Polyvinylalkoholpulver ist eine Art wasserlöslicher, filmbildender Klebstoff. Seine Produkte sind heute in einigen Trockenmörtelprodukten weit verbreitet. Es ist ein relativ billiger Klebstoff für pulverförmige und pastöse Spachtelmassen.
Die Zugabe von Polyvinylalkoholpulver zu Trockenmörtelprodukten wie redispergierbarem Polymerpulver erhöht zwar die Haftfestigkeit, ist aber in ihrer Gesamtleistung bei weitem nicht mit der des redispergierbaren Polymerpulvers vergleichbar. Polyvinylalkoholpulver dient nur als Schutzkolloid für redispergierbares Polymerpulver. Es ist jedoch immer noch das einzige, das eine flexible Verklebung bei niedrigen Temperaturen erreichen kann und eine gute Undurchlässigkeit, Alkalibeständigkeit, Rissbeständigkeit, Wasserrückhaltevermögen und andere Eigenschaften aufweist – ergänzt durch Copolymere wie Ethylenvinylacetat (EVA). Daher können mit Polyvinylalkoholpulver einige relativ preisgünstige Trockenmörtelprodukte hergestellt werden, aber die Zusatzmenge sollte angemessen erhöht werden. Da Polyvinylalkoholpulver sehr hydrophil ist, aber eine schlechte Wasserbeständigkeit aufweist.
Der Alkoholisierungsgrad von Polyvinylalkohol-Pulver liegt bei etwa 88 % und lässt sich gut in Wasser auflösen. Seine wasserlösliche Viskosität ist ebenfalls relativ groß. Daher kann Polyvinylalkoholpulver leicht zu 801 und 802 Leim als Paste formuliert werden. Mischen Sie Innenwandkitt mit Weißzement und Talkumpuder und verwenden Sie ihn als Klebstoff für Außenwandkitt und Trennmittel.
Zu den Hauptanwendungen von Polyvinylalkohol in der Bauindustrie gehören die Verwendung als filmbildende Substanz in wasserlöslichen Beschichtungen, als Emulgator in Vinylacetat-Emulsionen, als Schutzkolloid in redispergierbarem Polymerpulver und als Hauptrohstoff für die Herstellung von 802 Klebstoffen. Das Haftvermögen und die Flexibilität können verbessert werden, um zu verhindern, dass der Putz in trocken gemischten Mörtelprodukten reißt und abfällt.
Wasserbindemittel und Verdickungsmittel
Als wasserbindende Verdickungsmittel werden in herkömmlichen Baumörteln Kalkpaste und Mikroschaummittel verwendet, in trocken gemischten Pulvermörteln werden als wasserbindende Mittel und Verdickungsmittel Celluloseether und Stärkeether verwendet.
1. Zelluloseether
Celluloseether ist die allgemeine Bezeichnung für eine Reihe von Produkten, die unter bestimmten Bedingungen durch die Reaktion von Alkalicellulose und Veretherungsmitteln entstehen. In Trockenmörtelprodukten ist die zusätzliche Menge an Celluloseether gering, aber sie kann die Leistung von Nassmörtel erheblich verbessern und ist ein wichtiger Zusatzstoff, der die Bauleistung von Mörtel beeinflusst.
(1) Klassifizierung von Celluloseethern
Die Herstellung von Celluloseether ist sehr kompliziert. Zunächst wird Zellulose aus Baumwolle oder Holz extrahiert, dann wird Natriumhydroxid hinzugefügt und durch eine chemische Reaktion (Alkalilösung) in alkalische Zellulose umgewandelt. Die alkalische Zellulose wird verethert. Unter der Einwirkung des Mittels (Veretherungsreaktion) wird durch Waschen, Trocknen, Mahlen und andere Verfahren Celluloseether erzeugt.
