一种水性瓷砖背胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及瓷砖背胶的制备技术领域，更具体的是涉及水性瓷砖背胶及其制备方法技术领域。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对瓷砖铺贴要求越来越高，各种瓷砖等墙面装饰材料被大量应用到装修上，由此，也带来了施工和应用方面的一些问题，如施工效率、使用耐久性以及安全性等。传统施工中，瓷砖与墙面的粘结剂大部分采用水泥砂浆，其粘结性差，容易产生空鼓，时间长瓷砖易掉落，维修起来困难，而且从高处掉下的瓷砖容易砸伤人，存在很大的安全隐患。

目前粘贴瓷砖通常使用的是瓷砖胶。瓷砖胶是在水泥砂浆的基础上通过添加高性能的助剂进行改性产生的，在一定基础上提高了水泥砂浆的保水性和粘结性能，一定程度解决了水泥砂浆粘结不牢的问题。

目前，瓷砖背胶的应用也比较普遍，市面上的瓷砖背胶从组成上可以分为两种，一种为乳液背胶，一种为由高分子聚合物乳液材料与无机材料复合的背胶。乳液背胶大多为压敏胶，靠乳液本身的粘性来粘住瓷砖，其耐水性一般，耐冻性差，持粘性差，在低温和水分的侵蚀下，粘结强度会下降，这在一定程度上也增加了掉砖的风险。另一种由高分子聚合物乳液材料与无机材料复合的瓷砖背胶，聚合物乳液材料可以是耐水性、耐冻性优异的丙烯酸酯类乳液，也可以是聚氨酯、环氧等各类材料，或者他们之间的复配。但是如果复配不好，也存在耐水性和耐冻性不好的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的瓷砖背胶耐水性、耐冻性、持粘性差的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供一种水性瓷砖背胶及其制备方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：40～60份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，10～40份的丙烯酸乳液，10～30份的硅微粉和粉煤灰的混合物，0.1～0.4份的分散剂，0.1～0.4份的杀菌剂，0.2～0.6份的无机增稠剂；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分按重量份数计，包括以下组分：17～19份的聚碳酸酯二元醇、8.5～10.5份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.01～0.03份的催化剂、1～2份的二羟甲基丙酸、2～4份的氮甲基吡咯烷酮、0.5～1份的新戊二醇、0.25～0.5份的1,6-己二醇、5～8份的丙酮、0.02～0.05份的抗氧化剂、0.8～1.6份的三乙胺、0.4～1份的乙二胺、52～62份的水、1.5～3份的聚乙烯醇。

进一步的，一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：50份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，30份的丙烯酸乳液，20份的硅微粉和粉煤灰的混合物，0.2份的分散剂，0.4份的杀菌剂，0.5份的无机增稠剂；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分包括：18.08份的聚碳酸酯二元醇、9.64份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.02份的催化剂、1.53份的二羟甲基丙酸、3.06份的氮甲基吡咯烷酮、0.73份的新戊二醇、0.4份的1,6-己二醇、6份的丙酮、0.03份的抗氧化剂、1.15份的三乙胺、0.6份的乙二胺、56.76份的水、2份的聚乙烯醇。

进一步的，聚乙烯醇改性聚氨酯分散体的制备方法为以下步骤：

步骤一、预先将所需的水加入搅拌釜内，加热至75-90℃，开启搅拌，缓慢加入所需的聚乙烯醇，慢速搅拌30分钟至聚乙烯醇完全溶解，将溶解好的聚乙烯醇溶液倒入容器中冷却备用；

步骤二、将异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合均匀后，投入至干燥的反应釜中，通氮气，升温至45-55℃；

