CN113845802B - 防水涂料组合物、防水涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑防水材料领域,公开了一种防水涂料组合物、一种防水涂料及其制备方法和应用。该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分:聚合物乳液、硅酸盐溶液、填料、石英砂、增稠剂、防腐剂、消泡剂、水、无机色浆;所述聚合物乳液为玻璃化转变温度为20‑30℃,固含量为47‑48wt%的苯丙乳液;所述硅酸盐溶液选自硅酸钾溶液、硅酸钠溶液中的至少一种。采用本发明提供的防水涂料组合物制备得到的防水涂料具有较高的粘接强度以及较低漆膜收缩率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防水材料领域,具体地,涉及一种防水涂料组合物、一种防水涂料及其制备方法和应用。
背景技术
房屋等建筑,通常使用釉面砖、玻化砖等瓷砖装饰墙面。但是,这类瓷砖吸水率很低,贴砖面毛孔率低,以至于普通水泥很难渗入毛细孔形成机械锚固力,导致粘接力低而掉砖。
目前,通常采用瓷砖背胶来增强水泥与瓷砖之间的界面粘接强度。瓷砖背胶为高分子聚合物乳液,其中含有的长链分子能渗入瓷砖基层毛孔,形成拉力;并且,瓷砖背胶弹性好,能够抵御温度变化与建筑微型形变产生的震动,提高瓷砖的粘接力。
然而,瓷砖背胶为有机水性聚合物乳液,与无机水泥亲和力差,时间长易出现老化损坏现象。并且,乳液中水分含量高,漆膜成膜过程中随着水分挥发,漆膜收缩率高;而乳液与水泥未发生化学反应,粘接力不够,从而导致容易掉砖。
CN111073402A公开了一种绿色环保型高附着力建筑用底漆及其制备方法,包括以下组分:聚合物乳液,硅酸钾溶液,pH调节剂,冻融稳定剂,分散剂,润湿剂,消泡剂,颜料,增稠剂,成膜助剂,基材润湿剂以及水。该现有技术虽然提高了底漆的抗返碱,加固了基材提高了基材与底漆的粘结强度。但是,该现有技术的产品固含量偏低,漆膜收缩程度大,不适合界面之间的粘接,且粘度偏稀,容易流挂。
因此,有必要提供一种新的瓷砖背胶。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的瓷砖背胶与水泥界面粘接强度较低且漆膜成膜过程中收缩率较高从而导致容易掉砖的问题。
发明人在研究中发现,苯丙乳液-硅酸盐有机无机复合涂料中的苯丙乳液对低吸水率瓷砖的渗透性强,能够渗入到瓷砖毛细孔和微小裂缝孔中形成机械锚固力,从而提高瓷砖与水泥界面的粘结强度;同时硅酸盐与水泥中的Ca2+反应生成硅酸钙凝胶物质,能够有效提高瓷砖与水泥界面的粘接强度;且其中的石英砂能够抵消漆膜的收缩应力从而降低掉砖风险,有鉴于此,形成了本发明的方案。
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种防水涂料组合物,该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分:
聚合物乳液、硅酸盐溶液、填料、石英砂、增稠剂、防腐剂、消泡剂、水、无机色浆;
所述聚合物乳液为玻璃化转变温度为20-30℃,固含量为47-48wt%的苯丙乳液;
所述硅酸盐溶液选自硅酸钾溶液、硅酸钠溶液中的至少一种;且所述硅酸盐溶液的pH值为12.0-13.0,固含量为24-36wt%;
在所述组合物中,所述聚合物乳液的含量为550-650重量份,所述硅酸盐溶液的含量为95-105重量份,所述填料的含量为10-15重量份,所述石英砂的含量为180-220重量份,所述增稠剂的含量为0.2-0.4重量份,所述防腐剂的含量为1-2重量份,所述消泡剂的含量为1-2重量份,所述水的含量为80-90重量份,所述无机色浆的含量为3-5重量份。
本发明的第二方面提供一种制备防水涂料的方法,该方法包括,将前述第一方面中所述的防水涂料组合物中的各组分进行混合;将各组分进行混合的步骤包括:
(1)将聚合物乳液进行分散处理,得到聚合物乳液I;
(2)将所述聚合物乳液I与组分A进行第一混合,得到第一混合物;所述组分A中含有水、增稠剂、消泡剂、防腐剂;
(3)将所述第一混合物与组分B进行第二混合,得到第二混合物;所述组分B中含有填料、石英砂;
(4)将所述第二混合物与组分C进行第三混合,得到第三混合物;所述组分C中含有硅酸盐溶液,且所述硅酸盐溶液的pH值为12.0-13.0,固含量为24-36wt%;
(5)将所述第三混合物与组分D进行第四混合,得到所述防水涂料;所述组分D中含有无机色浆。
本发明的第三方面提供一种由前述第二方面中所述的方法制备的得到的防水涂料。
本发明的第四方面提供一种前述第三方面中所述的防水涂料在瓷砖背胶中的应用。
本发明采用聚合物苯并乳液与硅酸盐溶液复配的体系,并辅以填料、石英砂、增稠剂、防腐剂等助剂,提供了具有良好加工性能的组合物,且采用本发明的组合物制备得到的防水涂料对低吸收率的瓷砖具有较强的渗透能力,同时还具有较高的粘接强度和较低的漆膜收缩率,能够有效地减少掉砖现象。
本发明提供的防水涂料应用时具有即刷即贴、无需晾置、施工简单的优点。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
