本发明具体涉及一种建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的制备方法及其施工工艺。
背景技术：
随着商品混凝土的大量推广和混凝土强度等级的提高，建筑结构裂缝出现的几率越来越高，有些已危及结构的安全性和耐久性，有些地下工程开裂渗水甚至影响其使用功能。国内外许多工程界专家从技术措施着手，提出采用设计、材料和施工相结合的裂缝控制措施。中国工程院土木水利与建筑系部编制的《混凝土结构耐久性设计与施工指南》中提出：建筑混凝土结构的耐久性设计应对混凝土原材料的选用与混凝土水胶比等主要配合比参数提出具体要求，使混凝土有良好的抗侵入性、体积稳定性和抗裂性。
我国对建筑防裂的研究主要从材料高粘高弹、设计结构和施工方式上控制裂缝，具有一定的局限性。在此基础上，我们提出一种高性能的建筑防裂用高粘高弹复合乳液材料，从材料角度有效控制裂缝的产生，提高混凝土结构的耐久性。与设计和施工等系统工程相结合，能大大提高建筑材料是抗裂耐用性能，从而提高建筑设施的使用寿命。
目前建筑防裂材料的研究主要存在以下缺陷：
(1)、混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低；
(2)、水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，市面上所出现的减水防裂剂在一定程度上能减少水泥混凝土的收缩率，但由于其固化后与水泥混凝土的强度不一致，容易出现细裂缝和断裂，难以保证其耐久性；
(3)、水泥浆与骨料的粘结力不够，容易出现剥落和松散现象，难以达到抗裂性能；
(4)、混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生；
(5)、常用于混凝土结构的纤维材料，其弹性比普通混凝土高10倍，具有优异的抗裂性能，但由于其高昂的成本，并没有在建筑材料中广泛运用；
(6)、混凝土凝固时间长，强度形成慢，大大增加的施工的人工成本和施工难度。
这一种材料的竞争情况及产业化前景如下：
当今世界建筑涂料种类繁多，从发展趋势来看，尤其重视研究氟树脂水性化，尤其是以氟乙烯为主体的氟树脂改进共聚乳液，使其成为性能好、档次高、价格合理的高品质基料。各类品种结构也均朝着减少VOC等方向发展，水性涂料是其中发展方向之一。日本旭硝子公司的氟树脂建筑涂料，各项性能优异，但是原材料成本高昂，用于建筑外墙面要收到极大的限制。
我国传统的溶剂型涂料比重逐渐下降，水性涂料的发展速度也很快，但聚乙烯醇类低挡品种仍占较大比重。提高水性涂料的质量、开发新的品种是巩固和发展水性涂料的重要环节。在水性聚氨酯涂料的研究方面，应集中力量开发新产品，聚氨酯是性能优良的高档材料之一，不仅符合减少污染，节约能源的要求，而且还保持了聚氨酯本身的特性。另外，有机硅改性丙烯酸树脂涂料由于具有优良的耐候性、耐污染性、耐化学性，是我国建筑涂料发展的重要方向。
随着国内经济的迅猛发展,国家节能减排趋势迫在眉睫。当节能减排已经关乎国家战略发展的时候，国家会大力鼓励支持低能耗、不污染的工业。建筑工程建设也不例外，研制和应用抗裂防水新材料成为建筑工程中的必然趋势。
技术实现要素：
发明目的：本发明提供一种建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的制备方法及其施工工艺。
技术方案：一种建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，再加入反应性乳化剂和添加水解抑制剂，单体用高速剪切预乳化，制备出有机硅共聚丙烯酸酯乳液；
(2)取制备好的有机硅共聚丙烯酸酯乳液在磁力搅拌器上进行预乳化，称取5-10克的过硫酸铵引发剂，配成溶液；待升到60-80℃，取出预乳化液和引发剂溶液的各1/5同时加入到反应器皿中；剩余的预乳化液进行高速剪切分散乳化充分混合，当反应器内的物质逐渐变成微蓝色后开始滴加剩余单体，2-3小时滴完，保温1.5～3h，降至室温，用氨水调节pH值为7～8左右，过滤出料；