步骤三、将聚碳酸酯二元醇加热至45-55℃至完全溶解，滴加至反应釜中，滴加完毕升温至75-85℃，然后保温0.5-1h；

步骤四、将二羟甲基丙酸预先溶解在氮甲基吡咯烷酮中，滴加至反应釜中；滴加完毕后，80℃保温0.5-1h；

步骤五、将小分子二元醇新戊二醇、1,6-己二醇和抗氧化剂混合均匀，滴加至反应釜中，滴加完毕后，如粘度高，加入丙酮降低粘度，75-85℃保温2-4h，测试NCO值；

步骤六、当NCO值低于设计值时，降温至55-65℃，滴加三乙胺进行中和；滴加完毕后，55-65℃保温0.5-1h；

步骤七、降温至30-35℃以下，加入计量的聚乙烯醇水溶液，进行高速分散，分散0.5h；

步骤八、在高速搅拌下，滴加乙二胺，消除剩余的NCO，高速分散0.5-1h；

步骤九、转速降低至低速，在45-55℃下真空抽滤去除丙酮，降温后用100目滤网过滤出料。

本发明提供的聚乙烯醇改性水性聚氨酯分散体，对其制备所用原料的类型和用量均进行了多角度的研究。

其一，本发明选用的合成水性聚氨酯分散体的原料之间可以形成相互促进协同的效果，其中软段采用聚碳酸酯二元醇合成出来的聚氨酯柔软性、耐水性、耐热性、耐油性、耐溶剂性均非常好。采用聚四氢呋喃合成出来的聚氨酯分散体，虽然柔软性、耐水性好，但是耐热性、耐油性、耐溶剂性差，因此综合性能较差；采用聚己二酸1,6-己二醇合成出来的聚氨酯分散体，虽然耐热性、柔软性好，但是耐水性差，且耐油性和耐溶剂性一般，因此综合性能也不高；采用聚己内酯多元醇合成出来的聚氨酯分散体，虽然耐热性、柔软性好，但是耐溶剂性、耐油性较差，耐水性一般，因此综合性能也不好。因此，本申请选用江苏省化工研究所有限公司代号JSH20，分子量2000，羟值为51-61mgKOH/g的聚碳酸酯二元醇(PCDL)。

异氰酸酯选用的是异佛尔酮二异氰酸酯，是一种脂环族的二异氰酸酯，其化学性质导致其很适合用于有机合成，合成反应时可以在两个异氰酸根上分别接上不同的分子，使其合成一个分子，且异佛尔酮二异氰酸酯本身不会引入其他化学性质，异佛尔酮二异氰酸酯反应平稳，其两个异氰酸酯基具有相差约十倍的不同反应活性，有利于制备各种预聚体，而且其蒸气压较低，使用操作时更加安全，异佛尔酮二异氰酸酯制成的聚氨酯胶黏剂具有优秀的耐光学稳定，和耐化学药品性；加入的二羟甲基丙酸可使制得的自乳化水性聚氨酯稳定性优良；加入的1,6-己二醇使分子链更长，耐水耐溶剂性更好，新戊二醇分子具有较多侧链甲基，且分子中无易水解的酯键，可以有较好的耐水耐溶剂性能；采用成本低廉的乙二胺作为后交联剂，保证了性能的同时又降低了成本。

其二，本发明限定的合成水性聚氨酯分散体的各项技术参数是经过分析和基础试验后确定的最合理的技术参数，限定的参数对本发明的技术效果的实现具有关键的作用，具体分析过程如下。

NCO/OH比例：随着NCO/OH比例的增加，树脂耐水性和耐醇性都逐渐提高，而树脂透明性则逐渐下降，直至乳白不透明，这是由于NCO/OH比例越大，分子链两端过量的NCO基团越多，NCO基团在合成后期与水和水中扩链剂乙二胺反应形成脲基，使得树脂交联度和分子量越高，因而树脂耐水性和耐醇性提高，但是分散过程中交联度过高会造成体系不稳定，粒子尺寸变大，树脂稳定性下降，因此NCO/OH比例为1.3～1.5时，树脂有一个较好的综合性能，因此本申请将聚碳酸酯二元醇的用量限定为17～19份、异佛尔酮二异氰酸酯的用量限定为8.5～10.5份。

