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CN106189862B - 一种聚合物改性沥青复合防水材料及其制备方法 - Google Patents

一种聚合物改性沥青复合防水材料及其制备方法 Download PDF

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CN106189862B CN201610659654.4A CN201610659654A CN106189862B CN 106189862 B CN106189862 B CN 106189862B CN 201610659654 A CN201610659654 A CN 201610659654A CN 106189862 B CN106189862 B CN 106189862B
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Abstract

本发明属于建筑防水材料技术领域，具体涉及一种聚合物改性沥青复合防水材料及其制备方法。其技术方案包括A、B组分，A组分包括乳化石油沥青、氯丁胶乳、丁腈胶乳、防冻剂、消泡剂、增韧剂、工业水；B组分包括工业乙醇、钛白粉、碳酸钠、硫酸镁、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠、工业水。将A、B组分混合喷涂固化后，得聚合物改性沥青复合防水材料。本发明A、B两组分均可在‑20℃及以上温度下储存、运输和施工，A、B两组分均匀混合后成型快，表干时间短。成型后的复合防水材料具有优良的综合性能，可在‑30℃环境下不开裂，钛白粉的加入使该防水材料具有皮肤式的透气性，可防止在成型使用过程中鼓泡现象发生。

Description

一种聚合物改性沥青复合防水材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑防水材料技术领域，具体涉及一种聚合物改性沥青复合防水材料及其制备方法。
背景技术
防水材料是一类应用广泛的建材化工制品，目前随着我国现代化建设工程不断扩大，对防水材料及品种的要求也不断增加，新的防水材料也在不断涌现。目前防水材料主要分为溶剂型和水性防水涂料两大类，由于溶剂型防水材料一般都含有甲苯、酮、醛等有机溶剂污染环境的同时，对施工人员的身体健康也有伤害，逐渐被淘汰。而水性防水材料是近几年的主要发展方向，如高分子乳液改性沥青防水材料、水性聚氨酯防水涂料以及水性环氧树脂防水涂料等，但这些水性防水材料也存在固化速度慢、不能在0℃以下储存运输等缺陷。
杨冲介绍了JS防水涂料在低温、高湿、封闭环境下的快速固化性能研究(中国建筑防水2015，5:21-23)，在低温(≤5℃)、高湿(相对湿度＞80％)、封闭环境下快速固化的快干型JS(聚合物水泥)防水涂料，通过添加水性乳液催干剂及适量增加胶凝材料的用量，可实现30min之内表干、1h之内实干，同时能够实现一次性厚涂施工(≥2mm)不开裂。探讨了各类添加剂对快干型JS防水涂料固化时间和拉伸性能的影响。该防水涂料虽使涂料的干燥时间大为减少，但并不能实现速凝，且不能在冬季0℃以下储存与施工。
公开号CN 105038593 A公开了“一种水性非固化橡胶沥青涂料及其制备方法”，该发明包括A组分和B组分，其中A组分由阳离子橡胶改性乳化沥青、增粘树脂乳液、自粘助剂、界面剂、防冻剂及防老剂组成；B组分由无机盐、缓冲剂和水组成。该涂料解决了非固化橡胶沥青防水涂料加热才能施工的难题，简化了工艺，扩大了产品适用范围；使用双组份喷涂工艺，实现了水性非固化橡胶沥青涂料的快速破乳。但该涂料用乙二醇等作为防冻剂，要将A组分的冰点降到-20℃需要添加大量的乙二醇等防冻剂，这不但增加了成本，而且大量的乙二醇等防冻剂不能随水一起挥发，会永久留存在胶膜中，这对胶膜与基材均有不利的影响。
公开号CN 102690601 A公开了“一种抗低温聚合物改性乳化沥青防水涂料”，该发明尤其是涉及于屋面、地下、室内、道桥等领域使用的防水、防潮、防腐用的一种抗低温聚合物改性乳化沥青防水涂料。其组分与重量分数如下：沥青A 20～40份，沥青B 1～10份，聚合物乳液10～30份，乳化剂0.5～3.0份，水20～40份，抗冻剂10～30份，催干剂0.1～0.6份，增稠剂0～1份。该涂料成膜强度大，延伸高，回弹性好；低温性能好，形成的膜可在-40℃下反复弯曲无裂纹；可在寒冷的冬季储存、运输和施工应用；冬季施工成膜快、干燥时间短；对施工作业人员无健康危害。但该涂料为单组分，乙醇过量使用会使涂料发生破乳、沉析，所以并不能实现乳化沥青的快速破乳。
