CN102826804B - 水泥基弹性防水复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种施工简单、成本低廉、无毒害污染的水泥基弹性防水复合材料，包括有粉料和液料，粉料和液料按照重量比为2:1。本发明的有益效果为：本发明提供的水泥基弹性防水复合材料是以合成高分子聚合物乳液与无机粉料复合而成的一种双组份新型防水材料，它利用聚合物的优良弹性来改善水泥干缩变形的缺陷，该防水材料具有有机材料的弹性、柔韧性，又有无机材料的良好耐久性，当涂覆、固化后，聚合物乳液形成连续的结构膜，与水泥水化产生的水泥石连接成一个坚固的整体，从而使涂膜富有一定的弹性、柔性、延伸性、拉伸强度和耐久性，可在工厂预混，现场将两组分混合搅拌成浆料后涂刷于混凝土结构表面。
Description
技术领域
本发明涉及防水材料，具体涉及水泥基弹性防水复合材料及其制备方法。
背景技术
从全国建筑业的发展看，建筑防水剂近年平均增长率超过20%，全国实际销售商品房屋的面积年平均增长率为21%，而且还在以此速度不断增加。1、我区产品内现状自80年代以来，各种新型防水材料发展迅速，如SBS、聚氨脂防水涂料、防水剂等，已形成防水卷材、装饰型微晶外加剂防水材料、自愈型微晶外加剂防水材料三大类别的产品。据初步统计，全国高聚物改性沥青防水卷材占工程总量的35%，合成高分子防水卷材约占工程总量的17%，聚氨脂涂料类占工程总量的15%，由此可见各类新型防水材料并存，并均占一定的比例不断发展，预计在未来的几年内，大中城市建筑业使用中低档材料的比例将下降至15%以下。
上述材料施工方法复杂，综合成本高，使用寿命较短。为弥补上述材料的不足，研发一种施工简单、成本低、防水、防渗性能优势，抗水压力高、使用寿命长、且在生产和施工中对环境无污染，对人体无毒害，能够弥补目前市场上现有防水材料性能上的缺陷的防水涂料尤其重要。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种施工简单、成本低廉、无毒害污染的水泥基弹性防水复合材料。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：水泥基弹性防水复合材料，包括有粉料和液料，粉料和液料按照重量比为2:1，其中，
1）粉料各原料按照重量份计为
硅酸盐水泥 40-50，
石英砂 50-55，
硅粉 2-3，
硅酸钠 0.2-0.3，
硫酸钠 0.3-0.4，
羟丙基甲基纤维素 0.1-0.2；
2）液料各原料按照重量份计为
乙酸乙烯 25-30，
丙烯酸 1-2，
丙烯酸丁酯 0.4-0.5，
聚乙烯醇 2-3，
乳化剂 1-1.5，
邻苯二甲酸二丁酯 2.5-3，
氯化锌 1-1.5，
乙醇 1-1.5，
过硫酸铵 0.04-0.05，
去离子水 250-60，
碳酸氢钠 0-0.5。
进一步的，上述水泥基弹性防水复合材料，所述硅酸盐水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
进一步的，上述水泥基弹性防水复合材料，所述石英砂为粒度60目且二氧化硅含量大于等于95%；所述硅粉为二氧化硅含量大于等于95%。
进一步的，上述水泥基弹性防水复合材料，所述羟丙基甲基纤维素为分子量10万-20万。
进一步的，上述水泥基弹性防水复合材料，所述乳化剂为乳化剂OP-10。
本发明的第二个目的是提供了上述水泥基弹性防水复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）按照配方量称取粉料原料，先加入硅酸盐水泥、石英砂和硅粉干混3-5分钟，再依次加入硅酸钠、硫酸钠和羟丙基甲基纤维素搅拌8-10分钟，得到粉料；
2）按照配方量称取液料原料，将聚乙烯醇和去离子水混合后搅拌升温至85℃-95℃，待聚乙烯醇完全溶解后降温至54℃-58℃后，加入全配方量的乳化剂和三分之一配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，乳化30分钟后升温至75℃-80℃，当反应物料有蓝色荧光时滴加其余三分之二配方量的乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯和三分之一的过硫酸铵，控制在2-3小时内滴完，温度保持在80℃-85℃，持续反应一小时后再继续升温至90℃补加剩余的过硫酸铵，继续反应30分钟；之后降温至70℃，反应液中加入邻苯二甲酸二丁酯和中和剂碳酸氢钠，调节乳液pH为6-7，冷却至60℃后加入配方量的氯化锌和乙醇，搅拌10分钟后得到液料；
