CN110885220A - 一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料及其制备方法。防水涂料包括液料和粉料；液料包括以下重量份数的原料：复合乳液15‑30份、增塑剂20‑35份、分散剂0.5‑1份、防腐剂0.1‑0.5份以及水8‑15份；粉料包括以下重量份数的原料：水泥30～40份、填料15～25份、减水剂0.5～2份；本发明防水涂料的液料中加入了复合乳料，复合乳料为丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸4‑（N，N‑二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯的复合核壳结构，这样的核壳结构使得防水涂料在低温下依然保持优良的韧性。

Description

一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物水泥防水涂料技术领域，具体涉及一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料及其制备方法。
背景技术
聚合物水泥防水涂料，简称JS防水涂料，是以丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥为主要原料，加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组分水性防水涂料。由于施工简单，兼具聚合物涂膜的延伸性、致密性和水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点，可以通过调节聚合物乳液与水泥的比例满足不同工程环境，近年来在水性防水涂料产品中被广泛应用。
聚合物水泥防水涂料分为液料、粉料两个组分，经过混合搅拌均匀后，聚合物乳液将粉料组分中的水泥颗粒与其他填料骨料包裹起来，涂覆以后，乳液中的部分水分挥发，高分子微粒脱水而粘连在一起，形成连续的弹性薄膜；同时，乳液中剩余的水分与粉料组分中的水泥发生水化发硬，粉料组分中的无机胶凝材料与乳液水分挥发形成弹性薄膜共同组成互穿网络的防水涂膜结构。而传统的聚合物水泥防水涂料存在以下缺陷：由于无机胶凝材料的存在，聚合物水泥防水涂料具有一定强度，无法像聚合物水乳液建筑防水涂料(丙烯酸防水涂料)一样具有较好的延展性和耐低温性。在低温环境下，聚合物水泥防水涂料的断裂延伸率急剧衰减，并且桥接裂缝能力变差，一旦基层出现变形，防水层很容易随之开裂，同时分子间活动在相应温度下处于冻结状态，几乎没有自修复能力。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料；
所述液料包括以下重量份数的原料：复合乳液15-30份、增塑剂20-35份、分散剂0.5-1份、防腐剂0.1-0.5份以及水8-15份；
所述粉料包括以下重量份数的原料：水泥30～40份、填料15～25份、减水剂0.5～2份；
所述复合乳液包括以下重量份数的原料：1,6己二醇二丙烯酸酯5-10份、十二酸单乙醇酰胺5-10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10-15份、烷基苯磺酸钠10-15份、烷基苯酚乙氧基化物5-10份、烷基醇聚醚硫酸铵5-10份、去离子水1200-1800份、丙烯酸异辛酯1000-1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯400-600份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份和过硫酸钾2-5份；
所述填料包括碳酸钠5～10份、蛭石粉8-12份、堇青石微粉8-15份、水玻璃5-10份、纳米白炭黑5～15份。
作为本发明一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的进一步优化：所述水泥为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥。
作为本发明一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的进一步优化：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂或环氧硬脂酸辛酯。
作为本发明一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的进一步优化：所述分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钾或焦磷酸四钾。
作为本发明一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的进一步优化：所述防腐剂为诺德C15杀菌防腐剂或道维希尔-75。
作为本发明一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的进一步优化：所述减水剂为聚羧酸型减水剂或密胺减水剂。
上述聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备复合乳液
按照重量份数取以下原料：1,6己二醇二丙烯酸酯5-10份、十二酸单乙醇酰胺5-10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10-15份、烷基苯磺酸钠10-15份、烷基苯酚乙氧基化物5-10份、烷基醇聚醚硫酸铵5-10份、去离子水1200-1800份、丙烯酸异辛酯1000-1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯400-600份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份和过硫酸钾2-5份；