需要说明的是,在本发明中,所述防水涂料组合物中水的含量不包括所述聚合物乳液、所述硅酸盐溶液以及所述无机色浆中可能含有的水。
如前所述,本发明的第一方面提供了一种防水涂料组合物,该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分:
聚合物乳液、硅酸盐溶液、填料、石英砂、增稠剂、防腐剂、消泡剂、水、无机色浆;
所述聚合物乳液为玻璃化转变温度为20-30℃,固含量为47-48wt%的苯丙乳液;
所述硅酸盐溶液选自硅酸钾溶液、硅酸钠溶液中的至少一种;且所述硅酸盐溶液的pH值为12.0-13.0,固含量为24-36wt%;
在所述组合物中,所述聚合物乳液的含量为550-650重量份,所述硅酸盐溶液的含量为95-105重量份,所述填料的含量为10-15重量份,所述石英砂的含量为180-220重量份,所述增稠剂的含量为0.2-0.4重量份,所述防腐剂的含量为1-2重量份,所述消泡剂的含量为1-2重量份,所述水的含量为80-90重量份,所述无机色浆的含量为3-5重量份。
优选地,所述硅酸盐溶液为硅酸钾溶液和硅酸钠溶液的组合。
根据一种优选的实施方式,所述硅酸钠溶液和所述硅酸钾溶液的用量重量比为1:3-4。本发明的发明人发现,该优选实施方式下,获得的防水涂料具有更好的漆膜耐水性以及更高的粘接强度。
根据另一种优选的实施方式,所述硅酸钾溶液和所述硅酸钠溶液的固含量各自独立为24-36wt%,所述硅酸钾溶液和所述硅酸钠溶液的模数各自独立为2.8-3.3。
优选地,所述填料的平均粒径为15-40μm。
优选地,所述填料选自煅烧高岭土、重质碳酸钙中的至少一种。
优选地,所述石英砂的平均粒径为150-180μm。本发明的发明人发现,该优选情况下,获得的防水涂料具有更低的漆膜收缩率。
优选情况下,所述增稠剂选自低粘度纤维素醚、聚羧酸类碱溶胀增稠剂中的至少一种。示例性地,所述增稠剂可以为羟乙基纤维素醚、聚羧酸。
优选地,所述防腐剂选自异噻唑啉酮类防腐剂中的至少一种。示例性地,所述防腐剂可以为卡松防腐剂。
优选地,所述消泡剂选自矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂中的至少一种。示例性地,所述消泡剂可以为购自江门市菲高贸易有限公司的矿物油类消泡剂。
优选地,所述无机色浆选自耐碱性强的铁系色浆中的至少一种。示例性地,所述无机色浆可以为氧化铁红。
本发明对制备前述防水涂料的方法没有特别的限制,本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。但是,为了获得粘接强度更高、漆膜收缩率更低的防水涂料,本发明提供一种优选的具体实施方式。如前所述,本发明的第二方面提供了一种制备防水涂料的方法,该方法包括,将前述第一方面中所述的防水涂料组合物中的各组分进行混合;将各组分进行混合的步骤包括:
(1)将聚合物乳液进行分散处理,得到聚合物乳液I;
(2)将所述聚合物乳液I与组分A进行第一混合,得到第一混合物;所述组分A中含有水、增稠剂、消泡剂、防腐剂;
(3)将所述第一混合物与组分B进行第二混合,得到第二混合物;所述组分B中含有填料、石英砂;
(4)将所述第二混合物与组分C进行第三混合,得到第三混合物;所述组分C中含有硅酸盐溶液,且所述硅酸盐溶液的pH值为12.0-13.0,固含量为24-36wt%;
(5)将所述第三混合物与组分D进行第四混合,得到所述防水涂料;所述组分D中含有无机色浆。
本发明的第二方面涉及的各个组分的用量、种类与本发明的第一方面所述的相应组分的含量、种类相同,在此不再赘述,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
优选地,在步骤(1)中,所述分散处理的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为600-800rpm,时间为2-3min,温度为20-25℃。
优选地,在步骤(2)中,所述第一混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1000-1200rpm,时间为3-5min,温度为20-25℃。
优选情况下,在步骤(3)中,所述第二混合至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1500-1700rpm,时间为20-25min,温度为20-25℃。
优选地,在步骤(4)中,所述第三混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1200-1300rpm,时间为5-15min,温度为20-25℃。
需要说明的是,本发明对所述第三混合的方式没有特别的限制,本领域技术人员可以本领域内根据已知的技术手段进行选择,本发明的后文中示例性地提供一种优选的具体实施方式,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