Naturfasern wie Baumwollfasern, Tannen- oder Buchenholzfasern sind die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Celluloseether. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Polymerisationsgrade wirkt sich dies unweigerlich auf die Endviskosität ihrer Produkte aus. Derzeit verwenden alle großen Zellulosehersteller Baumwolle. Die Faser (ein Nebenprodukt der Nitrocellulose) ist der Hauptrohstoff. Mit verschiedenen Veretherungsmitteln kann alkalische Cellulose zu verschiedenen Arten von Celluloseethern verethert werden. Die Molekularstruktur der Cellulose besteht aus Bindungen von dehydrierten Glukoseeinheiten. Jede Glukoseeinheit enthält 3 Hydroxylgruppen. Wenn unter bestimmten Bedingungen die Hydroxylgruppen durch Methyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- und andere Gruppen ersetzt werden, können verschiedene Arten von Cellulose hergestellt werden, z. B. durch Methylgruppen substituierte Cellulose (Methylcellulose), durch Hydroxyethylgruppen substituierte Cellulose (Hydroxyethylcellulose) und durch Hydroxypropylgruppen substituierte Cellulose (Hydroxypropylcellulose). Da Methylcellulose ein durch Veretherungsreaktion erzeugter Mischether ist, der hauptsächlich aus Methyl besteht, aber auch eine geringe Menge Hydroxyethyl oder Hydroxypropyl enthält, wird er Methylhydroxyethylcelluloseether oder Methylcellulose genannt. Hydroxypropylcelluloseether. Aufgrund der verschiedenen Substituenten (z. B. Methyl, Hydroxyethyl und Hydroxypropyl) und des unterschiedlichen Substitutionsgrades (Anzahl der substituierten Substanzen für jede aktive Hydroxylgruppe der Cellulose) können verschiedene Arten von Celluloseethern hergestellt werden. Die Vielfalt und die verschiedenen Marken können in Bereichen wie Bauwesen, Lebensmittel und Pharmazeutika, tägliche Chemie und Erdöl weit verbreitet sein.
- Häufig verwendete Celluloseether in Trockenmörtel und ihre Eigenschaften
Da ionische Cellulose (Hydroxymethylcellulosesalz) in Gegenwart von Calciumionen instabil ist, wird sie nur selten in Trockenmörtelprodukten verwendet, die Zement und gelöschten Kalk als Bindemittel einsetzen. Hydroxyethylcellulose wird auch in einigen Trockenmörtelprodukten verwendet, ihr Marktanteil ist jedoch gering. Die derzeit verwendeten Celluloseether sind hauptsächlich Methylhydroxyethylcelluloseether (MHEC) und Methylhydroxyethylcellulose. Der Marktanteil von Propylcelluloseether (MHPC) liegt bei über 90 %, und der Anteil von echtem Methylcelluloseether ist unzureichend. Methylhydroxyethylcelluloseether und Methylhydroxypropylcellulose, die in der Bauindustrie verwendet werden, werden als MHEC oder MHPC bezeichnet und spielen eine wichtige Rolle im Bereich der Trockenmörtel. Es handelt sich um ein wichtiges modifiziertes Material, wie z. B. Putzmörtel, Stuckgips, Fliesenkleber, Spachtelmasse, selbstnivellierender Mörtel, Spritzmörtel, Tapetenkleber und Abdichtungsmaterialien. Es kontrolliert die Mörtelkonsistenz in verschiedenen Trockenmörteln – die Rolle der Verarbeitungsleistung, der Haftfähigkeit und des Wasserrückhaltevermögens.
Bei den in Trockenmörtel verwendeten Celluloseethern handelt es sich hauptsächlich um Methylhydroxyethylcelluloseether (MHEC) und Methylhydroxypropylcelluloseether (MHPC), so dass sich die hier genannten Celluloseether in erster Linie auf MHEC und MHPC und deren Eigenschaften beziehen.
1. Wasserrückhalt
Das Wasserrückhaltevermögen ist eine wesentliche Eigenschaft von Celluloseether. Zu den Faktoren, die die Wasserrückhaltewirkung von Trockenmörtel beeinflussen, gehören
- die Menge des zugesetzten Celluloseethers,
- die Viskosität von Celluloseether,
- die Feinheit von Celluloseether,
- die Temperatur der Einsatzumgebung.
- Die zugesetzte Menge an Celluloseether beeinflusst das Wasserrückhaltevermögen. Wenn die zugesetzte Menge an Celluloseether im Bereich von 0,05 % bis 0,4 % liegt, steigt die Wasserretentionsrate mit der zusätzlichen Menge. Steigt die Menge an Celluloseether an, so verlangsamt sich der Anstieg der Wasserrückhaltequote, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Die Dosierung von Celluloseether hängt auch von den verschiedenen Verwendungszwecken des Mörtels ab. In Mauermörtel oder selbstnivellierendem Mörtel beträgt die Dosierung 0,02 %, in Putzmörtel 0,1 % und in Keramikfliesen etwa 0,3 bis 0,7 %.
