CN111607305A - 聚合物改性沥青防水涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防水涂料的技术领域，具体涉及一种聚合物改性沥青防水涂料，包括如下重量份数的组分：丙烯酸酯类乳液290‑310份、重钙粉290‑310份、乳液沥青290‑310份、分散剂1.5‑2.5份、消泡剂2‑4份、水80‑100份、杀菌剂1‑2份、增稠剂2‑3份、稳定剂1‑2份、抗裂剂1.2‑2份。本发明提供的聚合物改性沥青防水涂料具有抗裂性能较好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及防水涂料的技术领域，尤其是涉及一种聚合物改性沥青防水涂料。
背景技术
随着人们生活水平不断的提高，环保意识也在不断增强，环保更是人类发展现代工业需要共同遵守的基本原则。近年来，我国防水涂料的研制取得了很大进步，并不断由溶剂型向乳液型，由低档向高弹性、高耐候、环保型和多功能性的防水涂料方向发展。
聚合物改性乳化沥青是通过将沥青热融、改性，经过机械的作用，沥青以很小的颗粒分散在含有乳化剂的水溶液中，形成低粘度、能满足不同施工要求的水包油状的改性沥青乳液；然而现有的聚合物改性沥青防水涂料由于受光照、温度及水分等外界因素的影响，其易出现细小裂纹，这些裂纹随着时间的延长而不断扩展，最终影响了防水性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚合物改性沥青防水涂料，其具有抗裂性能较好的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种聚合物改性沥青防水涂料,包括如下重量份数的组分。
丙烯酸酯类乳液290-310份、重钙粉290-310份、乳液沥青290-310份、分散剂1.5-2.5 份、消泡剂2-4份、水80-100份、杀菌剂1-2份、增稠剂2-3份、稳定剂1-2份、抗裂剂1.2-2份。
通过采用上述技术方案，丙烯酸酯类乳液作为基料，乳化沥青与丙烯酸酯类乳液混合，因乳化沥青具有良好的分散性、弹性及韧性，可提升防水涂料的防水效果；重钙粉为粉状无机填料，易分散在涂料中，且热稳定性好，在400℃以下不会分解，其较易分散在混合料中，同时重钙粉强度高，以此提升了涂料的热稳定性及强度；分散剂可将防水涂料中需要分散开的粒子进行表面的分散，使其具有更加好的稳定性，提升了防水涂料的稳定性；用水代替传统的挥发性有机溶剂，可使防水涂料具有安全、无毒、低污染等特点；防水涂料在生产和使用总均容易产生气泡，气泡的存在会影响防水涂料的涂抹效果，而消泡剂均匀分散在防水涂料中，一方面可抑制气泡的产生，另一方面可加速已经产生的气泡的破灭，提升了防水涂料的涂抹效果；杀菌剂可防止防水涂料中微生物生长，减少防水涂料在生产操作过程中、成品包装贮存中及涂料成膜过程中受细菌的侵蚀，造成防水涂料变质而影响其使用的问题；增稠剂可使涂料增稠，防止涂料过稀而导致的流挂现象，保证了防水涂料的涂抹效果；稳定剂可改变防水涂料各分子间的粘接强度，减少絮凝及沉降问题，提升防水涂料的稳定性，并增强防水涂料的粘接能力；抗裂剂填补在涂料组分的缝隙内，增强涂料的密实度，以此减少微小裂纹的产生，从而提升了防水涂料的抗裂性能。
本发明的进一步设置为：所述防开裂剂包括木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠其中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，木质纤维素为有机絮状纤维物质，且木质纤维素具有良好的柔韧性和分散形，其混入涂料中后可填充涂料各组分之间的缝隙，增强各组分之间的连接强度，抑制微观上各组分之间的分离，从而减少了宏观裂纹的产生，以此提升了防水涂料的抗裂性能；同时木质纤维素的纤维结构，可使其将涂料内部的水分迅速地传输到涂料表面，使涂料内部的水分均匀分布，减少了水分分布不均造成的应力集中而产生裂纹的问题；煅烧高岭土作为一种亲水性的填料，可均匀分散在木质纤维素与涂料分子间的空隙内，降低防水涂料的孔隙率，使防水涂料更加密实，组分间的迁移更加困难，以此提升了防水涂料的抗裂性能；聚丙烯酸钠为具有较好的分散性，使煅烧高岭土及木质纤维素均匀分散在防水涂料中，减少煅烧高岭土及木质纤维素分散不均而造成应力集中的问题，提升了防水涂料的稳定性，且聚丙烯酸钠可作为保水剂，保证防水涂料的黏度，避免水分吸出，提升了防水涂料的稳定性。
本发明的进一步设置为：所述防开裂剂中木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠的重量份数比为2:1:1。
通过采用上述技术方案，对木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠的重量份数比进行限定，木质纤维素占比较大，有助于提升防水涂料的抗裂性能；聚丙烯酸钠及煅烧高岭土的占比较小，且聚丙烯酸钠较木质纤维素及煅烧高岭土的成本均较高，以此在聚丙烯酸钠提升防水涂料稳定性的同时，降低防开裂剂的成本；煅烧高岭土的加入有助于煅烧高岭土的分散。
本发明的进一步设置为：所述木质纤维素进行改性处理，改性处理的步骤如下：1)、将木材洗净、烘干、切割成1m3-2m3的方块；2)、将切割后的木块放置在质量分数为4％的氢氧化钠溶液中先进行搅拌，再浸泡；3)、将步骤2)中的木块捞出、洗净并烘干，然后将其粉碎并球磨至粒度小于120目，即得改性后的木质纤维素。
