一种阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法与流程

文档序号:11125267阅读:685来源:国知局

本发明涉及一种阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料技术领域。



背景技术:

非固化橡胶沥青防水涂料是以橡胶、沥青为主要组份,加入助剂混合制成的在使用年限内保持粘性膏状体的防水涂料。由于其具有良好的粘结性、延伸性、低温柔性及蠕变自愈性等优点,是近十几年发展很快的一种新型防水材料。非固化橡胶沥青防水涂料以高固含量著称,涂料本身具有环保性能,但其施工过程需要加热至180℃左右至流淌状,方可进行喷涂或者刷涂,这样就造成一定的施工不便及烟气环境污染,对施工人员的身体健康也产生危害。现有技术中采用添加溶剂油的方式获得可常温施工的非固化橡胶沥青防水涂料,避免了加热,但此方法只能使用刮涂施工,且大量采用溶剂油会导致耐高温性不佳。

因此,发展水性环保的非固化橡胶沥青防水涂料就具有重要的意义。相比而言,水性非固化橡胶沥青防水涂料(以下简称水性非固化)能室温施工,不排放有害气体,对环境影响不大,也不危害工人的身体健康,从而节省资源,节约能源,保护环境。从微观结构上来说,水性非固化的有效成分是在沥青里溶胀,整个体系是均一的体系。而不具有非固化特性的一般橡胶改性乳化沥青产品,多是采用橡胶胶乳直接添加进乳化沥青,且添加量较大,微观结构上是相分离状态,主要呈现较多的橡胶特性,如中国专利CN201310416370、CN201410203081中所公开的产品均采用橡胶胶乳对乳化沥青进行改性,且添加的改性橡胶总量通常大于20%,施工成型后呈固化膜状态,表面没有粘性,跟橡胶类似。目前关于水性非固化研究不多,其中CN105038593A中公开的水性非固化橡胶沥青涂料及其制备方法中,采用了阳离子橡胶改性乳化沥青与增粘树脂乳液等其他助剂复配而成,但阳离子橡胶改性乳化沥青制备需要去离子水,且存储性能差,而且在增粘树脂乳液的制备过程中需要用到溶剂乙酸乙酯,制成后需去除,流程复杂,且不利于环保要求。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种储存稳定、环保无污染、粘附性能和内聚力强且可以快速喷涂施工的阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料。

本发明的另一目的是提供一种工艺简单、环保无污染且常温施工、可快速破乳形成非固化状态产品的阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法。

本发明的技术解决方案是:一种阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B组成,其中组分A由85-95质量份的阴离子橡胶改性沥青乳液、2-5质量份的阴离子SBR胶乳、4-7质量份的阴离子氯丁胶乳、0.1-1质量份的疏水剂、0.5-2.5质量份防渗剂组成,组分B为质量分数为10-30%的无机盐水溶液,组分A与组分B的质量比为5-15:1;阴离子橡胶改性沥青乳液由质量比为25-35:15-25:3-6:5-8:0.1-0.3:0.2-0.4:35-50的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、PH调节剂和水通过胶体磨乳化而成。

使用阴离子橡胶沥青改性乳液、阴离子SBR胶乳(丁苯胶乳)、阴离子氯丁胶乳和疏水剂、防渗剂混合,不含有机溶剂,储存比较稳定,其中在基质沥青中使用增粘剂,使橡胶弹性体在基质沥青中充分溶胀后再进行乳化,无需再添加增粘乳液即可以实现非固化效果,添加的氯丁胶乳可以增强粘附性能和内聚力,由于存在氯原子,可以具备良好的耐燃、耐臭氧和耐老化性能;疏水剂和防渗剂的添加,可以在涂层中形成致密隔绝层,阻碍水分对涂层的浸润和渗透,降低吸水率,提高防水作用,方便快速喷涂施工。

所述的疏水剂为蜡乳液,所述的防渗剂为水性石墨烯浆料。石墨烯具有片层的共轭结构,有利于在涂层中层层叠加形成致密的隔绝层,从而充分阻隔水分的渗透,蜡乳液可以在破乳后迁移至涂层表面,起到表面疏水的作用,进一步提高涂层的防水性。

所述无机盐为无机钙盐、无机镁盐及无机铁铝盐中的至少一种。便宜易得,方便使用。

所述基质沥青为70号、90号或110号石油沥青;所述的橡胶弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物SBS及其衍生物氢化SBS(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯SIS中的一种或多种;所述的增粘剂为橡胶芳烃油;所述的阴离子乳化剂为羧酸盐型、磺酸盐型、磷酸盐型及硫酸酯型阴离子乳化剂中的一种或几种;所述的稳定剂为无机增稠剂类、纤维素类、聚丙烯酸酯类和缔合型聚氨酯类中的一种或几种混合物;所述的PH调节剂是为NaOH。这些组分可以显著改善沥青的耐高低温性及蠕变性,提高改性剂与基质沥青的相容性,从而得到高改性剂含量的均一改性沥青乳液。

