一種雙組份彈性填縫劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及填縫劑領域，尤其涉及一種雙組份彈性填縫劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前建筑用的填縫劑一般都是使用白水泥摻水后制備而成，白水泥因其優異的堅固性、耐久性等，成為使用最多的填縫劑材料。但是白水泥也存在諸多不足之處。
[0003]首先，白水泥凝固后其自身彈性不足，貼在墻體表面的面磚以及墻體在高溫或者低溫環境下，體積容易發生膨脹或收縮，墻體和面磚一般都是脆性材料，缺乏彈性，而以白水泥為主要成分的填縫劑，也缺乏彈性，因此墻體或者面磚的體積發生變化后產生的應力無法釋放，導致墻體、面磚或者勾縫處產生裂紋，最終導致墻體防水性、保溫性受到嚴重影響，嚴重時甚至會導致面磚從墻體上脫落，從而造成安全隱患。
[0004]其次，目前的填縫劑的固化時間較長，通常需要超過十個小時才能固化，這不僅延長了工期，而且面磚在貼在墻體上后由于自身重力或外力作用發生位移，影響了面磚的整體美觀性。
[0005]專利申請號為201310572085.6的中國發明專利公開了一種樹脂型填縫劑，包括以下組份且各組份的重量份數為:合成樹脂50-70份;填料15-20份，改性劑10-20份，增塑劑5-10份，交聯劑1-3份，增粘劑2-5份。該發明的填縫劑明顯地提高了粘結強度，硬度，彈性，且明顯提高了填縫劑的流平性，此外，該填縫劑還具有優異的存儲穩定性，存儲時間長，非常適用于瓷磚填縫。
[0006]以上專利的填縫劑在一定程度上解決了傳統填縫劑彈性不足的缺點，但是其彈性仍不夠理想。同時，該填縫劑的固化厚度較小，在縫隙較深時無法快速固化，沒有解決傳統填縫劑固化時間長的技術問題。此外該填縫劑的黏度較大，填縫使用時不夠方便。
【發明內容】
[0007]為了解決現有填縫劑存在的彈性不足、固化速度慢、使用時不方便的技術問題，本發明提供了一種雙組份彈性填縫劑及其制備方法。本發明的填縫劑彈性好，固化速度快，防水性好，粘結力強，且不含有害的有機溶劑，綠色環保。
[0008]本發明的具體技術方案為:一種雙組份彈性填縫劑，由主體組分和固化組分組成；所述主體組分包括以下重量份的物質混合制得:55-65份環氧樹脂;5-10份石英粉、滑石粉、鈦白粉、氧化鋁微粒中的一種或多種混合物；15-20份可自由基光固化的丙烯酸酯基化合物;5-10份含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷;1-3份空心玻璃微珠；1-3份玻璃纖維;3-4份硬脂酸。
[0009]在主體組分中，將環氧樹脂作為填縫劑的基體材料，相比傳統以水泥為主要成分的填縫劑，環氧樹脂具有較為出色的彈性模量，能夠吸收墻體或者面磚等墻體外表覆蓋物因高低溫收縮而產生的的內應力，防止發生墻體開裂或者墻體外表覆蓋物脫落的現象。且環氧樹脂與混凝土材質的粘結力較好，不易脫落。石英粉、滑石粉、鈦白粉、氧化鋁微粒等物質一方面能夠起到填充作用，減少環氧樹脂的用量，另一方面也能夠改善填縫劑固化后的耐磨、耐高溫、防光老化作用，使得填縫劑的受用壽命更長久。可自由基光固化的丙烯酸酯基化合物在引發劑和紫外光照射的條件下，能夠進行快速的固化，彌補了環氧樹脂固化較慢的缺點。且可自由基光固化的丙烯酸酯基化合物在與環氧樹脂混合后，能夠與環氧樹脂發生交聯反應，使得填縫劑固化后的強度更高。由于本發明的填縫劑為無溶劑型填縫劑，環氧樹脂等樹脂的黏度較高，較為黏稠，流動性較差，當填縫時縫隙尺寸較深或者較細時，不容易進行填縫，而含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷的分子量較低，能夠作為活性稀釋劑來降低整個體系的黏度。同時含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷因其含有(甲基)丙烯酸酯基，從而也具有光固化功能，在填縫劑進行光固化時能夠參與反應，進一步增加填縫劑固化后的強度。空心玻璃微珠是一種尺寸為微米級別的空心玻璃球體，具有質輕、低導熱、熱穩定好、在有機體系中分散性好等特點。空心玻璃微珠由于具有空心結構，其內部的微型氣囊能夠起到隔熱的作用，且空心玻璃微珠的吸水率低，能夠提高填縫劑的防水性。玻璃纖維能夠增強填縫劑固化后的抗拉強度、防裂性能，此外。玻璃纖維、空心玻璃微珠也能夠協同作用提高填縫劑的阻燃性能。硬脂酸具有較好的比熱容量，具有較好的儲熱功能，作為填縫劑的成分，在高溫或者低溫環境下，硬脂酸能夠吸收或者釋放大量的熱量來保持填縫劑自身的溫度保持穩定，與空心玻璃微珠協同作用，能夠有效地起到隔熱作用。
