CN103539411B - 一种聚合物水泥防水涂料的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有优异使用性能和施工性能的新型的聚合物水泥防水涂料的制备工艺，所述涂料由液料和粉料组成，其配方为以重量份计，液料包括，水100份，苯乙烯45-50份，甲基丙烯酸甲酯35-40份，烷氧基硅烷0.5-0.8份，甲基纤维素0.5-1份，聚乙烯醇3-5份；过硫酸钠0.2-0.5份；粉料包括，白水泥100份，硅粉10-20，尿素2-4份，聚羧酸系减水剂0.1-0.2份；所述液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为0.3-0.4：1。其制备是先通过合适的乳化聚合得到液料，再通过充分混合得到粉料。

Description

一种聚合物水泥防水涂料的制备工艺

技术领域

本发明涉及涂料的技术领域，特别是提供一种聚合物水泥防水涂料的制备工艺。

背景技术

防水材料被广泛应用于建材防护领域，使用防水涂料对建筑物进行涂装后可将建筑物与外界环境相隔离，由此防止因雨水、地下水等腐蚀性液体和空气中的湿气侵入建筑物材料造成的腐蚀，延长建筑材料的使用寿命。

而目前使用较为普遍的是聚合物水泥防水涂料，聚合物水泥防水涂料是以聚合物乳液如丙烯酸酯弹性乳液、乙烯-醋酸乙烯乳液等和无机粉料如水泥、石英粉及添加剂等复合而成的双组分涂料。由于这种涂料由“聚合物乳液-水泥”双组分组成，因此具有“刚柔相济”的特性，既有聚合物涂膜的延伸性、防水性，也有水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点。可以调节聚合物乳液和水泥的比例，满足不同工程对柔韧性与强度等的要求，施工方法方便。同时，该种涂料以水作为分散剂，解决了焦油、沥青等有机溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害。所以在国内外发展迅速，成为防水涂料中的后起之秀。

尽管此种聚合物水泥防水涂料具有较好的耐候性和耐碱性，但是此种涂料在固化过程中，水泥的收缩率较大，因此固化后的涂层残留应力较大，使用一段时间后，漆膜易出现开裂，由此影响防水效果，降低使用寿命。同时，在长期的使用过程中，涂料容易吸水溶胀，使得涂膜的强度、粘结力等性能大幅度下降，从而导致其防水功能大大减弱。另外，聚合物水泥防水涂料的触变性差，在实际施工过程中的立面施工情况，极易流挂，导致施工面难以刮平，从而影响美观和防水性能等。再者，聚合物水泥防水涂料经常需要

因此，开发一种具有优异使用性能和施工性能的新型的聚合物水泥防水涂料配方以及与之相适应的加工工艺，具有十分重要的研究意义和非常广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种具有优异使用性能和施工性能的新型的聚合物水泥防水涂料及其制备工艺。

本发明的聚合物水泥防水涂料由液料和粉料组成。

本发明中的新型的聚合物水泥防水涂料配方具体如下：以重量份计，

液料包括，水100份，苯乙烯45-50份，甲基丙烯酸甲酯35-40份，烷氧基硅烷0.5-0.8份，甲基纤维素0.5-1份，聚乙烯醇3-5份；过硫酸钠0.2-0.5份；

粉料包括，白水泥100份，硅粉10-20，尿素2-4份，聚羧酸系减水剂0.1-0.2份；

所述液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为0.3-0.4：1。

本发明中的聚合物水泥防水涂料通过以下制备步骤制备得到：

一、液料的制备：

1)、首先将配比中70份的水和1/4量的聚乙烯醇置入具有温度计、搅拌器、氮气导入管和回流冷凝器的反应容器中，边搅拌边用氮气吹扫，加热至85℃后保持；

2)、将余下的3/4量的聚乙烯醇加入20份的水中制成溶液，并将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、烷氧基硅烷、甲基纤维素加入溶液中进行乳化，制备乳化液；

3)、将过硫酸钠加入10份的水中制备引发剂溶液；

4)、将步骤2)中乳化液和步骤3)中的引发剂溶液一同滴入步骤1)中的反应容器中，边滴加边搅拌，滴加完全后，搅拌2小时进行聚合反应；

5)、将溶液冷却后添加少量氨水调节pH值至8.5得到液料。

二、粉料的制备：

将白水泥、硅粉、尿素、聚羧酸系减水剂混合，充分搅拌至均匀得到粉料。

本发明的优点即在于，设计了一种独特的聚合物水泥防水涂料配方，通过液料和粉料的相互配合，获得了具有优异使用性能和施工性能的新型的聚合物水泥防水涂料。

具体实施方式

下面通过具体实施例来详细说明本发明的内容。

实施例.

