CN114940865A - 一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料及其制备方法，所述防水涂料包含A组分和B组分，A组分：基质沥青：20～60份；阴离子乳化剂：10～30份；改性剂：20～40份；橡胶乳液：10～20份；稳定剂：1～3份；丙烯酸乳液：10～20份；B组分包含：季戊四醇：10～20份；多硫化钠：5～15份；溴化钙：5～10份；水：50～150份。所述防水涂料先取阴离子乳化剂、稳定剂、改性剂、橡胶乳液、丙烯酸乳液混合得到混合液，将基质沥青高温加热与所述混合液加入胶体磨，得到A组分；再取多硫化钠、季戊四醇、溴化钙、水混合得到B组分；A组分、B组分高压状态下喷射在基层混凝土上，形成可交联速凝橡胶沥青防水涂料。制备得到的防水涂料力学强度高，与基层粘结力强，不会对基层产生锈蚀。
Description
技术领域
本发明涉及防水涂料领域，具体涉及一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着建筑行业的快速发展，防水涂料的应用领域也在逐年拓宽，如应用于地下建筑物基础防水、屋顶防水、地铁防水、水处理厂防水等，从单一的底板、普通屋面防水、隧道等工程到逐步应用于大型市政工程。因此，对防水涂料的要求也是越来越高。目前常用的喷涂型橡胶沥青防水涂料具有耐候性、抗酸性、抗变形等优质特点，因而在建筑领域广泛使用。
但是目前报道的制备方法所制备得到的橡胶沥青防水涂料的力学强度不高、防水涂料组分中大多含有氯离子和硫酸根离子，当防水涂料喷涂到基层混凝土之后，凝结速度慢、干燥时间长，并且残留的硫酸根离子和氯离子会对基层混凝土产生锈蚀，因此限制了橡胶沥青防水涂料的使用范围。
因此，亟需一种力学强度高，不会产生锈蚀的可交联速凝橡胶沥青防水涂料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有防水涂料力学强度不高、与基层的粘接力不足、会导致基层混凝土锈蚀的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，所述的防水涂料包含A组分和B组分，按重量份数计，A组分：B组分＝8:1～10:1；其中，A组分包含：基质沥青：20～60份；阴离子乳化剂：10～30份；改性剂：20～40份；橡胶乳液：10～20份；稳定剂：1～3份；丙烯酸乳液：10～20份；B组分包含：季戊四醇：10～20份；多硫化钠：5～15份；溴化钙：5～10份；水：50～150份。
较佳地，所述的基质沥青为SK-90沥青。
较佳地，所述的改性剂包含氯丁橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶中的任意一种或者任意两种以上的组合。
较佳地，所述的橡胶乳液包含聚氨酯胶乳、丙烯酸酯胶乳、聚乙酸乙烯酯胶乳中的任意一种或者任意两种以上的组合。
较佳地，所述的稳定剂包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚阴离子纤维素中的任意一种或者任意两种以上的组合。
较佳地，所述的A组分中还包含消泡剂。
本发明还提供了一种上述任意一项所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法，所述的制备方法包含以下步骤：
步骤一：配制A组分：取10～30份阴离子乳化剂、1～3份稳定剂、20～40份改性剂、10～20份橡胶乳液、10～20份丙烯酸乳液混合均匀形成混合液，将20～60份基质沥青高温加热至100～105℃后与所述混合液一起加入胶体磨，得到A组分；步骤二：配制B组分；取5～15份多硫化钠、10～20份季戊四醇、5～10份溴化钙、50～150份水混合均匀配成溶液，得到B组分；步骤三：将A组分、B组分加入喷枪中，在喷枪内雾化，通过喷枪的喷嘴喷出，高压状态下喷出过程中A组分和B组分交叉碰撞后喷射到基层混凝土上，形成可交联速凝橡胶沥青防水涂料。
较佳地，步骤一中，所述的混合液里还添加有消泡剂。
较佳地，步骤三中，所述的高压是5Mpa～8Mpa。
本发明的有益效果：
