CN102816524A - 一种膨润土防水涂料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨润土防水涂料及其生产方法，其组成成分为：混配沥青40-55份，米膨润土5-7份，丁苯橡胶溶液1-7份，云母粉0.2-0.7份，十二烷基三甲基溴化铵0.1-0.5份，去离子水40-55份，其中纳米膨润土的粒径为20-100nm。当用于在-15℃以下施工时，其组份为混配沥青35-55%，纳米膨润土6-20%，柴油34-50%。本发明的优点在于：生产时无三废污染、无毒无味、冷施工、工效高、造价低，具有良好的机械性能，可用于屋面板嵌缝、涂擦板面、旧屋面修补、地下防水防潮、卫生间防渗、木质防腐、铺设道路等。

Description

一种膨润土防水涂料及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种化工产品，特别是涉及一种膨润土防水涂料及其生产方法。

背景技术

房屋渗漏一直是建筑行业的老、大、难问题，主要原因是防水材料质量差。目前国内、外所采用的高科技防水涂料主要有三类：第一类是溶剂型，其主要缺点是成本高，安全性差，对人体有害，易燃，污染环境，使用不够普遍；第二类是水乳性高分子涂料，成本高，不够理想；第三类是弹性改性沥青，该类产品低温柔性好，但高温时性能不好。为了寻找更好的替代品，我国开始了水乳型高分子防水涂料的研究，并研制出水乳型再生胶沥青防水涂料、丁睛胶乳沥青防水涂料，丙烯酸酯系共聚树脂浅色隔热涂料等品种。但因为改性材料是再生胶，其技术性能相对不稳定，抗紫外性能不够理想，抗拉强度也不够理想，特别是成膜后的拉伸强度、撕裂强度等性能均不理想。而传统的热熬沥青防水涂料要热施工，需在200℃以上，且易鼓泡、易脆裂、常渗漏、维修难、污染环境。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明目的在于克服上述技术中的缺点，

提出一种成本低，施工简便、机械性能优良、无毒无味、无环境污染、耐温、耐老化、防紫外线照射、结膜快的膨润土防水涂料。

本发明采用的技术方案是：该丁苯橡胶膨润土厚质乳化沥青防水涂料，其组成成分为：     　　

组成                     重量(份数)

混配沥青                   40-55

纳米膨润土                 5-7

丁苯橡胶溶液               1-7

云母粉                     0.2-0.7

十二烷基三甲基溴化铵       0.1-0.5

去离子水                   40-55

其中：纳米膨润土的粒径为20-100nm。

在这些组成成份中，丁苯橡胶为改性材料，混配沥青为基料，纳米膨润土为分散剂，云母粉为耐温、隔热、反光材料，选用十二烷基三甲基溴化铵作阳离子乳化剂，用去离子水作为介质配制而成。是一种水性厚质防水涂料。     　　

混配沥青是膨润土防水涂料的主要基料，起胶结防水作用，它对涂料的配制和涂膜性能影响极大。软化点低的沥青易分散乳化，但是会影响涂膜的耐热性，施工时易粘脚。如沥青的针入度和延伸度过小，会导致涂膜的抗裂性和柔韧性能降低。因此，配制的混配沥青要满足以下性能要求：(1)比较容易乳化，(2)软化点不应过低，(3)低温延伸性和柔度较好。本发明的防水涂料组成成份中的混配沥青由100号道路沥青和10号道路沥青配制而成。其中100号道路沥青占35-65％，10号道路沥青占35-65％。使混配沥青软化点控制在55℃-65℃，

针入度在25℃、100克条件下为5.0-10.9毫米，延伸度在25℃时为20-40毫米。

本发明所述的纳米膨润土是完全无机状态的达到纳米级的膨润土，其制备方法详见专利申请号为200410004707.6 ，名称为“一种新型纳米膨润土及其制备方法”，该纳米膨润土具有很大的比表面积和富含羟基，大约在800㎡/g，其表面原子数很多且原子配位严重不足，因此具有很高的活性，很容易与其它原子结合。因此，使用纳米膨润土制成的涂料具有优良的物理机械性能，由于上述的纳米膨润土本身具有良好紫外吸收功能，故本发明的涂料亦具有较强的抗紫外老化功能。     　　