公开号CN 101545305 A提供了“一种利用液体橡胶的沥青防水化合物及其配制和施工方法”，该发明主要由氯丁胶乳、充油丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、阴离子或非离子乳化沥青和其它添加剂来提供pH值为7～12的防水化合物，该防水化合物所形成的防水膜具有高恢复力、耐寒性和粘贴性。但该防水化合物同样无法在0℃以下储存与施工，而且未说明充油丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶是以胶乳还是以溶解胶块的形式和乳化沥青混合，也未说明净水剂和硬化剂的成分和配制过程，无法操作实施。
公开号CN 101235252 A提供了“一种多功能液体橡胶喷涂料”，该发明由A、B两组分组成，A组分为聚氯丁二烯胶乳、聚丁苯胶乳、乳化沥青组成，B组分凝结剂主要由氯化钙、氯化钠等组成，A、B组分通过喷涂后形成的防水胶膜具有粘结性强、耐温、耐候、化学稳定性、绝缘性和抗穿刺性好的特点。但所述的涂料B组分凝结剂主要由氯化钙、氯化钠等氯盐组成，氯盐具有一定的腐蚀性，在A、B组分混合喷涂后，氯盐会永久留存在防水膜中，会对基材产生一定的腐蚀与破坏。
公开号CN 102079903 A提供了“一种水性防水涂料”，该发明以天然胶乳、苯丙胶乳、二月桂酸二丁基锡固化剂、三乙醇胺分散剂等为主要成分，经混合得一种气密性好，不含有机溶剂，防水防渗的水性防水涂料，该涂料为单组分涂料，成型干燥慢，影响施工效率。
发明内容
本发明的目的是解决现有防水材料及其制备方法存在成型前乳液的耐低温性差、成型干燥时间长、对基材易造成破坏和成本高的技术问题，提供一种聚合物改性沥青复合防水材料及其制备方法，该防水材料A、B两组分均可在-20℃及以上温度条件下储存、运输和施工，将A、B两组分以较宽范围的比例均匀混合后喷涂在被喷涂物表面上时，A组分中的聚合物沥青等成份会被B组分迅速沉析固化而形成防水胶膜层，该防水材料具有良好的耐侯性、附着力、拉伸强度、伸长率和防水、防渗、防潮、防腐等特性，克服了现有技术的存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种聚合物改性沥青复合防水材料，由A组分和B组分以10∶3～5的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
乳化石油沥青45～55份、氯丁胶乳25～20份、丁腈胶乳12～10份、防冻剂15～12份、消泡剂0.5～0.2份、增韧剂0.3～0.1份、水2.2～2.7份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇50～60份、金红石型钛白粉3～1份、硫酸镁3～1份、碳酸钠2.6～0.9份、十二烷基苯磺酸钠2～0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1～0.5份、水38.4～36.1份。
所述乳化石油沥青为固含量50～52％的阳离子型乳化石油沥青；所述氯丁胶乳为固含量50～52％的阳离子型氯丁胶乳；所述丁腈胶乳为固含量50～52％的阳离子型丁腈胶乳。
所述防冻剂为醋酸钠或醋酸钾。
所述增韧剂为机油。
所述消泡剂为水性消泡剂。
一种制备所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将乳化石油沥青45～55份、氯丁胶乳25～20份、丁腈胶乳12～10份、防冻剂15～12份、消泡剂0.5～0.2份、增韧剂0.3～0.1份、水2.2～2.7份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇50～60份、金红石型钛白粉3～1份、硫酸镁3～1份、碳酸钠2.6～0.9份、十二烷基苯磺酸钠2～0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1～0.5份、水38.4～36.1份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶3～5的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。
所述乳化石油沥青为固含量50～52％的阳离子型乳化石油沥青；所述氯丁胶乳为固含量50～52％的阳离子型氯丁胶乳；所述丁腈胶乳为固含量50～52％的阳离子型丁腈胶乳。
所述防冻剂为醋酸钠或醋酸钾。
所述增韧剂为机油。
所述消泡剂为水性消泡剂。
本发明采用以上技术方案，与背景技术相比，具有以下优点：
1.A、B组分贮存温度可在0℃以下，最低可达-20℃，极大的改善了水性防水材料成型前乳液的耐低温性；
2.方便冬季的运输和使用，本发明的复合防水材料既可在0℃以上，也可在0℃以下最低可达-20℃环境下贮存、运输和施工，极大的提高了水性防水材料的使用环境性能，增加了施工单位的全年施工时间，尤其对我国北方地区具有更为显著的优势；