本发明的另一技术解决方案是:一种阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法,包括以下步骤:①、将85-95质量份的阴离子橡胶改性沥青乳液、2-5质量份的阴离子SBR胶乳、4-7质量份的阴离子氯丁胶乳、0.1-1质量份的疏水剂、0.5-2.5质量份防渗剂均匀搅拌混合得到组分A;②、将无机盐溶解在水中配制浓度为10-30%的无机盐溶液,得到组分B;③、将组分A和组分B按照质量比5-15:1通过喷枪喷涂混合,得到阴离子型水性非固化橡胶改性沥青防水涂料;其中在步骤①中,阴离子橡胶改性沥青乳液的制备方法是:将质量比为25-35:15-25:3-6:5-8:0.1-0.3:0.2-0.4:35-50的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、PH调节剂和水通过胶体磨乳化而成。

其中阴离子橡胶改性沥青乳液,采用先改性后乳化的方法,先以增粘剂使橡胶弹性体在基质沥青中溶胀并形成橡胶连续相,后进行乳化得到更均匀稳定的乳液。再添加氯丁胶乳与SBR胶乳,与基质沥青形成非连续相,提高耐高低温性能及粘接性能。整个体系在涂层成型后形成细微网络结构,具有粘稠蠕变、长期不固化的特性,且体系中均使用阴离子乳液和水性助剂,制备简单,储存稳定,易于生产和施工。

所述阴离子橡胶改性沥青乳液的制备方法为:准备质量比为25-35:15-25:3-6:5-8:0.1-0.3:0.2-0.4:35-50的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、PH调节剂和水,其中将基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂在160-180℃混合剪切3小时得到沥青混合液;将稳定剂、PH调节剂溶于水中并加热至60-70℃得水溶液;同时将沥青混合液和水溶液经过胶体磨进行乳化,冷却出料即得阴离子橡胶改性沥青乳液。

本发明的优点是:储存稳定,不含有机溶剂,环保无污染,施工完成后与空气接触后长期不固化,始终保持粘稠特性,自愈能力强。它能解决因基层开裂应力传递给防水层造成的防水层断裂、挠曲疲劳或处于高应力状态下的提前老化等问题;同时,蠕变性和黏滞性使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝,解决了防水层的窜水难题,使防水可靠性得到大幅度提高;且制备方便,工艺简单。

具体实施方式

实施例1:

一种阴离子水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B混合组成,其中组分A由88质量份的阴离子橡胶改性乳化沥青、3质量份的SBR胶乳、7质量份的氯丁胶乳、0.5质量份的蜡乳液、1.5质量份的石墨烯水性浆料组成;组分B由10质量份的氯化钙、90质量份的水组成;组分A与组分B的质量比为6:1。

组分A中的阴离子橡胶改性乳化沥青由质量比为30:15:4:5:0.1:0.3:45.6的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、PH调节剂和水通过胶体磨乳化而成。其中基质沥青为70号石油沥青,增粘剂为芳烃油,橡胶弹性体为SBS,稳定剂为聚丙烯酸酯类,阴离子乳化剂为硫酸酯类阴离子乳化剂,PH调节剂为NaOH。

一种阴离子水性非固化橡胶沥青涂料的制备方法,包括以下步骤:

①、将88质量份的阴离子橡胶改性沥青乳液、3质量份的阴离子SBR胶乳、7质量份的阴离子氯丁胶乳、0.5质量份的蜡乳液和1.5质量份的石墨烯水性浆料混合搅拌均匀得组分A;

其中阴离子橡胶改性乳化沥青的制备方法如下:

首先选取质量比为30:15:4:5:0.1:0.3:45.6的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、PH调节剂和水,将基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂在160-180℃混合剪切3小时得沥青混合液,再将稳定剂、PH调节剂溶于水中并加热至60-70℃制得水溶液,然后同时将沥青混合液与水溶液经过胶体磨进行乳化,冷却出料即得阴离子橡胶改性沥青乳液;

②、将10质量份氯化钙溶解在水中配成10%质量浓度的水溶液得B组分;

③、将组分A与组分B按照质量比6:1,通过喷枪混合喷涂到应用部位即得该阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料。

实施例2

一种阴离子水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B组成。组分A由90质量份的阴离子橡胶改性乳化沥青、4质量份的SBR胶乳、5质量份的氯丁胶乳、0.5质量份的蜡乳液、0.5质量份的石墨烯水性浆料组成;组分B由20质量份的氯化钙、80质量份的水组成;组分A与组分B的质量比为8:1。