(3)将原样沥青与低温乳液按50:1配合比混合，加入引发剂进行反应，引发剂用量为乙烯基的硅氧烷单体用量的2％，其反应温度控制在80℃左右，反应时间为6h；
(4)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，同时通过加入反应性乳化剂(AMPS)、单体用高速剪切发预乳化和添加水解抑制剂等，制备出稳定的建筑防裂缝用高粘高弹复合水乳液。
一种根据所述的建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的施工工艺，包括如下步骤：
①施工前，先以铲刀和扫帚将基层表面的突起物、砂浆疙瘩等异物铲除，并将尘土杂物彻底清扫干净；对阴阳角、管道根部和排水沟口等部位更应认真清理，如发现有油污、铁锈等，要用钢丝刷、砂纸和有机溶剂等将其彻底清除干净；
②局部处理：对伸缩缝、控制缝、阴阳角、管道缝等处，可预先刮涂或刷涂一遍，固化后再进行整体喷涂施工；
③第一遍喷涂施工：将建筑抗裂用高粘高弹复合水乳液注入高压喷枪中，对工作面进行喷涂施工，要求均匀一致，不可过厚或过薄，一次喷涂厚度一般为1MM左右为宜，根据施工面积大小、形状和用料，统一考虑施工路线和喷涂顺序；
④第二遍喷涂施工：待第一遍喷涂层基本固化后，固化时间为40-60分钟，再在其表面喷涂第二遍涂层，喷涂方法同③；为了确保防裂防水工程质量，第二遍喷涂的方向必须与第一遍的喷涂方向垂直，重涂时间的间隔，由施工时的温度和涂膜固化的程度(以手触不粘)来确定。
有益效果：本发明在研究建筑面层现状的基础上，通过分析裂缝的类型和形成原因，提出了不同的处治方法和高弹高粘复合乳液设计方案。从原材料的选择、混合料的配合比设计，到施工质量控制，都进行了较为详细的研究分析，大大提高了其砂浆混凝土的防裂防水性能和刚韧平衡功能，延长了建筑抗裂防水混凝土的使用年限。具体的优势如下：
1、本发明所提供的建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液添加了含高功能水溶性的改性乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)胶粉(pH≈7)，或者阳离子抗强酸的改性丙烯酸酯乳液(pH≈2)，具有低挥发性、高抗凝集性和高表面硬度，能够满足建筑行业对建筑材料的刚韧平衡、高硬度、低成膜温度、低挥发物、耐腐蚀、高粘附等性能的等技术要求，降低工程耗费人力物力成本。
2、由于本发明专利中添加了阳离子抗强酸的有机硅改性丙烯酸酯乳液或胶粉聚合物，在<-40℃下有聚合物链段运动，从而增强低温柔韧性。
3、本发明专利配制高性能浓缩化学沥青改性剂，确保与改性乳化沥青相混合时不沉积或不絮结,又能快速固化。
4、本发明的具体优势在于克服了如下现有技术存在的问题：
(1)在研制过程中，由于防裂高粘高弹复合乳液为水性材料，在墙面实验施工时，出现混合料流挂、堆积现象。根据各种材料的反复测试，在高粘高弹复合乳液材料中添加了含高功能水溶性的改性乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)胶粉(pH≈7)，或者阳离子抗强酸的改性丙烯酸酯乳液(pH≈2)，以改善其裹覆和粘附力不够等，力图形成强力粘附、刚韧平衡和高耐磨的低温混合体系。常规这类胶粉或乳液为碱性，不抗酸，与阳离子乳化沥青不相容。