通过采用上述技术方案，木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素三部分组成，而木质素能够溶解于碱性溶液中，氢氧化钠溶液中的OH-能够削弱纤维素和半纤维素之间的氢键及皂化半纤维素和木质素分子之间的酯键，从而引起木质纤维原料润胀，结果导致内部表面积增加，防水涂料更易进入木质纤维素内部，木质纤维素掺入防水涂料中后，可起到包裹粘结各组分的作用，减少裂纹的产生，提升了防水涂料的抗裂性能。
本发明的进一步设置为：所述稳定剂为淀粉-羧甲基纤维素共聚物。
通过采用上述技术方案，淀粉为具有粘结性的高分子化合物，其可增强防水涂料的粘附性能，提升各组分的粘结强度，以此提升防水涂料的稳定性；羧甲基纤维素溶于水后，其水溶液具有黏接、乳化及悬浮等作用，以此提高了防水涂料中水相的黏度，其能够均匀分散在微粒表面，在微粒表面形成界面膜，使微粒相互碰撞而不易聚结，以此减少防水涂料出现絮凝、沉降的问题，提升了防水涂料的稳定性；同时羧甲基纤维素可与淀粉形成多维网状结构，多维网状结构分散在防水涂料中，可防水涂料各组分通过网状结构粘接在一起，可减少微观上组分的分离，以此对防水涂料的抗裂性有所提升。
本发明的进一步设置为：所述淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法包括如下步骤：
1)、将淀粉加热至糊化状态；2)、将糊化后的淀粉中加入引发剂，搅拌混合均匀；3)、将羧甲基纤维素加入至水中，搅拌混合均匀形成羧甲基纤维素水溶液；4)、将步骤2)中的混料加入至羧甲基纤维素水溶液中，在45℃下水浴加热并搅拌；5)、将步骤4)中的混合料挤出成型，得淀粉-羧甲基纤维素共聚物。
通过采用上述技术方案，首先对淀粉进行糊化，可使淀粉分子之间的氢键断开，其聚合度降低，有利于淀粉与羧甲基纤维素的共聚；引发剂的加入使淀粉的大分子链上的自由基增加，羧甲基纤维素更易与淀粉聚合；操作过程简单，且淀粉与羧甲基纤维素的聚合度高。
本发明的进一步设置为：所述引发剂为FeSO4-H2O2引发剂。
通过采用上述技术方案，为一种水溶性的氧化还原引发剂，较易分散在体系中，且引发反应所需的活化能较低，对反应的温度要求不高，且有较快的聚合速率，提升了淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备料率。
本发明的进一步设置为：所述分散剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯中任意一种。
通过采用上述技术方案，分散剂可使体系中的各组分均匀地分散在水中，形成稳定的悬浮液，避免出现絮凝和分层现象。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、丙烯酸酯类乳液作为基料，乳化沥青与丙烯酸酯类乳液混合，因乳化沥青具有良好的分散性、弹性及韧性，可提升防水涂料的防水效果，抗裂剂填补在涂料组分的缝隙内，增强涂料的密实度，以此减少微小裂纹的产生，从而提升了防水涂料的抗裂性能；
2、木质纤维素为有机絮状纤维物质，且木质纤维素具有良好的柔韧性和分散形，其混入涂料中后可填充涂料各组分之间的缝隙，增强各组分之间的连接强度，抑制微观上各组分之间的分离，从而减少了宏观裂纹的产生，以此提升了防水涂料的抗裂性能；
3、羧甲基纤维素可与淀粉形成多维网状结构，多维网状结构分散在防水涂料中，可防水涂料各组分通过网状结构粘接在一起，可减少微观上组分的分离，以此对防水涂料的抗裂性有所提升。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
丙烯酸酯类乳液购自东联北方科技(北京)有限公司生产的BA-2100乳液；引发剂为 FeSO4-H2O2引发剂。
实施例1：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例1原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素进行改性处理，改性处理的步骤如下：
1)、将木材洗净、烘干、切割成1m3的方块；
2)、将切割后的木块放置在质量分数为4％的氢氧化钠溶液中先搅拌30min，再浸泡12h；
3)、将步骤2)中的木块捞出、洗净并烘干，然后将其粉碎并球磨至粒度为100目，即得改性后的木质纤维素。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法包括如下步骤：
1、将重量份的淀粉加热70℃，并搅拌3h至糊化状态；
2)、将糊化后的淀粉中加入FeSO4-H2O2引发剂，搅拌30min，使其混合均匀；
3)、将重量份的羧甲基纤维素加入至1L水中，搅拌混合均匀形成羧甲基纤维素水溶液；
4)、将步骤2)中的混料加入至羧甲基纤维素水溶液中，在45℃下水浴加热并搅拌1h；
5)、将步骤4)中的混合料挤出成型，得淀粉-羧甲基纤维素共聚物。
实施例2：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，同实施例1。
其中，木质纤维素未进行改性处理。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例3：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例3原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
