Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) ist ein häufig verwendetes wasserlösliches Polymer, das in Baumaterialien, insbesondere zementbasierten Fliesenklebern, weit verbreitet ist. Dank seiner einzigartigen chemischen und physikalischen Eigenschaften trägt HPMC maßgeblich zur Verbesserung der Haftung, der Konstruktionseigenschaften und der Haltbarkeit von Fliesenklebern bei.
(1) Grundkenntnisse von HPMC
1. Chemische Struktur von HPMC
HPMC ist ein Cellulosederivat, das durch chemische Modifizierung natürlicher Cellulose gewonnen wird. Seine Struktur besteht hauptsächlich aus Methoxy- (-OCH₃) und Hydroxypropoxy- (-CH₂CHOHCH₃) Gruppen, die einige Hydroxylgruppen in der Cellulosekette ersetzen. Diese Struktur verleiht HPMC eine gute Löslichkeit und Hydratisierungsfähigkeit.
2. Physikalische Eigenschaften von HPMC
Löslichkeit: HPMC kann sich in kaltem Wasser auflösen und eine transparente kolloidale Lösung bilden und verfügt über eine gute Hydratations- und Verdickungseigenschaft.
Thermogelierung: Die HPMC-Lösung bildet beim Erhitzen ein Gel und wird nach dem Abkühlen wieder flüssig.
Oberflächenaktivität: HPMC hat in Lösung eine gute Oberflächenaktivität, die zur Bildung einer stabilen Blasenstruktur beiträgt.
Diese einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften machen HPMC zu einem idealen Material zur Modifizierung von Fliesenklebern auf Zementbasis.
(2) Mechanismus der HPMC-Verbesserung der Leistung von zementbasierten Fliesenklebern
1. Verbesserung der Wassereinlagerung
Prinzip: HPMC bildet in der Lösung eine viskose Netzwerkstruktur, die Feuchtigkeit effektiv einschließen kann. Diese Wasserrückhaltefähigkeit ist auf die große Anzahl hydrophiler Gruppen (wie Hydroxylgruppen) in den HPMC-Molekülen zurückzuführen, die eine große Menge Feuchtigkeit aufnehmen und speichern können.
Verbesserte Haftung: Zementbasierte Fliesenkleber benötigen Feuchtigkeit für die Hydratationsreaktion während des Aushärtungsprozesses. HPMC erhält die Feuchtigkeit, ermöglicht dem Zement eine vollständige Hydratisierung und verbessert so die Haftung des Klebers.
Verlängern Sie die offene Zeit: Wassereinlagerungen verhindern ein schnelles Trocknen des Klebers während der Bauphase und verlängern so die Anpassungszeit für die Fliesenverlegung.
2. Verbessern Sie die Bauleistung
Prinzip: HPMC hat eine gute Verdickungswirkung und seine Moleküle können in wässriger Lösung eine netzwerkartige Struktur bilden, wodurch die Viskosität der Lösung erhöht wird.
Verbesserte Absackfestigkeit: Die verdickte Aufschlämmung weist während des Bauprozesses eine bessere Absackfestigkeit auf, sodass die Fliesen während des Pflasterprozesses stabil in der vorgegebenen Position bleiben und nicht durch die Schwerkraft nach unten rutschen.
Verbesserte Fließfähigkeit: Durch die entsprechende Viskosität lässt sich der Klebstoff während der Bauphase leicht auftragen und verteilen und bietet gleichzeitig eine gute Verarbeitbarkeit, wodurch der Bauaufwand verringert wird.
3. Verbessern Sie die Haltbarkeit
Prinzip: HPMC verbessert die Wasseraufnahme und Haftung des Klebers und verbessert dadurch die Haltbarkeit des zementbasierten Fliesenklebers.
Verbesserte Bindungsstärke: Der vollständig hydratisierte Zementuntergrund bietet eine stärkere Haftung und neigt bei längerem Gebrauch nicht dazu, abzufallen oder zu reißen.
Verbesserte Rissbeständigkeit: Eine gute Wasserspeicherung verhindert ein großflächiges Schrumpfen des Klebstoffs während des Trocknungsprozesses und verringert so das durch Schrumpfung verursachte Rissproblem.
(3) Experimentelle Datenunterstützung
1. Wasserretentionsexperiment
Studien haben gezeigt, dass sich die Wasserrückhalterate von zementbasierten Fliesenklebern durch die Zugabe von HPMC deutlich verbessert. Beispielsweise kann die Zugabe von 0,2 % HPMC zum Kleber die Wasserrückhalterate von 70 % auf 95 % erhöhen. Diese Verbesserung ist entscheidend für die Verbesserung der Klebkraft und Haltbarkeit des Klebers.
2. Viskositätstest
Die Menge des zugesetzten HPMC hat einen erheblichen Einfluss auf die Viskosität. Die Zugabe von 0,3 % HPMC zu zementbasiertem Fliesenkleber kann die Viskosität um ein Vielfaches erhöhen und so sicherstellen, dass der Kleber eine gute Standfestigkeit und Konstruktionsleistung aufweist.
3. Haftfestigkeitsprüfung
Durch Vergleichsversuche wurde festgestellt, dass die Haftfestigkeit zwischen Fliesen und Untergründen bei HPMC-haltigen Klebstoffen deutlich besser ist als bei Klebstoffen ohne HPMC. So kann beispielsweise durch die Zugabe von 0,5 % HPMC die Haftfestigkeit um ca. 30 % gesteigert werden.
(4) Anwendungsbeispiele
1. Verlegen von Bodenfliesen und Wandfliesen
Beim Verlegen von Boden- und Wandfliesen zeigten HPMC-verstärkte Fliesenkleber auf Zementbasis eine bessere Konstruktionsleistung und dauerhafte Haftung. Während des Bauprozesses verliert der Kleber nicht so schnell Wasser, was die Glätte der Konstruktion und die Ebenheit der Fliesen gewährleistet.
2. Wärmedämmverbundsystem
HPMC-verstärkte Klebstoffe werden auch häufig in Außenwanddämmsystemen eingesetzt. Ihre hervorragende Wasserrückhaltefähigkeit und Haftung sorgen für eine starke Verbindung zwischen Dämmplatte und Wand und verbessern so die Haltbarkeit und Stabilität des Außenwanddämmsystems.
Der Einsatz von HPMC in zementbasierten Fliesenklebern verbessert die Leistung des Klebers deutlich. Durch die Verbesserung der Wasserrückhaltung, der Bauleistung und der Haltbarkeit macht HPMC zementbasierte Fliesenkleber für moderne Bauanforderungen besser geeignet. Mit der technologischen Entwicklung und der steigenden Nachfrage nach Hochleistungsbaustoffen erweitern sich die Anwendungsaussichten von HPMC.
Veröffentlichungszeit: 26. Juni 2024