3.该发明的防水材料采用喷涂成型，当A组分和B组分以质量比10:3～5经喷枪喷出至基材上后，在5～10s即可成固化型，成型速度快，表干时间短，极大地提高了施工效率；
4.本发明的聚合物改性沥青复合防水材料各组分的协同作用，使成型后的复合防水材料具有优良的综合性能，氯丁橡胶、丁腈橡胶和增韧剂使改性后的沥青复合材料可在-30℃环境下不开裂，在120℃下，无流淌、滑动、滴落；金红石型钛白粉的加入使该防水材料具有皮肤式的透气性，可防止在成型使用过程中鼓泡现象发生；
5.本发明方法中的A、B组分配方及配制简单，贮存稳定，A组分以乳液形式存在，B组分中碳酸钠、硫酸镁反应形成碳酸镁包覆在金红石型钛白粉颗粒周围，使金红石型钛白粉均匀稳定的悬浮在乙醇溶液中，以稳定的悬浮液形式存在，成型后也会均匀的分布在防水涂层中；
6.本发明的聚合物改性沥青复合防水材料绿色环保、无毒无害，成本低廉，可在民用建筑、粮食仓库、桥梁隧道、垃圾填埋场等领域广泛应用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明的具体实施方式作出进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例中的一种聚合物改性沥青复合防水材料，由A组分和B组分以10∶3的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
固含量50％的阳离子型乳化石油沥青45份、固含量51％的阳离子型氯丁胶乳25份、固含量50％的阳离子型丁腈胶乳12份、醋酸钾15份、水性消泡剂(德国毕克公司的BYK-019)0.5份、15W-40号机油0.3份、水2.2份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇50份、金红石型钛白粉3份、硫酸镁3份、碳酸钠2.6份、十二烷基苯磺酸钠2份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1份、水38.4份。
一种制备本实施例所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将固含量50％的阳离子型乳化石油沥青45份、固含量51％的阳离子型氯丁胶乳25份、固含量50％的阳离子型丁腈胶乳12份、醋酸钾15份、水性消泡剂(德国毕克公司的BYK-019)0.5份、15W-40号机油0.3份、水2.2份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇50份、金红石型钛白粉3份、硫酸镁3份、碳酸钠2.6份、十二烷基苯磺酸钠2份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1份、水38.4份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶3的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。
实施例2
本实施例中的一种聚合物改性沥青复合防水材料，由A组分和B组分以10∶5的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
固含量51％的阳离子型乳化石油沥青55份、固含量50％的阳离子型氯丁胶乳20份、固含量52％的阳离子型丁腈胶乳10份、醋酸钠12份、水性消泡剂(美国空气化工产品公司的DC-71)0.2份、5W-40号机油0.1份、水2.7份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇60份、金红石型钛白粉1份、硫酸镁1份、碳酸钠0.9份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.5份、水36.1份。
一种制备本实施例所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将固含量51％的阳离子型乳化石油沥青55份、固含量50％的阳离子型氯丁胶乳20份、固含量52％的阳离子型丁腈胶乳10份、醋酸钠12份、水性消泡剂(美国空气化工产品公司的DC-71)0.2份、5W-40号机油0.1份、水2.7份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇60份、金红石型钛白粉1份、硫酸镁1份、碳酸钠0.9份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.5份、水36.1份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶5的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。
