瓷磚背膠專利配方綜述

朱永國 黃東華 李雪松 郝仲華

（淄博市新材料研究所，山東 淄博 255040）

0 引言

瓷磚背膠是專門應(yīng)用于濕貼瓷磚的背面處理的粘接材料，近年來國內(nèi)企業(yè)對于瓷磚背膠配方的專利申請逐年增加，主要解決瓷磚在濕粘貼過程中產(chǎn)生的空鼓、脫落等問題[1]，是通過不同化學(xué)配方的組合，從而提高瓷磚與粘結(jié)材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度、改善瓷磚膠耐候性、柔韌性等實(shí)現(xiàn)的。 本文通過分析瓷磚背膠配方的全部40 份專利申請數(shù)據(jù)， 從專利申請的年度和配方化學(xué)組成分布以及授權(quán)專利配方化學(xué)組成等多角度詳細(xì)分析了瓷磚背膠配方的化學(xué)組成變化，為國內(nèi)企業(yè)開發(fā)瓷磚背膠新配方、提升瓷磚背膠各項(xiàng)性能提供了新思路，也為申請類似專利提供了建議。

1 專利年度分布

自2015 年首份專利申請以來， 瓷磚背膠配方的專利申請共有40 份， 其各年度申請量分布情況如表1，可見，瓷磚背膠配方的發(fā)明專利申請自2015 年的1 件快速增長到2019 年度的16 件， 累計(jì)申請發(fā)明專利40 件， 說明企業(yè)越來越重視對瓷磚背膠配方的研究和專利保護(hù)，也說明瓷磚背膠市場容量巨大，各企業(yè)都申請專利保護(hù)，瓜分市場。

表1 專利申請量年度分布

2 專利配方化學(xué)組成分布

綜合分析40 篇專利，瓷磚背膠按使用狀態(tài)分主要有單組分及雙組分兩類， 其中單組分配方專利35 份，占專利總數(shù)的87.5%，雙組分配方5 份，占專利總數(shù)的12.5%， 說明瓷磚背膠的發(fā)展趨勢是單組分配方，這主要是單組分配方使用方便，施工操作容易，更滿足市場需要。

從瓷磚背膠的化學(xué)組成來看， 主要有以下9 種:（1）丙烯酸酯乳液；（2）苯乙烯-丙烯酸共聚乳液；（3）丙烯酸酯乳液與苯乙烯-丙烯酸共聚乳液的混合物；（4）丁二烯-苯乙烯共聚乳液；（5） 丙烯酸樹脂乳液與丁二烯-苯乙烯共聚乳液混合物；（6）苯乙烯-丙烯酸共聚乳液與丁二烯-苯乙烯共聚乳液混合物；（7） 硅烷改性丙烯酸酯乳液；（8） 硅烷改性苯乙烯-丙烯酸共聚乳液；（9）其他等。 各化學(xué)組成專利申請量的比例如圖1。

圖1 不同化學(xué)組成的瓷磚背膠專利比例

從圖1 可知，瓷磚背膠乳液以丙烯酸酯乳液和硅烷改性丙烯酸酯乳液為主， 兩者占專利總量的40%，苯乙烯-丙烯酸共聚乳液、硅烷改性苯乙烯-丙烯酸共聚乳液、 丙烯酸酯乳液與苯乙烯-丙烯酸共聚乳液的混合物，三者占專利總量的32.5%，丁二烯-苯乙烯共聚乳液、 丙烯酸樹脂乳液與丁二烯-苯乙烯共聚乳液混合物、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液與丁二烯-苯乙烯共聚乳液混合物， 三者占專利總量的20%， 其他占7.5%。 以上專利表明，瓷磚背膠要能夠具有極佳的膠粘性、柔性、工作性、潤濕性、抗下滑垂性以及足夠的晾置時間、可調(diào)整時間等[2]，使用多種乳液復(fù)配或者多種單體共聚生成的改性乳液，才能滿足瓷磚背膠使用要求。

