[0001] 本发明涉及一种外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂的制备方法，属于瓷砖粘结剂制备技术领域。

[0002] 建筑陶瓷的飞速发展，为美化城市和家居环境作出了重大贡献。传统的瓷砖粘贴方法多采用水泥砂浆，即将砂和水泥现场混合制成简单的水泥砂浆，把这种砂浆涂在预浸或者预润湿瓷砖背面，涂有砂浆的瓷砖压到预先润湿的表面上，然后轻敲瓷砖，以保证瓷砖具有一致的平整度。主要目的是将砂浆压实，使水泥颗粒进入到瓷砖的多孔背面内部和多孔基材中。这种砂浆的缺点为粘结力弱、耐久性差、容易剥落、施工材料用量大。同时，砂浆还须以合适的比例、稠度进行混合，并且在贴砖之前，需要在瓷砖的背面涂上适量的砂浆。其施工质量难以保证。在粘贴大型低吸水率瓷砖时，由于瓷砖背面致密光滑，水泥浆无法渗透到瓷砖背面，易出现脱落问题。随着瓷砖粘结技术的发展，瓷砖粘结剂应运而生。

[0003] 瓷砖粘结剂又称面砖粘结剂，该材料是由水泥、石英砂、聚合物胶结料配以多种添加剂经机械混合均匀而成。瓷砖粘结剂主要用于粘结瓷砖和面砖的粘合剂，亦被称为聚合物瓷砖粘结砂浆。瓷砖粘结剂可分为两类：一类是以水泥为基底的干粉状产品；另一类是预拌好的有机胶类产品。但目前瓷砖粘结剂耐候性差，外墙的瓷砖暴露在炎热的阳光下，表面温度可超过50℃，若此时遇到下暴雨，则温度急剧下降，这种温度的骤变将在粘结剂中产生较大的剪应力，导致瓷砖与墙体粘结力变弱，出现开裂、瓷砖剥落现象。

[0004] 本发明所要解决的技术问题：针对目前瓷砖粘结剂耐候性差，易受温度骤变影响，导致瓷砖与墙体粘结力变弱，出现开裂、瓷砖剥落现象的弊端，提供了一种利用饱和水蒸汽加压处理，使甘蔗渣纤维素所含的乙酰基水解生成醋酸，在酸性环境条件下，材料中纤维素和半纤维素发生分解，再迅速降压，使纤维瞬间膨胀破裂解纤，再经液氮冷冻，使甘蔗渣纤维之间产生冰晶，在球磨压力下使冰晶破裂，形成甘蔗渣纤维晶须，与纳米二氧化硅混合，在氮气气氛下炭化，使甘蔗渣纤维晶须炭化后，在表面生长碳化硅晶须，制得改性甘蔗渣晶须作为增强剂，再将糯米蒸煮打成浆液作为粘结剂，与硅酸盐水泥等混合球磨，制得外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂，本发明通过加入自行制备的晶须作为增加纤维，有效解决了其耐候性差，导致瓷砖与墙体粘结力变弱问题。本发明制备步骤简单，所得产品不易受温度骤变影响，使用后无开裂、瓷砖剥落现象出现。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：（1）称取3～5kg甘蔗渣，倒入高压反应釜中，于搅拌转速为350～400r/min，温度为95～
105℃条件下，向反应釜内通入饱和水蒸汽，直至反应釜内压力达3.5～4.0MPa，保压10～
15min，打开反应釜底部出料阀门，使反应釜内物料喷射进入接收釜；
（2）待接收釜内物料自然冷却至室温，将物料转入液氮冷冻机中，用液氮冷冻处理2～
4min，随后迅速将冷冻后的物料倒入球磨机，按球料比为30:1～40:1加入氧化锆球磨珠，球磨处理15～20min，收集球磨后的物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得甘蔗渣纤维晶须；
（3）将上述所得甘蔗渣纤维晶须与纳米二氧化硅按质量比为1:1混合后，转入炭化炉中，以3～5mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率升温至500～550℃，保温20～30min，再以8～10℃/min速率升温至1100～1250℃，保温反应20～
30min，随炉冷却至室温，得改性甘蔗渣晶须，备用；
（4）称取糯米800～1200g，经人工用蒸馏水反复清洗3～5次后，将糯米均匀平铺于铺好蒸布的蒸笼中，于90～95℃条件下，蒸煮35～40min，再将蒸煮后的糯米均匀平铺于竹席上，自然冷却至室温，随后将其转入石臼中，再加入300～400mL去离子水，经人工用木锤敲打30～45min，得糯米浆液，再将其转入105～110℃烘箱中，干燥至恒重，得高粘性糯米粉；
（5）按重量份数计，在球磨机中依次加入30～45份步骤（3）备用改性甘蔗渣晶须，50～
60份上述所得高粘性糯米粉，250～300份硅酸盐水泥，100～120份重质碳酸钙，10～15份粉煤灰，2～4份硅酸镁铝触变润滑剂，3～5份水性醇酸树脂消泡剂，球磨混合45～60min，出料，装袋，即得外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂。