组分A中的阴离子橡胶改性乳化沥青由质量比为30:20:5:6:0.2:0.35:38.45的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、NaO H和水组成,其中基质沥青为90号石油沥青,增粘剂为芳烃油,橡胶弹性体为SEBS,稳定剂为聚丙烯酸酯类,阴离子乳化剂为硫酸酯类阴离子乳化剂,PH调节剂为NaOH。

一种阴离子水性非固化橡胶沥青涂料的制备方法,包括以下步骤:

①、将90质量份阴离子橡胶改性沥青乳液、4质量份的阴离子SBR胶乳、5质量份的阴离子氯丁胶乳、0.5质量份的蜡乳液和0.5质量份的石墨烯水性浆料混合搅拌均匀得组分A;

其中阴离子橡胶改性乳化沥青的制备方法如下:

首先选取质量比为30:20:5:6:0.2:0.35:38.45的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、PH调节剂和水,将基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂在160-180℃混合剪切3小时得沥青混合液,再将稳定剂、PH调节剂溶于水中并加热至60-70℃得水溶液,然后同时将沥青混合液与水溶液经过胶体磨进行乳化,冷却出料即得阴离子橡胶改性沥青乳液;

②、将20质量份的氯化钙溶解在80质量份的水中配成20%浓度的水溶液,得B组分;

③、将组分A与组分B按照质量比8:1,通过喷枪混合喷涂到应用部位即得该阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料。

实施例3

一种阴离子水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B组成;

组分A由92质量份的阴离子橡胶改性乳化沥青、2.5质量份的SBR胶乳、4质量份的氯丁胶乳、0.5质量份的蜡乳液、1质量份的石墨烯水性浆料组成;组分B由30质量份的氯化钙、70质量份的水组成;组分A与组分B的质量比为12:1;

组分A中的阴离子橡胶改性乳化沥青由质量比为25:25:6.5:7.5:0.3:0.4:35.3的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、NaOH和水组成。其中基质沥青为90号石油沥青,增粘剂为芳烃油,橡胶弹性体为S IS,稳定剂为聚丙烯酸酯类,阴离子乳化剂为硫酸酯类阴离子乳化剂,PH调节剂为NaOH。

一种阴离子水性非固化橡胶沥青涂料的制备方法,包括以下步骤:

①、将92质量份的阴离子橡胶改性沥青乳液、2.5质量份的阴离子SBR胶乳、4质量份的阴离子氯丁胶乳、0.5质量份的蜡乳液和1质量份的石墨烯水性浆料混合搅拌均匀得组分A;

其中阴离子橡胶改性乳化沥青的制备方法如下:

首先选取质量比为25:25:6.5:7.5:0.3:0.4:35.3的基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂、稳定剂、NaOH和水,将基质沥青、增粘剂、橡胶弹性体、阴离子乳化剂在160-180℃混合剪切3小时得沥青混合液,再将稳定剂、PH调节剂溶于水中并加热至60-70℃得水溶液,然后同时将沥青混合液与水溶液经过胶体磨进行乳化,冷却出料即得阴离子橡胶改性沥青乳液;

②、将氯化钙溶解在水中配成30%浓度的水溶液得B组分;

③、将组分A与组分B按照质量比12:1,通过喷枪混合喷涂到应用部位即得该阴离子型水性非固化橡胶沥青防水涂料。

将实施例1-3中制备的涂料样品参照非固化橡胶沥青防水涂料标准进行测试,检测结果如表1:

为更清晰地表达A组分比例变化对性能影响,设置了以下三个对比例:

对比例1:一种阴离子水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B组成;组分A由90质量份的阴离子橡胶改性乳化沥青(按实施例1制备)、4质量份的SBR胶乳、5质量份的氯丁胶乳组成;组分B与实施例1相同。

对比例2:一种阴离子水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B组成;组分A由90质量份的阴离子橡胶改性乳化沥青(按实施例2制备)、4质量份的SBR胶乳、1质量份石墨烯水性浆料组成;组分B与实施例2相同;

对比例3:一种阴离子水性非固化橡胶沥青防水涂料,由组分A和组分B组成;组分A由90质量份的阴离子橡胶改性乳化沥青(按实施例3制备)、4质量份的SBR胶乳、0.5质量份的蜡乳液组成;组分B与实施例3相同。

分别对实施例1-3、对比例1-3的耐热性、酸处理质量损失、碱处理质量损失、盐处理质量损失进行对比实验,实验方法参见《非固化橡胶沥青防水涂料》标准报批稿,实验结果见表2:

从对比实验可以看出,添加蜡乳液和石墨烯水性浆料后可以有效降低酸、碱、盐处理后的质量损失。

对比实施例1-3中阴离子橡胶改性乳化沥青的各组分变化对总体性能影响,见表3:

从表3的对比数据中可以看出橡胶弹性体用量增加能提高产品的耐低温性及延伸性。

为了更清晰地描述对制备橡胶弹性体改性沥青的参数选择意义,特列下表以示说明:

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。

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