(2)体系粘度过高，则需要一种能降低表面张力的添加剂，凝结速度过慢则需要破乳剂和促固剂等复合添加剂。力图获得一种低挥发物、节约能源和有利环境的材料；且具有高抗凝集性和高表面硬度、使用寿命长。配制成的防裂高弹高粘混合乳液兼有独一无二的快速固化、强力粘附等特性，能够满足建筑行业等对刚韧平衡、高硬度、低成膜温度、低挥发物、耐腐蚀、高粘附和环保等苛刻要求。这项研究的成功，将有效解决以往抗裂防水工程耗费人力大、工期长、技术要求高等问题。最重要的是它的使用成本较低，只相当或略高于当前改性乳化沥青高粘层油的成本，而且维护期限较长、挥发物的危害性较低，将对节约能源和环境保护非常有利。
(3)防裂高弹高粘混合乳液产品的特性表现在以下几个方面：
(a)快速固化、1小时就可成型，节约施工成本；
(b)无刺激性气味，无甲醛等有毒物质；
(c)节能环保、降低能源消耗效果更佳；
(d)可在室外气温5℃以上条件下施工,延长施工季节，适应多种工况；
(e)储存期限长，这样将造就全新型的建筑材料和结构体系，是未来建筑行业的革命性突破,属低碳绿色产业。这项技术在国内的推广应用，将使我国在这些领域产业价值达1万亿,使国内温室气体排放降低1.7亿吨。
(4)防寒防裂的建筑材料和结构体系，既有水泥细砂浆的刚性和强度，又在-40℃有沥青乳液的柔韧性能,沥青SHRP低温等级超过PG-28℃。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
具体实施例一：
一种建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，再加入反应性乳化剂和添加水解抑制剂，单体用高速剪切预乳化，制备出有机硅共聚丙烯酸酯乳液；
(2)取制备好的有机硅共聚丙烯酸酯乳液在磁力搅拌器上进行预乳化，称取5克的过硫酸铵引发剂，配成溶液；待升到60℃，取出预乳化液和引发剂溶液的各1/5同时加入到反应器皿中；剩余的预乳化液进行高速剪切分散乳化充分混合，当反应器内的物质逐渐变成微蓝色后开始滴加剩余单体，2小时滴完，保温1.5h，降至室温，用氨水调节pH值为7，过滤出料；
(3)将原样沥青与低温乳液按50:1配合比混合，加入引发剂进行反应，引发剂用量为乙烯基的硅氧烷单体用量的2％，其反应温度控制在80℃左右，反应时间为6h；
(4)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，同时通过加入反应性乳化剂(AMPS)、单体用高速剪切发预乳化和添加水解抑制剂等，制备出稳定的建筑防裂缝用高粘高弹复合水乳液。
一种根据所述的建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的施工工艺，包括如下步骤：
①施工前，先以铲刀和扫帚将基层表面的突起物、砂浆疙瘩等异物铲除，并将尘土杂物彻底清扫干净；对阴阳角、管道根部和排水沟口等部位更应认真清理，如发现有油污、铁锈等，要用钢丝刷、砂纸和有机溶剂等将其彻底清除干净；
②局部处理：对伸缩缝、控制缝、阴阳角、管道缝等处，可预先刮涂或刷涂一遍，固化后再进行整体喷涂施工；
③第一遍喷涂施工：将建筑抗裂用高粘高弹复合水乳液注入高压喷枪中，对工作面进行喷涂施工，要求均匀一致，不可过厚或过薄，一次喷涂厚度一般为1MM左右为宜，根据施工面积大小、形状和用料，统一考虑施工路线和喷涂顺序；
④第二遍喷涂施工：待第一遍喷涂层基本固化后，固化时间为40分钟，再在其表面喷涂第二遍涂层，喷涂方法同③；为了确保防裂防水工程质量，第二遍喷涂的方向必须与第一遍的喷涂方向垂直，重涂时间的间隔，由施工时的温度和涂膜固化的程度(以手触不粘)来确定。
具体实施例二：
一种建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，再加入反应性乳化剂和添加水解抑制剂，单体用高速剪切预乳化，制备出有机硅共聚丙烯酸酯乳液；
(2)取制备好的有机硅共聚丙烯酸酯乳液在磁力搅拌器上进行预乳化，称取5-10克的过硫酸铵引发剂，配成溶液；待升到80℃，取出预乳化液和引发剂溶液的各1/5同时加入到反应器皿中；剩余的预乳化液进行高速剪切分散乳化充分混合，当反应器内的物质逐渐变成微蓝色后开始滴加剩余单体，3小时滴完，保温3h，降至室温，用氨水调节pH值为8，过滤出料；
