세라믹 타일 접착제의 인장 접착 강도에 대한 셀룰로오스 에테르(HPMC)의 영향

셀룰로오스 에테르, 특히 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 (HPMC)는 상업용 모르타르에서 수분 유지제, 증점제 및 바인더로 널리 사용됩니다.

표면 처리된 셀룰로오스 에테르는 수성 제품용으로 설계되었습니다. 시장 수요와 생산 고려 사항으로 인해 시판되는 대부분의 HPMC 제품은 표면 처리된 유형입니다. 표면 처리된 셀룰로오스 에테르가 시멘트 기반 제품에 적합한지 여부는 많은 모르타르 제조업체의 관심사였습니다.

이제 타일 접착제에 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 표면 처리되지 않은 셀룰로오스 에테르의 경화 조건에 따른 인장 접착 강도의 차이를 살펴 보겠습니다.

원재료 및 실험 방법

머티리얼 및 기본 속성

시멘트: 시멘트: 표 1에 나열된 기본 특성을 가진 일반 포틀랜드 시멘트입니다.

표1 시멘트의 기본 특성

이름

압축 강도(MPa)

굴곡 강도(MPa)

설정 시간(시간:분)

3일

28일

3일

28일

초기 세트

최종 세트

시멘트

4.36

6.29

24.6

45.7

2:35

3:45

 

실리카 모래: 현지 강 모래 사용

그림 1과 같이 두 가지 유형의 강 모래(30-50 메쉬 및 50-140 메쉬)의 입자 크기 분포:

그림 1 두 종류의 모래의 입자 크기 분포

셀룰로오스 에테르

표면 처리된 샘플과 비표면 처리된 샘플 모두 치환 정도가 비슷하고 점도가 약 120,000인 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스 에테르를 선택했습니다. 각 유형별로 16개의 샘플이 있었습니다. 샘플의 주요 기술 사양은 표 2에 나와 있습니다.

표 2: 두 가지 유형의 셀룰로오스 에테르의 주요 기술 사양

이름

점도 mpa.s

Ash %

모이스처 %

Methoxy%

하이드록시프로폭시%

표면 처리

123389

2.57

3.66

20.03

8.84

비표면 처리

129483

2.54

3.82

21.63

8.73

점도 테스트 환경은 20℃입니다.

실험 방법

실험 설계

이 연구는 현재 시장에서 흔히 볼 수 있는 가장 기본적인 타일 접착제 공식을 참조했습니다. 영향 요인을 최소화하기 위해 다른 성분과 비율은 변경하지 않았습니다. 라텍스 파우더는 첨가되지 않습니다. 시멘트 기반 타일 접착제의 인장 강도에 미치는 영향을 비교하기 위해 셀룰로오스 에테르의 종류만 변경되었습니다. 이 공식은 참고용입니다. 공식에 포함된 각 성분의 구체적인 비율은 표 3에 나와 있습니다.

표 3 실험 비율

원재료

일반 포틀랜드 시멘트

중간 모래

고운 모래

셀룰로오스 에테르

 

 

30-50 메시

50-140 메시

 

백분율 %

35

24.6

40

0.4

테스트 방법

시편의 성형, 경화 및 테스트는 표준 일관성을 충족하기 위해 산업 표준 JC/T 547-2005 "벽 및 바닥용 세라믹 타일 접착제"에 설명된 관련 방법을 따릅니다. 물(23%)을 첨가하고 혼합하여 작업성을 확보합니다. 시편은 표준 조건(23±2°C, 50±5% RH)에서 성형됩니다. 타일 접착제의 인장 강도는 초기 인장 결합 강도(28일 표준 경화), 수침 후 인장 결합 강도(7일 표준 경화 + 21일 수침), 개방 시간 20분 후 인장 강도, 2일간 표준 경화 조건에서의 인장 강도 등 다양한 경화 조건에서 테스트합니다. 이 연구에서는 인장 시험기를 사용하여 인장 결합 강도를 테스트하며, 콘크리트 기질에 접착할 때 하중은 250N/s입니다. 각 샘플의 경화 시간을 측정하기 위해 Vicat 장치를 사용했습니다.