(1)本发明的A组分中，包含有基质沥青、阴离子乳化剂、改性剂氯丁橡胶、橡胶乳液聚氨酯胶乳、稳定剂、丙烯酸乳液，制备A组分时，阴离子乳化剂首先对基质沥青进行乳化得到乳化沥青，氯丁橡胶与乳化沥青具有良好的相容性，能够充分与乳化沥青混合，丙烯酸乳液能够缩小乳化沥青的平均微粒粒径，聚氨酯胶乳能够提高乳化沥青的稳定性；当加入氯丁橡胶、聚氨酯胶乳和丙烯酸乳液进行反应形成橡胶沥青时，可以改进橡胶沥青的各项性质，从而提高橡胶沥青的力学性质、粘黏性以及拉伸强度等性质，并且B组分中的季戊四醇还可作为聚氨酯胶乳的交联剂，聚氨酯胶乳内含有支链，当A组分与B组分混合在一起后，也可促进橡胶沥青的交联；
(2)B组分在防水涂料中起到破乳剂的作用，本发明中的B组分采用多硫化钠作为氧化剂，避开了传统破乳剂中硫酸根和氯离子的残留对混凝土产生锈蚀的问题，多硫化钠含有与过氧化氢中-O-O-键类似的特殊-S-S-键长链，能够促进橡胶沥青交联，形成紧密的网状结构；
(3)使用溴化钙水溶液可以促进A组分中乳化沥青的破乳速度，使得橡胶沥青能够与基层混凝土粘附性更高，快速凝结成膜后，能够在基层混凝土表面形成高弹的防水涂层；
(4)使用的时候通过各组分喷涂到基层混凝土，采用喷涂技术，效率高，可以实现无缝连接和不窜水。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，由A组分和B组分构成
本发明中，基质沥青选用的是SK-90沥青(购自韩国SK公司)。SK-90沥青被乳化时，颗粒均匀、稳定性良好。
本发明中，改性剂选用的是氯丁橡胶，氯丁橡胶其本身具有粘结能力强的作用，添加到橡胶沥青中，能够改变其混合物的气密性、低温柔性，耐化学腐蚀以及耐光、耐臭氧等性质，是橡胶沥青良好的改性剂。
本发明中，A组分中含有聚氨酯胶乳，能够提高橡胶沥青的稳定性。聚氨酯是由聚醚和异氰酸酯经缩聚反应得到的，属于环保型高分子聚合物弹性防水材料，产品无毒无味，具有良好的粘结和不透水性，对砂浆水泥基石面和石材，金属制品都有很强的粘附力，产品的化学性质稳定，能长期经受日光的照射，强度高，延伸率大，弹性好，防水效果好，因此加入聚氨酯胶乳形成的橡胶沥青也具备了这些性质。
本发明中，A组分中含有丙烯酸乳液，B组分中含有季戊四醇，季戊四醇和丙烯酸乳液形成丙烯酸酯，由于其分子结构具有规律长链，能够改变橡胶的耐寒性、低温柔性、耐油性等性质，因此可以缩小乳化沥青的平均微粒粒径，与此同时，季戊四醇还可以作为聚氨酯胶乳的交联剂，促进橡胶沥青的交联。
本发明中，B组分中含有氧化剂多硫化钠，多硫化钠里面具有与过氧化氢中-O-O-键类似的特殊-S-S-键长链，能够促进橡胶沥青的交联，形成紧密的网状结构。橡胶沥青是一种线型高分子，该高分子一条主链上的碳原子的一个H被S取代,由于S可形成2根共价键,所以还可以在另一条主链上取代一个H，从而使线型变成体形，类似于将线条组织成网络，但其中孔隙的尺寸大小各异。硫化时，由S原子组成不同长度的短链在相邻的烃链间形成交联，硫化橡胶受力后，链被拉直，但由于交联，相互之间不会滑移，拉力出去后又重新卷曲，恢复原形。正是多硫化钠中的S的存在，使的各线性高分子主链之间相互缠绕连接，从而形成了类似于三维的网状结构。
本发明中，B组分中创新型添加有溴化钙，阴离子乳化剂属于慢裂破乳类型，但是在制备橡胶沥青的过程中，破乳速度太慢又会使得乳化沥青在基层表面快速凝结成膜，从而导致乳化沥青的渗透效果不好，使用溴化钙水溶液能够加速破乳过程，促进乳化沥青的渗透。而在传统橡胶沥青防水涂料中，起到破乳作用的B组分中普遍为含有氯元素的化合物即硫酸盐等，由于氯离子和硫酸根离子的残留，会对建筑用的基层混凝土产生锈蚀，因此本申请中使用与氯同族的溴化物替代，溴化钙的性质与上述二者相似，但是不会对建筑用基层混凝土产生锈蚀。
实施例1：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法，包含以下步骤：
步骤一，配制A组分：取30份阴离子乳化剂E205、2份羟乙基纤维素、0份氯丁橡胶、0.01份消泡剂、0份聚氨酯胶乳、15份丙烯酸乳液混合均匀形成混合液，将60份SK-90沥青高温加热至100～105℃后，与所述混合液一起加入胶体磨中，得到A组分；
步骤二，配制B组分：取10份多硫化钠、15份季戊四醇、10份溴化钙、150份水混合均匀配成溶液，得到B组分；
步骤三，将A组分与B组分按照9:1的体积比分别加入喷枪中，高压设置为5Mpa～8Mpa之间，在此高压下各组分会呈雾化状态，通过喷枪的喷嘴喷出，喷出过程中A组分和B组分交叉碰撞后喷射到基层混凝土上，形成可交联速凝橡胶沥青防水涂料。
表1：A组分成分表(以重量份数计)
表2：B组分成分表(以重量份数计)