3 授權(quán)專利配方化學(xué)組成介紹

俞良[3]等在專利CN107541162B 公開了一種瓷磚背膠及其制造工藝，其原料包括：丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯等。 其中丙烯酸異辛酯是本領(lǐng)域常見的軟單體，其為膠粘劑提供粘附性能， 增加膠層的彈性和柔韌性;甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯均是本領(lǐng)域常見的硬單體，其作用是賦予聚丙烯酸酯乳液膠黏劑較好的內(nèi)聚強(qiáng)度和較高的使用溫度，改善膠層的耐水性、粘接強(qiáng)度、透明性等，其中苯乙烯的引入可提高硬度和耐水性，甲基丙烯酸縮水甘油酯等環(huán)氧基團(tuán)物質(zhì)可以提高乳液交聯(lián)性初粘性。

楊慶良[4]在專利CN107083215B 公開了一種瓷磚背膠及工藝，其組成為：彈性純丙乳液、苯丙乳液、消泡劑和防腐劑。其創(chuàng)新性表現(xiàn)在分別合成純丙彈性乳液與苯丙乳液，兩種乳液混合形成的基料具有廣泛的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，為-50～35℃，使其具有拉伸粘結(jié)強(qiáng)度高、初粘性強(qiáng)、耐水性和耐候性時間長、抗沖擊柔韌性能好等優(yōu)點(diǎn)。

楊科[5]在專利CN106117421B 公開了一種水性環(huán)保型瓷磚背膠乳液，其由苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯組成的組合單體、引發(fā)劑等以水為介質(zhì)共聚反應(yīng)制得。 苯乙烯的作用是賦予乳液膠黏劑較好的內(nèi)聚強(qiáng)度和較高的使用溫度， 改善膠層的耐水性、粘接強(qiáng)度、透明性，提高耐候性，丙烯酸異辛酯為膠粘劑提供粘附性能， 增加膠層的彈性和柔韌性，丙烯酸、丙烯酸羥乙酯提供乳液交聯(lián)性初粘性。

麻新聞[6]等在專利CN105418031B 公開了一種多功能雙組份瓷磚背膠組合物及其使用方法， 由干粉組分和液體組分組成；其干粉組成包括：水泥、苯乙烯-丙烯酸乳膠粉、 細(xì)沙等；其液體組成包括：陶氏的天壩2000 系列苯丙防水乳液、伊士曼成膜助劑（OE-300）TEXANOL、有機(jī)硅消泡劑等。 該專利與以前的專利申請相比創(chuàng)新點(diǎn)在于采用了陶氏的天壩2000 系列苯丙防水乳液及美國伊士曼公司成膜助劑（OE-300）TEXANOL，使乳液具有優(yōu)異的粘接性、防水性、柔韌性、耐堿性、耐候性。

4 對國內(nèi)企業(yè)的建議

從授權(quán)專利乳液的化學(xué)組成來看，丙烯酸酯共聚乳液、苯丙乳液為主要組成，其中丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、 甲級丙烯酸丁酯等單體為乳液提供彈性、柔韌性；丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等單體為瓷磚背膠乳液提供較好的內(nèi)聚強(qiáng)度和較高的使用溫度，改善膠層的耐水性、粘接強(qiáng)度、透明性、耐水性；甲基丙烯酸縮水甘油酯、 丙烯酸羥乙酯、N 羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸羥丙酯，甲基丙烯酸羥乙酯，甲基丙烯酸羥丙酯等單體為乳液提供交聯(lián)性。 從申請的專利來看， 近年來瓷磚背膠乳液組合單體增加了硅烷單體、丙烯酰胺等，丁苯乳液、硅丙烯酸酯乳液和丁丙烯酸酯乳液的專利申請也占專利總量的20%，也是一種發(fā)展趨勢。

國內(nèi)企業(yè)可以在以上專利配方思路基礎(chǔ)上結(jié)合市場需求及本企業(yè)技術(shù)狀況，繼續(xù)開發(fā)新專利、新產(chǎn)品，找到生產(chǎn)工藝更簡單、施工操作更簡便、 產(chǎn)品成本更低廉、使用性能更優(yōu)良的配方，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的提高并構(gòu)建專利保護(hù)壁壘，防止假冒及仿制產(chǎn)品出現(xiàn)；還應(yīng)當(dāng)跟蹤瓷磚背膠專利技術(shù)申請、授權(quán)狀況，對無效或失效專利的技術(shù)含量和市場價值進(jìn)行評估，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)以獲得新的專利；對于有效專利，應(yīng)當(dāng)根據(jù)本企業(yè)的生產(chǎn)情況，進(jìn)行合作或合理規(guī)避，讓專利為市場保駕護(hù)航。