软段/硬段比例：对树脂耐水性、耐溶剂性及透明度影响不大，而对硬度有一定影响，硬段含量提高，树脂硬度会增加，当硬段含量偏低，树脂抗粘连性会降低，考虑水性聚氨酯分散体作为背胶跟刚性的水泥砂浆搭配铺贴瓷砖，需要树脂稍微软一点，起到增加韧性的作用，因此选定硬段含量为38％～44％，使改性的聚氨酯分散体有更好的综合性能。

酸值：亲水扩链单体是合成水性聚氨酯分散体的一个关键原料，直接决定了树脂的酸值，对树脂性能产生重大影响。当其酸值较低时，树脂上亲水集团含量较低，在水中分散稳定性不好，树脂粒径较粗。当酸值提高时，树脂透明性提高，但是酸值过高时，由于树脂上亲水基团过多，导致树脂耐水和耐溶剂性下降。当酸值为18-22时，树脂的透明性与耐水耐溶剂性达到一个平衡，因此将亲水扩链剂二羟甲基丙酸的用量限定为1～2份。

中和度：在酸值确定后，中和剂的用量决定了中和度的大小，而这一因素对树脂性能产生较大影响。当中和度过低时，水性聚氨酯分散体上羧酸根的电离程度偏小，在水中分散较困难，粒径变大，透明度稍差；当中和度过高时，树脂中含有过量的中和剂，游离在体系中，由于中和剂是亲水性物质，会影响树脂的耐水和耐溶剂性。实验结果显示，中和度为90％到100％之间时，树脂的透明性较好，耐水和耐溶剂性也较好，因此将中和剂三乙胺的用量限定为0.8～1.6份。

合成工艺：根据扩链剂的投料方式，水性聚氨酯分散体树脂的合成工艺可以分为两种。一步法：所有扩链剂(低聚物多元醇、小分子多元醇及亲水扩链剂单体)一次性投料之工艺。分步法：低聚物多元醇、小分子多元醇、亲水扩链剂等单独分别依次投料之工艺。分步投料时，所有原料基本上是有序反应，而且亲水扩链单体在水性聚氨酯分散体分子中分步比较均匀，合成所得的树脂在水中分散均匀，粒径小，而后加入的亲水基被包裹在疏水分子链之内，所合成的树脂耐水性和耐溶剂性也较好，因此本申请选用了分步法。

其三，本发明对瓷砖背胶中使用的水性聚氨酯分散体进行了改性。

本发明选用的聚乙烯醇(PVA)也可以作为乳液聚合的稳定剂，有较强的乳化作用，用PVA水溶液高速分散乳化聚氨酯预聚体时，得到的聚氨酯分散体的粒径、透明性及各项力学性能均比用纯水乳化聚氨酯预聚体要强很多。因为PVA本身水溶解度不高，需要加热提高其溶解性，水性聚氨酯分散体乳化过程中加水量一般控制在树脂固含量为30％-40％，一旦固含量高于40％，加水量少导致粘度较高，分散困难，分散体粒径增大，稳定性下降甚至分散失败。本发明采用聚乙烯醇，且将聚乙烯醇的用量控制为1.5％～3％，得到的水性聚氨酯分散体固含量为30％～40％，制得的改性聚氨酯分散体粘度适中，透明性好，稳定性好，综合性能优异。

进一步的，为了实现上述目的，本申请还提出了一种水性瓷砖背胶的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、按重量比称取各原料，将水性聚氨酯分散体加入到反应釜中，升温至50℃，再加入丙烯酸乳液，高速搅拌30分钟，保持温度为50℃；

步骤二、降温至30℃以下，加入分散剂、硅微粉和粉煤灰的混合物及无机增稠剂，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