(3)将原样沥青与低温乳液按50:1配合比混合，加入引发剂进行反应，引发剂用量为乙烯基的硅氧烷单体用量的2％，其反应温度控制在80℃左右，反应时间为6h；
(4)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，同时通过加入反应性乳化剂(AMPS)、单体用高速剪切发预乳化和添加水解抑制剂等，制备出稳定的建筑防裂缝用高粘高弹复合水乳液。
一种根据所述的建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的施工工艺，包括如下步骤：
①施工前，先以铲刀和扫帚将基层表面的突起物、砂浆疙瘩等异物铲除，并将尘土杂物彻底清扫干净；对阴阳角、管道根部和排水沟口等部位更应认真清理，如发现有油污、铁锈等，要用钢丝刷、砂纸和有机溶剂等将其彻底清除干净；
②局部处理：对伸缩缝、控制缝、阴阳角、管道缝等处，可预先刮涂或刷涂一遍，固化后再进行整体喷涂施工；
③第一遍喷涂施工：将建筑抗裂用高粘高弹复合水乳液注入高压喷枪中，对工作面进行喷涂施工，要求均匀一致，不可过厚或过薄，一次喷涂厚度一般为1MM左右为宜，根据施工面积大小、形状和用料，统一考虑施工路线和喷涂顺序；
④第二遍喷涂施工：待第一遍喷涂层基本固化后，固化时间为60分钟，再在其表面喷涂第二遍涂层，喷涂方法同③；为了确保防裂防水工程质量，第二遍喷涂的方向必须与第一遍的喷涂方向垂直，重涂时间的间隔，由施工时的温度和涂膜固化的程度(以手触不粘)来确定。
具体实施例三：
一种建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，再加入反应性乳化剂和添加水解抑制剂，单体用高速剪切预乳化，制备出有机硅共聚丙烯酸酯乳液；
(2)取制备好的有机硅共聚丙烯酸酯乳液在磁力搅拌器上进行预乳化，称取8克的过硫酸铵引发剂，配成溶液；待升到70℃，取出预乳化液和引发剂溶液的各1/5同时加入到反应器皿中；剩余的预乳化液进行高速剪切分散乳化充分混合，当反应器内的物质逐渐变成微蓝色后开始滴加剩余单体，2.5小时滴完，保温2h，降至室温，用氨水调节pH值为7，过滤出料；
(3)将原样沥青与低温乳液按50:1配合比混合，加入引发剂进行反应，引发剂用量为乙烯基的硅氧烷单体用量的2％，其反应温度控制在80℃左右，反应时间为6h；
(4)用含乙烯基的硅氧烷单体加入八甲基环四硅烷与丙烯酸酯共聚，制备出不同硅含量的硅丙乳液，同时通过加入反应性乳化剂(AMPS)、单体用高速剪切发预乳化和添加水解抑制剂等，制备出稳定的建筑防裂缝用高粘高弹复合水乳液。
一种根据所述的建筑抗裂缝喷涂用高粘高弹复合水乳液基材料的施工工艺，包括如下步骤：
①施工前，先以铲刀和扫帚将基层表面的突起物、砂浆疙瘩等异物铲除，并将尘土杂物彻底清扫干净；对阴阳角、管道根部和排水沟口等部位更应认真清理，如发现有油污、铁锈等，要用钢丝刷、砂纸和有机溶剂等将其彻底清除干净；
②局部处理：对伸缩缝、控制缝、阴阳角、管道缝等处，可预先刮涂或刷涂一遍，固化后再进行整体喷涂施工；
③第一遍喷涂施工：将建筑抗裂用高粘高弹复合水乳液注入高压喷枪中，对工作面进行喷涂施工，要求均匀一致，不可过厚或过薄，一次喷涂厚度一般为1MM左右为宜，根据施工面积大小、形状和用料，统一考虑施工路线和喷涂顺序；
④第二遍喷涂施工：待第一遍喷涂层基本固化后，固化时间为50分钟，再在其表面喷涂第二遍涂层，喷涂方法同③；为了确保防裂防水工程质量，第二遍喷涂的方向必须与第一遍的喷涂方向垂直，重涂时间的间隔，由施工时的温度和涂膜固化的程度(以手触不粘)来确定。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。