Wasserrückhaltevermögen%.
Die Zugabemenge von Celluloseether%
Abbildung 1: Zusammenhang zwischen Wasserrückhalt und Zugabemenge
(2) Einfluss der Viskosität von Celluloseether auf die Wasserrückhaltung
Die Viskosität von Celluloseether steht in einem ähnlichen Verhältnis zur Wasserretentionsrate. Wenn die Viskosität von Celluloseether zunimmt, steigt auch die Wasserretentionsrate. Wenn die Viskosität eine bestimmte Höhe erreicht, ist der Anstieg der Wasserretentionsrate ebenfalls eher gering. Siehe Abbildung 2.
Wasserrückhaltevermögen%.
Viskosität (2%ige Wasserlösung, 20℃,D=2,5s¹)/(MPa – s)
Abbildung 2: Beziehung zwischen Wasserrückhalt und Viskosität
Im Allgemeinen gilt: Je höher die Viskosität, desto besser der Wasserrückhalteeffekt; je höher die Viskosität, desto höher die relative Molekularmasse des Celluloseethers.
Auch seine Löslichkeit wird entsprechend verringert, was die Festigkeit und die Bauleistung des Mörtels beeinträchtigt. Je höher die Viskosität, desto ausgeprägter ist die Verdickungswirkung auf den Mörtel, aber sie ist nicht direkt proportional. Je höher die Viskosität, desto größer ist die Viskosität des Nassmörtels. Während der Bauphase äußert sich dies durch ein Festkleben am Spachtel und eine hohe Haftung am Untergrund. Sie trägt jedoch kaum dazu bei, die strukturelle Festigkeit des Nassmörtels selbst zu erhöhen, und der Effekt einer verbesserten Anti-Sag-Funktion ist nicht erkennbar. Im Gegensatz dazu haben einige modifizierte Methylcelluloseether mit mittlerer und niedriger Viskosität eine ausgezeichnete Leistung bei der Verbesserung der strukturellen Festigkeit von Nassmörtel.
(3) Auswirkung der Feinheit des Celluloseethers auf die Wasserbindung
Der in Trockenmörtel verwendete Celluloseether sollte in Pulverform vorliegen und eine Partikelgröße von 20 % bis 60 % unter 63 μm aufweisen. Die Feinheit kann die Löslichkeit von Celluloseether beeinflussen. Grober Celluloseether ist in der Regel körnig und lässt sich leicht in Wasser dispergieren und auflösen, ohne zu verklumpen. Die Auflösungsgeschwindigkeit ist jedoch langwierig und für die Verwendung als Trockenmörtel ungeeignet. Celluloseether verteilt sich in Trockenmörtel zwischen Zuschlagstoffen, feinem Füllstoff Zement und anderen zementhaltigen Materialien. Nur ein ausreichend feines Pulver kann die Agglomeration von Celluloseether vermeiden, wenn Wasser zum Rühren hinzugefügt wird. Wenn Celluloseether in Wasser gelöst wird, lässt er sich nicht leicht dispergieren und wieder auflösen, wenn es zur Agglomeration kommt. Zelluloseether mit gröberer Feinheit verringern die lokale Festigkeit des Mörtels. Wenn ein solcher Mörtel über eine große Fläche eingebaut wird, wird die Aushärtungsgeschwindigkeit des lokalen Mörtels erheblich reduziert, und aufgrund der unterschiedlichen Aushärtungszeiten treten Risse auf. Bei Gunite sind die Anforderungen an die Feinheit wegen der kürzeren Mischzeit höher.
Die Auswirkung der Feinheit von Celluloseether auf das Wasserrückhaltevermögen. Im Allgemeinen gilt für Celluloseether mit gleicher Viskosität, aber unterschiedlicher Feinheit, bei gleicher Zugabemenge: Je feiner der Celluloseether, desto besser die Wasserrückhaltung. Siehe Abbildung 3
Wasserrückhaltevermögen%
Absorptionszeit/min
Abbildung 3: Einfluss der Feinheit auf die Wasserrückhaltung
(4) Einfluss der Betriebstemperatur auf die Wasserrückhaltung
Das Wasserrückhaltevermögen von Celluloseether hängt auch von der Betriebstemperatur ab. Die Wasserrückhaltung nimmt mit steigender Betriebstemperatur ab.