取去离子水和十二酸单乙醇酰胺，搅拌均匀后，加热至80-90℃，边搅拌边加入1/3的过硫酸钾，然后再加入1,6己二醇二丙烯酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、烷基苯磺酸钠和丙烯酸异辛酯，继续搅拌，降温至60-65℃，边搅拌边加入剩余的过硫酸钾，最后加入烷基苯酚乙氧基化物、烷基醇聚醚硫酸铵、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯，制得复合乳液；
S2、制备液料
按照重量份数取以下原料：复合乳液15-30份、稳定剂0.5-1份、增塑剂20-35份、分散剂0.5-1份、防腐剂0.1-0.5份以及水8-15份；
将水、分散剂和防腐剂混合后搅拌均匀，然后加入复合乳液和增塑剂，混合后搅拌均匀，得到液料；
S3、制备粉料
按照重量份数取以下原料：水泥30～40份、填料15～25份、减水剂0.5～2份，将水泥、填料和减水剂混合后搅拌均匀，得到粉料。
本发明的有益效果是：
一、本发明防水涂料的粉料中采用了复合填料，复合填料含有的碳酸钠、水玻璃和纳米白炭黑，在防水涂料后期老化发生渗水时，碳酸钠与水接触生产氢氧化钠，在改性沥青层内部形成碱性环境，而改性沥青层内的水玻璃、纳米白炭黑以及聚甲基硅树脂中的SiO2之间能够发生反应，反应生成的硅酸钙能够将渗隙填补，防止进一步渗水；
复合填料含有的蛭石粉和堇青石微粉，由于蛭石粉的内部层间水分子经过高温灼烧，体积增大几十倍，堇青石微粉内含大量定向排列的赤铁矿和针铁矿薄六方形小片，堇青石微粉与蛭石粉相互配合能在外覆层内形成阻隔层，该阻隔层能阻缓水和其他腐蚀物质对外覆层的渗透，使防水涂料具有更好的防水性能；
二、本发明防水涂料的液料中加入了复合乳料，复合乳料为丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯的复合核壳结构，这样的核壳结构使得防水涂料在低温下依然保持优良的韧性。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进一步对本发明的技术方案进行阐述。
实施例1
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料。
液料包括以下重量份数的原料：复合乳液25份、增塑剂25份、分散剂1份、防腐剂0.5份以及水10份；
水泥为硅酸盐水泥。增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。防腐剂为诺德C15杀菌防腐剂。减水剂为聚羧酸型减水剂。
粉料包括以下重量份数的原料：水泥35份、填料20份、减水剂1份；
填料包括碳酸钠8份、蛭石粉10份、堇青石微粉10份、水玻璃8份、纳米白炭黑10份。
复合乳液包括以下重量份数的原料：1,6己二醇二丙烯酸酯5份、十二酸单乙醇酰胺10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10份、烷基苯磺酸钠15份、烷基苯酚乙氧基化物5份、烷基醇聚醚硫酸铵5份、去离子水1500份、丙烯酸异辛酯1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯400份、丙烯酸缩水甘油酯20份和过硫酸钾2份。
实施例2
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料。
液料包括以下重量份数的原料：复合乳液15份、增塑剂20份、分散剂1份、防腐剂0.1份以及水15份；
水泥为铝酸盐水泥。增塑剂为己二酸二辛脂。分散剂为十二烷基苯磺酸钠。防腐剂为道维希尔-75。减水剂为密胺减水剂。
粉料包括以下重量份数的原料：水泥30份、填料25份、减水剂0.5份；
填料包括碳酸钠5份、蛭石粉12份、堇青石微粉8份、水玻璃10份、纳米白炭黑5份。
复合乳液包括以下重量份数的原料：1,6己二醇二丙烯酸酯10份、十二酸单乙醇酰胺10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10份、烷基苯磺酸钠10份、烷基苯酚乙氧基化物5份、烷基醇聚醚硫酸铵10份、去离子水1200份、丙烯酸异辛酯1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯600份、丙烯酸缩水甘油酯10份和过硫酸钾5份。
实施例3
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料。
液料包括以下重量份数的原料：复合乳液30份、增塑剂35份、分散剂0.5份、防腐剂0.5份以及水8份；
水泥为铝酸盐水泥。增塑剂为环氧硬脂酸辛酯。分散剂为六偏磷酸钠。防腐剂为诺德C15杀菌防腐剂。减水剂为密胺减水剂。
粉料包括以下重量份数的原料：水泥40份、填料15份、减水剂2份；
填料包括碳酸钠10份、蛭石粉8份、堇青石微粉15份、水玻璃5份、纳米白炭黑15份。
复合乳液包括以下重量份数的原料：1,6己二醇二丙烯酸酯8份、十二酸单乙醇酰胺8份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10份、烷基苯磺酸钠12份、烷基苯酚乙氧基化物6份、烷基醇聚醚硫酸铵8份、去离子水1600份、丙烯酸异辛酯1200份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯500份、丙烯酸缩水甘油酯15份和过硫酸钾3份。
实施例4
