CN104312328A - 高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料及其制备方法。高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，该防水涂料由A组分和B组分构成，A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂25%-35%，水20%-40%，乳化剂1%-5%，橡胶类胶乳20-50%，填料0~5%；B组分按重量百分比计由以下组分构成：破乳剂30%-40%，水60%-70%。该防水涂料可快速破乳脱水形成防水性能优异的涂膜防水防护层，喷涂后涂层干燥成膜后保持了橡胶类材料的高弹性、低温柔性、耐老化性；并具有抗穿刺力强、不窜水、耐温、抗冻、抗化学腐蚀、抗裂等优点。

Description

高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料及其制备方法。

背景技术

目前的防水材料主要以防水卷材和防水涂料为主。

改性沥青卷材如目前防水材料市场比较流行的SBS、APP卷材，它要火焰喷枪进行现场表面热熔，需明火，技术要求高，易使表面热熔胶焦化。卷材宽度只有一米，铺设时搭接多，因基层形状要求，需要裁剪，更加大了搭接的量，容易造成接缝防水隐患；自粘型沥青防水卷材存在粘接力不强，容易脱落的问题。

高分子卷材与基层的粘贴采用氯丁系胶粘剂，其耐水性差，而且很容易因脱胶而造成防水失败，因此高分子卷材的粘结成为防水质量的关键。这些材料性能存在的问题和技术的不足，限制了防水工程质量的提高和完善，急需提出一个完整的方案来解决上述问题。

而防水涂料是防水优良材料，分沥青防水涂料和高分子防水涂料。沥青防水涂料因其性能问题一般都在低档建筑使用。中国发明专利申请（申请号：201210301863.3 申请日：2012-08-2）公开了采用特殊工艺，将超细、悬浮、微乳型的改性乳化沥青和高分子聚合物橡胶胶乳配制而成液体橡胶沥青胶乳液组分，再与凝结剂组分混合，按比例配制的水基喷涂料。

目前高分子防水涂料因其性能优良、并可制成彩色，使屋面色彩更加丰富。目前采用的高分子涂料都采用水乳化的乳液为基础的水乳性涂料，它采用冷施工，但它固含量低，一般不超过（ 60-70%），每遍涂刷厚度都要受到固化条件限制，不可能很厚，成膜需要多遍涂刷，潮湿条件下，乳液的水份无法挥发，就不能固化，非常不方便。满足防水技术规范要求厚度必须多遍涂刷，大大影响了功效。限制了使用范围。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的第一个目的是提供一种高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，该防水涂料可快速破乳脱水形成防水性能优异的涂膜防水防护层。喷涂后涂层干燥成膜后保持了橡胶类材料的高弹性、低温柔性、耐老化性；并具有抗穿刺力强、不窜水、耐温、抗冻、抗化学腐蚀、抗裂等优点。该防水涂料无有机溶剂，无毒无味，无污染，施工方便。克服了水乳性材料因涂料靠水分挥发固化，对施工环境要求高，不能厚涂的弱点。并且能制成彩色，克服了沥青涂料黑色的弱点。能适合建筑物的外表面的防水。增强建筑的色彩。本发明的另外一个目的是上述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料的制备方法。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，该防水涂料由A组分和B组分构成， A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂25%-35%，水20%-40%，乳化剂1%-5%，橡胶类胶乳20-50%，填料0~5%；所述的高分子树脂为丙烯酸树脂、石油树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂中一种或者两种混合物；A组分体系中橡胶材料与高分子树脂为分散相，分散相的固含量为40~65%，橡胶材料在高分子树脂分子表层形成包裹膜组成的核壳结构体，核壳结构体粒径为10-200nm；B组分按重量百分比计由以下组分构成：破乳剂30%-40%，水60%-70%。

作为优选，所述的核壳结构体粒径为50-100nm。

作为优选，所述的A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂25%-30%，水25%-35%，乳化剂1%-5%，橡胶胶乳20%-40%，填料0~3%。

作为优选，所述的A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂30%-35%，水20%-25%，乳化剂1%-5%，橡胶胶乳20%-30%，填料1~2%。

作为优选，所述的A组分与B组分的配合使用量为：1:3~1:15。

作为优选，所述的填料为滑石粉、活性碳酸钙、硅灰石粉、膨润土、石棉粉中的一种或者两种以上混合。

作为优选，所述的乳化剂采用阴离子乳化剂或两性离子乳化剂。作为再优选，所述的阴离子乳化剂为烷基羧酸盐、脂肪酸酯多肽缩合物、石油磺酸盐中的一种或两性离子乳化剂咪唑啉型、含氟两性乳化剂的一种。

