本发明涉及化工技术领域，尤其是一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法。
背景技术：
近年来，非固化防水涂料技术发展迅速，施工应用日益广泛。非固化防水涂料是一种不成膜、非固化的蠕变型防水涂料，其涂层在有效使用年限内始终保持粘滞状态。由于此防水涂层不形成涂膜，所以即使基层变形，涂层也不会受到应力传递的影响，可以始终与基层保持粘附性，即使涂层有开裂现象，涂层也能逐渐与新增界面发展粘附。同时非固化防水涂料因为不需成膜，所以不需养护，施工后直接进行下一道工序的施工，节省了施工时间，提高了施工效率。非固化防水涂料这两方面的独特优势，弥补了传统方式材料的不足，所以近年来应用广泛。
但是，目前的非固化涂料也存在明显的缺陷和不足。现在市场上广泛使用的非固化防水涂料为非固化橡胶沥青防水涂料。这种非固化防水涂料是由沥青、橡胶、改性剂、填料、助剂等原料通过热熔搅拌混合均匀而制得的，在施工现场加热融化后再通过刮涂、喷涂等施工方式形成防水层。因为其原材料的性能所决定，这种非固化防水涂料在生产、使用过程中存在一些无法避免的缺点：
(1)非固化橡胶沥青防水涂料的生产、使用过程中的高能耗、高污染
非固化橡胶沥青防水涂料的生产工艺一般为在160～200摄氏度的高温下进行混合、研磨；其在施工时也需加热150～180℃以上才能达到流动状态而进行施工，因此产生的能耗、碳排放非常可观。据测算，每1000吨的非固化橡胶沥青防水涂料的生产和施工过程，消耗的能量相当于消耗200000kg的标准煤，额外排放135000kg的粉尘污染、38000kg的二氧化碳，对能源消耗和环境都造成巨大的压力。
(2)非固化橡胶沥青防水涂料的生产、使用过程中有机物对环境、人员的危害
非固化橡胶沥青防水涂料中还有沥青、橡胶、助剂、粉料，其中用量最大的为沥青，而且部分原料为废料回收物。目前此类防水涂料中使用的沥青多为石油沥青。石油沥青是由碳、氢、氧、硫、氮及微量金属元素组成的混合物，成分及其复杂。而且在生产和施工时，物料均在160～200℃的高温下进行，会排放大量的沥青油烟。沥青油烟是液态烃类有机颗粒物质和少量在常温下的气态烃类物质，它含多种化学物质的混合烟气，以烃类混合物为主要成分，其中含多环芳烃类物质尤多，以苯并芘为代表的多环芳烃类物质是强致癌物。大气中多环芳烃类物质的存在，是引起呼吸道癌症上升的一个重要原因。纯苯并芘为黄色针状晶体，熔点179℃，沸点310℃左右，能溶于苯，稍溶于醇，不溶于水，是石油沥青中的强致癌物，可引起皮肤癌症，在沥青油烟中，其通常附在直径在8.0um以下的颗粒上，可以在空气中广泛扩散，将会对生产人员、施工人员及生产、施工地点附近的居民的生命健康产生严重的威胁。
(3)生产、施工工艺复杂，设备昂贵
非固化橡胶沥青防水涂料的生产工艺大致为物料混合、加热熔解、分散、包装等，其中需要加热系统、搅拌混合系统、除油烟系统、除粉尘系统、降温调温系统、分散系统、包装系统等；施工时需要热熔设备和喷涂设备，其中热熔设备有包括化料器、热熔机、脱桶机。设备繁多，价格昂贵，而且检修、清洗麻烦还会产生废溶剂、残渣等二次污染。
另外，国家知识产权局公开了三份专利申请书：耐碱性非固化防水涂料及其生产工艺(申请号201810045778.2)、耐盐性非固化防水涂料及其生产工艺(申请号201810045768.9)、耐酸性非固化防水涂料及其生产工艺(申请号201810045769.3)。上述三份专利的技术方案中，产品的生产工艺中均需对原材料进行100～200℃的高温加热，耗能较高；而且产品原材料中含有沥青或异氰酸酯等高污染高毒性的物质，不能满足环保型要求较高的场合使用。
因此，针对目前现有产品和现有技术的缺点，本发明公开了一种水性非沥青基非固化防水涂料，以解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种水性非沥青基非固化防水涂料，针对目前现有的产品和技术的缺点，提供一种水性、绿色环保、能耗小、生产施工简便的一种水性非沥青基非固化防水涂料；本发明的另一发明目的是提供这种水性非沥青基非固化防水涂料的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种水性非沥青基非固化防水涂料，其特征在于，以质量份数计包括以下组分：水0～200，基础乳液50～300份，增塑剂5～150份，增粘乳液0～300份，改性乳液10～500份，增稠剂0～20份，分散剂0～8份，填充料0～250份，纳米改性剂0～15份，防霉剂0.5～1份，防腐剂0.5～3份。
优选的,所述水为自来水；所述基础乳液为丙烯酸乳液或醋酸乙烯类乳液，所述水和基础乳液单独使用或复配使用。
优选的,所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类，优选的，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或几种。
优选的,所述增粘乳液为酯化松香乳液。
优选的,所述改性乳液选自氢化松香二醇酯改性丙烯酸乳液、萜烯树脂原位改性丙烯酸乳液、富马酸改性松香乳液、氯丁橡胶乳液、丁苯橡胶乳液、丁吡橡胶乳液中的一种或几种。
