本发明属于建筑防水领域，具体涉及一种双组份渗透反应型防水涂料及其制备方法和应用，尤其适用于水泥混凝土基体上的防水施工应用。
背景技术：
防水涂料涂抹在基层上的涂料经固化后形成的防水薄膜具有一定的强度，较好的延伸性、抗裂性、抗渗性及耐候性，同时具有良好的温度适应性，操作简便，易于维修与维护，与防水卷材相比，防水涂料对基层的适应性强，并且防水层无接缝，更具可靠性。由于上述特点，防水涂料是防水工程中经常使用的主要防水材料之一。
但目前墙体基层上涂覆一般的聚氨酯防水涂料或丙烯酸防水涂料之后仍然存在一些渗水现象，引起渗水的原因大致存在如下几种情况：1、一般的防水层涂覆在墙体基层上之后，随着时间的推移，墙体基层可能会出现开裂现象，而防水层与墙体基层之间层与层粘接的较紧密，因此当墙体基层开裂时会连带导致防水层在拉应力作用下被拉裂，进而造成防水功能失效；2、在水泥混凝土施工过程中难免存在微小的混凝土裂缝或缝隙，给墙体的长久防水带来了巨大的隐患，常用的聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料虽然能够在混凝土基体上形成防水效果较好的防水薄膜，但是由于微小缝隙的存在，可能造成防水层下的窜水、蓄水现象，长时间必然造成防水层的起泡、起鼓等缺陷，而且也较难准确找到渗透的源头进行针对性修补，进而带来防水效果的缺失。
针对上述现象，目前有人采用微胶囊和凝胶技术应用于防水涂料以实现墙体开裂时使防水涂层中含有的活性物质暴露出来，在水的作用下，能够快速反应生成反应物修补裂缝，堵塞渗漏渠道，例如中国发明专利cn2016104926145，然而此专利仅能够适用于防水涂层被破坏时填补裂缝，一方面不能增强防水涂层与墙体基层的深度结合，另一方面当出现人为破坏时，长时间暴露在含水的空气中反应后易出现墙面起“痘”，破坏美观。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的不足，提供一种改进的双组份防水涂料，其在混凝土正常状态下即能够实现混凝土基层上裂缝或微孔结构的缓慢自修复，从而一方面能够增加防水膜层与混凝土基层的深度结合，另一方面能够防止甚至避免防水层下的窜水、蓄水现象，进一步增强防水涂层持久的防水性。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：
一种双组份防水涂料，包括a组分、b组分，所述防水涂料由所述a组分和所述b组分混合而得，所述a组分包括渗透型聚氨酯预聚体和水，所述渗透型聚氨酯预聚体由多元醇和多异氰酸酯反应后再与式(ⅰ)所示化合物反应制成；
r1-so3m(ⅰ)，r1为含有一个或多个端取代基的c1-10烃基，所述端取代基为端羟基和/或端氨基，m为碱金属；
所述b组分包括水泥。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述m为钠或钾。
根据本发明的一些优选方面，r1为含有1个或多个端羟基和/或端氨基的甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、新戊基或己基。
根据本发明的一些优选方面，r1为-ch2oh、-ch2ch2oh、-ch2ch2ch2oh、-ch2ch2ch2ch2oh、-ch2ch(choh)oh、-ch2nh2、-ch2ch2nh2、-ch2ch2ch2nh2、-ch2ch2ch2ch2nh2、-ch2ch(chnh2)nh2或-ch2ch(choh)nh2。
根据本发明的一些优选且具体的方面，所述式(ⅰ)所示化合物为选自2-羟基乙基磺酸钠、2-氨基乙基磺酸钠、乙二胺基磺酸钠和乙二羟基磺酸钠中的一种或多种的组合。
根据本发明的一些优选方面，所述渗透型聚氨酯预聚体通过如下方法制备而得：将脱水后的多元醇在70-90℃下与多异氰酸酯反应，然后降温至20-40℃，加入溶剂和式(ⅰ)所示化合物，反应至nco含量小于等于0.5‰，优选反应至nco含量小于等于0.1‰，更优选反应至nco含量为0，制得。
根据本发明的一些具体且优选的方面，使所述多元醇与所述多异氰酸酯的反应在催化剂存在进行，所述催化剂为选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、环保非丁基锡催化剂、羧酸铋类催化剂、环烷酸锌、五甲基二亚丙基三胺、四甲基乙二胺和双吗啉类中的至少一种。
