CN114933857A - 一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料及其制备方法，一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，包括：以重量份数计的沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。本发明以改性乳化沥青为基料，加入多种乳液、填料、功能助剂制备而成单组分的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具备优异的延伸性能、强度、与基层粘层强度高，可用于种植屋面以及绿化地下建筑的防水工程。

Description

一种耐根穿刺水性橡胶沥青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，特别涉及一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料及其制备方法。

背景技术

种植屋面因为有利于缓解热岛效应，提高空气质量，改善城市环境，减少碳排放实现协调发展的优点而得到社会各界的广泛关注，并在城市建筑备受青睐而大力推广建设。种植屋面的有效寿命主要取决于防水材料的构造及耐根穿刺防水材料的选择，并且随着单体种植屋面的大力推广，耐根穿刺防水材料的需求量也随之剧增。

水性橡胶沥青防水涂料以乳化沥青为基料，辅以多种优质橡胶乳液、丙烯酸乳液、填料及功能助剂制成的单组分防水涂料，其在施工结束后可形成具有防水效果的漆膜，该类产品施工方式简单多样、无需加热、生产运输方便安全，可与改性沥青耐根穿刺防水卷材复合使用，形成的复合防水结构兼具高弹性和高强度，且两者相容性好、粘结能力强，同时具备优良的耐高低温性能和防水性能。

现如今最为广泛的耐根穿刺防水材料是耐根穿刺SBS改性沥青防水卷材，主要以含有阻根剂的SBS聚合物改性沥青作为浸油涂盖层，聚酯纤维类无纺布作为胎基，经配料、剪切、浸渍、成型等工艺并以塑料薄膜进行防粘隔离处理。该类产品具有很好的耐高低温性能，弹性好、强度高、寿命长，广泛应用地下车库顶板、屋顶花园等种植屋面的防水工程。然而该类产品在使用过程中存在接缝多、节点处理麻烦、不能在潮湿基层施工等问题。

耐根穿刺防水涂料在市面不多见，仅聚氨酯类、非固化和水性非固化、喷涂速凝橡胶沥青防水涂料等有相关文献资料。其中聚氨酯类产品为反应型，产品中含有溶剂，且无法与沥青卷材复合使用。非固化产品不能固化成膜，材料强度不足，因此不能及时、有效阻止根系的生长。喷涂速凝橡胶沥青防水涂料为双组份物料。该类型物料为水性产品，而阻根剂为油性材料，两者相容性差，会出现离析的现象，导致阻根效果差。水性非固化基本为概念炒作，也为双组份，和喷涂速凝为同类产品。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，包括：以重量份数计的沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。

更进一步地，所述沥青为70#或90#重交沥青。

更进一步地，所述阻根剂为B2阻根剂。

更进一步地，所述乳化剂为油酸钠、松香酸钠、月桂酸钠、环烷酸钠中的一种或多种组成。

更进一步地，所述乳液为橡胶乳液、丙烯酸乳液、VAE乳液、氯丁胶乳中的一种或多种组成。

更进一步地，所述填料为滑石粉、云母石、硅灰石、碳酸钙、膨润土、高岭土中的一种或多种组成；

所述填料的粒径范围为400～1000目。

更进一步地，所述功能填料为空心玻璃微珠，粒径范围为100～500目。

更进一步地，所述功能助剂为消泡剂、pH调节剂、增稠剂、分散剂、硅烷偶联剂中的多种组成。

更进一步地，所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚醚改性有机硅乳液、矿物油类消泡剂中的一种或多种组成；

所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇胺中的一种或多种组成；

所述增稠剂为纤维素醚、疏水改性乙氧基聚氨酯、碱溶胀丙烯酸乳液中的一种或多种组成；

所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物中的一种或多种组成。

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

将基质沥青进行加热至第一设定温度后，加入阻根剂和功能助剂，搅拌分散后得到改性沥青；

将水加热至第二设定温度，在水中加入乳化剂和功能助剂，搅拌溶解后配置成皂液；

将改性沥青与皂液按重量比经胶体磨分散，制成改性乳化沥青；

将乳液和改性乳化沥青加入配料缸中，按第一搅拌转速搅拌后，将功能助剂加入到配料缸中，按第二搅拌转速搅拌后，将填料、功能填料加入到配料缸中，按第三搅拌转速搅拌后，得到耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料。

更进一步地，所述耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料中沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)以改性乳化沥青作为基料，加入多种乳液、填料、功能助剂而成的单组分具备耐根穿刺的特种功能水性橡胶沥青防水涂料，该产品兼具优异的延伸性能和强度、与基层粘结强度高、可用于种植屋面以及绿化地下建筑的防水工程；

