CN101899243B - 一种自闭型聚合物水泥防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自闭型聚合物水泥防水涂料，由液料组分和粉料组分组成，以重量计，所述液料组分包括：高分子乳液85～93％；增塑剂1.5～3％；分散剂0.1～0.4％；促进剂0.1～0.3％；防腐剂0.2～0.4％；消泡剂0.2～0.4％；预分散的纳米二氧化硅溶液，其有效成分含量为0.5～1.3％；预分散的纳米氧化铝溶液，其有效成分含量为0.15～0.35％；余量为水；所述液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为10∶7～12。本发明制备得到了新的自闭型聚合物水泥防水涂料，其各项指标均能满足GB/T 23445-2009国家标准，具有良好的自闭性能，填补了国内的空白。

Description

一种自闭型聚合物水泥防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑用聚合物水泥防水涂料，具体涉及一种自闭型聚合物水泥防水涂料及其制备方法。 

背景技术

聚合物水泥防水涂料(又称JS复合防水涂料)是近年来兴起的一款水性环保型双组份防水材料，一般由液料组分和粉料组分组成。这类涂料兼有聚合物涂膜的延伸性和防水性，以及水硬性材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点，并可根据不同工程部位要求调节柔韧性和强度，因而施工方法非常灵活。此外，由于其是以水为分散剂，克服了焦油、沥青、溶剂型防水涂料易污染的弊病，有利于环境保护。因此，这类产品自问世以来便得到了迅速发展和广泛应用，成为了新型防水涂料中的后起之秀。 

根据新订GB/T 23445-2009国家标准，聚合物水泥防水涂料可以分为I型、II型、III型三种，其中，III型聚合物水泥防水涂料是一种自闭型聚合物水泥防水涂料，引起了国内外业内人士关注，其代表产品是日本大关化学有限公司发明的PARATEX。 

然而，上述商品在拉伸强度和粘结强度方面还有待于进一步改进，而国内的这类防水涂料少之又少，亟待于研究开发。 

发明内容

本发明目的是提供一种新的自闭型聚合物水泥防水涂料。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自闭型聚合物水泥防水涂料，由液料组分和粉料组分组成，以重量计，所述粉料组分包括： 

特种水泥        50～70％； 

活性填料        10～30％； 

普通填料        10～25％； 

膨胀材料        9～18％； 

絮凝增粘剂    0.3～0.7％； 

减水剂        0.3～0.8％； 

以重量计，所述液料组分包括： 

高分子乳液    85～93％ 

增塑剂        1.5～3％； 

分散剂        0.1～0.4％； 

促进剂        0.1～0.3％ 

防腐剂        0.2～0.4％； 

消泡剂        0.2～0.4％； 

预分散的纳米二氧化硅溶液，其有效成分含量为0.5～1.3％； 

预分散的纳米氧化铝溶液，其有效成分含量为0.15～0.35％； 

余量为水； 

所述液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为10∶10～12。 

上述技术方案中，所述高分子乳液为乙烯-醋酸乙烯酯乳液。 

上述技术方案中，所述特种水泥包括普通硅酸盐水泥和高铝水泥，两者的重量比为6～2∶1。 

上述技术方案中，所述活性填料为超细粉煤灰。 

上述技术方案中，所述普通填料为方解石粉。 

上述技术方案中，所述膨胀材料包括UEA-H型膨胀剂和钠基膨润土，两者的重量比为4～8∶5～12。 

上述技术方案中，所述絮凝增粘剂为羟乙基纤维素，其粘度大于30000s。 

上文中，在液料组分中：所述增塑剂具体包括邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯等(DOP)；所述分散剂为水性分散剂，包括AMP-95、DP-518等；所述促进剂为二乙醇胺、三乙醇胺等；所述防腐剂为华科-981；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述纳米二氧化硅溶液、纳米氧化铝溶液可以采用预分散的现有商品，如北京首创纳米科技有限公司生产的纳米二氧化硅胶体和纳米氧化铝抗划伤剂，有效成分约为30％。 

