本发明涉及防水材料领域，具体地，本发明涉及一种高弹耐候屋面防水密封材料及其制备方法。
背景技术：
屋面防水密封系统中，所用材料一般为防水卷材、防水涂料、封边膏以及嵌缝膏等，而传统的防水卷材、防水涂料、卷材封边膏、嵌缝膏等一般不耐候，所以在做完防水密封后需要再做保护层。而且传统屋面防水涂料、嵌缝膏、卷材封边膏的断裂伸长率一般不大，在应用于一些有较多伸缩缝、变形缝等屋面结构中容易因基面变形而开裂漏水导致返修，大大影响了工程质量。而普通硅酮类嵌缝膏嵌缝后，防水涂料无法在上面有效附着，而且返修难度大。
也有专利文献公开了使用纯丙烯酸乳液、氯丁橡胶乳液、有机硅防水剂等作为金属屋面隔热防水涂料的技术方案，然而其断裂伸长率、耐紫外光性能和长时间耐水性不足，且所述的隔热防水涂料仅适合金属材质的屋面，适应的领域较为狭窄。
技术实现要素：
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种高弹耐候屋面防水密封材料，所述高弹耐候屋面防水密封材料为可外露型防水密封材料，无需覆盖保护层，耐水耐候性好，强度高，断裂伸长率大，与现有屋面系统的大多数基材粘结良好，表面覆盖传统防水防腐涂料可以有效附着，易于维修及再次涂覆。本发明所述高弹耐候屋面防水密封材料既可以作为外露型屋面防水涂料使用，也可以作为嵌缝膏、节点密封膏、以及卷材封边膏使用。
其技术方案如下：
一种高弹耐候屋面防水密封材料，包括如下按质量百分比计算的组分：
纯丙乳液20％～45％；
氯丁胶乳5％～20％；
增粘剂乳液1％～10％；
颜填料15％～40％；
水1％～20％；
其他助剂2％～5％；
其中，所述纯丙乳液固含量为40％～60％，纯丙乳液选自巴德富rs2608、巴德富rs9689as、巴德富rs9689a、罗门哈斯ac-8356、罗门哈斯ac-8100、罗门哈斯ec-4811、罗门哈斯ec-1791，保立佳blj-9468、保立佳blj-9468m、保立佳blj-938、保立佳blj-963m、保立佳blj-968m、万华lacper4055中的一种或多种；
所述氯丁胶乳为固含量为40％～60％的阴离子氯丁胶乳。
本发明中，纯丙乳液是高弹耐候屋面防水密封材料的主要成膜物质之一，用于改善涂层致密性、提高涂层常温及低温柔韧性、耐水性、耐酸碱盐性以及耐紫外老化性等性能；氯丁胶乳也是主要成膜物质之一，用于提高涂层的抗拉强度、断裂伸长率以及耐老化、耐紫外线性能；增粘剂乳液可以提高多基面适用性，基面附着力以及层间附着力等性能；颜填料中颜料的主要作用是通过反射和/或漫反射反射阳光中的紫外线，起到保护涂层的作用，填料的要起到补强作用。本发明通过选用特定的纯丙乳液、氯丁胶乳、增粘剂乳液、颜填料、水、其他助剂等配制出了高弹耐候屋面防水密封材料，其应用与屋面时无需覆盖保护层，耐水耐候性优异，强度高，断裂伸长率大，且与现有屋面系统的大多数基材粘结均良好，也可在其表面再覆盖传统防水防腐涂料，易于维修及再次涂覆。本发明所述的高弹耐候屋面防水密封材料既可以作为外露型屋面防水涂料使用，也可以作为嵌缝膏、节点密封膏、以及卷材封边膏使用。
在其中一个实施例中，所述氯丁胶乳为重庆长寿crl-41f、重庆长寿crl-40g、重庆长寿crl-50lk、江西山纳snl-551a、江西山纳snl-5042、江西山纳snl-51l、江西山纳snl-611a、日本电化lc-21、日本电化lm-61、日本电化lv-60n，昕特玛lipren-b中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述增粘剂为阴离子或非离子类型的松香树脂乳液、氢化松香树脂乳液、萜烯树脂乳液、氢化萜烯树脂乳液、石油树脂乳液、氢化石油树脂乳液、聚异丁烯乳液中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述颜填料为钛白粉、空心玻璃微珠、滑石粉、煅烧滑石粉、重钙、轻钙、煅烧高岭土、硫酸钡、氧化铁、纳米碳酸钙中的一种或多种。颜料的主要作用是通过反射和或漫反射阳光中的紫外线，起到保护涂层的作用，填料的主要作用是起到补强作用。
在其中一个实施例中，所述其他助剂包括抗紫外线助剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、ph调节剂、偶联剂。
在其中一个实施例中，所述其他助剂包括抗紫外线助剂0.1％～0.5％、分散剂0.1％～0.5％、增稠剂0.1％～1％、消泡剂0.1％～1％、流平剂0.1％～1％、ph调节剂0.1％～1％和偶联剂0.1％～0.5％。
