CN103421404A - 一种彩色水性防水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩色水性防水涂料及其制备方法,其特征在于:它是由石油树脂、乳化剂、改性剂、颜料、填料、稳定剂、水制成,先将石油树脂、水及乳化剂通过胶体磨乳化加工成乳化石油树脂,再在乳化石油树脂中依次加入改性剂、颜料、填料、稳定剂、水并充分混合均匀,即制得彩色水性防水涂料。本发明涂料所用主要原料石油树脂系石油工业副产,与高分子聚合物防水涂料相比,性能相当,但价格相对低廉,并且改变了防水涂料黑色一统天下的历史,美化了环境;同时由于其为水性涂料,不含有机溶剂,对施工人员无毒害,无环境污染,可常温下施工,即可用于平面施工,也可用于立面施工,施工的防水面层无接缝,防水效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑行业用防水材料,具体涉及一种彩色防水涂料及其制备方法。
背景技术
防水材料在建筑行业有广泛的应用,大量应用于建筑屋顶、内外墙、地下室防潮、卫生间防水及水泥混凝土表面防水等。
防水材料主要有两大类,一类是固体防水卷材类,另一类是液体 防水涂料类。固体的防水卷材类最初为普通沥青油毡,现在主要以聚 合物改性沥青类为主,如PVC改性沥青防水卷材,APP改性沥青防水卷材,SBS改性沥青防水卷材等。加工生产防水卷材时一般改性沥青要加热至180~220℃,而且防水卷材在防水施工时还要加热,以确 保接缝处良好密封,即使这样也很难保证施工中做到万无一失。高温 下加工防水卷材和高温下施工对操作人员和环境会造成一定污染。防 水卷材的另一个缺点是价格较高。
我国的液体防水涂料工业起始于上世纪60年代,主要有溶剂型、水乳型、反应型三类。溶剂型有氯丁胶沥青防水涂料、SBS改性沥青防水涂料等;水乳型防水涂料有氯丁胶乳沥青防水涂料、聚丙烯酸酯防水涂料、硅橡胶防水涂料、聚合物水泥复合防水涂料等;反应型防水涂料中代表性的为聚氨酯防水涂料。
溶剂型防水涂料一般用有机溶剂如甲苯、丙酮、丁酮作溶剂,在 产品的生产和使用过程中,有机溶剂的挥发是不可避免的。大多数有 机溶剂都具有一定的毒性,例如甲苯对皮肤有刺激性,对人体中枢神经系统有麻醉作用等,这些溶剂大量挥发到大气中会造成严重的环境污染。
反应型防水涂料如聚氨酯防水涂料通常是以TDI、MDI及聚醚作基本原料,耐候性较差,在紫外线作用下易氧化,使涂膜发黄、粉化, 虽然可通过添加紫外线吸收剂和抗氧化剂,提高其耐候性,但不能有 根本的改变。因此,此类聚氨酯涂料不宜单独用作户外防水。做屋面防水时往往需要做水泥砂浆保护层,这样又失去了涂膜防水维修方便和色彩艳丽的优点。另外,TDI、MDI为高反应活性的有毒化合物, 极易与水等含有活泼氢的物质反应;加工这类防水涂料时要用助剂如MOCA、DBTDL均有毒;TDI、MDI的挥发,对现场施工人员和环境的污染也不可忽视。再一个聚氨酯类防水涂料原料主要是高分子材料,价格相对也比较高。
与溶剂型和反应型防水涂料相比,水乳型防水涂料以水作为分散 介质,无毒无味,在生产和施工过程中对人体无任何毒副作用,也不对环境造成污染。水性防水涂料只在加工过程中加热,施工时无须加热,可以采用人工涂刷,或用设备喷涂,施工面没有接缝,即可用于平面也可用于立面,施工简单,防水效果好,价格相对低廉。
防水材料大量以沥青为基材,这种沥青由石油炼化副产物残渣得到,本身显黑色,因此沥青基的防水涂料一般为黑色。另外中国专利 CN102146239A、CN1203251、CN101348635、CN1107869、CN1109902、 CN1257899公开了一系列聚合物乙烯-醋酸乙烯类的彩色防水涂料,中国专利CN1451705、CN1389531、CN101781518A、CN179325、CN1302835、CN1243144公开了一系列聚氨酯类彩色防水涂料,中国CN101074345、CN101020802公开了主要由聚合物SBS为主材的彩色防水涂料,以上公开的彩色防水材料均是以聚合物为基材的防水材料,价格偏高。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述缺点,提供一种无毒无味、无环境污染、施工简单、价格低廉、美化环境的彩色水性防水涂料。