实施例3
本实施例中的一种聚合物改性沥青复合防水材料，由A组分和B组分以10∶4的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
固含量52％的阳离子型乳化石油沥青48份、固含量51％的阳离子型氯丁胶乳24份、固含量51％的阳离子型丁腈胶乳11份、醋酸钾14份、水性消泡剂(德国毕克公司的BYK-019)0.4份、5W-40号机油0.2份、水2.4份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇54份、金红石型钛白粉2.5份、硫酸镁2.5份、碳酸钠2.2份、十二烷基苯磺酸钠1份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.8份、水37份。
一种制备本实施例所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将固含量52％的阳离子型乳化石油沥青48份、固含量51％的阳离子型氯丁胶乳24份、固含量51％的阳离子型丁腈胶乳11份、醋酸钾14份、水性消泡剂(德国毕克公司的BYK-019)0.4份、5W-40号机油0.2份、水2.4份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇54份、金红石型钛白粉2.5份、硫酸镁2.5份、碳酸钠2.2份、十二烷基苯磺酸钠1份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.8份、水37份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶4的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。实施例4
本实施例中的一种聚合物改性沥青复合防水材料，由A组分和B组分以10∶3的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
固含量50％的阳离子型乳化石油沥青50份、固含量52％的阳离子型氯丁胶乳23份、固含量50％的阳离子型丁腈胶乳11份、醋酸钠13份、水性消泡剂(上海泰格聚合物技术有限公司的Tech-365W)0.3份、15W-40号机油0.2份、水2.5份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇55份、金红石型钛白粉2份、硫酸镁2份、碳酸钠1.8份、十二烷基苯磺酸钠1.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.5份、水37.2份。
一种制备本实施例所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将固含量50％的阳离子型乳化石油沥青50份、固含量52％的阳离子型氯丁胶乳23份、固含量50％的阳离子型丁腈胶乳11份、醋酸钠13份、水性消泡剂(上海泰格聚合物技术有限公司的Tech-365W)0.3份、15W-40号机油0.2份、水2.5份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇55份、金红石型钛白粉2份、硫酸镁2份、碳酸钠1.8份、十二烷基苯磺酸钠1.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.5份、水37.2份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶3的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。
实施例5
本实施例中的一种聚合物改性沥青复合防水材料，由A组分和B组分以10∶5的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
固含量51％的阳离子型乳化石油沥青53份、固含量51％的阳离子型氯丁胶乳22份、固含量52％的阳离子型丁腈胶乳10份、醋酸钾12份、水性消泡剂(美国空气化工产品公司的DC-71)0.3份、5W-40号机油0.1份、水2.6份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇58份、金红石型钛白粉2份、硫酸镁1.5份、碳酸钠1.3份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.5份、水36.2份。