优选的,所述增稠剂选自憎水改性的环氧乙烷聚氨酯类、憎水改性聚丙烯酰胺类、憎水改性丙烯酸类缔合型增稠剂中的一种或几种。
优选的，所述分散剂选自聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、顺丁烯二酸干共聚物高分子分散剂中的一种或几种。
优选的，所述填充料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石粉、硫酸钡中的一种或几种。
优选的，所述纳米改性剂为丙烯酸单体修饰过的纳米蒙脱土硅烷偶联剂；所述防腐剂为异噻唑啉-3-酮类防腐剂；所述防霉剂为稠杂环类防霉剂
如上所述的水性非沥青基非固化防水涂料的制备方法，其特征在于，先将水、分散剂、基础乳液、改性乳液、纳米改性剂、填充料依次投入容器中分散，当粉料充分分散后再加入增塑剂、增稠剂、防霉剂、防腐剂、增粘乳液，搅拌均匀出料和包装即可。
本发明的工作原理是：
以基础乳液、增粘乳液、改性乳液为主要粘结剂，添加增塑剂、分散剂等助剂和填料，通过一定的生产工艺混合分散为在一定温度范围内呈现为粘流态产品，施工形成粘附于基层的在有效使用期限内不成膜、不固化的防水层。
本发明中，基础乳液为丙烯酸乳液或醋酸乙烯类乳液。丙烯酸类乳液通常指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，常常也有少量丙烯酸和甲基丙烯酸等共聚的乳液。此类乳液的突出特点是耐候性、耐老化性、耐碱性非常好。在本发明中，采用低玻璃化温度的丙烯酸乳液，有利于本防水涂料在长时间保持非固化状态。另外可采用醋酸乙烯类乳液降低成本。
本发明中，增粘乳液为酯化松香乳液。松香的粘结性能佳，尤其是快粘性、低温粘性、压敏性好，但内聚力稍差。而且松香含有羧基，有较强的反应性，故对光、热、氧较不安定，表现出耐老化性不好、耐候性不佳、易粉化等缺点。所以我们采用酯化松香乳液，酯化后的松香，不仅降低了酸值，提高了热稳定性，还增加了抗酸碱能力，粘结力强、塑性好。
本发明中，可以用作改性乳液有氢化松香二醇酯改性丙烯酸乳液、萜烯树脂原位改性丙烯酸乳液、富马酸改性松香乳液、氯丁橡胶乳液、丁苯橡胶乳液、丁吡橡胶乳液，此类乳液具有粘结力强，粘性持久，可以增强涂料的附着力和提高非固化能力。
本发明中，增塑剂可以选用邻苯二甲酸酯类，比如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯等中的一种，也可以复配使用。在本发明中，憎水剂分子插进到聚合物分子链之间，削弱了聚合物分子链间的应力，结果增加了聚合物分子的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度，从而增加分子可塑性，表现为长久持粘性、非固化性。
本发明中，加入填充料可以起到补强、降低成本、改善施工性等作用。而使用分散剂可以是填充料充分分散；加入增稠剂可改善涂料的流变性，有利于生产和施工；加入丙烯酸单体修饰过的纳米蒙脱土为硅烷偶联剂可以提高填充料与聚合物颗粒之间的结合力；加入防霉剂、防腐剂可以防止涂料、涂层的霉变、腐败变质。
有益效果：
本发明的优点在于：
(1)生产、施工过程中低能耗
本涂料的生产过程及施工使用过程均为常温进行，不需另外消耗能量。
(2)产品中不含有害物质
本涂料中不含沥青、异氰酸酯等高污染、高毒性的物质，对生产、施工人员及环境不会产生危害；本产品使用高沸点的环保型增塑剂，不产生额外的voc排放。本涂料为水性产品，对人和环境无污染，生产、运输、储存无特殊要求。
(3)生产、使用简便
本涂料生产工艺简单，效率高；施工不需要专用设备，施工效率高、成本低。
(4)性能优异
通过本发明提供的这种方法制备的防水涂料，具有长久不固化的特性，能长久的保持其初始的粘滞状态，且具有良好的防水性能、蠕变性能、粘结性能和自愈防水性能。而且同目前市场上的非固化橡胶沥青防水涂料相比，高低温性能更加优异，低温可达-30℃，高温可达200℃，远超过非固化橡胶沥青防水涂料的-20～65℃的范围。
具体实施方式
为使本发明更明晰易懂，兹以优选实施例加以说明。
实施例一
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将10份水、4份聚羧酸盐分散剂、50份纯丙乳液、150份萜烯树脂、30份原位改性丙烯酸乳液、5份丙烯酸单体修饰过的纳米蒙脱土硅烷偶联剂、在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，然后依次加入30份碳酸钙和100份滑石粉分散均匀，继续在搅拌过程中依次加入30份邻苯二甲酸二丁酯、2份环氧乙烷聚氨酯增稠剂、0.5份稠杂环类防霉剂、1份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，最后加入200份酯化松香乳液，搅拌均匀后出料包装即得成品。
由于本发明的独创性和新颖性，目前国内尚无相关的国家、行业、地方、团体标准，本发明根据实践需求及产品特性，暂制定企业标准进行测试，其主要指标及测试结果如表1所示：
表1实例一测试结果
实施例二：