[0006] 本发明的应用方法：按质量比1:3，将本发明制得的外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂与蒸馏水混合，启动电动搅拌机，调节转速为300～500r/min，搅拌混合8～15min，制得混合泥浆，将需贴瓷砖墙体基面灰尘、污渍清理干净，用齿轮刮刀将混合泥浆铺覆于墙体基面，铺覆量为3.5～4.8kg/m2，厚度为2.0～2.5mm，铺覆完成后，用齿轮刮刀梳理出厚度均匀的齿条型粘结层，再将瓷砖推压入粘结层中即可。该瓷砖粘结剂耐候性好，可有效增强瓷砖与墙体粘结力，室外正常使用8～10年，无开裂、瓷砖剥落现象出现。

[0007] 本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明制备步骤简单，所得产品不易受温度骤变影响，使用后无开裂、瓷砖剥落现象出现；
（2）通过对甘蔗渣进行改性作为增强剂，将糯米蒸煮打成浆液作为粘结剂，复合制得瓷砖粘结剂，有效提高了其耐候性，增强了瓷砖与墙体粘结力；
（3）本发明所用材料廉价易得，生产成本较低，产品效果明显，可有效提高瓷砖的使用寿命，减少了建筑材料的更换损耗，可大规模推广使用。

[0008] 首先称取3～5kg甘蔗渣，倒入高压反应釜中，于搅拌转速为350～400r/min，温度为95～105℃条件下，向反应釜内通入饱和水蒸汽，直至反应釜内压力达3.5～4.0MPa，保压10～15min，打开反应釜底部出料阀门，使反应釜内物料喷射进入接收釜；待接收釜内物料自然冷却至室温，将物料转入液氮冷冻机中，用液氮冷冻处理2～4min，随后迅速将冷冻后的物料倒入球磨机，按球料比为30:1～40:1加入氧化锆球磨珠，球磨处理15～20min，收集球磨后的物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得甘蔗渣纤维晶须；然后将上述所得甘蔗渣纤维晶须与纳米二氧化硅按质量比为1:1混合后，转入炭化炉中，以3～5mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6～8℃/min速率升温至500～550℃，保温20～30min，再以8～10℃/min速率升温至1100～1250℃，保温反应20～
30min，随炉冷却至室温，得改性甘蔗渣晶须，备用；再称取糯米800～1200g，经人工用蒸馏水反复清洗3～5次后，将糯米均匀平铺于铺好蒸布的蒸笼中，于90～95℃条件下，蒸煮35～
40min，再将蒸煮后的糯米均匀平铺于竹席上，自然冷却至室温，随后将其转入石臼中，再加入300～400mL去离子水，经人工用木锤敲打30～45min，得糯米浆液，再将其转入105～110℃烘箱中，干燥至恒重，得高粘性糯米粉；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入30～45份备用改性甘蔗渣晶须，50～60份上述所得高粘性糯米粉，250～300份硅酸盐水泥，100～
120份重质碳酸钙，10～15份粉煤灰，2～4份硅酸镁铝触变润滑剂，3～5份水性醇酸树脂消泡剂，球磨混合45～60min，出料，装袋，即得外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂。