步骤三、添加杀菌剂，搅拌5分钟后停止，即得到水性瓷砖背胶。

进一步的，所述硅微粉和粉煤灰的混合物中硅微粉与粉煤灰的用量比为1:1。

硅微粉是由天然石英(SiO

粉煤灰是由燃料燃烧过程中排出的微小灰粒，是燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物，粉煤灰主要含二氧化硅(SiO

进一步的，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。

本申请限定的聚丙烯酸钠盐分散剂是水溶性直链高分子聚合物，具备亲水和疏水基团，由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长，表现粘度增大而形成高粘性溶液，进一步增强了瓷砖背胶的粘结性。

进一步的，所述杀菌剂为2-苯并异噻唑啉-3-酮。

进一步的，所述无机增稠剂为钠基膨润土。

本发明提供的水性瓷砖背胶，是一种以经过聚乙烯醇改性后的水性聚氨酯分散体为主要粘结物质，搭配丙烯酸乳液、无机材料和其他辅助助剂制作而成。将水性聚氨酯分散体跟丙烯酸乳液进行了复配，是由于丙烯酸弹性较差，高温发粘，低温易脆的特点，传统的丙烯酸乳液做瓷砖背胶在温度变化较大时会出现粘结强度明显下降，而聚氨酯的弹性好，耐候性也更好，不会出现高温发粘，低温发脆，用聚氨酯分散体搭配丙烯酸乳液，可以做到性能互补，有效提高了水性瓷砖背胶在低温冻融条件的粘结强度。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的水性瓷砖背胶，将水性聚氨酯分散体跟丙烯酸酯乳液进行了复配，由于丙烯酸弹性较差，高温发粘，低温易脆的特点，传统的丙烯酸乳液做瓷砖背胶在温度变化较大时会出现粘结强度明显下降，而聚氨酯的弹性好，不会出现高温发粘，低温发脆，粘结强度也更好，用聚氨酯分散体搭配丙烯酸乳液，可以做到性能互补，有效提高了水性瓷砖背胶在低温冻融条件的粘结强度，且用粘结强度高的聚乙烯醇对聚氨酯分散体进行了改性，进一步提高了背胶的粘结强度；

(2)本申请优选了无机材料进行改性，硅微粉耐温性好、耐酸碱腐蚀、化学性能稳定，主要成分跟石英砂相同，跟瓷砖胶或者水泥砂浆结合更牢固；粉煤灰具有火山灰活性，跟水泥砂浆接触后，会与之反应产生胶结化合物，进一步增强了瓷砖背胶跟水泥砂浆的粘结性；

(3)本申请限定的聚丙烯酸钠盐分散剂是水溶性直链高分子聚合物，具备亲水和疏水基团，由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长，表现粘度增大而形成高粘性溶液，进一步增强了瓷砖背胶的粘结性。

附图说明

图1是本发明中水性聚氨酯分散体树脂的合成机理。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

该实施例提供一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：40份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，40份的丙烯酸乳液(巴斯夫的S400乳液)，30份的硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物，0.4份的聚丙烯酸钠盐分散剂(台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂)，0.4份的耐高温杀菌剂2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，0.6份的钠基膨润土(安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土)；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分按重量份数计，包括以下组分：17份的聚碳酸酯二元醇、10.5份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.03份的催化剂、2份的二羟甲基丙酸、4份的氮甲基吡咯烷酮、1份的新戊二醇、0.5份的1,6-己二醇、8份的丙酮、0.05份的抗氧化剂、1.6份的三乙胺、1份的乙二胺、62份的水、3份的聚乙烯醇。

制备聚乙烯醇改性聚氨酯分散体的制备方法为以下步骤：

步骤一、预先将所需的水加入搅拌釜内，加热至75℃，开启搅拌，缓慢加入所需的聚乙烯醇，慢速搅拌30分钟至聚乙烯醇完全溶解，将溶解好的聚乙烯醇溶液倒入容器中冷却备用。