在粉料组分中：所述特种水泥包括P.O42.5普通硅酸盐水泥和CA-50高铝水泥。所述减水剂为密胺粉体减水剂(SM)。 

本发明同时请求保护上述自闭型聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括如下步骤： 

(1)粉料组分的制备：按上述配比将各组分混合，搅拌均匀即可； 

(2)液料组分的制备：按上述配比将高分子乳液、增塑剂、分散剂、促进剂、防腐剂、消泡剂和水混合并搅拌均匀，然后加入碱液，将体系的pH值调整至7～9，最后加入预分散的纳米二氧化硅溶液和预分散的纳米氧化铝溶液，搅拌均匀即可； 

(3)按比例将液料组分和粉料组分混合，即得到所述自闭型聚合物水泥防水涂料；液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为10∶10～12。 

上述技术方案中，所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。 

本发明的工作原理是：当产生裂纹的涂膜遇水后，裂纹处未水化水泥在促进剂的作用下继续水化，生成水化无机物质，同时释放出多价离子；UEA-H型膨胀剂促使水化水泥体积的膨胀；活性填料粉煤灰中的活性成分发生水化反应，并结合水泥水化释放出的多价离子，生成三维或多维粒子，于裂纹处堆积；钠基膨润土吸水体积急剧膨胀，但是这种粒子无粘性，不能自身成团；絮凝增粘剂在水的作用下，分子链吸水伸展，并产生粘性，俘获活性填料生成的粒子或杂质，生成较大的粘性颗粒团；乙烯-醋酸乙烯酯乳液一方面吸水微胀，利用其高强内聚力收缩裂纹，变得更加细小，另一方面，其分子链上的活性基团结合多价金属离子，在裂纹处产生穿梭网状结构，避免粘性颗粒团随水流失；这样，在涂料各种成分的共同作用下，裂纹慢慢得以修复，体现出自闭自愈的效果。 

而涂料中纳米材料的作用主要体现在提高涂膜的耐水性和粘接强度上：纳米材料粒径在1～100nm范围内，纳米二氧化硅因其表面特征及水化特性，表面分布大量活泼的-OH，涂料液料组分与粉料组分混合后，-OH在强碱性环境下与乙烯-醋酸乙烯酯链节上亲水点反应，反应后的Si-O键能大，不易水解；纳米氧化铝水化后以生成的Al³⁺与多条乙烯-醋酸乙烯链节上亲水点发生架桥链节反应，提高分子交联度，从而提高材料与基底的粘结强度和涂膜的耐水性。 

由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点： 

1.本发明制备得到了新的自闭型聚合物水泥防水涂料，其各项指标均能满足GB/T 23445-2009国家标准，具有良好的自闭性能，填补了国内的空白。

2.实验证明，本发明的自闭型聚合物水泥防水涂料具有优异的拉伸强度和粘结强度，优于日本的PARATEX防水涂料。 

3.本发明的自闭型聚合物水泥防水涂料具有优异的防水性能，强度高、耐水耐碱好、粘结力强、自闭性显著，施工容易，可广泛应用于地下室、隧道、厨房、卫生间等活动量较小的基层的防水。 

4.本发明的自闭型聚合物水泥防水涂料的液料组分中添加预分散的纳米二氧化硅溶液和纳米氧化铝溶液，大大提高了涂料的耐水耐碱性能和老化性能，取得了显著的效果；实验证明，本发明的聚合物水泥防水涂料在拉伸强度和粘结强度上具有明显的提高。 

5.本发明采用预分散的纳米二氧化硅溶液和纳米氧化铝溶液，因而在生产中可以直接加入，搅拌分散，解决了纳米材料在生产中难以分散的问题，取得了良好的效果。 

6.本发明的制备方法工艺简单，易于操作，且成本较低，适于推广应用。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述： 

实施例一 

一种自闭型聚合物水泥防水涂料，由液料组分和粉料组分组成，所述液料组分和粉料组分如下表所示，液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为10∶10。同时，将本实施例的防水涂料根据标准进行了测试，一并列于下表1，下表中，其中，液料组分的总和是100kg，而粉料组分的总和是100kg，两者的混合比例为10∶10。 

上述自闭型聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括如下步骤： 

(1)粉料组分的制备：按表1的配比将各组分混合，搅拌均匀即可； 

(2)液料组分的制备：按表1的配比将高分子乳液、增塑剂、分散剂、促进剂、防腐剂、消泡剂和水混合并搅拌均匀，然后加入氢氧化钠溶液，将体系的pH值调整至8，最后加入预分散的纳米二氧化硅溶液和预分散的 纳米氧化铝溶液，搅拌均匀即可； 

