点

优点

云石胶通过调整添加固化剂量的多少,可调整云石胶的固化时间,便于施工调节;少加一些固化剂,则混合后固化慢,多加固化剂则固化快,甚至可在几秒内固化。

云石胶施工方便,所需固化剂量少,施工操作简单,比较适用于多人、大面积作业情况,施工进度较快,透明性好,容易着色,室温或者加热均能固化,固化时不产生副产物。

缺点

云石胶的胶体本身没有韧性,强度小,在使用过程中加入的固化剂比例悬殊(一般是100:3),固化剂添加量相对很少,工人在施工时不便于控制,一旦固化剂添加比例过高,固然是可以提高固化速度,但也降低了胶体的粘接能力,导致胶体固化后脆性提高,最终缩短胶体的使用寿命,影响工程质量,增加危险的潜在性。

云石胶的主要成分不饱和聚酯树脂耐候性较差,不饱和聚酯的碳-碳双键易老化,在潮湿环境下会慢慢水解,导致胶体粘接强度下降或者出现失效情况,所以不能在湿度较大的条件下施工用胶,如果施工时空气中水分含量较多,胶体表面会粘手。云石胶受气温变化的影响也较大,温度过高或者过低均对胶体产生不利影响,温度过高时易风化,温度过低时云石胶的固化时间变长,抗压、抗剪强度也会随之降低。

云石胶的内应力较大,所以在昼夜温度差异较大或者剧烈振动环境下,容易产生较大位移,导致出现开裂现象,尤其是使用在处于阴暗潮湿环境中的建筑体时,其使用寿命更短,故不能在建筑中承担结构载重作用。

云石胶是未经过脱油处理的,在粘接石材的过程中容易通过粘接面将油渗透到石材中,造成对石材的污染,影响美观度。且云石胶只能用于石材与石材的粘接,不能用于石材与不锈钢的粘接。

注意事项

1、云石胶和固化剂混合后不要放回罐内,因胶体和固化剂混合后便发生反应固化,避免放回后导致整罐胶发生固化,因小失大;

2、如若需要调整云石胶的固化速度,可以通过增减固化剂的比例来操作,固化剂用量少,胶体固化慢;固化剂添加量多,胶体固化快;

3、用完后将胶包装盖盖紧,保存在阴凉处,避免阳光直射,保存温度不要太高,以免保质期缩短;

4、待粘接表面应彻底清洁并干燥,否则将会影响胶体的粘接强度,甚至出现粘不稳现象;

5、施工工具使用后要马上清洗干净,还没完全固化的胶可以刮除或用丙酮溶剂清洗;

6、施工时要注意做好安全措施,如要戴上手套、口罩、护眼罩等劳保用品,作业场所必须保持空气流通;

7、施工时如果不慎将胶粘剂弄到眼睛或皮肤,应马上用清水冲洗,清洗后如果感觉不适,应立即就医。

行业标准

2015年8月21日,由中国建材检验认证集团(简称:CTC总部)承办的建材行业《非结构承载用石材胶粘剂》标准审查会在北京召开。JC/T 989-2006《非结构承载用石材胶粘剂》建材行业标准颁布近9年,对规范非结构承载用石材胶粘剂(俗称:云石胶)的生产、运用,推动其健康发展起到了积极的作用。但是在标准的使用过程中也发现了一些问题,包括:老化条件不充分;试验方法待完善;技术指标需提升;引用标准已作废等问题。根据上述问题,CTC于2013年向工业和信息化部提出对JC/T 989进行修订的申请,并顺利通过审批。从2017年4月1日起,JC T 989-2016《非结构承载用石材胶粘剂》新标准开始实施。

应用

云石胶的主要成分是不饱和聚酯树脂,通过添加促进剂引发剂阻聚剂、光稳定剂和填料等制作而成。使用时加以适当比例的固化剂,能起到快速定位、修补和粘接的作用,常用于各类型铺石工程。通过调整添加固化剂量的多少,可调整云石胶的固化时间,便于建筑施工调节。

特种高强固云石胶具有价格低廉、粘度较低、施工方便、固化快等特点,能在低温环境下施工,所以云石胶广泛应用于石材的快速定位、石材断裂粘结、填缝及石材与石材、石材与瓷砖玻化砖的拼接和粘结、石膏吊顶等多种材料粘结拼花的建筑行业。

参考资料

N,N-二异丙醇基对甲苯胺.成都麦卡希化工有限公司.2024-07-11

N,N-二异丙醇对甲苯胺(DIIPT).搜狐.2024-07-11

引发剂.知网空间.2024-07-16

聚合引发剂.中国大百科全书.2024-07-11

阻聚剂.中国大百科全书.2024-07-11

高分子光稳定剂.中国大百科全书.2024-07-11

填料.术语在线官网.2024-07-16

硅烷偶联剂.中国大百科全书.2024-07-11

JC/T 989《非结构承载用石材胶粘剂》标准成功修订.国检集团.2024-06-16

非结构承载用石材胶粘剂.全国标准信息公共服务平台.2024-06-16