2)水性产品低碳环保，施工过程中无需二次加热，潮湿基层亦可正常施工；

3)所添加的阻根剂具有类植物激素作用，当植物根系尖端与防水层接触时，防水层中的阻根剂会对植物的根系起抑制作用从而保证防水层的完整，由于抑制根系生长过程较为缓慢而本发明的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的高延伸和高强度可以确保产品不被根系穿刺；

4)阴角等阻根薄弱部位，通过经增糙处理的HDPE膜，进行增强处理，达到全方位阻根的效果；

5)本发明产品可与耐根穿刺改性沥青卷材在种植屋面或绿化地下建筑中复合使用，实现与基层满粘、无接缝的复合体系，充分发挥涂料与卷材各自的优势，并弥补劣势，使防水阻根效果覆盖更全面，不留死角。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构来实现和获得。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出的一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，包括：以重量份数计的沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。

沥青为70#或90#重交沥青。

阻根剂为B2阻根剂。优选地，阻根剂为德国朗盛B2阻根剂。

乳化剂为油酸钠、松香酸钠、月桂酸钠、环烷酸钠中的一种或多种组成。

乳液为橡胶乳液、丙烯酸乳液、VAE乳液、氯丁胶乳中的一种或多种组成。丙烯酸乳液，粒径小、相容性好，具有突出的耐水性和耐候性，与多种表面有良好的粘结效果。橡胶乳液能显著的提升产品的耐高低温性能，具有突出的延伸性和抗老化性能。防水涂料因阻根剂的加入导致防水涂料的拉伸强度和延伸率下降，因此引入一种橡胶改性剂(氯丁胶乳)进行加强，提高产品的拉伸强度和延伸率。

填料为滑石粉、云母石、硅灰石、碳酸钙、膨润土、高岭土中的一种或多种组成，其中，填料的粒径范围为400～1000目。

功能填料为空心玻璃微珠，粒径范围为100～500目。其中，防水涂料中加入阻根剂，虽然会大幅度改善涂料的产品性能，但会导致干燥时间变长。为此在防水涂料中添加空心玻璃微珠，形成灯芯效应，加速组分中水挥发，提高干燥速度。

功能助剂为消泡剂、pH调节剂、增稠剂、分散剂、硅烷偶联剂中的多种组成；消泡剂为磷酸三丁酯、聚醚改性有机硅乳液、矿物油类消泡剂中的一种或多种组成；pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇胺中的一种或多种组成；增稠剂为纤维素醚、疏水改性乙氧基聚氨酯、碱溶胀丙烯酸乳液中的一种或多种组成；分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物中的一种或多种组成。

耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料与普通水性沥青防水涂料施工方式相同；在干燥成膜过程中，随着水分不断蒸发改性乳化沥青及橡胶乳液破乳，改性乳化沥青、橡胶乳液、填料充分混合形成均匀的漆膜。

本发明还提出一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

将基质沥青进行加热至第一设定温度后，加入阻根剂和硅烷偶联剂，搅拌分散后得到改性沥青；优选地，第一设定温度为160℃；搅拌的具体设置为搅拌时间30min，搅拌转速400RPM；

将水加热至第二设定温度，在水中加入乳化剂和分散剂(功能助剂)，搅拌至充分溶解后配置成皂液；优选地，第二设定温度为60℃；

将改性沥青与皂液按重量比同时经胶体磨分散形成改性乳化沥青；分散过程中改性沥青与皂液均是按重量比等比例加入。其中，在乳化剂和分散剂的作用下，含有阻根剂的改性沥青形成无数个沥青微滴表面包裹着乳化剂和分散剂；乳化剂分子量小在乳化过程中可以快速吸附到沥青微滴表面形成水包油结构，分散剂为长链烷基疏水改性天然大分子，一个疏水改性天然大分子上有可以接枝的多个长链烷基，其长链烷基结构可以穿过乳化剂分子间隙***到沥青中，同时疏水改性天然大分子基体上的亲水基团和乳化剂的亲水部分有极强的相互作用力，使疏水改性天然大分子可以与乳化剂紧密结合到一起，这个疏水改性天然大分子和乳化剂的结合形成分子铆钉使整个微滴结构极为稳定；

将乳液和改性乳化沥青加入配料缸中，按第一搅拌转速搅拌30min后，将消泡剂、pH调节剂和增稠剂(功能助剂)加入到配料缸中，按第二搅拌转速搅拌30min后，将填料、功能填料加入到配料缸中，按第三搅拌转速搅拌60min后，得到耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料。其中，第一搅拌转速＜第二搅拌转速＜第三搅拌转速；优选地，第一搅拌转速为400RPM；第二搅拌转速为500RPM；第三搅拌转速为600RPM。通过逐步提高搅拌速度，能够使制备的防水涂料分散更加均匀。

耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料中沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。

本发明提出的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，从工艺上对现有技术进行优化改进。现有技术均为对基质沥青先乳化后改性，即将油性的阻根剂加入到水性的乳化沥青中进行改性，但存在油性阻根剂与水性乳化沥青涂料存在相容性问题，在使用过程中涂料中的阻根剂会逐步流失，最终失去作用。本发明首先将油性阻根剂在基质沥青中分散均匀，使之形成稳定均匀的整体，然后进行乳化，与现有技术相比，该体系更稳定，因此在使用过程中阻根剂可以更长时间发挥作用，稳定性更强。

实施例1-6以及对比例1的具体配比数据(以重量份数计，单位：份)如表1所示。

表1配比数据

实施例1

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

首先将70#重交沥青加热至160℃后，加入B2阻根剂，开启搅拌分散30min，搅拌转速设置为400RPM，得到改性沥青；

将水加热至60℃，在水中加入油酸钠和十二烷基硫酸钠，搅拌使其充分溶解配置成皂液；

将改性沥青与皂液按重量比经胶体磨分散，制成改性乳化沥青；

将丙烯酸乳液和改性乳化沥青依次加入到配料缸中，开启搅拌分散30min，搅拌转速为400RPM；将乙醇胺、磷酸三丁酯、碱溶胀丙烯酸乳液加入到配料罐中，将搅拌转速提升至500RPM，搅拌分散30min；最后加入滑石粉，搅拌转速提升至600RPM分散60min，结束后得到耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，将成品灌装包装。

实施例2

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。实施例2中耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法与实施例1相同，区别在于加入滑石粉时，同时加入空心玻璃微珠。

实施例3

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。实施例3中耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

首先将70#重交沥青加热至160℃后，加入B2阻根剂，开启搅拌分散30min，搅拌转速设置为400RPM，得到改性沥青；

将水加热至60℃，在水中加入油酸钠和十二烷基硫酸钠，搅拌使其充分溶解配置成皂液；

将改性沥青与皂液按重量比经胶体磨分散，制成改性乳化沥青；

将丙烯酸乳液、氯丁胶乳和改性乳化沥青依次加入到配料缸中，开启搅拌分散30min，搅拌转速为400RPM；将乙醇胺、磷酸三丁酯、碱溶胀丙烯酸乳液加入到配料罐中，将搅拌转速提升至500RPM，搅拌分散30min；最后加入滑石粉和空心玻璃微珠，搅拌转速提升至600RPM分散60min，结束后得到耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，将成品灌装包装。

实施例4

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。实施例4中耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

首先将70#重交沥青加热至160℃后，加入B2阻根剂和硅烷偶联剂，开启搅拌分散30min，搅拌转速设置为400RPM，得到改性沥青；

将水加热至60℃，在水中加入油酸钠和十二烷基硫酸钠，搅拌使其充分溶解配置成皂液；

将改性沥青与皂液按重量比经胶体磨分散，制成改性乳化沥青；

将丙烯酸乳液、氯丁胶乳和改性乳化沥青依次加入到配料缸中，开启搅拌分散30min，搅拌转速为400RPM；将乙醇胺、磷酸三丁酯、碱溶胀丙烯酸乳液加入到配料罐中，将搅拌转速提升至500RPM，搅拌分散30min；最后加入滑石粉和空心玻璃微珠，搅拌转速提升至600RPM分散60min，结束后得到耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，将成品灌装包装。

实施例5

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。实施例5中的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法与实施例4相同。

实施例6

一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。实施例6中的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法与实施例4相同。

对比例1

一种水性橡胶沥青防水涂料，具体配比如表1所示。对比例1中水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

首先将70#重交沥青加热至160℃后，开启搅拌分散30min，搅拌转速设置为400RPM，得到改性沥青；

将水加热至60℃，在水中加入油酸钠和十二烷基硫酸钠，搅拌使其充分溶解配置成皂液；

将改性沥青与皂液按重量比经胶体磨分散，制成改性乳化沥青；

将丙烯酸乳液和改性乳化沥青依次加入到配料缸中，开启搅拌分散30min，搅拌转速为400RPM；将乙醇胺、磷酸三丁酯、碱溶胀丙烯酸乳液加入到配料罐中，将搅拌转速提升至500RPM，搅拌分散30min；最后加入滑石粉，搅拌转速提升至600RPM分散60min，结束后得到水性橡胶沥青防水涂料，将成品灌装包装。

将上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6和对比例1制备的涂料进行测试，得到的测试数据如表2所示。