[0009] 实例1首先称取3kg甘蔗渣，倒入高压反应釜中，于搅拌转速为350r/min，温度为95℃条件下，向反应釜内通入饱和水蒸汽，直至反应釜内压力达3.5MPa，保压10min，打开反应釜底部出料阀门，使反应釜内物料喷射进入接收釜；待接收釜内物料自然冷却至室温，将物料转入液氮冷冻机中，用液氮冷冻处理2min，随后迅速将冷冻后的物料倒入球磨机，按球料比为30:1加入氧化锆球磨珠，球磨处理15min，收集球磨后的物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为105℃条件下干燥至恒重，得甘蔗渣纤维晶须；然后将上述所得甘蔗渣纤维晶须与纳米二氧化硅按质量比为1:1混合后，转入炭化炉中，以3mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以6℃/min速率升温至500℃，保温20min，再以8℃/min速率升温至1100℃，保温反应20min，随炉冷却至室温，得改性甘蔗渣晶须，备用；再称取糯米800g，经人工用蒸馏水反复清洗3次后，将糯米均匀平铺于铺好蒸布的蒸笼中，于90℃条件下，蒸煮35min，再将蒸煮后的糯米均匀平铺于竹席上，自然冷却至室温，随后将其转入石臼中，再加入300mL去离子水，经人工用木锤敲打30min，得糯米浆液，再将其转入105℃烘箱中，干燥至恒重，得高粘性糯米粉；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入30份备用改性甘蔗渣晶须，50份上述所得高粘性糯米粉，250份硅酸盐水泥，100份重质碳酸钙，10份粉煤灰，2份硅酸镁铝触变润滑剂，3份水性醇酸树脂消泡剂，球磨混合45min，出料，装袋，即得外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂。

[0010] 按质量比1:3，将本发明制得的外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂与蒸馏水混合，启动电动搅拌机，调节转速为300r/min，搅拌混合8min，制得混合泥浆，将需贴瓷砖墙体基面灰尘、污渍清理干净，用齿轮刮刀将混合泥浆铺覆于墙体基面，铺覆量为3.5kg/m2，厚度为2.0mm，铺覆完成后，用齿轮刮刀梳理出厚度均匀的齿条型粘结层，再将瓷砖推压入粘结层中即可。该瓷砖粘结剂耐候性好，可有效增强瓷砖与墙体粘结力，室外正常使用8年，无开裂、瓷砖剥落现象出现。

[0011] 实例2首先称取4kg甘蔗渣，倒入高压反应釜中，于搅拌转速为375r/min，温度为100℃条件下，向反应釜内通入饱和水蒸汽，直至反应釜内压力达3.8MPa，保压13min，打开反应釜底部出料阀门，使反应釜内物料喷射进入接收釜；待接收釜内物料自然冷却至室温，将物料转入液氮冷冻机中，用液氮冷冻处理3min，随后迅速将冷冻后的物料倒入球磨机，按球料比为
35:1加入氧化锆球磨珠，球磨处理18min，收集球磨后的物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为108℃条件下干燥至恒重，得甘蔗渣纤维晶须；然后将上述所得甘蔗渣纤维晶须与纳米二氧化硅按质量比为1:1混合后，转入炭化炉中，以4mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以7℃/min速率升温至525℃，保温25min，再以9℃/min速率升温至1175℃，保温反应25min，随炉冷却至室温，得改性甘蔗渣晶须，备用；再称取糯米900g，经人工用蒸馏水反复清洗4次后，将糯米均匀平铺于铺好蒸布的蒸笼中，于93℃条件下，蒸煮38min，再将蒸煮后的糯米均匀平铺于竹席上，自然冷却至室温，随后将其转入石臼中，再加入350mL去离子水，经人工用木锤敲打38min，得糯米浆液，再将其转入108℃烘箱中，干燥至恒重，得高粘性糯米粉；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入37份备用改性甘蔗渣晶须，55份上述所得高粘性糯米粉，275份硅酸盐水泥，110份重质碳酸钙，13份粉煤灰，3份硅酸镁铝触变润滑剂，4份水性醇酸树脂消泡剂，球磨混合52min，出料，装袋，即得外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂。