在其中一个实施例中，所述抗紫外线助剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、受阻胺类中的一种或多种。抗紫外线助剂可以提高产品的耐候性能。
在其中一个实施例中，所述分散剂为无机分散剂和/或有机分散剂。更具体地，无机分散剂包括但不限于硅酸盐类、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等，有机分散剂包括但不限于三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯等。分散剂主要作用为润湿颜料并防止颜料沉降，以及调整体系的表面张力，以提高产品润湿基面的能力以及附着力。
在其中一个实施例中，所述增稠剂为纤维素醚类、聚丙烯酸酯类、缔合型聚氨酯类、无机增稠剂类中的一种或多种。增稠剂可用于防止颜料沉降及提高产品的抗流挂性能。
在其中一个实施例中，所述流平剂包括但不限于有机硅类、丙烯酸酯类中的一种或多种。流平剂用于提高涂层的平整性，有利于提高涂层的防护性能及改善外观。
在其中一个实施例中，所述消泡剂包括但不限于矿物油类、有机硅类中的一种或多种。消泡剂能够减少涂层气泡，有利于提高涂层的致密性、耐水性和改善外观。
在其中一个实施例中，所述ph调节剂包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸钾、氨盐、有机胺类等中的一种或几种。ph值调节剂可以用于调节体系ph值，维持乳液稳定性。
所述的高弹耐候屋面防水密封材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将计量的纯丙乳液投入分散釜中，控制转速300～400rpm搅拌3-10分钟；
(2)将颜填料、水、其他助剂混合均匀；
(3)控制转速400～500rpm，边搅拌边加入计量的氯丁胶乳、增粘剂乳液，控制转速400～500rpm搅拌10～15分钟；
(4)用40～60目滤网过滤出料，即得所述的高弹耐候屋面防水密封材料。
本发明的有益效果在于：本发明选择特定的纯丙乳液，改善了涂层致密性、提高了涂层常温及低温柔韧性、耐水性、耐酸碱盐性以及耐紫外老化性等性能；本发明选用氯丁胶乳提高了涂层的抗拉强度、断裂伸长率以及耐老化、耐紫外线性能；本发明使用增稠剂，改进了所述高弹耐候屋面防水密封材料对多种基面的适应性，提高了基面附着力和层间附着力；本发明所述的高弹耐候屋面防水密封材料应用与屋面时无需覆盖保护层，耐水耐候性优异，强度高，断裂伸长率大，且与现有屋面系统的大多数基材粘结均良好，也可在其表面再覆盖传统防水防腐涂料，易于维修及再次涂覆，既可以作为外露型屋面防水涂料使用，也可以作为嵌缝膏、节点密封膏、以及卷材封边膏使用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种高弹耐候屋面防水密封材料，其组份如下：
纯丙乳液(罗门哈斯ec-4811)45％；
氯丁胶乳(昕特玛lipren-b)5％；
增粘剂乳液(伊士曼的tacolyn4187)1％；
钛白粉(龙蟒r-996)10％；
重钙30％；
抗紫外线助剂(basftinuvin326)0.1％；
分散剂(六偏磷酸钠)0.5％；
偶联剂(γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)0.5％；
增稠剂0.1％；
消泡剂1％；
流平剂0.6％；
ph调节剂(amp95)0.1％；
清水6.1％。
所述高弹耐候防水密封材料按如下方法制备：
(1)将计量的纯丙乳液投入分散釜中，控制转速300～400rpm搅拌5分钟；
(2)将计量的分散剂与占配方质量分数0.5％比例的清水预先混合后，搅拌中缓慢投入分散釜中，控制转速400～500rpm搅拌5分钟；
(3)将计量的增稠剂与剩余的计量的清水预先混合后，边搅拌边缓慢投入分散釜中，控制转速600～800rpm搅拌10分钟；
(4)边搅拌边缓慢加入计量的颜填料、抗紫外线助剂、消泡剂、流平剂、ph调节剂、偶联剂等，控制转速800～1000rpm分散15～20分钟；
(5)控制转速400～500rpm，边搅拌边缓慢加入计量的氯丁胶乳、增粘剂乳液，控制转速400～500rpm搅拌10～15分钟；
(6)用40～60目滤网过滤出料，即得高弹耐候屋面防水密封材料。