表2测试数据

注：阻根体系稳定性以成膜老化试验后阻根剂保留率测定。

对比例1为水性橡胶沥青防水涂料配方体系，各项性能均能满足标准要求。但该水性橡胶沥青防水涂料未添加阻根剂，不具备阻根功能，因此后续调整围绕如何增加材料的阻根功能进行。实施例1中，在维持对比例1体系不变的同时，加入了阻根剂，但阻根剂为油性材料，它的加入破坏了体系原有的平衡，导致干燥时间、粘结强度以及延伸率等性能均出现了明显的下降。为了解决干燥时间的问题，实施例2中引入功能填料：空心玻璃微珠，利用空心玻璃微珠的灯芯效应，加速水分的挥发，通过实验测试，加入8份空心玻璃微珠，性能改善效果较好，且产品造价增加在可接受范围内(相对而言，性价比相对合适)。为了解决粘结强度和延伸率的问题，引入了氯丁胶乳，增加材料的弹性及强度。实验数据显示，加入6份氯丁胶乳，实施例3的材料性能与对比例1接近。实施例4中引入新的助剂——硅烷偶联剂，目的是解决体系阻根性能的稳定性。实施例5和6就功能助剂的添加比例进行了摸索，材料性能更多地体现在材料的稳定性上，对常规物理性能影响较小。但功能助剂比例过高或过低均非最佳性能，同时考虑到体系的成本及实际稳定性需求，选择实施例4。

通过上述测试数据可知，采用本发明方法制备的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料干燥时间短、粘结强度高和断裂延伸率大等优势。

本发明提出的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，以改性乳化沥青作为基料，加入多种乳液、填料、助剂而成的单组分具备耐根穿刺的特种功能水性橡胶沥青防水涂料，该产品兼具优异的延伸性能和强度、与基层粘结强度高、可用于种植屋面以及绿化地下建筑的防水工程；水性产品低碳环保，施工过程中无需二次加热，潮湿基层亦可正常施工；所添加的阻根剂具有类植物激素作用，当植物根系尖端与防水层接触时，防水层中的阻根剂会对植物的根系起抑制作用从而保证防水层的完整，由于抑制根系生长过程较为缓慢而本发明的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的高延伸和高强度可以确保产品不被根系穿刺；阴角等阻根薄弱部位，通过经增糙处理的HDPE膜，进行增强处理，既提高了材料的强度，又利用HDPE的致密结构对阻根性能进行加强，达到全方位阻根的效果；本发明产品可与耐根穿刺改性沥青卷材在种植屋面或绿化地下建筑中复合使用，实现与基层满粘、无接缝的复合体系，充分发挥涂料与卷材各自的优势，并弥补劣势，使防水阻根效果覆盖更全面，不留死角。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，包括：以重量份数计的沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。

2.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述沥青为70#或90#重交沥青。

3.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述阻根剂为B2阻根剂。

4.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述乳化剂为油酸钠、松香酸钠、月桂酸钠、环烷酸钠中的一种或多种组成。

5.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述乳液为橡胶乳液、丙烯酸乳液、VAE乳液、氯丁胶乳中的一种或多种组成。

6.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉、云母石、硅灰石、碳酸钙、膨润土、高岭土中的一种或多种组成；

所述填料的粒径范围为400～1000目。

7.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述功能填料为空心玻璃微珠，粒径范围为100～500目。

8.根据权利要求1所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述功能助剂为消泡剂、pH调节剂、增稠剂、分散剂、硅烷偶联剂中的多种组成。

9.根据权利要求8所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚醚改性有机硅乳液、矿物油类消泡剂中的一种或多种组成；

所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇胺中的一种或多种组成；

所述增稠剂为纤维素醚、疏水改性乙氧基聚氨酯、碱溶胀丙烯酸乳液中的一种或多种组成；

所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物中的一种或多种组成。

10.一种耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基质沥青进行加热至第一设定温度后，加入阻根剂和功能助剂，搅拌分散后得到改性沥青；

将水加热至第二设定温度，在水中加入乳化剂和功能助剂，搅拌溶解后配置成皂液；

将改性沥青与皂液按重量比经胶体磨分散，制成改性乳化沥青；

将乳液和改性乳化沥青加入配料缸中，按第一搅拌转速搅拌后，将功能助剂加入到配料缸中，按第二搅拌转速搅拌后，将填料、功能填料加入到配料缸中，按第三搅拌转速搅拌后，得到耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料。

11.根据权利要求10所述的耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，所述耐根穿刺水性橡胶沥青防水涂料中沥青5～50份、阻根剂0.2～5份、乳化剂0.4～3份、乳液20～50份、填料10～40份、功能填料2～15份、功能助剂0.1～5份和水20～40份。