[0012] 按质量比1:3，将本发明制得的外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂与蒸馏水混合，启动电动搅拌机，调节转速为400r/min，搅拌混合12min，制得混合泥浆，将需贴瓷砖墙体基面灰2
尘、污渍清理干净，用齿轮刮刀将混合泥浆铺覆于墙体基面，铺覆量为4.2kg/m ，厚度为
2.3mm，铺覆完成后，用齿轮刮刀梳理出厚度均匀的齿条型粘结层，再将瓷砖推压入粘结层中即可。该瓷砖粘结剂耐候性好，可有效增强瓷砖与墙体粘结力，室外正常使用9年，无开裂、瓷砖剥落现象出现。

[0013] 实例3首先称取5kg甘蔗渣，倒入高压反应釜中，于搅拌转速为400r/min，温度为105℃条件下，向反应釜内通入饱和水蒸汽，直至反应釜内压力达4.0MPa，保压15min，打开反应釜底部出料阀门，使反应釜内物料喷射进入接收釜；待接收釜内物料自然冷却至室温，将物料转入液氮冷冻机中，用液氮冷冻处理4min，随后迅速将冷冻后的物料倒入球磨机，按球料比为
40:1加入氧化锆球磨珠，球磨处理20min，收集球磨后的物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得甘蔗渣纤维晶须；然后将上述所得甘蔗渣纤维晶须与纳米二氧化硅按质量比为1:1混合后，转入炭化炉中，以5mL/min速率向炉内通入氮气，在氮气保护状态下，以8℃/min速率升温至550℃，保温30min，再以10℃/min速率升温至1250℃，保温反应30min，随炉冷却至室温，得改性甘蔗渣晶须，备用；再称取糯米1200g，经人工用蒸馏水反复清洗5次后，将糯米均匀平铺于铺好蒸布的蒸笼中，于95℃条件下，蒸煮40min，再将蒸煮后的糯米均匀平铺于竹席上，自然冷却至室温，随后将其转入石臼中，再加入400mL去离子水，经人工用木锤敲打45min，得糯米浆液，再将其转入110℃烘箱中，干燥至恒重，得高粘性糯米粉；最后按重量份数计，在球磨机中依次加入45份备用改性甘蔗渣晶须，60份上述所得高粘性糯米粉，300份硅酸盐水泥，120份重质碳酸钙，15份粉煤灰，4份硅酸镁铝触变润滑剂，5份水性醇酸树脂消泡剂，球磨混合60min，出料，装袋，即得外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂。

[0014] 按质量比1:3，将本发明制得的外墙瓷砖用耐候型瓷砖粘结剂与蒸馏水混合，启动电动搅拌机，调节转速为500r/min，搅拌混合15min，制得混合泥浆，将需贴瓷砖墙体基面灰尘、污渍清理干净，用齿轮刮刀将混合泥浆铺覆于墙体基面，铺覆量为4.8kg/m2，厚度为2.5mm，铺覆完成后，用齿轮刮刀梳理出厚度均匀的齿条型粘结层，再将瓷砖推压入粘结层中即可。该瓷砖粘结剂耐候性好，可有效增强瓷砖与墙体粘结力，室外正常使用10年，无开裂、瓷砖剥落现象出现。