本发明的另一目的是提供一种彩色水性防水涂料的制备方法。
为达到上述目的,本发明采用如下解决方案:一种彩色水性防水涂料,其特征在于:它是由石油树脂、乳化剂、改性剂、颜料、填料、 稳定剂、水制成,先将石油树脂、水及乳化剂通过胶体磨乳化加工成乳化石油树脂,再在乳化石油 树脂中依次加入改性剂、颜料、填料、稳定剂、水并充分混合均匀,其中石油树脂与水的重量比为4:6~6:4,石油树脂和水总重量与乳化剂的重量比为100:0.3~100:5,乳化石油树脂与改性剂的重量比为9:1~1:9,乳化石油树脂与改性剂总重量与颜料的重量比为100:3~100:20,乳化石油树脂与改性剂总重量与填料的重量比为 100:5~100:30,乳化石油树脂与改性剂总重量与稳定剂的重量比为100:0.1~100:1.5。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的乳化剂为阳离子乳化剂,可以是烷基胺类,如烷 基丙撑二胺;酰胺类,如烷基酰胺基多胺;季胺盐类,如十八烷基三 甲基氯化铵;也可以是咪唑啉类。可只使用一种乳化剂,也可是两种或多种阳离子乳化剂复配使用,也可以是阳离子乳化剂与非离子乳化剂的复配。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的乳化剂也可以是阴离子乳化剂,如脂肪酸钠类、磺 酸盐类,可以用一种阴离子乳化剂,也可是多种乳化剂的复配使用。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的改性剂为氯丁胶乳,该氯丁胶乳可为阳离子型,也 可为阴离子型。阳离子氯丁胶乳是以氯丁二烯为单体,阳性皂为乳化 剂,经乳液聚合制得;阴离子氯丁胶乳是以氯丁二烯为单体,采用阴 离子表面活性剂经乳液聚合制得。当掺加到阳离子乳化石油树脂中 时,用阳离子氯丁胶乳,当掺加到阴离子乳化石油树脂中时,要用阴离 子氯丁胶乳。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的改性剂为氯丁胶乳与丁苯胶乳复配使用。复配使用时,如果乳化的石油树脂是阳离子型,两种胶乳都用阳离子型,反之都用阴离子型。两种胶乳掺配比例为氯丁胶乳与丁苯胶乳重量比1:5~5:1。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的颜料为耐老化和抗紫外线能力强的无机氧化颜料或耐老化的有机颜料。如红色的氧化铁红,其技术指标如下:
Fe2O3含量 :≥95%
105℃挥发物% :≤1.0
水溶物% :≤1.0
筛余物45um% :≤0.5
吸油量g/mg :≤15-25
灼烧减量% :≤5
绿色的氧化铬绿,其技术指标如下:
相对着色力% :95-105
吸油量g/mg :≤15-25
500目筛余物% :≤0.1
水溶物% :≤0.3
105℃挥发物% :≤0.2
水悬浮液pH值 :4.0-7.0
Cr2O3% :≥95
以及黄色的氧化铁黄,蓝色酞菁蓝,白色二氧化钛等。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的填料为滑石粉,滑石粉粒径≤400目。
上述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的稳定剂为丁二烯丙烯酸共聚物。