Wasserrückhaltevermögen%
Betriebstemperatur%.
Abbildung 4: Einfluss der Temperatur auf die Wasserrückhaltung
In der Praxis werden die Materialien häufig in Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt, z. B. beim Verputzen von Außenwänden in der Sommersonne, wodurch sich das Abbinden und Aushärten von Zementmörtel unweigerlich beschleunigt. Die Abnahme des Wasserrückhaltevermögens führt zu einer Verringerung der Verarbeitbarkeit und der Rissbeständigkeit. In diesem Fall ist es besonders wichtig, den Einfluss von Temperaturfaktoren zu verringern. Experimente haben gezeigt, dass eine Erhöhung des Veretherungsgrades von Zelluloseether die Wasserrückhaltewirkung bei der Verwendungstemperatur erhöhen kann. Bessere Ergebnisse können auch unter höheren Bedingungen erzielt werden.
2. Verdickung
Eine weitere wichtige Eigenschaft von Celluloseether ist seine hervorragende Verdickungswirkung. Durch die Zugabe von Celluloseether zu Trockenmörtelprodukten kann die Viskosität um das Tausendfache erhöht werden, was zu einer besseren Setz- und Haftfestigkeit führt. In der Praxis lässt sich mit Celluloseether die Konsistenz von Mörtelprodukten genau steuern, und diese Konsistenzen werden durch Zugabe verschiedener Arten von Celluloseether und anderer Mengen eingestellt.
Die verdickende Wirkung von Celluloseether hängt eng mit seiner einzigartigen Rheologie zusammen. Insbesondere wirkt sich seine Viskosität auf die Bindekraft, die Fließfähigkeit, die Strukturstabilität und die Verarbeitbarkeit des Materials aus.
3. Löslichkeit
Da die Oberflächenpartikel von hochwertigem Celluloseether speziell behandelt wurden, verfügen sie über eine ausgezeichnete Löslichkeit, sei es in Zementmörtel, Gips oder Beschichtungssystemen, und sind nicht leicht zu agglomerieren und lösen sich schnell auf. Insbesondere in Mörtelsystemen mit einem beträchtlichen pH-Wert wird die schnelle Auflösung erheblich gefördert. Es löst sich in der Regel innerhalb weniger Minuten vollständig auf.
(3) Auswahl der Celluloseether
In Trockenmörtel spielt Celluloseether eine Rolle bei der Wasserrückhaltung, der Verdickung und der Verbesserung der Bauleistung. Gute Wasserrückhalteeigenschaften können sicherstellen, dass der Mörtel nicht aufgrund von Wassermangel und unvollständiger Zementhydratation sandet, pulverisiert und seine Festigkeit verringert. Der Verdickungseffekt erhöht die strukturelle Festigkeit von Nassmörtel erheblich. Zum Beispiel hat Fliesenkleber eine gute Anti-Sag-Fähigkeit. Die Zugabe von Celluloseether kann die wässrige Viskosität von Nassmörtel erheblich verbessern und hat eine geeignete Viskosität für verschiedene Substrate, wodurch die Wandmontageleistung von Nassmörtel verbessert wird.
Die Funktionen von Celluloseether in verschiedenen Produkten sind ebenfalls vielfältig. Zum Beispiel kann Celluloseether die Öffnungszeit erhöhen und die Zeit in Fliesenklebern anpassen; mechanische Spritzmörtel können die strukturelle Festigkeit von Nassmörtel verbessern; selbstnivellierender Mörtel kann Setzungen und Entmischungen verhindern. Celluloseether wird in Trockenmörtelprodukten häufig als wesentlicher Zusatzstoff verwendet. Allerdings sind Marke und Dosierung von Celluloseether in verschiedenen Trockenmörtelprodukten unterschiedlich. Da verschiedene Trockenmörtel zusätzliche technische Anforderungen an Celluloseether stellen, modifizieren die Hersteller Celluloseether mit gleicher Viskosität, um sie an die unterschiedlichen technischen Anforderungen anderer Trockenmörtelprodukte anzupassen. Für die Entwickler von Trockenmörtelformeln ist dies eine bequeme Wahl.