步骤二、将异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合均匀后，投入至干燥的反应釜中，通氮气，升温至45℃；

步骤三、将聚碳酸酯二元醇加热至45℃至完全溶解，滴加至反应釜中，滴加完毕升温至75℃，然后保温0.5h；

步骤四、将二羟甲基丙酸预先溶解在氮甲基吡咯烷酮中，滴加至反应釜中；滴加完毕后，80℃保温0.5h；

步骤五、将小分子二元醇新戊二醇、1,6-己二醇和抗氧化剂混合均匀，滴加至反应釜中，滴加完毕后，如粘度高，加入丙酮降低粘度，75℃保温2h，测试NCO值；

步骤六、当NCO值低于设计值时，降温至55℃，滴加三乙胺进行中和；滴加完毕后，55℃保温0.5h；

步骤七、降温至30℃以下，加入计量的聚乙烯醇水溶液，进行高速分散，分散0.5h；

步骤八、在高速搅拌下，滴加乙二胺，消除剩余的NCO，高速分散0.5h；

步骤九、转速降低至低速，在45℃下真空抽滤去除丙酮，降温用100目滤网过滤出料。

水性瓷砖背胶的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、按重量比量取水性聚氨酯分散体，然后将其加入到反应釜中，升温至50℃，再加入丙烯酸乳液，高速搅拌30分钟，保持温度为50℃；

步骤二、降温至30℃以下，加入分散剂、填料和无机增稠剂，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

步骤三、添加杀菌剂，搅拌5分钟后停止，即得到水性瓷砖背胶。

低聚物多元醇选用的是聚碳酸酯二元醇，其合成出来的聚氨酯综合性能最好，见表1。选用江苏省化工研究所有限公司分子量2000，羟值为51-61mgKOH/g的聚碳酸酯二元醇JSH20。

实施例2

该实施例提供一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：60份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，10份的丙烯酸乳液(巴斯夫的S400乳液)，10份的硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物，0.1份的聚丙烯酸钠盐分散剂(台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂)，0.1份的耐高温杀菌剂2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，0.2份的钠基膨润土(安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土)；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分按重量份数计，包括以下组分：19份的聚碳酸酯二元醇、8.5份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.01份的催化剂、1份的二羟甲基丙酸、2份的氮甲基吡咯烷酮、0.5份的新戊二醇、0.25份的1,6-己二醇、5份的丙酮、0.02份的抗氧化剂、0.8份的三乙胺、0.4份的乙二胺、52份的水、1.5份的聚乙烯醇。

制备聚乙烯醇改性聚氨酯分散体的制备方法为以下步骤：

步骤一、预先将所需的水加入搅拌釜内，加热至90℃，开启搅拌，缓慢加入所需的聚乙烯醇，慢速搅拌30分钟至聚乙烯醇完全溶解，将溶解好的聚乙烯醇溶液倒入容器中冷却备用。

步骤二、将异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合均匀后，投入至干燥的反应釜中，通氮气，升温至55℃；

步骤三、将聚碳酸酯二元醇加热至55℃至完全溶解，滴加至反应釜中，滴加完毕升温至85℃，然后保温1h；

步骤四、将二羟甲基丙酸预先溶解在氮甲基吡咯烷酮中，滴加至反应釜中；滴加完毕后，80℃保温1h；

步骤五、将小分子二元醇新戊二醇、1,6-己二醇和抗氧化剂混合均匀，滴加至反应釜中，滴加完毕后，如粘度高，加入丙酮降低粘度，85℃保温4h，测试NCO值；

步骤六、当NCO值低于设计值时，降温至65℃，滴加三乙胺进行中和；滴加完毕后，65℃保温1h；

步骤七、降温至35℃以下，加入计量的聚乙烯醇水溶液，进行高速分散，分散0.5h；

步骤八、在高速搅拌下，滴加乙二胺，消除剩余的NCO，高速分散1h；

步骤九、转速降低至低速，在55℃下真空抽滤去除丙酮，降温用100目滤网过滤出料。

水性瓷砖背胶的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、按重量比量取水性聚氨酯分散体，然后将其加入到反应釜中，升温至50℃，再加入丙烯酸乳液，高速搅拌30分钟，保持温度为50℃；