实施例4：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例4原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
实施例5：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例5原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
实施例6：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，同实施例1。
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法包括如下步骤：
1、将重量份的淀粉与FeSO4-H2O2引发剂，搅拌30min，使其混合均匀；
2)、将重量份的羧甲基纤维素加入至1L水中，搅拌混合均匀形成羧甲基纤维素水溶液；
3)、将步骤1)中的混料加入至羧甲基纤维素水溶液中，在45℃下水浴加热并搅拌1h；
4)、将步骤3)中的混合料挤出成型，得淀粉-羧甲基纤维素共聚物。
实施例7：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例7原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例8：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例8原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例9：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例9原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例10：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例10原料组成和重量份数配比表
其中，淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例11：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例11原料组成和重量份数配比表
其中，淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例12：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例12原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例13：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例13原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
实施例14：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配比，如下表所示：
实施例14原料组成和重量份数配比表
其中，淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
对比例1：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配，如下表所示：
对比例1原料组成和重量份数配比表
其中，淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法，同实施例一。
对比例2：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配，如下表所示：
对比例2原料组成和重量份数配比表
其中，木质纤维素的改性处理步骤，同实施例一。
对比例3：
一种聚合物改性沥青防水涂料，其原料组成和重量份数配，如下表所示：
对比例3原料组成和重量份数配比表
性能检测：
对由实施例1-14及对比例1-3制备的聚合物改性沥青防水涂料进行取样，对样品进行以下性能检测试验。
试验按《聚合物乳液建筑防水涂料》(JC/T864-2008)标准进行，试验主要仪器有DTS-6 不透水仪、QDK型动态抗裂性试验机。
标准试验条件：温度25℃、相对湿度60％，试验前先将样品及所用器具在标准试验条件下至少放置24小时。
试样制备：将在标准试验条件下放置后的样品搅拌均匀，在不混入气泡的情况下倒入模框中涂覆，试样制备时至少分三次涂覆，后道涂覆应在前道涂层成膜后进行，在72h以内使涂膜厚度达到2.0±0.2mm。制备好的试样在标准条件下养护168h，脱模后，再经50±2℃干燥箱中烘24h，取出后在标准条件下放置4h以上，得试样。
不透水性测定：
将试样切割成150mm×150mm的试件，试件在标准条件下放置lh，并在标准条件下将洁净的白来水注入不透水试验仪中至溢满，开启进水阀，接着加水压，使贮水罐的水充出，清除空气。将试件涂层面迎水置于不透水仪的圆盘上，再在试件上加一块相同尺寸，孔径为0.2mm 的铜丝网布启动压紧，开启进水阀，关闭总水阀，施加压力至规定值，保持该压力30min卸压，取下试件，观察并记录有无渗水现象，并记录在如下性能检测表中：