制备上述的彩色水性防水涂料的方法,其特征在于:它包括以下步骤:
1、乳化石油树脂:先将乳化剂加入水中, 搅拌下加热至50℃~70℃,使乳化剂全部溶于水中,再将石油树脂加热至130℃~150℃,然后启动胶体磨,用热水预热乳化机,将乳化剂水溶液先加入胶体磨中,再缓慢将熔融的石油树脂加入胶体磨中,加完后继续乳化一分钟,即制成乳化石油树脂。乳化时可以使用阳离子乳化剂,也可使用阴离子乳化剂。当使用阳离子乳化剂时,制备的乳化石油树脂为阳离子型,主要性能如下:
乳液类型 :阳离子
固体物含量 :最少56%
筛上剩余量125 um :0.5%
粘度[ISO4mm,25℃] :30-60sec
密度 :约1kg/L
粒径 :平均<5um
当使用阴离子乳化剂时,制备的乳化石油树脂为阴离子型,主要性能如下:
乳液类型 :阴离子
固体物含量 :50-55%
筛上剩余量125 um :0.5%
粘度[ISO4mm,25℃] :20-60sec
密度 :约1kg/L
2、配制彩色防水涂料:将乳化石油树脂、改性剂、水依次加入装有分散器的搅拌罐中,启动分散器,使乳化石油树脂与改性剂充分混合均匀,再分别加入颜料、填料,加完后分散器继续运转15分钟,最后加入稳定剂,分散器继续运转5分钟即制得彩色防水涂料。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、石油树脂是由石油化学工业中裂解乙烯装置产生的副产物C5、C9馏份或两种馏份的混合物通过聚合反应生成,属于石油工业副产品,价格比较低廉。本发明以石油树脂为基材,先通过乳化使石油树脂形成乳状液,再通过添加改性剂、颜料、填料、稳定剂等制备成彩色防水涂料,经检测性能达到国家同类防水涂料有关标准。当用于建筑物屋顶、外墙及水泥结构物表面时,一方面起到了防水效果,又改变了防水涂料黑色一统天下的历史,美化了环境。
2、本发明涂料所用主要原料石油树脂系石油工业副产,与高分子聚合物防水涂料相比,性能相当,但价格相对低廉。
3、本发明的防水涂料为水性涂料,不含有机溶剂,施工现场对施工人员没有不利影响,对环境不造成污染。
4、本发明的彩色防水涂料为稳定的水性乳状液,可长时间存放。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步说明,但实施例并不限制本发
明权利要求保护的范围。
实施例1~实施例3为乳化石油树脂
实施例1
在400克水中加入4.5g 季铵盐类乳化剂和4.5g咪唑啉类乳化剂, 用盐酸调节使乳化剂水溶液pH值为2~2.5,搅拌下加热至50~70℃,使乳化剂全部溶于水中,将580克的石油树脂加热至130~150℃;启动胶体磨,用热水预热乳化机,首先将乳化剂水溶液先加入胶体磨中,再缓慢将熔融的石油树脂加入胶体磨中,加完后继续乳化一分钟,即完成乳化。
实施例2
将一种双季铵盐类乳化剂5g与非离子乳化剂OP-10 5g分别加入400g水中,搅拌下加热至50~70℃,使乳化剂全部溶于水中,将580g的石油树脂加热至130~150℃;启动胶体磨,先用热水预热乳化机,首先将乳化剂水溶液先加入胶体磨中,再缓慢将熔融的油树脂青加入胶体磨中,加完后继续乳化一分钟,即完成乳化。
实施例3
在400克水中加入15克十二烷基苯基烷基磺酸钠和2克氯化钙,边加热边搅拌使乳化剂全溶于水中并升温至50~70℃,将580克石油树脂加热至130~150℃;启动胶体磨,用热水预热乳化机,先将乳化剂水溶液先加入胶体磨中,再缓慢将熔融的石油树脂加入胶体磨中,加完后继续乳化一分钟,即完成乳化。
实施例4和实施例5为配制彩色防水涂料
实施例4
将实施例1的阳离子乳化石油树脂750g、阳离子氯丁胶乳250g、水290g依次加入装有分散器的搅拌罐中,启动分散器,使乳化石油树脂与氯丁胶乳充分混合均匀,再分别加入颜料氧化铁红90g、滑石 粉135g,加完后分散器继续运转15分钟,最后加入稳定剂4.5g,分 散器继续运转5分钟即完成防水涂料配制。