根据本发明的一些优选方面，所述多元醇、所述多异氰酸酯与所述式(ⅰ)所示化合物的投料质量比为20-30∶3-10∶1-3。
根据本发明的一些具体方面，所述多元醇为选自聚醚二元醇、聚醚三元醇和聚酯二元醇中的一种或多种的组合，例如包括但不限于聚醚二元醇2000、聚醚三元醇3050、聚醚二元醇8000、聚醚二元醇6000、聚醚二元醇1000、聚醚二元醇400、聚醚三元醇330n等等。
根据本发明的一些具体方面，所述多异氰酸酯为选自二异氰酸酯及其预聚体、三异氰酸酯及其预聚体中的一种或多种的组合，例如包括但不限于甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、萘氨酸二异氰酸酯(ndi)等等。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述a组分还包括丙烯酸树脂。根据本发明的一个具体方面，所述丙烯酸树脂加入的形式采用乳液形式，即具体加入时采用添加丙烯酸树脂乳液的方式。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述a组分中的渗透型聚氨酯预聚体采用乳液的形式添加，即具体实施时采用添加渗透型聚氨酯预聚体乳液的形式添加，所述渗透型聚氨酯预聚体乳液包括渗透型聚氨酯预聚体和水，以及其它助剂(包括但不限于催化剂、消泡剂、乳化剂等等)。
根据本发明的一些优选方面，所述a组分与所述b组分的投料质量比为1∶1.1-2。
根据本发明的一些优选方面，以质量份数计，所述a组分包括渗透型聚氨酯预聚体乳液30-50份、丙烯酸树脂乳液0-40份、1-20水、乳化剂0-1份、消泡剂0-1份、分散剂0-1份、防腐剂0-1份；其中，以质量百分含量计，所述渗透型聚氨酯预聚体乳液包含渗透型聚氨酯预聚体45-74％、水25-54％、乳化剂0.001-1％、消泡剂0.001-1％、催化剂0.0001-0.5％，所述丙烯酸树脂乳液的固化量为45-60％；
以质量份数计，所述b组分包括水泥20-50份、重钙0-10份、石英砂0-40份、滑石粉0-10份、减水剂0-1份、纤维素0-1份。
根据本发明的一些具体方面，所述水泥可以为po42.5水泥、高铝水泥等等。
根据本发明的一些具体方面，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂和/或矿物油消泡剂，包括但不限于消泡剂nxz、消泡剂a-10等等。
根据本发明的一些具体方面，所述乳化剂为选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。
根据本发明的一些具体方面，所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，例如包括但不限于南通晗泰化工的分散剂ht5050。
根据本发明的一些具体方面，所述防腐剂为卡松。
根据本发明的一些具体方面，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
根据本发明的一些具体方面，所述纤维素为纤维素醚。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的双组份防水涂料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
a组分的制备：
(1)将多元醇真空脱水2h，至水分含量万分之五以下，降温，选择性地加入催化剂，再加入多异氰酸酯，保温反应，测试nco含量不变时，降温，然后滴加式(ⅰ)所示化合物和有机溶剂的混合物，反应生成渗透型聚氨酯预聚体；
(2)向步骤(1)所得反应混合液中加入部分水，以及选择性地加入乳化剂、部分消泡剂，乳化消泡，得乳液，将所得乳液减压蒸馏脱除溶剂，制得渗透型聚氨酯预聚体乳液；
(3)将配方量的按照步骤(2)制备的渗透型聚氨酯预聚体乳液与a组分中配方量的剩余原料混合，制得所述a组分；
b组分的制备：按配方量将所述b组分中各原料混合制成；
然后将上述制成的a组分与b组分按照配方比例混合，制成所述防水涂料。