3）将步骤2）得到的液料取质量的80%，在其中缓慢加入步骤1）得到的粉料，并同时进行搅拌，搅拌速度为80-100转/分钟，之后再加入剩余20%质量的液料，得到水泥基弹性防水复合材料。
其中，中和剂碳酸氢钠的配比是根据已混配的材料的pH值确定的，当pH值在6-7之间时可以不添加，主要作用是为了调节PH值的。
施工方法为：
用刮板、滚刷或刷子将混合好的材料均匀的涂覆于待施工面上，涂覆时要尽量均匀，不能有局部沉积，并要求多刷几次使涂料与基层之间不留气泡，粘结严实。由于分次成膜质量好于一次成膜的质量，因此建议施工时要分两三次涂覆，每次涂覆的时间间隔以前一层涂膜干固不粘为准。若防水层厚度不够，尤其是立面施工时，可加涂一层或数层。加增强纤维网施工时，增强纤维网要铺贴平直，搭接匀称，并用刷子刷实不留空鼓。
养护方法为在一般气候条件下，涂层终凝后可喷水雾养护。如果气候特别炎热、干燥、多风，则要保持涂层表面湿润至少48小时。涂层缓慢的干燥有助于涂层韧性和强度的提高。温度低于5℃或者雨中不可施工。
材料用量为每30kg水泥基弹性防水复合材料可以涂敷9-10平米，厚度为1.6mm。施工中应尽量分多次涂刷。基底较平整时，理论用量1.6kg/平米/次，如增加纤维网，则总用量需增加20%左右。
储存方法为：存放于干燥阴凉的环境中。粉料应放置在木质托板上存放，注意防潮。液体料要绝对避免受冻，否则将失效。正常保存条件下保存期为12个月。原料组成中含有水泥、石英砂等成分，摩擦力较强，不要用手直接接触，施工时应戴手套。粉料中的粉尘可能会引起皮肤过敏，并对眼睛和呼吸道有刺激。注意避免吸入粉尘，并小心不要弄进眼中。施工时应戴防尘眼镜和口罩，施工现场应保持通风，施工后要彻底洗手。
本发明的有益效果为：
本发明提供的水泥基弹性防水复合材料是以合成高分子聚合物乳液与无机粉料复合而成的一种双组份新型防水材料，它利用聚合物的优良弹性来改善水泥干缩变形的缺陷，该防水材料具有有机材料的弹性、柔韧性，又有无机材料的良好耐久性，同时它属于水分挥发固化型防水涂料，当涂覆、固化后，聚合物乳液形成连续的结构膜，与水泥水化产生的水泥石连接成一个坚固的整体，从而使涂膜富有一定的弹性、柔性、延伸性、拉伸强度和耐久性，可以在工厂预混，现场将两组分混合搅拌成浆料后涂刷于混凝土结构表面，可用于施工缝、结构裂缝的防水保护。
其中，液料固含量为42%,耐水性由llmin增加到65min,耐寒性大大改善,也可用于皮革、纸张、泡沫塑料、织物、纤维板等材料的粘合。
本发明提供的水泥基弹性防水复合材料具有超强的防水能力，在建筑结构表面形成附着力极强的密实、柔韧涂层，堵塞过水通道；具有独特超凡的柔韧性，可密封最大变动范围1.2mm的裂缝，使用纤维网后可以密封最大变动范围为2.0mm的裂缝；涂层坚韧高强，具有优异的粘接、抗渗、抗裂、耐水、耐氧化、耐紫外线等优点；能在潮湿（无明水）或干燥的多种材料基面上直接施工；可在立面、斜面和顶面上直接施工，不流淌；施工简单、速度快，节省工期；产品无毒、无害、无污染，属环保防水涂料。
具体实施方式
实施例1：
水泥基弹性防水复合材料，包括有粉料和液料，粉料和液料按照重量比为2:1，其中，
1）粉料各原料为
硅酸盐水泥 40kg，
石英砂 50kg，
硅粉 2kg，
硅酸钠 0.2kg，
硫酸钠 0.3kg，
羟丙基甲基纤维素 0.1kg；
2）液料各原料按照重量份计为
乙酸乙烯 25kg，
丙烯酸 1kg，
丙烯酸丁酯 0.4kg，
聚乙烯醇 2kg，
乳化剂 1kg，
邻苯二甲酸二丁酯 2.5kg，
氯化锌 1kg，
乙醇 1kg，
过硫酸铵 0.04kg，
去离子水 60kg，
碳酸氢钠 0kg。
其中，硅酸盐水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，石英砂为粒度60目且二氧化硅含量大于等于95%；硅粉为二氧化硅含量大于等于95%，羟丙基甲基纤维素为分子量10万-20万，乳化剂为乳化剂OP-10。
水泥基弹性防水复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a）按照配方量称取粉料原料，先加入硅酸盐水泥、石英砂和硅粉干混3分钟，再依次加入硅酸钠、硫酸钠和羟丙基甲基纤维素搅拌8分钟，得到粉料；