| 成分 | 多硫化钠 | 季戊四醇 | 溴化钙 | 水 |
| 重量份数 | 10 | 15 | 10 | 150 |
实施例2：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入20份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
实施例3：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入40份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
实施例4：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入10份聚氨酯胶乳，其余步骤和实施例1相同。
实施例5：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入10份聚氨酯胶乳，20份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
实施例6：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入10份聚氨酯胶乳，40份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
实施例7：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入15份聚氨酯胶乳，0份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
实施例8：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入15份聚氨酯胶乳，20份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
实施例9：
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，包含A组分和B组分，其中A组分中各成分以及重量份数如表1所示，B组分中各成分以及重量份数如表2所示，其中，A组分：B组分＝8:1～10:1。本实施例中，A组分：B组分＝9:1，以体积比计。
本发明所提出的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法中，配制A组分时加入15份聚氨酯胶乳，40份氯丁橡胶，其余步骤和实施例1相同。
按照国家标准GB/T 16777-2008中规定的测试方法，对上述9个实施例所制备得到的可交联速凝橡胶沥青防水涂料试样进行物理力学性能测试，测试的种类包含拉伸强度、断裂伸长率、不透水性(不透水仪0.3MPa测试条件下放置2h)、低温柔性(-15℃测试条件下评判是否产生裂纹和断裂)。
实验结果如表3所示，(1)根据实施例1、实施例4、实施例7的实验结果可知，在其余成分均相同的条件下，不添加改性剂氯丁橡胶，制备得到的可交联速凝橡胶沥青防水涂料在进行不透水性和低温柔性实验时，试样均不合格；(2)根据实施例2、实施例3，当聚氨酯胶乳的添加量为0份，改性剂氯丁橡胶分别为20份、40份后，拉伸强度分别为0.9Mpa、1.1Mpa，断裂伸长率分别为1387％、1475％；根据实施例5、实施例6，当聚氨酯胶乳的添加量为10份，改性剂氯丁橡胶添加量分别为20份、40份后，拉伸强度分别为1.3Mpa、1.8Mpa，断裂伸长率分别为1497％、1563％；根据实施例8、实施例9，当聚氨酯胶乳的添加量为15份，改性剂氯丁橡胶的添加量分别为20份、40份后，拉伸强度分别为1.9Mpa、2.8MPa，断裂伸长率分别为1643％、1809％，说明随着聚氨酯胶乳的加入，能够在一定程度上改善可交联速凝橡胶沥青防水涂料的性能，但是效果没有添加改性剂氯丁橡胶的效果好；(3)根据实施例5、实施例6、实施例8、实施例9，聚氨酯胶乳和改性剂氯丁橡胶的混合使用，比二者单独使用的效果更加且随着聚氨酯胶乳和改性剂氯丁橡胶份数的增加，制备得到的可交联速凝橡胶沥青防水涂料的拉升强度、断裂伸长率、不透水性、低温柔性指标均明显提高。