步骤二、降温至30℃以下，加入分散剂、填料和无机增稠剂，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

步骤三、添加杀菌剂，搅拌5分钟后停止，即得到水性瓷砖背胶。

实施例3

该实施例提供一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：50份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，30份的丙烯酸乳液(巴斯夫的S400乳液)，20份的硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物，0.2份的聚丙烯酸钠盐分散剂(台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂)，0.4份的耐高温杀菌剂2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，0.5份的钠基膨润土(安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土)；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分包括：18.08份的聚碳酸酯二元醇、9.64份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.02份的催化剂、1.53份的二羟甲基丙酸、3.06份的氮甲基吡咯烷酮、0.73份的新戊二醇、0.4份的1,6-己二醇、6份的丙酮、0.03份的抗氧化剂、1.15份的三乙胺、0.6份的乙二胺、56.76份的水、2份的聚乙烯醇。

制备聚乙烯醇改性聚氨酯分散体的制备方法为以下步骤：

步骤一、预先将所需的水加入搅拌釜内，加热至80℃，开启搅拌，缓慢加入所需的聚乙烯醇，慢速搅拌30分钟至聚乙烯醇完全溶解，将溶解好的聚乙烯醇溶液倒入容器中冷却备用。

步骤二、将异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合均匀后，投入至干燥的反应釜中，通氮气，升温至50℃；

步骤三、将聚碳酸酯二元醇加热至50℃至完全溶解，滴加至反应釜中，滴加完毕升温至80℃，然后保温0.8h；

步骤四、将二羟甲基丙酸预先溶解在氮甲基吡咯烷酮中，滴加至反应釜中；滴加完毕后，80℃保温0.8h；

步骤五、将小分子二元醇新戊二醇、1,6-己二醇和抗氧化剂混合均匀，滴加至反应釜中，滴加完毕后，如粘度高，加入丙酮降低粘度，80℃保温3h，测试NCO值；

步骤六、当NCO值低于设计值时，降温至60℃，滴加三乙胺进行中和；滴加完毕后，60℃保温0.8h；

步骤七、降温至35℃以下，加入计量的聚乙烯醇水溶液，进行高速分散，分散0.5h；

步骤八、在高速搅拌下，滴加乙二胺，消除剩余的NCO，高速分散0.8h；

步骤九、转速降低至低速，在50℃下真空抽滤去除丙酮，降温用100目滤网过滤出料。

水性瓷砖背胶的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、按重量比量取水性聚氨酯分散体，然后将其加入到反应釜中，升温至50℃，再加入丙烯酸乳液，高速搅拌30分钟，保持温度为50℃；

步骤二、降温至30℃以下，加入聚丙烯酸钠盐分散剂、硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物和钠基膨润土，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

步骤三、添加2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，搅拌5分钟后停止，即得到水性瓷砖背胶。

实施例4

该实施例提供一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：50份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，20份的丙烯酸乳液(巴斯夫的S400乳液)，30份的硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物，0.2份的聚丙烯酸钠盐分散剂(台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂)，0.4份的耐高温杀菌剂2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，0.5份的钠基膨润土(安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土)；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分包括：18.08份的聚碳酸酯二元醇、9.64份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.02份的催化剂、1.53份的二羟甲基丙酸、3.06份的氮甲基吡咯烷酮、0.73份的新戊二醇、0.4份的1,6-己二醇、6份的丙酮、0.03份的抗氧化剂、1.15份的三乙胺、0.6份的乙二胺、56.76份的水、2份的聚乙烯醇。