실험 결과 및 분석

초기 인장 접착 강도에 미치는 영향

48시간 표준 실험실 경화 조건에서 콘크리트 기판 표면의 인장 접착 강도를 조사합니다. 표 3에 나열된 두 가지 주요 셀룰로오스 에테르 범주 각각에 대한 16개의 샘플이 타일 접착제 비율에 사용됩니다. 테스트 시편은 JC/T 547-2005에 설명된 방법에 따라 형성 및 테스트됩니다. 인장 접착 강도는 표준 실험실 조건에서 48시간 경화 후 측정합니다.

동일한 유형의 셀룰로오스 에테르에 대한 인장 접착 테스트 데이터는 타일 접착제의 초기 인장 접착 강도에 미치는 영향 측면에서 표면 처리 및 비표면 처리 셀룰로오스 에테르 간의 통계적 비교를 위해 그룹화됩니다.

콘크리트 기판의 2일 상온 경화 시 인장 강도 효과 플롯

데이터 관점에서 보면 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 초기 인장 접착 강도에 미치는 영향은 거의 차이가 없습니다. 평균값의 차이는 약 2%에 불과하며 표면 처리되지 않은 유형이 표면 처리된 유형보다 약간 높습니다. 두 가지 유형의 히드 록시 프로필 메틸 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 초기 인장 접착 강도에 미치는 영향에는 큰 차이가 없다는 결론을 내릴 수 있습니다.

인장 접착 결합 강도

경화 조건에는 콘크리트 기판 표면에서 28일 동안의 표준 실험실 조건이 포함됩니다.

마찬가지로 표 3에 나열된 두 가지 주요 셀룰로오스 에테르 범주 각각에 대한 16개의 샘플이 타일 접착제 비율에 사용됩니다. 테스트 시편은 표준 요구 사항에 따라 형성되고 표준 실험실 조건에서 28일 동안 경화됩니다. 그런 다음 인장 접착 결합 강도를 테스트합니다.

동일한 유형의 셀룰로오스 에테르의 인장 접착 결합 강도에 대한 테스트 데이터는 타일 접착제의 28일 인장 접착 결합 강도에 미치는 영향 측면에서 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 에테르 간의 통계적 비교를 위해 그룹화되어 있습니다.

콘크리트 기판의 28일 상온 경화 시 인장 강도 효과 플롯

데이터 관점에서 볼 때 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 원래 인장 접착 결합 강도에 미치는 영향은 거의 차이가 없습니다. 평균값의 차이는 약 1%에 불과하며 표면 처리되지 않은 유형이 표면 처리된 유형보다 약간 낮습니다. 두 가지 유형의 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 28일 원 인장 접착 결합 강도에 일관된 영향을 미친다는 결론을 내릴 수 있습니다.

물에 담근 후 인장 접착 결합 강도

경화 조건은 7일간의 표준 실험실 조건과 (20±2)°C의 물에 21일간 침지한 후 콘크리트 기판 표면에서 진행되었습니다. 동일한 유형의 셀룰로오스 에테르의 인장 접착 결합 강도에 대한 테스트 데이터는 수침 후 타일 접착제의 인장 접착 결합 강도에 미치는 영향 측면에서 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르 간의 통계적 비교를 위해 그룹화되었습니다.

 응집성 기판에 물에 담근 후 인장 강도 효과 플롯

데이터 분석 결과, 표면 처리형과 비표면 처리형 HPMC가 물에 담근 후 타일 접착제의 인장 접착 결합 강도에 미치는 영향은 상당한 것으로 나타났습니다. 평균값에서 약 10%의 차이가 있으며 표면 처리된 유형이 비표면 처리된 유형에 비해 훨씬 더 높은 값을 보여줍니다. 따라서 타일 접착제의 내수성 인장 접착력을 확보하는 데는 표면 처리된 HPMC가 더 효과적이라는 결론을 내릴 수 있습니다.