一种制备本实施例所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将固含量51％的阳离子型乳化石油沥青53份、固含量51％的阳离子型氯丁胶乳22份、固含量52％的阳离子型丁腈胶乳10份、醋酸钾12份、水性消泡剂(美国空气化工产品公司的DC-71)0.3份、5W-40号机油0.1份、水2.6份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇58份、金红石型钛白粉2份、硫酸镁1.5份、碳酸钠1.3份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠0.5份、水36.2份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶5的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。
对所得聚合物改性沥青复合防水材料依据《GB/T 16777-2008建筑防水涂料测试方法》、《JC/T 408-2005水乳型沥青防水涂料》、《JC/T 2317-2015喷涂橡胶沥青防水涂料》等标准测试，各项物理力学性能如表1所示。
表1聚合物改性沥青复合防水材料物理力学性能
通过上表可知，A、B两组分均匀混合后成型快，表干时间短；成型后的复合防水材料具有优良的拉伸性能，耐酸碱性，可在-30℃环境下不开裂。

Claims (10)

1.一种聚合物改性沥青复合防水材料，其特征在于：由A组分和B组分以10∶3～5的质量比组成；
所述A组分由以下重量配比的原料组成：
乳化石油沥青45～55份、氯丁胶乳25～20份、丁腈胶乳12～10份、防冻剂15～12份、消泡剂0.5～0.2份、增韧剂0.3～0.1份、水2.2～2.7份；
所述的B组分由以下重量配比的原料组成：
工业乙醇50～60份、金红石型钛白粉3～1份、硫酸镁3～1份、碳酸钠2.6～0.9份、十二烷基苯磺酸钠2～0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1～0.5份、水38.4～36.1份；
B组分的制备：将工业乙醇50～60份、金红石型钛白粉3～1份、硫酸镁3～1份、碳酸钠2.6～0.9份、十二烷基苯磺酸钠2～0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1～0.5份、水38.4～36.1份均匀混合得到B组分。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物改性沥青复合防水材料，其特征在于：所述乳化石油沥青为固含量50～52％的阳离子型乳化石油沥青；所述氯丁胶乳为固含量50～52％的阳离子型氯丁胶乳；所述丁腈胶乳为固含量50～52％的阳离子型丁腈胶乳。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚合物改性沥青复合防水材料，其特征在于：所述防冻剂为醋酸钠或醋酸钾。
4.根据权利要求1或2所述的一种聚合物改性沥青复合防水材料，其特征在于：所述增韧剂为机油。
5.根据权利要求1或2所述的一种聚合物改性沥青复合防水材料，其特征在于：所述消泡剂为水性消泡剂。
6.一种制备权利要求1所述聚合物改性沥青复合防水材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)A组分的制备：将乳化石油沥青45～55份、氯丁胶乳25～20份、丁腈胶乳12～10份、防冻剂15～12份、消泡剂0.5～0.2份、增韧剂0.3～0.1份、水2.2～2.7份均匀混合得到A组分；
(2)B组分的制备：将工业乙醇50～60份、金红石型钛白粉3～1份、硫酸镁3～1份、碳酸钠2.6～0.9份、十二烷基苯磺酸钠2～0.5份、脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠1～0.5份、水38.4～36.1份均匀混合得到B组分；
(3)通过双组份喷涂设备，将步骤(1)制备的A组分与步骤(2)制备的B组分以10∶3～5的质量比涂覆至基面，A组分和B组分在喷涂设备喷枪口外扇形交叉且充分混合后瞬间破乳、固化，即制得聚合物改性沥青复合防水材料。
7.根据权利要求6所述的一种制备聚合物改性沥青复合防水材料的方法，其特征在于：所述乳化石油沥青为固含量50～52％的阳离子型乳化石油沥青；所述氯丁胶乳为固含量50～52％的阳离子型氯丁胶乳；所述丁腈胶乳为固含量50～52％的阳离子型丁腈胶乳。
8.根据权利要求6所述的一种制备聚合物改性沥青复合防水材料的方法，其特征在于：所述防冻剂为醋酸钠或醋酸钾。
9.根据权利要求6所述的一种制备聚合物改性沥青复合防水材料的方法，其特征在于：所述增韧剂为机油。
10.根据权利要求6所述的一种制备聚合物改性沥青复合防水材料的方法，其特征在于：所述消泡剂为水性消泡剂。
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