制备聚乙烯醇改性聚氨酯分散体的制备方法为以下步骤：

步骤一、预先将所需的水加入搅拌釜内，加热至80℃，开启搅拌，缓慢加入所需的聚乙烯醇，慢速搅拌30分钟至聚乙烯醇完全溶解，将溶解好的聚乙烯醇溶液倒入容器中冷却备用。

步骤二、将异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合均匀后，投入至干燥的反应釜中，通氮气，升温至50℃；

步骤三、将聚碳酸酯二元醇加热至50℃至完全溶解，滴加至反应釜中，滴加完毕升温至80℃，然后保温0.8h；

步骤四、将二羟甲基丙酸预先溶解在氮甲基吡咯烷酮中，滴加至反应釜中；滴加完毕后，80℃保温0.8h；

步骤五、将小分子二元醇新戊二醇、1,6-己二醇和抗氧化剂混合均匀，滴加至反应釜中，滴加完毕后，如粘度高，加入丙酮降低粘度，80℃保温3h，测试NCO值；

步骤六、当NCO值低于设计值时，降温至60℃，滴加三乙胺进行中和；滴加完毕后，60℃保温0.8h；

步骤七、降温至35℃以下，加入计量的聚乙烯醇水溶液，进行高速分散，分散0.5h；

步骤八、在高速搅拌下，滴加乙二胺，消除剩余的NCO，高速分散0.8h；

步骤九、转速降低至低速，在50℃下真空抽滤去除丙酮，降温用100目滤网过滤出料。

水性瓷砖背胶的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、按重量比量取水性聚氨酯分散体，然后将其加入到反应釜中，升温至50℃，再加入丙烯酸乳液，高速搅拌30分钟，保持温度为50℃；

步骤二、降温至30℃以下，加入聚丙烯酸钠盐分散剂、硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物和钠基膨润土，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

步骤三、添加2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，搅拌5分钟后停止，即得到水性瓷砖背胶。

实施例5

该实施例提供一种水性瓷砖背胶，按重量份数计，包括以下组分：50份的聚乙烯醇改性聚氨酯分散体，10份的丙烯酸乳液(巴斯夫的S400乳液)，40份的硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物，0.2份的聚丙烯酸钠盐分散剂(台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂)，0.4份的耐高温杀菌剂2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，0.5份的钠基膨润土(安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土)；

所述聚乙醇改性聚氨酯分散体，所使用的原料成分包括：18.08份的聚碳酸酯二元醇、9.64份的异佛尔酮二异氰酸酯、0.02份的催化剂、1.53份的二羟甲基丙酸、3.06份的氮甲基吡咯烷酮、0.73份的新戊二醇、0.4份的1,6-己二醇、6份的丙酮、0.03份的抗氧化剂、1.15份的三乙胺、0.6份的乙二胺、56.76份的水、2份的聚乙烯醇。

制备聚乙烯醇改性聚氨酯分散体的制备方法为以下步骤：

步骤一、预先将所需的水加入搅拌釜内，加热至80℃，开启搅拌，缓慢加入所需的聚乙烯醇，慢速搅拌30分钟至聚乙烯醇完全溶解，将溶解好的聚乙烯醇溶液倒入容器中冷却备用。

步骤二、将异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂混合均匀后，投入至干燥的反应釜中，通氮气，升温至50℃；