作为优选，所述的橡胶胶乳用压敏型改性的天然橡胶胶乳、丁苯橡胶胶乳、丁基橡胶胶乳和氯丁橡胶胶乳的一种或两种的混合物。

作为优选，所述的破乳剂采用阳离子聚胺缩合物破乳剂、碱土金属卤化物电解质、含烷基醚硫酸酯盐、聚酰胺-胺类树枝型大分子物质一种或两种的混合物。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制备上述的防水涂料的方法，该方法包括以下的步骤：

1）用丙烯酸树脂、石油树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂中一种或者两种混合物熔融研磨；

2）将混合物加热到180-210℃，搅拌60-120分钟，加入乳化剂在140-160℃搅拌混合进入进胶体磨,和乳化剂一道磨20-40分钟；温度降至60℃加入蒸馏水形成稳定的乳化液，降温至常温；

3）再将和橡胶胶乳、填料一起搅拌混合2小时，形成防水涂料A组分液体；

4）B组分：将破乳剂直接加水形成水溶液。

本发明从水乳型速凝高分子防水涂料采用双组份配比A组份为阴离子型合成橡胶乳液和采用特殊工艺加工制成的乳化树脂微乳液及多种化学助剂混合而成，B组份为表面活性剂为主的破乳剂，A组份形成了以树脂为连续相，橡胶为分散相组成的核壳结构体，粒径仅为10-200nm，固含量高，粘度低。且橡胶材料在超细树脂分子表层形成包裹膜，并由这些被包裹后的分子形成连续网络，而互相贯穿交联，使其呈现弹塑性高聚物性能。使用专用喷涂设备使两组份分别从两个喷嘴中成雾化喷出，在空气中均匀混合后附着于基层，并快速破乳脱水形成防水性能优异的涂膜防水防护层。喷涂后涂层干燥成膜后保持了橡胶类材料的高弹性、低温柔性、耐老化性；并具有抗穿刺力强、不窜水、耐温、抗冻、抗化学腐蚀、抗裂等优点。该防水涂料无有机溶剂，无毒无味，无污染，施工方便。克服了水乳性材料因涂料靠水分挥发固化，对施工环境要求高，不能厚涂的弱点。并且能制成彩色，克服了沥青涂料黑色的弱点。能适合建筑物的外表面的防水。增强建筑的色彩。

本发明高分子速凝喷涂防水涂料的优点：

1、采用机器喷涂在基层上的彩色高分子速凝喷涂防水材料，改变了高分子涂料手工涂刷的工艺，提高了施工速度。真正地实现了施工机械化。一~二遍施工即可，使施工速度比普通的水乳型防水涂料加快了5~6倍。工期缩短几 倍。

2、快速破乳的凝固方式改变了水性高分子防水涂料靠水分挥发固化的结膜方式，成膜过程不受外界天气、温度及环境湿度的影响。在固化方式上是一大进步。固化方式改变使下一遍涂膜不受上一遍涂膜的情况的影响，施工环境要求低，利用它的成膜性，不怕阵雨可全天侯施工，加快工程进度，作业条件适合多阵雨和低温时施工要达到防水规范要求的厚度一次性多遍反复喷涂即可。大大提高了施工速度。

3、彩色高分子速凝喷涂防水涂料改变了沥青类喷涂防水涂料黑色等弊端,克服了沥青由多种材料组成的复合体物理性能低下。材料组成简单明了，能充分发挥各自组分的作用，综合性能比较好。

4、采用少添加填料的方案，使得材料具有高延伸的性能，具有良好的低温性能，低温柔性能达-20℃。

5、可以制成各种颜色，与建筑的风格相适应，克服了沥青涂料黑色抗老化性能差，吸热力强的缺点。

6、涂料采用喷涂施工，与基层粘接力强，在防水层底部也不会发生窜水现象，大大提高了防水层的可靠性。克服了卷材搭接容易渗漏的缺陷。

7、对各种基材均有优异的粘结性能，既可以单独用于建筑防水，也可以和各种卷材复合使用。和卷材复合做成 “涂——卷”复合防水层，充分发挥材料各自的特点，解决了渗漏难题，这是一大创造。大大提高防水的效果又降低了造价。