纳米膨润土作为分散剂。它的主要成分是蒙脱石，蒙脱石是一种含水的层状铝硅酸盐矿物，主要化学成份是二氧化硅、三氧化铝、和水。具有良好的吸水膨胀性、粘结性、悬浮性、分散性、吸附性、触变性、热稳定性、催化性、阴离子交换性等。水性厚质乳化沥青是由微小的沥青颗粒稳定的分散在水中，形成了水包油型的乳化液。沥青与水是不能相混溶的，要使沥青同水结合在一起必须应用乳化剂，它既能同水结合，又能同沥青结合。其乳化分散性好，且不与配方组分发生化学反应。膨润土具备这些特征。膨润土中的蒙脱石是一种电荷不平衡的矿物，由于同晶置换，造成层状组织的表面带负电荷，必须吸附阳离子达到平衡，其分子量大，就具备了表面活性剂相似的性质。不仅本身具有乳化分散作用，还能降低其他助剂的用量；由于膨润土所含蒙脱石是层状结构，有大量内表面层间水，当水加入时，被吸附的阳离子极易同水中其它阳离子交换，使离子水化，引起体积增加，直至膨胀约20倍。在漏缝之中，这种遇水膨胀的特性可以阻塞渗漏，涂膜干燥后可起到透气性。蒙脱石在水中分散后形成2μm以下的颗粒，能吸附沥青表面，并与构筑物粘结牢固，防止水渗透，

并使沥青颗粒被胶质形成的水化膜所包裹而防止沥青颗粒凝聚，形成水包油型乳状液。     　　

作为优选，所述云母粉的细度为350-550目。     　　

所述丁苯橡胶溶液是将丁苯橡胶溶解于溶剂苯或C9石油中，丁苯橡胶与溶剂的重量比为1∶10-15，将其充分搅拌溶解。作为改性材料的丁苯橡胶与沥青有很好的互溶性，借助于扫描电子显微镜可见，丁苯橡胶与沥青相界面处相当模糊，界面厚度较大，说明沥青以部份溶胀了橡胶，因此在两相界面之间具有良好的粘结性。它们的微现形态主要是单相连续结构，橡胶以形状不规则的微小颗粒分散在沥青中。当加入改性材料丁苯橡胶成网状结构后，随着大分子交联作用的发生，橡胶网络即成为弹性网络，这种网络赋予沥青以一定程度的弹性，从而大大增加了沥青的低温变形能力，并使之具有较好的辅助成膜性。

所述膨润土防水涂料的生产方法，其加工流程如下：

（1）配制膨润土浆得到甲液；

（2）混合沥青的配制及脱水处理得到乙液；

（3）丁苯橡胶的处理得到丙液；

（4）将甲液搅拌，升温到80℃保温，开动胶体磨，立即用沸水予热，然后打开甲、乙流量控制阀门，使甲、乙两种液体以适当的流量进入胶体磨研磨，自胶体磨再流入混合搅拌罐，然后将丙液加入，经充分搅拌混合，即配制而成本膨润土防水涂料。

本涂料当用于在-15℃以下的寒冷天气施工时，水可由柴油代替，其组份为： 

混配沥青                   35-55%

纳米膨润土                 6-20%

柴油                       34-50%

其中：纳米膨润土的粒径为20-100nm。

进一步，混配沥青由100号石油沥青50-80％，10号石油沥青20-50%配制而成。

所述的膨润土防水涂料的制备方法如下：

将混配沥青加热至160℃后，依次将混配沥青、纳米膨润土、柴油放入搅拌罐，搅拌成粘稠状乳液，制得本膨润土防水涂料。

本发明的优点在于：生产时无三废污染、无毒无味、冷施工、工效高、造价低，从根本消除了溶剂型涂料施工的缺陷，大大改善了劳动条件；施工后的表面形成一个完整的统一整体，克服了热施工质量随沥青温度变化的缺点，涂料中橡胶颗粒的应力集中作用激发了大量银纹与剪切带，较好改善了涂层延伸性、低温柔性、抗裂性；由于云母粉作用，增强了其耐温隔热性；本发明的膨润土防水涂料是一种用途广泛的多功能复合型防水涂料，可用于屋面板嵌缝、涂擦板面、旧屋面修补、地下防水防潮、卫生间防渗、木质防腐、铺设道路等。