实施例5
使用实施例3的阴离子乳化石油树脂750g,由阴离子氯丁胶乳和 阴离子丁苯胶乳复配胶乳270g代替实施例4的氯丁胶乳,氧化铬绿90g代替氧化铁红,其余同实施例4。
以下为参照按国家同类防水材料有关标准检测的实施例4和实施例5制备的彩色防水涂料的性能。
Claims (10)
1.一种彩色水性防水涂料,其特征在于:它是由石油树脂、乳化剂、改性剂、颜料、填料、 稳定剂、水制成,先将石油树脂、水及乳化剂通过胶体磨乳化加工成乳化石油树脂,再在乳化石油 树脂中依次加入改性剂、颜料、填料、稳定剂、水并充分混合均匀,其中石油树脂与水的重量比为4:6~6:4,石油树脂和水总重量与乳化剂的重量比为100:0.3~100:5,乳化石油树脂与改性剂的重量比为9:1~1:9,乳化石油树脂与改性剂总重量与颜料的重量比为100:3~100:20,乳化石油树脂与改性剂总重量与填料的重量比为 100:5~100:30,乳化石油树脂与改性剂总重量与稳定剂的重量比为100:0.1~100:1.5。
2. 根据权利要求1所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的乳化剂为阳离子乳化剂或阴离子乳化剂中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的阳离子乳化剂为烷基胺类、酰胺类、季胺盐类或咪唑啉类;阴离子乳化剂为脂肪酸钠类或磺 酸盐类。
4.根据权利要求1所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的改性剂为氯丁胶乳或氯丁胶乳与丁苯胶乳复配使用。
5. 根据权利要求4所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的氯丁胶乳为阳离子型或阴离子型,阳离子氯丁胶乳是以氯丁二烯为单体,阳性皂为乳化 剂,经乳液聚合制得;阴离子氯丁胶乳是以氯丁二烯为单体,采用阴 离子表面活性剂经乳液聚合制得。
6. 根据权利要求4所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的氯丁胶乳与丁苯胶乳复配使用时,乳化石油树脂是阳离子型,两种胶乳都用阳离子型;乳化石油树脂是阴离子型,两种胶乳都用阴离子型;两种胶乳掺配比例为氯丁胶乳与丁苯胶乳重量比1:5~5:1。
7. 根据权利要求1所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的颜料为耐老化和抗紫外线能力强的无机氧化颜料或耐老化的有机颜料。
8.根据权利要求1所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的填料为滑石粉,滑石粉粒径≤400目。
9.根据权利要求1所述的彩色水性防水涂料,其特征在于:所述的稳定剂为丁二烯丙烯酸共聚物。
10. 制备如权利要求1所述的彩色水性防水涂料的方法,其特征在于:它包括以下步骤:
(1)乳化石油树脂:先将乳化剂加入水中,搅拌下加热至50℃~70℃,使乳化剂全部溶于水中,再将石油树脂加热至130℃~150℃,然后启动胶体磨,用热水预热乳化机,将乳化剂水溶液先加入胶体磨中,再缓慢将熔融的石油树脂加入胶体磨中,加完后继续乳化一分钟,即制成乳化石油树脂;
(2)配制彩色防水涂料:将乳化石油树脂、改性剂、水依次加入装有分散器的搅拌罐中,启动分散器,使乳化石油树脂与改性剂充分混合均匀,再分别加入颜料、填料,加完后分散器继续运转15分钟,最后加入稳定剂,分散器继续运转5分钟即制得彩色防水涂料。
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