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将120份水、6份聚甲基丙烯酸衍生物分散剂、80份纯丙乳液、10份乙烯醋酸乙烯共聚乳液、150份富马酸改性松香乳液、40份氯丁橡胶乳液、6份丙烯酸单体修饰过的纳米蒙脱土硅烷偶联剂、在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，然后依次加入70份高岭土和100份硫酸钡分散均匀，继续在搅拌过程中依次加入100份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、1份憎水改性丙烯酸增稠剂、0.7份稠杂环类防霉剂、1.5份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，最后加入210份酯化松香乳液，搅拌均匀后出料包装即得成品。
性能测试结果如表2所示：
表2实例二测试结果
实施例三：
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将150份水、5份顺丁烯二酸干共聚物分散剂、30份纯丙乳液、30份丁苯橡胶乳液、65份丁吡橡胶乳液、2份丙烯酸单体修饰过的纳米蒙脱土硅烷偶联剂、在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，然后依次加入30份硅灰石粉和80份云母粉分散均匀，继续在搅拌过程中依次加入35份邻苯二甲酸二异癸酯、12份憎水改性丙烯酸增稠剂、0.8份稠杂环类防霉剂、1份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，最后加入290份酯化松香乳液，搅拌均匀后出料包装即得成品。
性能测试结果如表3所示：
表3实例三测试结果
实施例四：
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将0.2份顺丁烯二酸干共聚物分散剂、100份纯丙乳液、30氢化松香二醇酯改性丙烯酸乳液、30份萜烯树脂原位改性丙烯酸乳液、60份丁吡橡胶乳液、1份丙烯酸单体修饰过的纳米蒙脱土硅烷偶联剂、在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，然后加入30份硫酸钡分散均匀，继续在搅拌过程中依次加入35份邻苯二甲酸二异癸酯、20份邻苯二甲酸二辛酯、15份憎水改性丙烯酸增稠剂、0.6份稠杂环类防霉剂、2份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，最后加入250份酯化松香乳液，搅拌均匀后出料包装即得成品。
性能测试结果如表4所示：
表4实例四测试结果
实施例五：
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将300份纯丙乳液、55份丁吡橡胶乳液，在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，继续在搅拌过程中依次加入100份邻苯二甲酸二异癸酯、3份憎水改性丙烯酸增稠剂、0.8份稠杂环类防霉剂、3份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，最后加入300份酯化松香乳液，搅拌均匀后出料包装即得成品。
性能测试结果如表5所示：
表5实例五测试结果
实施例六：
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将150份纯丙乳液、120份乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、55份丁吡橡胶乳液、20份富马酸改性松香乳液，在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，继续在搅拌过程中依次加入90份邻苯二甲酸二异癸酯、7份憎水改性丙烯酸增稠剂、0.8份稠杂环类防霉剂、3份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，最后加入240份酯化松香乳液，搅拌均匀后出料包装即得成品。
性能测试结果如表6所示：
表6实例六测试结果
实施例七：
一种水性非沥青基非固化防水涂料及其制备方法如下：
先将30份水、50份纯丙乳液、180份氢化松香二醇酯改性丙烯酸乳液、150萜烯树脂原位改性丙烯酸乳液、170份富马酸改性松香乳液，在搅拌过程中依次加入搅拌釜中搅拌均匀，继续在搅拌过程中依次加入100份邻苯二甲酸二异癸酯、11份憎水改性丙烯酸增稠剂、0.8份稠杂环类防霉剂、3份异噻唑啉-3-酮类防腐剂，搅拌均匀后出料包装即得成品。
性能测试结果如表7所示：
表7实例七测试结果
从以上的实施例制备的涂料，具有长久不固化的特性，能长久的保持其初始的粘滞状态，有良好的防水性能、蠕变性能、粘结性能和自愈防水性能。相对于市场上的非固化橡胶沥青防水涂料，具有优异的高低温性能，生产、施工能耗低，工艺简单，环保无污染。
需要指出的是，以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。