b）按照配方量称取液料原料，将聚乙烯醇和去离子水混合后搅拌升温至85℃，待聚乙烯醇完全溶解后降温至54℃后，加入全配方量的乳化剂和三分之一配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，乳化30分钟后升温至75℃，当反应物料有蓝色荧光时滴加其余三分之二配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，控制在2小时内滴完，温度保持在80℃，持续反应一小时后再继续升温至90℃补加过硫酸铵，继续反应30分钟；之后降温至70℃，反应液中加入邻苯二甲酸二丁酯和中和剂碳酸氢钠，调节乳液pH为6，冷却至60℃后加入配方量的氯化锌和乙醇，搅拌10分钟后得到液料；
c）将步骤b）得到的液料取质量的80%，在其中缓慢加入步骤a）得到的粉料，并同时进行搅拌，搅拌速度为80转/分钟，之后再加入剩余20%质量的液料，得到水泥基弹性防水复合材料。
搅拌过程采用立式双轴搅拌机。
实施例2：
水泥基弹性防水复合材料，包括有粉料和液料，粉料和液料按照重量比为2:1，其中，
1）粉料各原料按照重量份计为
硅酸盐水泥 50kg，
石英砂 55kg，
硅粉 3kg，
硅酸钠 0.3kg，
硫酸钠 0.4kg，
羟丙基甲基纤维素 0.2kg；
2）液料各原料按照重量份计为
乙酸乙烯 30kg，
丙烯酸 2kg，
丙烯酸丁酯 0.5kg，
聚乙烯醇 3kg，
乳化剂 1.5kg，
邻苯二甲酸二丁酯 3kg，
氯化锌 1.5kg，
乙醇 1.5kg，
过硫酸铵 0.05kg，
去离子水 250kg，
碳酸氢钠 0.5kg。
其中，硅酸盐水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，石英砂为粒度60目且二氧化硅含量大于等于95%；硅粉为二氧化硅含量大于等于95%，羟丙基甲基纤维素为分子量10万-20万，乳化剂为乳化剂OP-10。
水泥基弹性防水复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a）按照配方量称取粉料原料，先加入硅酸盐水泥、石英砂和硅粉干混5分钟，再依次加入硅酸钠、硫酸钠和羟丙基甲基纤维素搅拌10分钟，得到粉料；
b）按照配方量称取液料原料，将聚乙烯醇和去离子水混合后搅拌升温至95℃，待聚乙烯醇完全溶解后降温至58℃后，加入全配方量的乳化剂和三分之一配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，乳化30分钟后升温至80℃，当反应物料有蓝色荧光时滴加其余三分之二配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，控制在3小时内滴完，温度保持在85℃，持续反应一小时后再继续升温至90℃补加过硫酸铵，继续反应30分钟；之后降温至70℃，反应液中加入邻苯二甲酸二丁酯和中和剂碳酸氢钠，调节乳液pH为7，冷却至60℃后加入配方量的氯化锌和乙醇，搅拌10分钟后得到液料；
c）将步骤b）得到的液料取质量的80%，在其中缓慢加入步骤a）得到的粉料，并同时进行搅拌，搅拌速度为100转/分钟，之后再加入剩余20%质量的液料，得到水泥基弹性防水复合材料。
搅拌过程采用立式双轴搅拌机。
实施例3：
水泥基弹性防水复合材料，包括有粉料和液料，粉料和液料按照重量比为2:1，其中，
1）粉料各原料按照重量份计为
硅酸盐水泥 45kg，
石英砂 52kg，
硅粉 2.5kg，
硅酸钠 0.25kg，
硫酸钠 0.35kg，
羟丙基甲基纤维素 0.15kg；
2）液料各原料按照重量份计为
乙酸乙烯 27kg，
丙烯酸 1.5kg，
丙烯酸丁酯 0.45kg，
聚乙烯醇 2.5kg，
乳化剂 1.25kg，
邻苯二甲酸二丁酯 2.75kg，
氯化锌 1.25kg，
乙醇 1.25kg，
过硫酸铵 0.045kg，
去离子水 155kg
碳酸氢钠 0.2kg。
其中，硅酸盐水泥为42.5R普通硅酸盐水泥，石英砂为粒度60目且二氧化硅含量大于等于95%；硅粉为二氧化硅含量大于等于95%，羟丙基甲基纤维素为分子量10万-20万，乳化剂为乳化剂OP-10。
水泥基弹性防水复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a）按照配方量称取粉料原料，先加入硅酸盐水泥、石英砂和硅粉干混4分钟，再依次加入硅酸钠、硫酸钠和羟丙基甲基纤维素搅拌9分钟，得到粉料；