不透水性性能检测表
抗裂性能测定：
将样品涂料的刮涂在200×150(mm)的石棉水泥板上，厚度为2mm，保证表面平整无气泡。将刮涂好的试板在标准环境下(温度：23±2℃；湿度50±5％)养护7天，每一样品应同时制备3块试板。将试板放在动态抗开裂试验仪)上，有涂料层的一面向上，转动螺杆使顶刀上升，当刀口与试板接触后，应减缓顶刀上升速度，注意观察石棉水泥板的空白区域，当发现裂纹出现后，应使用读数显微镜观察并随时记录裂纹宽度，任一组样品取三次测试结果的算术平均值作为最终结果。
抗裂性能检测表
由不透水性性能检测表及抗裂性能检测表中的检测结果可知：
1、实施例1-14与对比例1-3相比：实施例1-14的样品，在检测压力为0.1MPa时，不透水性与对比例1-3的防水性能相差不大；而在0.2MPa和0.3MPa时，实施例1-14的不透水性明显优于对比例1-3，说明稳定剂及抗裂剂的加入可在一定程度上提升防水涂料的防水性能。
2、实施例1与实施例2相比：实施例1的抗裂性优于实施例2的抗裂性，说明对木质纤维素经过改性处理后，木质纤维素的内部表面积增加，防水涂料更易进入木质纤维素内部，木质纤维素掺入防水涂料中后，可起到包裹粘结各组分的作用，对防水涂料的抗裂性有较好的提升作用。
3、实施例1与实施例3-5相比：实施例1的抗裂性优于实施例3-5的抗裂性，说明稳定性选用淀粉-羧甲基纤维素复配物时，防水涂料的抗裂性能最好，可能是羧甲基纤维素可与淀粉形成多维网状结构，多维网状结构分散在防水涂料中，可防水涂料各组分通过网状结构粘接在一起，可减少微观上组分的分离，以此对防水涂料的抗裂性有所提升。
4、实施例1与实施例6相比：实施例1的抗裂性优于实施例6的抗裂性，说明淀粉-羧甲基纤维素复配物制备过程中，对淀粉进行糊化，可提升防水涂料的防水性能，可能是糊化使淀粉分子之间的氢键断开，其聚合度降低，有利于淀粉与羧甲基纤维素的共聚。
5、实施例1与实施例7-8相比：实施例1的抗裂性优于实施例7-8的抗裂性，说明木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠的重量份数比为2：1：1时，防水涂料的防裂性能最好。
6、实施例1与实施例9-14相比：实施例1的抗裂性优于实施例9-14的抗裂性，说明抗裂剂为木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠三者混配时，防水涂料的抗裂性能最好，可能是聚丙烯酸钠良好的分散性，可使煅烧高岭土可均匀分散在木质纤维素与涂料分子间的空隙内，降低了防水涂料的孔隙率，使防水涂料更加密实，组分间的迁移更加困难，以此提升了防水涂料的抗裂性能。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
丙烯酸酯类乳液 290-310份、重钙粉290-310份、乳液沥青290-310份、分散剂 1.5-2.5份、消泡剂2-4份、水 80-100份、杀菌剂 1-2份、增稠剂 2-3份、稳定剂 1-2份、抗裂剂 1.2-2份。
2.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述防开裂剂包括木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠其中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述防开裂剂中木质纤维素、煅烧高岭土及聚丙烯酸钠的重量份数比为2:1:1。
4.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述木质纤维素进行改性处理，改性处理的步骤如下：1）、将木材洗净、烘干、切割成1m3-2m3的方块；2）、将切割后的木块放置在质量分数为4%的氢氧化钠溶液中先进行搅拌，再浸泡；3）、将步骤2）中的木块捞出、洗净并烘干，然后将其粉碎并球磨至粒度小于120目，即得改性后的木质纤维素。
5.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述稳定剂为淀粉-羧甲基纤维素共聚物。
6.根据权利要求5所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述淀粉-羧甲基纤维素共聚物的制备方法包括如下步骤：1）、将淀粉加热至糊化状态；2）、将糊化后的淀粉中加入引发剂，搅拌混合均匀；3）、将羧甲基纤维素加入至水中，搅拌混合均匀形成羧甲基纤维素水溶液；4）、将步骤2）中的混料加入至羧甲基纤维素水溶液中，在45℃下水浴加热并搅拌；5）、将步骤4）中的混合料挤出成型，得淀粉-羧甲基纤维素共聚物。
7.根据权利要求6所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述引发剂为FeSO4-H2O2引发剂。
8.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青防水涂料，其特征在于：所述分散剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯中任意一种。
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