环氧瓷砖填缝剂的研究

韩朝辉，宋明宇，薛光辉

（北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京 101309）

环氧瓷砖填缝剂的研究

韩朝辉，宋明宇，薛光辉

（北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京 101309）

通过试验考察了环氧树脂与固化剂比例、水泥及钛白粉用量、粉料与液料比例对瓷砖填缝剂抗压及抗折强度性能影响。结果表明：水泥用量增加、环氧树脂与固化剂比例增加、钛白粉用量增加及粉料与液料比例增大，则环氧填缝剂的抗压及抗折强度也呈增长趋势；而经冻融循环处理后，环氧填缝剂的抗压及抗折强度变化不明显。同时，对比了环氧填缝剂与水泥基填缝剂的防霉效果，结果显示，相对于水泥基填缝剂，环氧填缝剂具有很好的防霉效果。

环氧树脂；瓷砖填缝剂；防霉

0 前言

瓷砖因其具有美观大方、坚硬结实等优点，广泛应用于建筑领域。瓷砖填缝剂作为瓷砖粘贴配套填缝材料，伴随着瓷砖使用面积增长而增加。随着人们生活水平及认识提高，瓷砖填缝剂也从最初的白水泥发展到目前主流聚合物改性水泥基填缝剂。有关聚合物改性水泥基填缝剂学者们已经分别从胶粉型号、减水剂、憎水剂、填料及颜料等方面进行了大量研究[1-4]，大幅度提高了水泥基填缝剂的综合性能。水泥基填缝剂因水泥水化反应，初期呈碱性，具有一定防霉效果。经长时间应用，空气中的二氧化碳中和填缝剂中的熟石灰，填缝剂基本呈中性，长期处于潮湿环境中容易发霉、变黑，影响整体建筑美观效果。市场上防霉型水泥基填缝剂中部分添加防霉剂，而水泥基填缝剂因初期强碱性破坏防霉剂的防霉效果，其长期处于湿热环境容易出现发霉、变黑现象。

环氧树脂作为防腐材料，特别在湿热环境下，仍具有很好的防腐防霉效果。同时，环氧树脂与固化剂反应固化，硬度大、耐擦洗，也可大幅度降低水泥基填缝剂因水泥水化不充分导致的脱粉现象发生。因此，本文主要探讨环氧树脂对瓷砖填缝剂物理力学性能及防霉效果的影响。

1 试验

1.1 原材料

水性环氧树脂乳液：5175，乳白色液体，固含量74%～76%，环氧当量250～290 g/mol；非离子水性环氧树脂固化剂：904，固含量54.3%，胺值180～230 mg（KOH/g），活泼氢当量193 g/mol。环氧树脂及固化剂：邦和化工有限公司。普通硅酸盐白水泥：P·W52.5，阿尔博波特兰有限公司；石英砂：40～80目和80～120目，石坎世堂矿业加工厂；钛白粉，R-902，美国杜邦公司。

1.2 基础配方

环氧填缝剂的基础配方为：m（环氧树脂）：m（环氧固化剂）=1.56：1.00；m（粉料）：m[液料（环氧及固化剂）]=3.5：1.0；普通硅酸盐白水泥P·W52.5占总体粉料质量的6.25%，钛白粉占总体粉料质量的3.75%，石英砂（40～80目和80～120目）占总体粉料质量的90%，m（40～80目石英砂）：m（80～120目石英砂）=2：1。

1.3 环氧填缝剂的制备方法

首先将粉料按比例混合均匀；然后按配方称取一定量的环氧树脂固化剂加入搅拌容器中，再加入对应比例环氧树脂，搅拌均匀，最后加入预混均匀粉料，充分搅拌均匀，即制得环氧填缝剂。

1.4 性能测试方法

抗折强度及抗压强度按JC/T 1004—2006《陶瓷砖填缝剂》进行测试；环氧填缝剂防霉性能参考HG/T 3950—2007《抗菌涂料》中相关方法进行测试，选用黑曲霉进行，菌种培养方式按该标准进行，样品制备完成后养护24 h，浸泡于菌种液中，在28℃、90%以上相对湿度条件下培养28 d，观察表面霉菌生长情况。