本发明的核心是将复合高分子树脂进行乳化形成水乳型树脂乳液。再通过橡胶胶乳进行改性和稳定作用，形成了稳定的防水涂料。它和破乳剂在喷涂的过程中混合。立刻破乳。树脂粒子具有自粘性马上连接成连续相的涂膜。克服了水性涂料一次厚涂后流挂、厚薄不均的弱点。可以一次反复喷涂打到防水要求的3mm的厚度。不流挂、薄厚均匀。又打破沥青材料的黑色的弊端、采用统一高分子树脂克服了普通沥青混合体的温度敏感性高的缺点，能达到高温不流淌、低温不脆断。并能适应因建筑结构变形而带来的应力。大大提高了防水性能。

为了防止运输、储存、施工过程中因杂质侵入、温度、振动引起的破乳，随着乳化理论的发展。各种的乳化剂和保护胶体使乳化体系更加稳定，各种高分子材料的混合使乳液的稳定更加强。要使乳液瞬间破乳变得更加困难。如过去的仅靠电解质等破坏乳化体系变得不可能。必须利用高分子的表面活性剂的性能来破乳,主要利用以下特性来实现:

1、利用离子型表面活性剂的离子性，加入反相乳化剂与乳化剂形成络合物而破乳。

2、利用表面活性剂的表面活性，采用较高的表面活性，使其顶替乳化体系内的乳化剂，引起破乳。

3、使稳定乳液内的固体粒子被破乳剂的一组分完全湿润，从而脱离界面加入一相的内部，破坏保护层。

4、通过表面活性剂的结构单元组合形成胶束，对乳化剂有较强的增容作用，由此造成破乳。

通过机器使防水涂料的沥青乳液和破乳剂分别从两个喷嘴里喷出雾化，在空中充分混合后喷到防水基层，乳液快速破乳后，粒子相互粘接形成连膜。重复喷涂后形成一定厚度的防水涂膜。

本发明采用通过复合高分子树脂进行乳化形成水乳型树脂乳液，通过橡胶胶乳对它进行进一步改性使它具有橡胶的弹性和柔韧性。形成具有良好综合机械性能防水材料。应用于如交通运输（道路、铁路、航空等）、建筑业、农业、水利工程、工业（采掘业、制造业）、民用等各行业。

具体实施方式

实施例1

本发明用于可机器喷涂的快速破乳凝固成膜的防水涂料的原料各组分配比如下：

A组分：

丙烯酸树脂                 38.5%

水                         30%

脂肪酸酯多肽缩合物         3%

氯丁胶乳                   17%

丁苯胶乳                   16%

活性碳酸钙（硬脂酸覆面）   3%；

B组分：

碱土金属卤化物电解质      30%

水                        70%。

上述防水涂料制备方法如下：

1）用丙烯酸树脂熔融加热到180-210℃，搅拌60-120分钟，加入乳化剂(脂肪酸酯多肽缩合物)在140-160℃搅拌混合进入进胶体磨,和乳化剂一道磨20-40分钟；温度降至60℃加入蒸馏水形成稳定的乳化液；使固含量达55%左右；降温至常温；

2）将降至常温的乳化液加入混合罐内，分别将氯丁胶乳和丁苯胶乳以及活性碳酸钙加入混合罐内，混合1小时，包装装桶；制成A组分液体；

3）B组分：将破乳剂直接加水搅拌形成水溶液。

喷涂后涂层干燥成膜后，上述的防水涂料的测试数据如下：

物理性能：抗拉强度   1.0MPa

耐热       80℃

低温柔性  -20℃ 

延伸率     1000%。

实施例2

本发明用于可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料的原料各组分配比如下：

A组分：

聚氨酯树脂               5%

石油树脂                  32%

两性离子乳化剂咪唑啉型    2.5%

氯丁胶乳                13%

天然橡胶胶乳             13%

膨润土                   1%

水                      33.5%；

B组分：

聚酰胺-胺类树枝型大分子物质    30%

聚胺缩合物破乳剂               3%

水                           67%。

上述的防水涂料制备方法如下：

1）用聚氨酯树脂和石油树脂一起熔融加热到150-155℃，搅拌60-120分钟，加入乳化剂(两性离子乳化剂咪唑啉型)在140-160℃搅拌混合进入进胶体磨,和乳化剂一道磨20-40分钟；加入蒸馏水使温度降至60℃以下形成稳定的乳化液。使固含量达55%左右；降温至常温；