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料。
液料包括以下重量份数的原料：复合乳液20份、增塑剂30份、分散剂1份、防腐剂0.5份以及水10份；
水泥为硅酸盐水泥。增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。分散剂为焦磷酸四钾。防腐剂为道维希尔-75。减水剂为聚羧酸型减水剂。
粉料包括以下重量份数的原料：水泥35份、填料22份、减水剂1份；
填料包括碳酸钠8份、蛭石粉10份、堇青石微粉12份、水玻璃8份、纳米白炭黑10份。
复合乳液包括以下重量份数的原料：1,6己二醇二丙烯酸酯5份、十二酸单乙醇酰胺10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯15份、烷基苯磺酸钠12份、烷基苯酚乙氧基化物8份、烷基醇聚醚硫酸铵8份、去离子水1600份、丙烯酸异辛酯1200份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯600份、丙烯酸缩水甘油酯20份和过硫酸钾2份。
实施例5
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备复合乳液
按照重量份数取以下原料：1,6己二醇二丙烯酸酯10份、十二酸单乙醇酰胺10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10份、烷基苯磺酸钠10份、烷基苯酚乙氧基化物5份、烷基醇聚醚硫酸铵10份、去离子水1200份、丙烯酸异辛酯1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯600份、丙烯酸缩水甘油酯10份和过硫酸钾5份。
取去离子水和十二酸单乙醇酰胺，搅拌均匀后，加热至80℃，边搅拌边加入1/3的过硫酸钾，然后再加入1,6己二醇二丙烯酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、烷基苯磺酸钠和丙烯酸异辛酯，继续搅拌，降温至65℃，边搅拌边加入剩余的过硫酸钾，最后加入烷基苯酚乙氧基化物、烷基醇聚醚硫酸铵、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯，制得复合乳液；
S2、制备液料
按照重量份数取以下原料：复合乳液15份、增塑剂20份、分散剂1份、防腐剂0.1份以及水15份；
将水、分散剂和防腐剂混合后搅拌均匀，然后加入复合乳液和增塑剂，混合后搅拌均匀，得到液料；
S3、制备粉料
按照重量份数取以下原料：水泥30份、填料25份、减水剂0.5份，将水泥、填料和减水剂混合后搅拌均匀，得到粉料。
填料包括碳酸钠5份、蛭石粉12份、堇青石微粉8份、水玻璃10份、纳米白炭黑5份。
水泥为硅酸盐水泥。增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。防腐剂为诺德C15杀菌防腐剂。减水剂为聚羧酸型减水剂。
实施例6
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备复合乳液
按照重量份数取以下原料：1,6己二醇二丙烯酸酯8份、十二酸单乙醇酰胺8份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10份、烷基苯磺酸钠12份、烷基苯酚乙氧基化物6份、烷基醇聚醚硫酸铵8份、去离子水1600份、丙烯酸异辛酯1200份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯500份、丙烯酸缩水甘油酯15份和过硫酸钾3份。
取去离子水和十二酸单乙醇酰胺，搅拌均匀后，加热至80℃，边搅拌边加入1/3的过硫酸钾，然后再加入1,6己二醇二丙烯酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、烷基苯磺酸钠和丙烯酸异辛酯，继续搅拌，降温至65℃，边搅拌边加入剩余的过硫酸钾，最后加入烷基苯酚乙氧基化物、烷基醇聚醚硫酸铵、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯，制得复合乳液；
S2、制备液料
按照重量份数取以下原料：复合乳液30份、稳定剂0.5份、增塑剂35份、分散剂0.5份、防腐剂0.5份以及水8份；
将水、分散剂和防腐剂混合后搅拌均匀，然后加入复合乳液和增塑剂，混合后搅拌均匀，得到液料；
S3、制备粉料
按照重量份数取以下原料：水泥40份、填料15份、减水剂2份，将水泥、填料和减水剂混合后搅拌均匀，得到粉料。
填料包括碳酸钠10份、蛭石粉8份、堇青石微粉15份、水玻璃5份、纳米白炭黑15份。
水泥为硅酸盐水泥。增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂。防腐剂为诺德C15杀菌防腐剂。减水剂为聚羧酸型减水剂。
实施例7
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的制备方法，将实施例5中填料配方更改为：碳酸钠8份、蛭石粉20份、水玻璃8份、纳米白炭黑10份。其他条件不变，制备得到防水涂料。
实施例8
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的制备方法，将实施例5中填料配方更改为：碳酸钠8份、堇青石粉20份、水玻璃8份、纳米白炭黑10份。其他条件不变，制备得到防水涂料。
实施例9
一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料的制备方法，将实施例5中液料配方更改为：纯丙烯酸酯乳液30份、稳定剂0.5份、增塑剂35份、分散剂0.5份、防腐剂0.5份以及水8份。其他条件不变，制备得到防水涂料。