 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一、配制膨润土浆：

称取300公斤去离子水倒入膨润土配制罐中，用蒸气升温至50-60℃  ，开动搅拌加入纳米膨润土72公斤，加入云母粉4.5公斤，然后再将170公斤去离子水倒入罐内，冲洗干净粘在搅拌叶片上的纳米膨润土、云母粉，加入十二烷

基三甲基溴化铵2.8公斤，50℃保温搅拌4小时，封闭在罐内静止12小时，得到甲液。     　　

二、混合沥青的配制及脱水处理：     　　

按配方称取260公斤10号建筑沥青，再按配方称取195公斤100号道路沥青放入锅内。升温加热至180-200℃熔化脱水，待沥青液面不再起泡时，降温至160-180℃，得到乙液。     　　

三、丁苯橡胶处理：     　　

称取C9石油48公斤放入搅拌罐内，然后放入丁苯橡胶4公斤，经充分搅拌溶解，得到丙液。     　　

四、将甲液搅拌，升温80℃保温，开动胶体磨，立即用沸水予热。然后打开甲、乙流量控制阀门，使甲、乙液以适当的流量进入胶体磨研磨，自胶体磨再流入混合搅拌罐，然后将丙液加入，经充分搅拌混合，即配制而成本涂料。

五、产品主要性能测试结果： 

测试项目	测试结果	备注
			固体含量	53.1％
延伸性	7.8(mm)	无处理
			延伸性	8.1(mm)	处理后
柔韧性	-15±2℃无裂纹断裂
			耐热性	80±2℃5h无流淌起泡和滑动
粘结性	0.43MPa

不透水性	0.1MPa、30min不透水
			抗冻性	-20±2℃、2h，放入20±10℃水中、20次无开裂

实施例2

一、配制膨润土浆：     　　

称取310公斤去离子水倒入膨润土配制罐中，用蒸汽升温至50-60℃，开动搅拌加入纳米膨润土74公斤，加入云母粉6公斤，然后再将160kg去离子水倒入罐内，冲洗干净粘在搅拌叶片上的膨润土、云母粉；加入十二烷基三甲基溴化铵2.8公斤，50℃保温搅拌4小时，封闭在罐内静置12小时，得到甲液。     　　

二、混合沥青的配制及脱水处理：     　　

按配方称取250公斤100号道路沥青，再按配方称取197公斤10号建筑沥青放入锅内，升温加热至180-200℃熔化脱水，待沥青液面不再起泡时，降温至160-180℃，得到乙液。     　　

三、丁苯橡胶处理：     　　

称取粗苯36公斤放入搅拌罐内，然后放入丁苯橡胶3公斤，经充分搅拌溶解，得到丙液。     　　

四、将甲液搅拌，升温80℃保温，开动胶体磨，立即用沸水予热。然后打开甲、乙流量控制阀门，使甲、乙液以适当的流量进入胶体磨研磨，自胶体磨再流入混合搅拌罐，然后将丙液加入，经充分搅拌混合，即配制而成本涂料。     　　

五、产品主要性能测试结果：

测试项目

测试结果

备注

固体含量	51.5％
			延伸性	10.5(mm)	无处理
延伸性	9.6(mm)	处理后
			柔韧性	-15±2℃无裂纹断裂
耐热性	80±2℃、5h无流淌起泡和滑动
			粘结性	0.46MPa
不透水性	0.1MPa、30min不透水
			抗冻性	-20±2℃、2h，放入20±10℃水中、20次无开裂

实施例3：     　　

一、配制膨润土浆：     　　

称取320公斤去离子水倒入膨润土配制罐中，用蒸气升温至50-60℃，开动搅拌，加入纳米膨润土68公斤、云母粉5公斤、然后再将150公斤去离子水倒入罐内，冲洗干净粘在搅拌叶片上的膨润土、云母粉；加入十二烷基三甲基溴化铵3公斤，50℃保温搅拌4小时，封闭在罐内静置1  2小时，得到甲液。     　　