2 试验结果与讨论

2.1 粉料与液料比例对环氧瓷砖填缝剂强度的影响

粉料与液料（环氧及固化剂）比例分别为3.0：1.0、3.5：1.0 及4.0：1.0，其它材料均按1.2配方固定不变。不同粉料与液料比例对瓷砖填缝剂抗压及抗折强度的影响如图1所示。

图1 粉料与液料比例对填缝剂抗折及抗压强度的影响

从图1可以看出，随着粉料用量的增加，环氧瓷砖填缝剂抗压强度保持增长趋势，抗折强度变化幅度不大。粉料用量增加，环氧填缝剂稠度和密度增大，孔隙率较低。同时，环氧填缝剂中水泥石骨架增多。因此，粉料用量增加，环氧填缝剂抗压强度提高。根据环氧填缝剂稠度，选择粉料与液料质量比以3.5：1.0最佳。

2.2 环氧及固化剂比例对环氧瓷砖填缝剂强度的影响

m（粉料）：m[液料（环氧及固化剂）]=3.5：1.0；钛白粉用量、水泥用量、石英砂配比及用量均按1.2配方固定不变。环氧与固化剂质量比对环氧瓷砖填缝剂抗折及抗压强度的影响如图2所示。

图2 环氧与固化剂比例对填缝剂抗折及抗压强度的影响

从图2可见，在试验用量范围内，随着固化剂用量降低，环氧瓷砖填缝剂的抗折及抗压强度呈增长趋势。根据理论计算，环氧树脂与固化剂体系中固化剂过量较多，需适当降低其用量。同时，固化剂用量减少，环氧瓷砖填缝剂中引入的水分相应减少，稠度和密度增大，也进一步提高填缝剂抗压及抗折强度。根据环氧填缝剂稠度，选择环氧与固化剂质量比为1.42：1最佳。

2.3 水泥用量对环氧瓷砖填缝剂强度的影响

瓷砖填缝剂需进行各种颜色调整，选择普通硅酸盐白水泥P·W52.5进行考察。固定m（粉料）：m[液料（环氧及固化剂）]=3.5：1.0；m（环氧树脂）：m（环氧固化剂）=1.42：1；钛白粉用量为粉料质量的3.75%；石英砂40～80目与石英砂80～120目按质量比2：1补齐粉料质量。水泥不同用量对环氧瓷砖填缝剂抗压及抗折强度的影响如图3所示。

图3 水泥用量对填缝剂抗压及抗折强度的影响

从图3可以看出，随着水泥用量增加，环氧瓷砖填缝剂的抗压及抗折强度提高，初期比较明显，后期变化不明显。环氧树脂添加水泥，水泥水化消耗部分水分，并生成水泥石，与环氧树脂固化物相互形成骨架结构。水泥用量增加，水泥石含量增多，密实度也增大，表现为其抗压及抗折强度提高。经冻融循环处理，环氧填缝剂的抗压及抗折强度并没有明显变化，保持良好。根据JC/T 1004—2006及填缝剂白度要求，选择白水泥占粉料用量的6.25%为宜。

2.4 钛白粉用量对环氧瓷砖填缝剂强度的影响

m（环氧树脂）：m（环氧固化剂）=1.42：1；m（粉料）：m（液料）=3.5：1.0；水泥用量为粉料质量的6.25%；石英砂40～80目与80～120目按质量比2：1补齐粉料质量。钛白粉用量对环氧瓷砖填缝剂抗压及抗折强度的影响如图4所示。

图4 钛白粉用量对填缝剂抗压及抗折强度的影响

从图4可以看出，在试验范围内，钛白粉用量变化，环氧瓷砖填缝剂的抗压及抗折强度几乎保持不变。钛白粉用量增加，虽可以改变环氧填缝剂密实度，提高环氧填缝剂的抗压强度，但钛白粉用量变化范围较小，表现为抗压及抗折强度变化不明显。钛白粉细度较小，其用量较大不易擦洗。根据填缝剂白度要求，选择钛白粉适合掺量为粉料的3.75%。