오픈 시간 20분 후 인장 접착 결합 강도

개방 시간에 대한 테스트 시편은 JC/T 547-2005에 설명된 방법에 따라 형성되며, 필요한 개방 시간은 20분입니다. 시편은 표준 경화 조건에서 28일 동안 보관하고 인장 접착 결합 강도를 테스트합니다. 동일한 유형의 셀룰로오스 에테르의 인장 접착 결합 강도에 대한 테스트 데이터는 타일 접착제의 개방 시간 20분 조건에서 강도에 미치는 영향 측면에서 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르 간의 통계적 비교를 위해 그룹화됩니다.

응고된 기판에 대한 인장 접착 강도 효과 플롯, 방영 시간 20분

데이터 관점에서 볼 때 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 개방 시간에 미치는 영향은 상당합니다. 평균값의 차이는 약 20%로 표면 처리된 유형이 비표면 처리된 유형보다 현저히 높습니다. 표면 처리된 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 표면 상태를 유지하고 타일 접착제의 표면 피막 형성 시간을 연장하는 데 더 유리하다는 결론을 내릴 수 있습니다.

시간 설정

마찬가지로, 표 3에 나열된 두 가지 주요 셀룰로오스 에테르 범주 각각에 대한 16개의 샘플이 타일 접착제 비율에 사용됩니다. 일정량의 물을 첨가한 상태에서 Vicat 장치를 사용하여 샘플의 경화 시간을 측정합니다. "IS"는 초기 설정 시간을 나타내고 "FS"는 최종 설정 시간을 나타냅니다.

다양한 유형의 셀룰로오스 에테르의 응축 시간

데이터 관점에서 볼 때 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르 모두 타일 접착제의 초기 및 최종 경화 시간에 거의 1시간의 상당한 영향을 미칩니다. 표면 처리된 셀룰로오스 에테르는 비표면 처리된 에테르에 비해 눈에 띄게 약한 지연 특성을 나타냅니다.

 

분석 및 결론

표면 처리된 셀룰로오스 에테르는 포름알데히드로 표면을 개질하여 중성 냉수에서 뭉치지 않고 빠르고 균일하게 분산됩니다. 이는 물속에서 균일한 콜로이드를 형성하는 능력을 향상시킵니다. 그러나 포름알데히드의 이러한 보호 효과는 pH가 9를 초과하는 알칼리성 환경에서는 급격히 감소합니다. 이러한 조건에서는 셀룰로오스 에테르가 빠르게 용해되어 콜로이드를 형성합니다. 따라서 시멘트 기반 재료에서는 표면 처리된 셀룰로오스 에테르와 표면 처리되지 않은 셀룰로오스 에테르 간의 용해 속도에는 차이가 없습니다. 그러나 이 두 가지 유형의 셀룰로오스 에테르는 시멘트 기반 재료의 기계적 특성과 경화 시간에 서로 다른 영향을 미칩니다.

표준 조건에서

  • 두 가지 유형의 셀룰로오스 에테르가 타일 접착제의 인장 접착 결합 강도에 미치는 영향은 미미하며 강도 데이터에 큰 차이가 없습니다.

방수 기능

  • 표면 처리된 셀룰로오스 에테르로 제조된 타일 접착제는 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르로 제조된 접착제에 비해 인장 접착 결합 강도가 우수합니다.

영업 시간

  • 표면 처리된 셀룰로오스 에테르로 제조된 타일 접착제는 비표면 처리된 셀룰로오스 에테르로 제조된 접착제에 비해 인장 접착 결합 강도가 훨씬 높고 개방 시간이 길다는 것을 입증했습니다.

설정 시간

  • 표면 처리된 셀룰로오스 에테르로 제조된 타일 접착제는 경화 속도가 더 빠릅니다.

요약하자면 표면 처리된 셀룰로오스 에테르 는 수성 제품에 적합할 뿐만 아니라 시멘트 기반 건조 분말 제품에서도 우수한 성능을 발휘합니다. 일부 데이터는 표면 처리되지 않은 셀룰로오스 에테르의 성능을 능가하기도 합니다.

당사는 20년 이상 셀룰로오스 에테르 생산을 전문으로 해왔으며, 고객의 요구에 맞는 다양한 제품 유형을 보유하고 있습니다. 문의하기 지금 카탈로그를 받아보세요!

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