优选地,在步骤(5)中,所述第四混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1200-1300rpm,时间为3-4min,温度为20-25℃。
如前所述,本发明的第三方面提供了一种由前述第二方面中所述的方法制备的得到的防水涂料。
如前所述,本发明的第四方面提供了一种前述第三方面中所述的防水涂料在瓷砖背胶中的应用。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实施例中,在没有特别说明的情况下,使用的各种原料均为市售品。
在没有特别说明的情况下,本发明中的重量份表示10g。
需要说明的是,本发明中的室温表示25±2℃。
聚合物乳液:
苯丙乳液I:牌号1103,玻璃化转变温度:25℃,固含量:47wt%,购自江门金桥新材料有限公司。
苯丙乳液II:牌号3130P,玻璃化转变温度:22℃,固含量:48wt%,购自江门金桥新材料有限公司。
苯丙乳液III:牌号300L,玻璃化转变温度:10℃,固含量:47wt%,购自中山市巴德富化工科技有限公司。
苯丙乳液IV:牌号1105,玻璃化转变温度:25℃,固含量:44wt%,购自江门金桥新材料有限公司。
硅酸盐溶液:
硅酸钾溶液I:固含量:24wt%,模数2.8,pH值为12.5,购自厦门培藤材料科技有限公司。
硅酸钾溶液II:固含量:26wt%,模数2.8,pH值为13.2,购自厦门培藤材料科技有限公司。
硅酸钠溶液:固含量:36wt%,模数3.3,pH值为13.0,购自嘉善县优瑞耐火材料有限公司。
硅酸锂溶液:固含量:24wt%,模数2.8,pH值为13.0,购自厦门培藤材料科技有限公司。
填料:煅烧高岭土,平均粒径为25μm,购自忻州金诚高岭土制品有限公司。
石英砂:
石英砂I:平均粒径为160μm,购自如皋市中如化工有限公司。
石英砂II:平均粒径为180μm,购自如皋市中如化工有限公司。
石英砂III:平均粒径为200μm,购自如皋市中如化工有限公司。
增稠剂:
增稠剂I:羟乙基纤维素醚,购自北京东方澳汉有限公司。
增稠剂II:聚羧酸,牌号T-615,购自阿克苏诺贝尔特种化学(上海)有限公司。
防腐剂:卡松防腐剂,购自佛山市蓝亚化工有限公司。
消泡剂:
消泡剂I:聚硅氧烷乳液,牌号105509,购自广州市科峰化工有限公司。
消泡剂II:矿物油类,牌号105107,购自江门市菲高贸易有限公司。
水:去离子水。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的防水涂料组合物按照表1中的配方和工艺参数,并按如下所述的方法制备防水涂料。
所述制备防水涂料的方法包括以下步骤:
(1)室温下,将苯丙乳液I以800rpm的转速搅拌3min,得到苯丙乳液I-1;
(2)室温下,将所述苯丙乳液I-1与组分A中的水、增稠剂、消泡剂、防腐剂以1000rpm的转速搅拌5min,得到第一混合物;
(3)室温下,将所述第一混合物与组分B中的填料、石英砂以1500rpm的转速搅拌20min,得到第二混合物;
(4)室温下,将硅酸盐溶液以10kg/min的速度加入所述第二混合物中,并以1200rpm的转速搅拌8min,得到第三混合物;
(5)室温下,将所述第三混合物与组分D中的无机色浆以1200rpm的转速搅拌4min,得到防水涂料T1。
在没有特别说明的情况下,实施例2采用与实施例1相同的流程进行,不同的是所采用的防水涂料组合物配方和工艺参数不同,制备得到防水涂料T2,具体参见表1中。
实施例3
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备防水涂料,所不同的是:仅使用硅酸钠溶液,且本实施例中的硅酸钠溶液的用量为实施例1中的硅酸钾溶液I和硅酸钠溶液的用量之和,制备得到防水涂料T3,具体参见表1。
实施例4
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备防水涂料,所不同的是:将石英砂I等重量替换为石英砂III,制备得到防水涂料T4,具体参见表1。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备防水涂料,所不同的是:将苯丙乳液I等重量替换为苯丙乳液III,制备得到防水涂料DT1,具体参见表1。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备防水涂料,所不同的是:将苯丙乳液I等重量替换为苯丙乳液IV,制备得到防水涂料DT2,具体参见表1。
对比例3
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备防水涂料,所不同的是:将硅酸钾溶液I等重量替换为硅酸锂溶液,制备得到防水涂料DT3,具体参见表1。
对比例4
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备防水涂料,所不同的是:将硅酸钾溶液I等重量替换为硅酸钾溶液II,制备得到防水涂料DT4,具体参见表1。
测试例1
将实施例和对比例制备得到的防水涂料按照标准JCT 547-2017-陶瓷砖胶粘剂-D1型膏状乳液基胶粘剂进行测试,具体测试结果见表2。