步骤三、将聚碳酸酯二元醇加热至50℃至完全溶解，滴加至反应釜中，滴加完毕升温至80℃，然后保温0.8h；

步骤四、将二羟甲基丙酸预先溶解在氮甲基吡咯烷酮中，滴加至反应釜中；滴加完毕后，80℃保温0.8h；

步骤五、将小分子二元醇新戊二醇、1,6-己二醇和抗氧化剂混合均匀，滴加至反应釜中，滴加完毕后，如粘度高，加入丙酮降低粘度，80℃保温3h，测试NCO值；

步骤六、当NCO值低于设计值时，降温至60℃，滴加三乙胺进行中和；滴加完毕后，60℃保温0.8h；

步骤七、降温至35℃以下，加入计量的聚乙烯醇水溶液，进行高速分散，分散0.5h；

步骤八、在高速搅拌下，滴加乙二胺，消除剩余的NCO，高速分散0.8h；

步骤九、转速降低至低速，在50℃下真空抽滤去除丙酮，降温用100目滤网过滤出料。

水性瓷砖背胶的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、按重量比量取水性聚氨酯分散体，然后将其加入到反应釜中，升温至50℃，再加入丙烯酸乳液，高速搅拌30分钟，保持温度为50℃；

步骤二、降温至30℃以下，加入聚丙烯酸钠盐分散剂、硅微粉和粉煤灰的按1：1混合的混合物和钠基膨润土，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

步骤三、添加2—苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)，搅拌5分钟后停止，即得到水性瓷砖背胶。

对比例1

一种水性瓷砖背胶，按重量份包括以下组分：无聚乙烯醇改性的聚氨酯分散体50份，丙烯酸乳液20份，填料30份，分散剂0.2份，杀菌剂0.4份，无机增稠剂0.5份。丙烯酸乳液为巴斯夫生产的S400乳液；填料为硅微粉和粉煤灰的混合物，比例为1:1，即硅微粉15份，粉煤灰15份；分散剂为台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂；耐高温杀菌剂为BIT，增稠剂为安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土。

对比例1中无聚乙烯醇改性的聚氨酯分散体的制备方法与实施例1的区别在于：不包括实施例1的步骤一中对聚乙烯醇的溶解，步骤七中进行高速分散前添加的是纯水，不是聚乙烯醇溶液，其余步骤与实施例1相同。

水性瓷砖背胶的制备方法为：

S1、按重量比取50份无聚乙烯醇改性的水性聚氨酯分散体加入反应釜，升温至50℃，加入20份丙烯酸乳液，高速搅拌30min，保持温度50℃；

S2、降温至30℃以下，加入0.2份分散剂，15份硅微粉，15份粉煤灰，0.5份的无机增稠剂，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

S3、添加0.4份杀菌剂，搅拌5min后停止，既得所述背胶。

对比例2

一种水性瓷砖背胶，按重量份包括以下组分：丙烯酸乳液70份，填料30份，分散剂0.2份，杀菌剂0.4份，无机增稠剂0.5份。

丙烯酸乳液为巴斯夫生产的S400乳液；填料为硅微粉和粉煤灰的混合物，比例为1:1，即硅微粉15份，粉煤灰15份；分散剂为台湾中亚的5040聚丙烯酸钠盐分散剂；耐高温杀菌剂为BIT，增稠剂为安徽芜湖硕华新材料科技有限公司的钠基膨润土。

水性瓷砖背胶的制备方法为：

S1、加入70份丙烯酸乳液至反应釜；

S2、加入0.2份分散剂，15份硅微粉，15份粉煤灰，0.5份的无机增稠剂，高速搅拌至均匀无明显颗粒；

S3、添加0.4份杀菌剂，搅拌5min后停止，既得所述背胶。

对比例3

东方雨虹的单组份瓷砖背胶(B200)。

试验检测

依据JC/T 547-2017《陶瓷砖胶粘剂》，对实施例1-5、对比例1-3的瓷砖背胶进行了性能检测(先分别将实施例1-5、对比例1-3的瓷砖背胶涂刷在瓷砖背面，再用东方雨虹瓷砖胶C200进行铺贴)，具体检测结果如表1所示。

表1各组瓷砖背胶性能检测结果

通过本实施例1～5和对比例检测结果可以看出，选择聚乙烯醇改性的水性聚氨酯分散体作为主要粘结基料，跟其他选择相比，其粘结强度较高，特别是跟市面上的乳液背胶浸水、冻融循环后的粘结强度相比，提高最为明显。