二、混合沥青的配制及脱水处理：     　　

按配方称取292.5公斤100号道路沥青，再按配方称取157.5公斤10号建筑沥青放入锅内。升温加热至180-200℃熔化脱水，待沥青液面不再起泡时，降温至160-180℃，得到乙液。     　　

三、丁苯橡胶处理：     　　

称取纯苯64公斤放入搅拌罐内，然后放入丁苯橡胶6公斤，经充分搅拌溶

解，得到丙液。     　　

四、将甲液搅拌，升温80℃保温，开动胶体磨，立即用沸水予热。然后打开甲、乙流量控制阀门，使甲、乙液以适当的流量进入胶体磨研磨，自胶体磨再流入混合搅拌罐，然后将丙液加入，经充分搅拌混合，即配制而成本涂料。

五、产品主要性能测试结果：

测试项目	测试结果	备注
			固体含量	52.8％
延伸性	10.7(mm)	无处理
			延伸性	9.8(mm)	处理后
柔韧性	-15±2℃无裂纹断裂
			耐热性	80±2℃、5h无流淌起泡和滑动
粘结性	0.48MPa
			不透水性	0.1MPa、30min不透水
抗冻性	-20±2℃、2h，放入20±10℃水中、20次无开裂

实施例4：

本涂料当用于在-15℃以下的寒冷天气施工时，混配沥青由100号石油沥青50％，10号石油沥青50%配制而成。

按照如下组份：混配沥青55%、纳米膨润土6%、柴油39%配比，将混配沥青加热至160℃后，依次将混配沥青、纳米膨润土、柴油放入搅拌罐，搅拌成粘稠状乳液，制得本膨润土防水涂料。

Claims (8)

1.一种膨润土防水涂料，其特征在于组成成分为：              　　

组成                     重量(份数)

混配沥青                   40-55

纳米膨润土                 5-7

丁苯橡胶溶液               1-7

云母粉                     0.2-0.7

十二烷基三甲基溴化铵       0.1-0.5

去离子水                   40-55

其中：纳米膨润土的粒径为20-100nm。

2.按照权利要求1所述的膨润土防水涂料，其特征在于：混配沥青由100号道路沥青35-65％、其余为10号道路沥青配制而成，其软化点为55℃-65℃，针入度在25℃、100克条件下为5.0-10.9毫米，延伸度在25℃时为20-40 毫米。

3.按照权利要求1所述的膨润土防水涂料，其特征在于：云母粉的细度为350-550目。

4.按照权利要求1所述的膨润土防水涂料，其特征在于：丁苯橡胶溶液是将丁苯橡胶溶解于溶剂苯或C9石油中，丁苯橡胶与溶剂的重量比为1∶10-15。

5.按照权利要求1-4任一项所述的膨润土防水涂料的生产方法，其特征在于其加工流程为：

（1）配制膨润土浆得到甲液；

（2）混合沥青的配制及脱水处理得到乙液；

（3）丁苯橡胶的处理得到丙液；

（4）将甲液搅拌，升温到80℃保温，开动胶体磨，立即用沸水予热，然后打开甲、乙流量控制阀门，使甲、乙两种液体以适当的流量进入胶体磨研磨，自胶体磨再流入混合搅拌罐，然后将丙液加入，经充分搅拌混合，即配制而成本膨润土防水涂料。

6.按照权利要求1所述的膨润土防水涂料，其特征在于当用于在-15℃以下施工时，其组份为：

混配沥青                   35-55%

纳米膨润土                 6-20%

柴油                       34-50%

其中：纳米膨润土的粒径为20-100nm。

7.按照权利要求6所述的膨润土防水涂料，其特征在于：混配沥青由100号石油沥青50-80％，10号石油沥青20-50%配制而成。

8.按照权利要求6或7所述的膨润土防水涂料的制备方法如下：

将混配沥青加热至160℃后，依次将混配沥青、纳米膨润土、柴油放入搅拌罐，搅拌成粘稠状乳液，制得本膨润土防水涂料。