性能检测：
取实施例5-9制备得到的防水涂料，在0℃条件下成膜后进行断裂伸长率、拉伸强度和不透水性测试，按照GB/T23445-2009的标准对上述防水涂料进行测试，得到的测试结果如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由上表的结果可以看出：实施例5、6和9的防水涂料在2.0MPa下经过30min，均未有透水现象，这是由于实施例5、6和9的防水涂料中包括有蛭石粉+堇青石微粉的组合，蛭石粉的内部层间水分子经过高温灼烧，体积增大几十倍，堇青石微粉内含大量定向排列的赤铁矿和针铁矿薄六方形小片，堇青石微粉与蛭石粉相互配合能在漆膜内形成阻隔层，该阻隔层能阻缓水和其他腐蚀物质对漆膜的渗透，使外覆层具有优良的防水和防腐性能。而实施例7和8中分别单一采用了蛭石粉和堇青石微粉，未能实现蛭石粉和堇青石微粉的相互配合，导致其分别只在0.3MPa下经过30min未有透水现象，而在提高压力后均出现了透水现象。并且，实施例5-8涂料的拉伸强度和断裂伸长率均明显高于实施例9的涂料，这是由于实施例5-8涂料中加入了复合乳料，复合乳料为丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯的复合核壳结构，这样的核壳结构使得防水涂料在低温下依然保持优良的韧性。因此，在0℃温度下进行测试，其拉伸强度和断裂伸长率均比未加入复合乳料的防水涂料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：包括液料和粉料；
所述液料包括以下重量份数的原料：复合乳液15-30份、增塑剂20-35份、分散剂0.5-1份、防腐剂0.1-0.5份以及水8-15份；
所述粉料包括以下重量份数的原料：水泥30～40份、复合填料15～25份以及减水剂0.5～2份；
所述复合乳液包括以下重量份数的原料：1,6己二醇二丙烯酸酯5-10份、十二酸单乙醇酰胺5-10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10-15份、烷基苯磺酸钠10-15份、烷基苯酚乙氧基化物5-10份、烷基醇聚醚硫酸铵5-10份、去离子水1200-1800份、丙烯酸异辛酯1000-1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯400-600份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份和过硫酸钾2-5份；
所述复合填料包括碳酸钠5～10份、蛭石粉8-12份、堇青石微粉8-15份、水玻璃5-10份以及纳米白炭黑5～15份。
2.如权利要求1所述一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥或铝酸盐水泥。
3.如权利要求1所述一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛脂或环氧硬脂酸辛酯。
4.如权利要求1所述一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸钠盐分散剂、十二烷基苯磺酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钾或焦磷酸四钾。
5.如权利要求1所述一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述防腐剂为诺德C15杀菌防腐剂或道维希尔-75。
6.如权利要求1所述一种适用于低温环境的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸型减水剂或密胺减水剂。
7.如权利要求1所述聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、制备复合乳液
按照重量份数取以下原料：1,6己二醇二丙烯酸酯5-10份、十二酸单乙醇酰胺5-10份、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯10-15份、烷基苯磺酸钠10-15份、烷基苯酚乙氧基化物5-10份、烷基醇聚醚硫酸铵5-10份、去离子水1200-1800份、丙烯酸异辛酯1000-1500份、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯400-600份、丙烯酸缩水甘油酯10-20份和过硫酸钾2-5份；
取去离子水和十二酸单乙醇酰胺，搅拌均匀后，加热至80-90℃，边搅拌边加入1/3的过硫酸钾，然后再加入1,6己二醇二丙烯酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、烷基苯磺酸钠和丙烯酸异辛酯，继续搅拌，降温至60-65℃，边搅拌边加入剩余的过硫酸钾，最后加入烷基苯酚乙氧基化物、烷基醇聚醚硫酸铵、甲基丙烯酸4-（N，N-二甲氨基）苄酯和丙烯酸缩水甘油酯，制得复合乳液；
S2、制备液料
按照重量份数取以下原料：复合乳液15-30份、增塑剂20-35份、分散剂0.5-1份、防腐剂0.1-0.5份以及水8-15份；
将水、分散剂和防腐剂混合后搅拌均匀，然后加入复合乳液和增塑剂，混合后搅拌均匀，得到液料；
S3、制备粉料
按照重量份数取以下原料：水泥30～40份、填料15～25份、减水剂0.5～2份，将水泥、填料和减水剂混合后搅拌均匀，得到粉料。
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