根据本发明的一个具体方面，在a组分的制备过程中，步骤(1)中，所述的有机溶剂为丙酮。
根据本发明的一些优选方面，在a组分的制备过程中，步骤(1)中，加入式(ⅰ)所示化合物，反应至nco含量小于等于0.5‰，优选反应至nco含量小于等于0.1‰，更优选为nco含量为0，制得所述渗透型聚氨酯预聚体。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的双组份防水涂料的应用方法，在施工现场将所述a组分与所述b组分混合开始，30min内直接涂覆在混凝土基体上，可以使得混合后的防水涂料以较好的流动性在基体上成膜。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明创新地采用特定的式(ⅰ)所示化合物改性多元醇与多异氰酸酯的反应产物，使得生成的预聚体具有优异的渗透性，在防水涂料中的水作用下迅速渗透进入混凝土基层的微孔或裂缝中，进而在后期应用过程中、在混凝土内部的碱性环境下缓慢分解成小分子，再与水泥成分中硅羟基等物质反应生成堵塞空隙结构的物质，实现缓慢自修复裂缝或微孔结构；同时本发明采用水泥作为b组分，可以使得a组分中的渗透型聚氨酯预聚体在基层表面成膜过程中与水泥水化物相互渗透，互为表里，既确保了水泥水化形成的胶凝材料作为聚合物防水膜的机械保护层，又能够采用渗透型聚氨酯预聚体在水泥水化形成的胶凝材料中缓慢分解后与水泥中含有的硅羟基等物质反应填补空隙或裂缝的不溶性物质，从而使得本发明的双组份防水涂料具有长久且优异的防水功能，同时还能够兼具较好的粘接性、拉伸强度、延伸率、耐候性、抗渗性等等。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
下述实施例中，如无特别说明，所有原料均来自于商购或者通过本领域的常规方法制备而得。
实施例1
本例提供一种双组份防水涂料，包括a组分和b组分：
以质量份数计，所述a组分包括：
渗透型聚氨酯预聚体乳液300kg、丙烯酸树脂乳液400kg(购自巴德富公司，固含量为55％)、去离子水55kg、壬基酚聚氧乙烯醚2kg(购自海安石油化工厂)、消泡剂nxz1kg(购自诺普科)、分散剂ht5050(购自南通晗泰化工)3kg、卡松5kg；
其中渗透型聚氨酯预聚体乳液包含渗透型聚氨酯预聚体152.88kg、去离子水144.18kg、壬基酚聚氧乙烯醚1.73kg、消泡剂nxz1.15kg、二月桂酸二丁基锡0.06kg；
以质量份数计，所述b组分包括：
po42.5水泥400kg(购自吴江明港道桥公司)、高铝水泥50kg(购自长城铝业公司)、重钙400目100kg、80-120目石英砂300kg、400目滑石粉100kg、聚羧酸减水剂0.5kg、纤维素醚0.3kg。
其制备方法如下：
a组分的制备：
(1)在反应釜中加入100kg东大聚醚二元醇2000、50kg东大聚醚二元醇1000、50kg东大聚醚二元醇400，搅拌升温到120℃真空脱水2h，测试水分含量万分之五以下，可进入下一步；物料降温到80℃，加入0.1kg二月桂酸二丁基锡搅拌均匀后，再加入50kg巴斯夫tdi，保温反应2-3h，测试nco含量不变时，降低温度到30℃，然后30分钟内滴加入15kg2-羟基乙基磺酸钠和150kg丙酮的混合液，待反应至nco含量约为0时停止反应，生成渗透型聚氨酯预聚体415.1kg；
(2)直接在步骤(1)的基础上，将反应混合液的温度降低至室温，向反应混合液中加入250kg去离子水、3kg壬基酚聚氧乙烯醚、2kg消泡剂nxz，在高速剪切分散机中3000r/min乳化，完毕后静止消泡，得乳液，将所得乳液减压蒸馏脱除丙酮，制得渗透型聚氨酯预聚体乳液520kg；
(3)将配方量的按照步骤(2)制备的渗透型聚氨酯预聚体乳液与a组分中配方量的剩余原料混合，制得所述a组分；
b组分的制备：按配方量将所述b组分中各原料混合制成；
然后将上述制成的a组分与b组分按照1∶1.5混合，制成所述防水涂料。
实施例2
本例提供一种双组份防水涂料，包括a组分和b组分：
以质量份数计，所述a组分包括：
渗透型聚氨酯预聚体乳液400kg、丙烯酸树脂乳液300kg(购自巴德富公司，固含量为55％)、去离子水120kg、壬基酚聚氧乙烯醚1kg、消泡剂nxz3kg、分散剂ht5050(购自晗泰化工)3kg、卡松1kg；