实施例2
一种高弹耐候屋面防水密封材料，其组份如下：
改性丙烯酸乳液(万华lacper4055)12％；
改性丙烯酸乳液(罗门哈斯ec-1791)18％；
氯丁胶乳(山纳snl-551a)20％；
增粘剂乳液(伊士曼的tacolyn5085)10％；
钛白粉(杜邦r-706)8％；
煅烧滑石粉17.4％；
空心玻璃微珠10％；
抗紫外线助剂(basftinuvin329)0.2％；
抗紫外线助剂(basftinuvin770)0.3％；
分散剂(三聚磷酸钠)0.3％；
偶联剂(3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷)0.1％；
增稠剂0.1％；
消泡剂1％；
流平剂0.6％；
ph调节剂(碳酸钠)1％；
清水1％。
所述高弹耐候屋面防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
实施例3
一种高弹耐候屋面防水密封材料，其组成如下：
改性丙烯酸乳液(巴德富rs2608)8％；
改性丙烯酸乳液(罗门哈斯ec-4811)27％；
氯丁胶乳(山纳snl-5042)16％；
增粘剂乳液(伊士曼的tacolyn5095)5％；
钛白粉(杜邦r-902+)8％；
滑石粉17％；
空心玻璃微珠8％；
抗紫外线助剂(basftinuvin770)0.3％；
分散剂(三聚磷酸钠)0.3％；
偶联剂(γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)0.3％；
增稠剂0.5％；
消泡剂0.6％；
流平剂0.2％；
ph调节剂(5％氨水溶液)0.5％；
清水8.3％。
所述高弹耐候屋面防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
实施例4
一种高弹耐候屋面防水密封材料，其组成如下：
改性丙烯酸乳液(罗门哈斯ec-1791)40％；
氯丁胶乳(长寿crl-50lk)20％；
增粘剂乳液(伊士曼的tacolyn3170)10％；
钛白粉(杜邦r-706)8％；
纳米碳酸钙(日本竹原化工sp)7％；
抗紫外线助剂(basftinuvin326)0.2％；
抗紫外线助剂(basftinuvin770)0.3％；
分散剂(十二烷基硫酸钠)0.3％；
偶联剂(信越kbm-403)0.1％；
增稠剂0.8％；
消泡剂0.4％；
流平剂0.3％；
ph调节剂(amp-95)0.7％；
清水11.9％。
所述高弹耐候屋面防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
实施例5
一种高弹耐候屋面防水密封材料，其组成如下：
改性丙烯酸乳液(保立佳blj-938)8％；
改性丙烯酸乳液(罗门哈斯ec-4811)15％；
氯丁胶乳(山纳snl-611a)15％；
增粘剂乳液(伊士曼的tacolyn5085)8％；
钛白粉(东佳r-240)10％；
纳米碳酸钙(日本竹原化工sp)12％；
煅烧高岭土8％；
抗紫外线助剂(basftinuvin326)0.1％；
抗紫外线助剂(basftinuvin770)0.2％；
分散剂(六偏磷酸钠)0.2％；
偶联剂(螯合型钛酸酯偶联剂ld-311)0.2％；
增稠剂1％；
消泡剂0.3％；
流平剂0.1％；
ph调节剂(amp-95)0.5％；
清水21.4％。
所述高弹耐候屋面防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
对比例1
一种涂料，其组成及制备方法与实施例1基本相同，区别在于，本对比例1用同等质量百分比分数的巴斯夫s400f乳液替换实施例1中的纯丙乳液罗门哈斯ec-4811。
对比例2
一种涂料，其组成及制备方法与实施例1基本相同，区别在于，本对比例2未使用实施例1中的增粘剂乳液。
将实施例1-5制备得到的高弹耐候防水密封材料和对比例1、对比例2制备的材料通过刮涂方法分别制1.5mm厚度的干涂膜样块，以及涂覆在水泥砂浆块、铝板、pvc板、hdpe板、玻璃板、钢板上，根据gb/t16777-2008对其进行拉伸性能、粘结性能测试，根据jg/t375-2012进行剥离粘结性能测试。所述高弹耐候防水密封材料的测试结果见表1。
表1
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。