2.5 环氧填缝剂与水泥基填缝剂的防霉性能对比

选择普通水泥基填缝剂、防霉型水泥基填缝剂及环氧填缝剂进行防霉性能对比，防霉性能测试结果如图5所示。图中从左到右依次分别为环氧瓷砖填缝剂、普通水泥基填缝剂及防霉型水泥基填缝剂。

从图5可以看出，相对于水泥基瓷砖填缝剂，环氧填缝剂的防霉效果最佳，远优于水泥基填缝剂，这与预期的结果一致。防霉型水泥基瓷砖填缝剂的防霉效果优于普通水泥基瓷砖填缝剂，这主要是由于添加防霉剂，一定程度抑制了霉菌生长。

图5 不同填缝剂的防霉性能对比

3 结论

（1）在液料组分与粉料质量比不变的条件下，随着水泥用量在试验范围内增加，环氧填缝剂的抗压及抗折强度呈增长趋势，后期强度基本保持不变，以水泥占粉料质量的6.25%为宜。钛白粉用量改变幅度不大，其对环氧填缝剂抗压及抗折强度影响不明显。

（2）在粉料与液料比例保持不变的条件下，在试验范围内，随着环氧与固化剂比例增大，环氧填缝剂抗压及抗折强度呈增长趋势。当环氧树脂与固化剂质量比达到1.79时，环氧填缝剂稠度较大，搅拌困难。

（3）在粉料与液料组分保持不变的条件下，随着粉料与液料质量比从3.0：1.0增大至4.0：1.0，环氧填缝剂的抗压强度增长明显，抗折强度增长不明显，粉料多，稠度大。最佳m（粉料）：m（液料）为3.5：1.0。

（4）环氧瓷砖填缝剂经25次冻融循环处理后，其抗压及抗折强度基本保持不变，稳定性能佳。

（5）相对于普通水泥基瓷砖填缝剂及防霉型水泥基填缝剂，环氧填缝剂的防霉效果明显优于水泥基填缝剂。

[1] 徐迅，李英丁，张铬，等.彩色颜料在瓷砖填缝剂中的应用[J].化学建材，2008，24（2）：33-34.

[2]苏新禄，熊勃凌，方海红，等.瓷砖石材粘结剂和填缝剂返碱的原因及防治措施[J].新型建筑材料，2008（3）：33-35.

[3]吴开胜，张箐燕，管继南.无可见泛碱水泥基瓷砖填缝剂的研制[J].新型建筑材料，2011（1）：51-53.

[4]张铬，徐迅，李英丁，等.NanothixB1490在水泥基彩色填缝剂中的应用[J].化学建材，2008，24（1）：27-28.

Study on epoxy grout for tile

HAN ChaoHui，SONG Mingyu，XUE Guanghui
（Beijing Oriental Yuhong Waterproof Technology Co.Ltd.，Beijing 101309，China）

Through the experiment，the influences of epoxy resin and curing agent ratio，dosage of Titanium dioxide and cement，the powder and the liquid material ratio on tile grout compressive strength and bending strength were studied.The test results show that：improvement of cement dosage，epoxy resin and curing agent ratio，dosage of titanium dioxide and powder and liquid material ratio can improve the strength of epoxy grout compressive strength and bending strength，and after treatment of freeze-thaw cycles，the bending strength and compressive strength of epoxy grout are no obvious change.At the same time，the contrast of epoxy grout and cement based grout mildew resistance，the results show that：compared with cement-based grout，epoxy grout has good mildewproof effect.

epoxy resin，tile grout，mildewproof

TU57+8.14

A

1001-702X（2015）04-0084-03

2014-10-15；

2014-12-09

韩朝辉，男，1978年生，山西运城人，工程师，主要从事预拌砂浆产品的性能研究。