其中,漆膜伸缩率采用以下方法进行测试:漆膜湿膜统一厚度为1.5mm,漆膜湿膜在标准状态(23℃、相对湿度为50%)放置12小时后得到漆膜干膜,测试漆膜干膜厚度,漆膜湿膜厚度与漆膜干膜厚度的厚度差同漆膜湿膜厚度的百分比,即为收缩率。
表1
续表1
表2
通过表2的结果可以看出,采用本发明提供的防水涂料组合物制备得到的防水涂料具有较高的粘接强度以及较低漆膜收缩率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防水涂料组合物,其特征在于,该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分:
聚合物乳液、硅酸盐溶液、填料、石英砂、增稠剂、防腐剂、消泡剂、水、无机色浆;
所述聚合物乳液为玻璃化转变温度为20-30℃,固含量为47-48wt%的苯丙乳液;
所述硅酸盐溶液选自硅酸钾溶液、硅酸钠溶液中的至少一种;且所述硅酸盐溶液的pH值为12.0-13.0,固含量为24-36wt%;
在所述组合物中,所述聚合物乳液的含量为550-650重量份,所述硅酸盐溶液的含量为95-105重量份,所述填料的含量为10-15重量份,所述石英砂的含量为180-220重量份,所述增稠剂的含量为0.2-0.4重量份,所述防腐剂的含量为1-2重量份,所述消泡剂的含量为1-2重量份,所述水的含量为80-90重量份,所述无机色浆的含量为3-5重量份。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述硅酸盐溶液为硅酸钾溶液和硅酸钠溶液的组合;和/或,
所述硅酸钾溶液和所述硅酸钠溶液的固含量各自独立为24-36wt%,所述硅酸钾溶液和所述硅酸钠溶液的模数各自独立为2.8-3.3。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述填料的平均粒径为15-40μm;和/或,
所述填料选自煅烧高岭土、重质碳酸钙中的至少一种;和/或,
所述石英砂的平均粒径为150-180μm。
4.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述增稠剂选自低粘度纤维素醚、聚羧酸类碱溶胀增稠剂中的至少一种;和/或,
所述防腐剂选自异噻唑啉酮类防腐剂中的至少一种;和/或,
所述消泡剂选自矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂中的至少一种;和/或,
所述无机色浆选自耐碱性强的铁系色浆中的至少一种。
5.一种制备防水涂料的方法,其特征在于,该方法包括,将权利要求1-4中任意一项所述的防水涂料组合物中的各组分进行混合;将各组分进行混合的步骤包括:
(1)将聚合物乳液进行分散处理,得到聚合物乳液I;
(2)将所述聚合物乳液I与组分A进行第一混合,得到第一混合物;所述组分A中含有水、增稠剂、消泡剂、防腐剂;
(3)将所述第一混合物与组分B进行第二混合,得到第二混合物;所述组分B中含有填料、石英砂;
(4)将所述第二混合物与组分C进行第三混合,得到第三混合物;所述组分C中含有硅酸盐溶液,且所述硅酸盐溶液的pH值为12.0-13.0,固含量为24-36wt%;
(5)将所述第三混合物与组分D进行第四混合,得到所述防水涂料;所述组分D中含有无机色浆。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,在步骤(1)中,所述分散处理的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为600-800rpm,时间为2-3min,温度为20-25℃;和/或,
在步骤(2)中,所述第一混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1000-1200rpm,时间为3-5min,温度为20-25℃。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,在步骤(3)中,所述第二混合至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1500-1700rpm,时间为20-25min,温度为20-25℃;和/或,
在步骤(4)中,所述第三混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1200-1300rpm,时间为5-15min,温度为20-25℃。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,在步骤(5)中,所述第四混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为1200-1300rpm,时间为3-4min,温度为20-25℃。
9.由权利要求5-8中任意一项所述的方法制备得到的防水涂料。
10.权利要求9所述的防水涂料在瓷砖背胶中的应用。
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