另外，通过上述9个实施例可以得知，当A组分中SK-90沥青60份、阴离子乳化剂E205 30份、消泡剂0.01份、羟乙基纤维素2份、丙烯酸乳液15份、聚氨酯胶乳15份、氯丁橡胶40份，B组分中多硫化钠10份、季戊四醇15份、溴化钙10份、水150份时，即实施例9，制备得到的可交联速凝橡胶沥青防水涂料的拉伸强度为2.8Mpa、断裂伸长率为1809％、不透水性通过、低温柔性在-15℃下无裂纹、断裂，均得到的是最佳效果。
表3试样物理力学性能测试
综上所述，本发明提供的一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料中，多硫化钠的-S-S-键的长链特性，能够促进橡胶沥青的交联反应，同时在季戊四醇和丙烯酸乳液的反应下，形成季戊四醇三丙烯酸酯，进一步促进了该交联反应，在橡胶沥青破乳过程中，溴化钙水溶液使得橡胶沥青能够快速破乳凝结成膜，从而在基层上形成以可交联橡胶沥青为连续性的无缝、致密、高弹的防水层，并且对基层没有腐蚀作用，客观上提高了基层混凝土的使用寿命。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种可交联速凝橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述防水涂料包含A组分和B组分，按重量份数计，A组分：B组分＝8:1～10:1；
其中，A组分包含：
基质沥青：20～60份；
阴离子乳化剂：10～30份；
改性剂：20～40份；
橡胶乳液：10～20份；
稳定剂：1～3份；
丙烯酸乳液：10～20份；
B组分包含：
季戊四醇：10～20份；
多硫化钠：5～15份；
溴化钙：5～10份；
水：50～150份。
2.如权利要求1所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述基质沥青为SK-90沥青。
3.如权利要求1所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述改性剂包含氯丁橡胶、乙丙橡胶、顺丁橡胶中的任意一种或者任意两种以上的组合。
4.如权利要求1所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述橡胶乳液包含聚氨酯胶乳、丙烯酸酯胶乳、聚乙酸乙烯酯胶乳中的任意一种或者任意两种以上的组合。
5.如权利要求1所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述稳定剂包含羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚阴离子纤维素中的任意一种或者任意两种以上的组合。
6.如权利要求1所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述A组分中还包含消泡剂。
7.一种根据权利要求1～6中任意一项所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
步骤一，配制A组分：取10～30份阴离子乳化剂、1～3份稳定剂、20～40份改性剂、10～20份橡胶乳液、10～20份丙烯酸乳液混合均匀形成混合液，将20～60份基质沥青高温加热至100～105℃后与所述混合液一起加入胶体磨，得到A组分；
步骤二，配制B组分；取5～15份多硫化钠、10～20份季戊四醇、5～10份溴化钙、50～150份水混合均匀配成溶液，得到B组分；
步骤三，将A组分、B组分加入喷枪中，在喷枪内雾化，通过喷枪的喷嘴喷出，高压状态下喷出过程中A组分和B组分交叉碰撞后喷射到基层混凝土上，形成可交联速凝橡胶沥青防水涂料。
8.如权利要求7所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述混合液里还添加有消泡剂。
9.如权利要求7所述的可交联速凝橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述高压是5Mpa～8Mpa。
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| CN105086476A (zh) * | 2014-05-08 | 2015-11-25 | 重庆市化工研究院 | 一种复合乳液改性的乳化沥青及其制备方法 |
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