b）按照配方量称取液料原料，将聚乙烯醇和去离子水混合后搅拌升温至90℃，待聚乙烯醇完全溶解后降温至56℃后，加入全配方量的乳化剂和三分之一配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，乳化30分钟后升温至78℃，当反应物料有蓝色荧光时滴加其余三分之二配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，控制在2.5小时内滴完，温度保持在82.5℃，持续反应一小时后再继续升温至90℃补加过硫酸铵，继续反应30分钟；之后降温至70℃，反应液中加入邻苯二甲酸二丁酯和中和剂碳酸氢钠，调节乳液pH为6.5，冷却至60℃后加入配方量的氯化锌和乙醇，搅拌10分钟后得到液料；
c）将步骤b）得到的液料取质量的80%，在其中缓慢加入步骤a）得到的粉料，并同时进行搅拌，搅拌速度为90转/分钟，之后再加入剩余20%质量的液料，得到水泥基弹性防水复合材料。
搅拌过程采用立式双轴搅拌机。
检测数据：
检测标准为JC/T 894-2001《聚合物水泥防水涂料建筑材料行业标准》。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1. 水泥基弹性防水复合材料，其特征在于：包括有粉料和液料，粉料和液料按照重量比为2:1，其中，
1）粉料各原料按照重量份计为
硅酸盐水泥 40-50，
石英砂 50-55，
硅粉 2-3，
硅酸钠 0.2-0.3，
硫酸钠 0.3-0.4，
羟丙基甲基纤维素 0.1-0.2；
2）液料各原料按照重量份计为
乙酸乙烯 25-30，
丙烯酸 1-2，
丙烯酸丁酯 0.4-0.5，
聚乙烯醇 2-3，
乳化剂 1-1.5，
邻苯二甲酸二丁酯 2.5-3，
氯化锌 1-1.5，
乙醇 1-1.5，
过硫酸铵 0.04-0.05，
去离子水 250-60，
碳酸氢钠 0-0.5。
2. 根据权利要求1所述的水泥基弹性防水复合材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为42.5R普通硅酸盐水泥。
3. 根据权利要求1所述的水泥基弹性防水复合材料，其特征在于，所述石英砂为粒度60目且二氧化硅含量大于等于95%；所述硅粉为二氧化硅含量大于等于95%。
4. 根据权利要求1所述的水泥基弹性防水复合材料，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素为分子量10万-20万。
5. 根据权利要求1所述的水泥基弹性防水复合材料，其特征在于，所述乳化剂为乳化剂OP-10。
6. 根据权利要求1-5的任一项所述的水泥基弹性防水复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照配方量称取粉料原料，先加入硅酸盐水泥、石英砂和硅粉干混3-5分钟，再依次加入硅酸钠、硫酸钠和羟丙基甲基纤维素搅拌8-10分钟，得到粉料；
2）按照配方量称取液料原料，将聚乙烯醇和去离子水混合后搅拌升温至85℃-95℃，待聚乙烯醇完全溶解后降温至54℃-58℃后，加入全配方量的乳化剂和三分之一配方量的过硫酸铵、乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯，乳化30分钟后升温至75℃-80℃，当反应物料有蓝色荧光时滴加其余三分之二配方量的乙酸乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯和三分之一的过硫酸铵，控制在2-3小时内滴完，温度保持在80℃-85℃，持续反应一小时后再继续升温至90℃补加剩余的过硫酸铵，继续反应30分钟；之后降温至70℃，反应液中加入邻苯二甲酸二丁酯和中和剂碳酸氢钠，调节乳液pH为6-7，冷却至60℃后加入配方量的氯化锌和乙醇，搅拌10分钟后得到液料；
3）将步骤2）得到的液料取质量的80%，在其中缓慢加入步骤1）得到的粉料，并同时进行搅拌，搅拌速度为80-100转/分钟，之后再加入剩余20%质量的液料，得到水泥基弹性防水复合材料。
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