[0010]所述固化組分由以下重量份的物質混合制得:30-40份環氧樹脂固化劑；3-5份硅烷偶聯劑;2-4份自由基光引發劑。
[0011 ]固化組分的主要作用是配合主體組分使用，能夠使填縫劑進行快速固化。
[0012]所述可自由基光固化的丙烯酸酯基化合物選自(甲基)丙烯酸乙基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、N-乙烯基吡咯烷酮、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇五丙烯酸酯中的一種或多種混合物。所述含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷選自雙[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]甲基苯基硅烷、雙[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷中的一種或多種混合物。所述自由基光引發劑選自2-羥基-2-甲基-苯基-1-丙酮、甲乙基米蚩酮、異丙基硫雜蒽酮、2-甲基-1-(4-甲巰基苯基)-2-嗎啉丙酮-1中的一種或多種混合物。
[0013]作為優選，所述空心玻璃微珠的粒徑在20-100微米。在這一粒徑范圍內的空心玻璃微珠分散性較高。
[0014]作為優選，所述的空心玻璃微珠經過改性處理:取硅烷偶聯劑KH-560并將其添加到乙醇水溶液中并進行攪拌，取空心玻璃微珠并將其添加到上述乙醇水溶液中，繼續進行攪拌的同時并進行加熱，反應后將產物進行過濾，取固體進行干燥，洗滌后便制得改性處理的空心玻璃微珠;其中硅烷偶聯劑KH-560、乙醇水溶液和空心玻璃微珠的質量比為(5-10):600:100，所述乙醇水溶液的濃度為60-80wt%，加熱溫度為50_70°C，反應時間為3_5h。
[0015]將空心玻璃微珠經過改性后，能夠進一步提高其在有機物體系中的相容性和分散能力。
[0016]作為優選，所述主體組分中還包括有4-8重量份的超支化聚醚多元醇，所述超支化聚醚多元醇由三元醇與3-乙基-3-羥甲基環氧丙烷在三氟化硼催化作用下反應制得。
[0017]超支化聚醚多元醇結構中具有超支化的特性，在填縫劑進行固化時超支化聚醚多元醇作為環氧樹脂的鏈轉移劑，能夠增加環氧樹脂的交聯密度，加速環氧樹脂的固化速度。同時，由于超支化聚醚多元醇中含有大量的醚鍵，還能夠進一步提高填縫劑固化后的彈性，避免環氧樹脂因交聯密度過大而產生的脆性。此外超支化聚醚多元醇的分子間或分子內鏈不易纏結，粘度低不會影響填縫劑的流動性。
[0018]作為優選，所述超支化聚醚多元醇的數均分子量在lOOO-lOOOOg/mol。數均分子量在此范圍內的超支化聚醚多元醇性能較為優異。
[0019]本發明還提供了一種雙組份彈性填縫劑的制備方法，包括如下步驟:
[0020](I)主體組分的制備:將環氧樹脂，石英粉、滑石粉、鈦白粉、氧化鋁微粒中的一種或多種混合物，可自由基光固化的丙烯酸酯基化合物，含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷，空心玻璃微珠，玻璃纖維和硬脂酸按配比進行混合，攪拌均勻后進行研磨，得到主體組分;攪拌速率為600-800r/min，攪拌時間為3_5小時；
[0021](2)固化組分的制備:將環氧樹脂固化劑、硅烷偶聯劑、自由基光引發劑按配比進行混合，攪拌均勻后得到固化組分;攪拌速率為400-600r/min，攪拌時間為1-2小時。
[0022]當填縫劑的主體組分中含有超支化聚醚多元醇時，雙組份彈性填縫劑的制備方法包括如下步驟:
[0023](I)主體組分的制備:將環氧樹脂，石英粉、滑石粉、鈦白粉、氧化鋁微粒中的一種或多種混合物，可自由基光固化的丙烯酸酯基化合物，含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷，超支化聚醚多元醇，空心玻璃微珠，玻璃纖維和硬脂酸按配比進行混合，攪拌均勻后進行研磨，得到主體組分;攪拌速率為600-800r/min，攪拌時間為3-5小時；