2)将降至常温的乳化液加入混合罐内，分别将氯丁胶乳和天然橡胶胶乳以及膨润土加入混合罐内，混合1小时，包装装桶；制成A组分液体；

3）B组分：将破乳剂直接加水中加热至60℃搅拌形成水溶液。降至常温。

喷涂后涂层干燥成膜后，上述的防水涂料的测试数据如下：

物理性能：抗拉强度   1.12MPa

耐热       80℃

低温柔性  -20℃ 

延伸率     1500%。   

实施例3

本发明可用可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料的原料各组分配比如下：

A组分：

丙烯酸树脂      7%

醇酸树脂              30%

石油磺酸盐             3%

丁基橡胶胶乳          12%

丁苯橡胶胶乳          10%

硅灰石粉               1%

水                    37%；

B组分：

碱土金属卤化物电解质、    25%

含烷基醚硫酸酯盐           3%

水                          72%。

上述的高分子防水涂料制备方法如下：

1）用醇酸树脂和丙烯酸树脂一起磨细，将混合物倒入加热罐熔融加热到180℃左右，搅拌60-120分钟，加入乳化剂(石油璜酸盐)在120℃搅拌混合进入进胶体磨,和乳化剂一道磨20-40分钟；加入蒸馏水使温度降至60℃以下形成稳定的乳化液。使固含量达55%左右。降温至常温；

2）将降至常温的乳化液加入混合罐内，分别将丁基橡胶胶乳和丁苯橡胶胶乳以及硅灰石粉加入混合罐内，混合1小时，包装装桶；制成A组分液体；

3）B组分：将破乳剂直接加水中加热至60℃搅拌形成水溶液。降至常温。

喷涂后涂层干燥成膜后，上述的高分子防水涂料的测试数据如下：

物理性能：抗拉强度   0.82MPa

耐热       80℃

低温柔性  -20℃ 

延伸率     1800%； 。

Claims (10)

1.高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，该防水涂料由A组分和B组分构成，其特征在于：

A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂25%-35%，水20%-40%，乳化剂1%-5%，橡胶类胶乳20-50%，填料0~5%；所述的高分子树脂为丙烯酸树脂、石油树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂中一种或者两种混合物；A组分体系中橡胶材料与高分子树脂为分散相，分散相的固含量为40~65%，橡胶材料在高分子树脂分子表层形成包裹膜组成的核壳结构体，核壳结构体粒径为10-200nm；

B组分按重量百分比计由以下组分构成：破乳剂30%-40%，水60%-70%。

2.根据权利要求1所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂25%-30%，水25%-35%，乳化剂1%-5%，橡胶胶乳20%-40%，填料0~3%。

3.根据权利要求1所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于A组分按重量百分比计由以下组分构成：高分子树脂30%-35%，水20%-25%，乳化剂1%-5%，橡胶胶乳20%-30%，填料1~2%。

4.根据权利要求1~3任意一项权利要求所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于所述的A组分与B组分的配合使用量为：1:3~1:15。

5.根据权利要求1~3任意一项权利要求所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于所述的填料为滑石粉、活性碳酸钙、硅灰石粉、膨润土、石棉粉中的一种或者两种以上混合。

6.根据权利要求1~3任意一项权利要求所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于乳化剂采用阴离子乳化剂或两性离子乳化剂。

7.根据权利要求5所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于阴离子乳化剂为烷基羧酸盐、脂肪酸酯多肽缩合物、石油磺酸盐中的一种或两性离子乳化剂咪唑啉型、含氟两性乳化剂的一种。

8.根据权利要求1~3任意一项权利要求所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于橡胶胶乳用压敏型改性的天然橡胶胶乳、丁苯橡胶胶乳、丁基橡胶胶乳和氯丁橡胶胶乳的一种或两种的混合物。

9.根据权利要求1~3任意一项权利要求所述的高分子可机器喷涂的快速破乳凝固成膜防水涂料，其特征在于破乳剂采用阳离子聚胺缩合物破乳剂、碱土金属卤化物电解质、含烷基醚硫酸酯盐、聚酰胺-胺类树枝型大分子物质一种或两种的混合物。

10.一种制备权利要求1~3任意一项权利要求所述的防水涂料的方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：

1）用丙烯酸树脂、石油树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂中一种或者两种混合物熔融研磨；

2）将混合物加热到180-210℃，搅拌60-120分钟，加入乳化剂在140-160℃搅拌混合进入进胶体磨,和乳化剂一道磨20-40分钟；温度降至60℃加入蒸馏水形成稳定的乳化液，降温至常温；

3）再将和橡胶胶乳、填料一起搅拌混合2小时，形成防水涂料A组分液体；

4）B组分：将破乳剂直接加水形成水溶液。