(3)按上述比例将液料组分和粉料组分混合，即得到所述自闭型聚合物水泥防水涂料。 

表1实施例一的自闭型聚合物水泥防水涂料配方 

实施例二 

一种自闭型聚合物水泥防水涂料，由液料组分和粉料组分组成，所述液料组分和粉料组分配方如下表2所示，同时，将本实施例的防水涂料根据标准进行了测试，一并列于下表2，其中，液料组分的总和是100kg，而粉料组分的总和是110kg，两者的混合比例为10∶11。 

表2实施例二的自闭型聚合物水泥防水涂料配方 

实施例三 

一种自闭型聚合物水泥防水涂料，由液料组分和粉料组分组成，所述液料组分和粉料组分配方如下表3所示，同时，将本实施例的防水涂料根据标准进行了测试，一并列于下表3，其中，液料组分的总和是100kg，而粉料组分的总和是120kg，两者的混合比例为10∶12。 

表3实施例三的自闭型聚合物水泥防水涂料配方 

从实施例一至三可见，本发明制备得到的自闭型聚合物水泥防水涂料，其各项指标均能满足GB/T 23445-2009国家标准，具有良好的自闭性能，填补了国内的空白。 

同时，本发明还与日本大关化学有限公司发明的PARATEX防水涂料进行了对比测试，一并列于下表： 

产品来源	拉伸强度   MPa	断裂延伸率   ％	粘结强度   MPa	自闭性   h	不透水性   0.3Mpa，30min
						PARATEX   防水涂料	2.0	58	1.2	36	不透水
本发明产品	2.8	46	1.35	24	不透水

[0066] 从上表可见，通过对比可以看出，本发明的自闭型聚合物水泥防水涂料与市场上同类产品相比，拉伸强度、粘结强度、自闭性等性能优势明显，其他性能相近。 

本发明的自闭型聚合物水泥防水涂料具有优异的防水性能，强度高、耐水耐碱好、粘结力强、自闭性显著，施工容易，可广泛应用于地下室、隧道、厨房、卫生间等活动量较小的基层的防水。 

Claims (7)

1.一种自闭型聚合物水泥防水涂料，由液料组分和粉料组分组成，其特征在于，以重量计，所述粉料组分包括：

特种水泥          50～70％；

活性填料          10～30％；

普通填料          10～25％；

膨胀材料          9～18％；

絮凝增粘剂        0.3～0.7％；

减水剂            0.3～0.8％；

以重量计，所述液料组分包括：

高分子乳液        85～93％；

增塑剂            1.5～3％；

分散剂            0.1～0.4％；

促进剂            0.1～0.3％

防腐剂            0.2～0.4％；

消泡剂            0.2～0.4％；

预分散的纳米二氧化硅溶液，其有效成分含量为0.5～1.3％；

预分散的纳米氧化铝溶液，其有效成分含量为0.15～0.35％；

余量为水；

所述液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为10∶10～12；

所述高分子乳液为乙烯-醋酸乙烯酯乳液；

所述特种水泥包括普通硅酸盐水泥和高铝水泥，两者的重量比为6～2∶1。

2.根据权利要求1所述的自闭型聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述活性填料为超细粉煤灰。

3.根据权利要求1所述的自闭型聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述普通填料为方解石粉。

4.根据权利要求1所述的自闭型聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述膨胀材料包括UEA-H型膨胀剂和钠基膨润土，两者的重量比为4～8∶5～12。

5.根据权利要求1所述的自闭型聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述絮凝增粘剂为羟乙基纤维素，其粘度大于30000s。

6.根据权利要求1所述的自闭型聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)粉料组分的制备：按权利要求1所述的配比将各组分混合，搅拌均匀即可；

(2)液料组分的制备：按权利要求1所述的配比将高分子乳液、增塑剂、分散剂、促进剂、防腐剂、消泡剂和水混合并搅拌均匀，然后加入碱液，将体系的pH值调整至7～9，最后加入预分散的纳米二氧化硅溶液和预分散的纳米氧化铝溶液，搅拌均匀即可；

(3)按比例将液料组分和粉料组分混合，即得到所述自闭型聚合物水泥防水涂料；液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为10∶10～12。

7.根据权利要求6所述的自闭型聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于：所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。