其中，渗透型聚氨酯预聚体乳液包含渗透型聚氨酯预聚体212.84kg、去离子水183.43kg、壬基酚聚氧乙烯醚2.45kg、消泡剂nxz1.22kg、二月桂酸二丁基锡0.06kg；
以质量份数计，所述b组分包括：
po42.5水泥300kg(购自吴江明港道桥公司)、高铝水泥200kg(购自长城铝业公司)、重钙400目50kg、80-120目石英砂400kg、400目滑石粉50kg、聚羧酸减水剂0.3kg、纤维素醚0.2kg。
其制备方法如下：
a组分的制备：
(1)在反应釜中加入100kg东大聚醚二元醇2000、200kg东大聚醚二元醇8000，搅拌升温到120℃真空脱水2h，测试水分含量万分之五以下，可进入下一步；物料降温到80℃，加入0.1kg二月桂酸二丁基锡搅拌均匀后，再加入10kg巴斯夫tdi和20kg巴斯夫mdi，保温反应2-3h，测试nco含量不变时，降低温度到30℃，然后30分钟内滴加入18kg2-羟基乙基磺酸钠和150kg丙酮的混合液，待反应至nco含量约为0时停止反应，生成渗透型聚氨酯预聚体498.1kg；
(2)直接在步骤(1)的基础上，将反应混合液的温度降低至室温，向反应混合液中加入300kg去离子水、4kg壬基酚聚氧乙烯醚(购自海安石油化工厂)、2kg消泡剂nxz(购自诺普科)，在高速剪切分散机中3000r/min乳化，完毕后静止消泡，得乳液，将所得乳液减压蒸馏脱除丙酮，制得渗透型聚氨酯预聚体乳液654kg；
(3)将配方量的按照步骤(2)制备的渗透型聚氨酯预聚体乳液与a组分中配方量的剩余原料混合，制得所述a组分；
b组分的制备：按配方量将所述b组分中各原料混合制成；
然后将上述制成的a组分与b组分按照1∶1.5混合，制成所述防水涂料。
实施例3
本例提供一种双组份防水涂料，包括a组分和b组分：
以质量份数计，所述a组分包括：
渗透型聚氨酯预聚体乳液500kg、丙烯酸树脂乳液200kg(购自巴德富公司，固含量为55％)、去离子水30kg、壬基酚聚氧乙烯醚1kg、消泡剂nxz3kg、分散剂ht5050(购自南通晗泰化工)3kg、卡松1kg；
其中，渗透型聚氨酯预聚体乳液包含渗透型聚氨酯预聚体322.47kg、去离子水171.52kg、壬基酚聚氧乙烯醚3.43kg、消泡剂nxz1.72kg、二月桂酸二丁基锡0.86kg；
以质量份数计，所述b组分包括：
po42.5水泥100kg(购自吴江明港道桥公司)、高铝水泥400kg(购自长城铝业公司)、重钙400目100kg、80-120目石英砂300kg、聚羧酸减水剂0.3kg、纤维素醚0.2kg。
其制备方法如下：
a组分的制备：
(1)在反应釜中加入200kg东大聚醚二元醇6000、100kg东大聚醚二元醇1000，搅拌升温到120℃真空脱水2h，测试水分含量万分之五以下，可进入下一步；物料降温到80℃，加入1kg二月桂酸二丁基锡搅拌均匀后，再加入20kg巴斯夫hdi、26kg巴斯夫ipdi，保温反应2-3h，测试nco含量不变时，降低温度到30℃，然后30分钟内滴加入30kg2-羟基乙基磺酸钠和150kg丙酮的混合液，待反应至nco含量约为0时停止反应，生成渗透型聚氨酯预聚体527kg；
(2)直接在步骤(1)的基础上，将反应混合液的温度降低至室温，向反应混合液中加入200kg去离子水、4kg壬基酚聚氧乙烯醚(购自海安石油化工厂)、2kg消泡剂nxz(购自诺普科)，在高速剪切分散机中3000r/min乳化，完毕后静止消泡，得乳液，将所得乳液减压蒸馏脱除丙酮，制得渗透型聚氨酯预聚体乳液583kg；
(3)将配方量的按照步骤(2)制备的渗透型聚氨酯预聚体乳液与a组分中配方量的剩余原料混合，制得所述a组分；
b组分的制备：按配方量将所述b组分中各原料混合制成；
然后将上述制成的a组分与b组分按照1∶1.5混合，制成所述防水涂料。
对比例
基本同实施例1，其区别仅在于：将渗透型聚氨酯预聚体替换为常规的聚氨酯预聚体，并控制聚氨酯预聚体的nco含量约为0。
性能测试
将上述实施例1-3以及对比例获得的防水涂料成膜后，并于1个月后测试其各项性能，具体参见表1。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。