依据表1所给出的各组分配比分别配置并制备液料和粉料，其中液料和粉料分别以水和白水泥为100份作为基准：

二、液料的制备：

1)、首先将配比中70份的水和1/4量的聚乙烯醇置入具有温度计、搅拌器、氮气导入管和回流冷凝器的反应容器中，边搅拌边用氮气吹扫，加热至85℃后保持；

2)、将余下的3/4量的聚乙烯醇加入20份的水中制成溶液，并将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、烷氧基硅烷、甲基纤维素加入溶液中进行乳化，制备乳化液；

3)、将过硫酸钠加入10份的水中制备引发剂溶液；

4)、将步骤2)中乳化液和步骤3)中的引发剂溶液一同滴入步骤1)中的反应容器中，边滴加边搅拌，滴加完全后，搅拌2小时进行聚合反应；

5)、将溶液冷却后添加少量氨水调节pH值至8.5得到液料。

二、粉料的制备：

将白水泥、比表面积大于2×10⁵cm²/g的硅粉、尿素、聚羧酸系减水剂混合，充分搅拌至均匀得到粉料。

使用时，将液料和粉料以0.4:1的重量比例混合，并搅拌成为料浆，涂覆2mm于硅酸钙板材上进行性能测试。

表1

①施工性的评价以肉眼观察发生厚涂时明显下垂和薄涂时难以抹平的涂覆厚度为标准；

②透水性评价参照JIS A6909进行试验；

③耐水性评价在50℃的温水中浸泡，以出现明显的白化时间为标准；

④耐冻融性评价是将涂层在-20℃环境下冻结2h后在10℃水中浸泡1小时，如此反复，以出现明显的开裂回数为标准；

⑤硬化收缩率是在涂层静置干燥30天后测量的。

苯乙烯的添加主要是降低漆膜的吸水性和透水性，从而发挥提高体系的防水性、防湿性、防冻结性的作用，为了发挥上述作用苯乙烯的添加量至少应为45份，但其添加量过多则会影响体系的整体性能，应当控制其在50份以下。

具有甲基丙烯酸甲酯的防水涂料同样具有优异防水性和防湿性，同时甲基丙烯酸甲酯还能够提高体系与基材的密着性、涂覆性等，为发挥其作用，其添加量应当至少为35份，但其添加量过多则会影响体系的整体性能，应当控制其在40份以下。

烷氧基硅烷由于其脱水缩合的缘故，能够在一定程度上发挥促进乳液体系的交联作用，从而提高体系与基材的密着性、涂覆性等，同时通过其与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯的相互作用，能够使得体系涂覆后的漆膜具有相当弹性，从而避免了由于有机体系与无机体系的收缩、膨胀率不同而造成的开裂。为发挥其作用，其添加量应当至少为0.5份，但其添加量过多则可能导致交联过度而影响体系的整体性能，应当控制其在0.8份以下。

甲基纤维素的添加主要作为增粘剂使用，由于其效果显著，其能够很好地提高体系的强度从而避免开裂的发生，同时其更有改善涂料体系抹平性能的作用，为了发挥上述作用，其添加量至少应为0.5份，但其添加量不能过高，否则将会显著降低体系的耐水白化性能，因此其添加量不应超过1份。

聚乙烯醇的主要作用是作为乳化分散剂使用，同时其能够在一定程度上抵消甲基纤维素所带来的耐水白化性能下降的效果。为发挥其作用，聚乙烯醇的添加量至少应为3份，但聚乙烯醇过多的添加将会导致体系的防水性能下降，因此其添加量不宜超过5份。同时为了获得足够的分散效果，聚乙烯醇的数均分子量应当在800-2500之间，分子量过高或者过低都可能由于其分子中亲水基和亲油基间的失衡而导致分散作用的失效。

过硫酸钠作为聚合反应的引发剂，其添加量大约在0.2-0.5份，即可保证体系聚合反应的顺利进行。

白水泥作为粉料的基础，对于体系强度的保证具有重要意义，为满足强度等基础性能的要求，其在体系中比例不能过低。但其比例如过高则时效性影响大，不利于体系的稳定。

硅粉能够赋予体系优异的触变性能以及抹平性能，从而极大地改善体系的施工性能，由于硅粉的添加，体系甚至在涂膜厚度达到100mm以上也不掉落，并且即便涂膜厚度薄至1mm左右仍能保持均匀。为了达到上述效果，硅粉的添加量至少应当为10份，但过多的添加并不会有持续明显的改善，反而会过分增加体系的粘性而影响施工作业性，同时会增加成本成本，因此优选在20份以下。

尿素的添加能够在不增加收缩减低剂的前提下显著减少涂料的收缩，从而避免了由于大量粉料的存在而导致的干燥收缩并最终引发的漆膜开裂，相应地也无需额外添加石膏、石灰等膨胀材料。为了发挥上述的作用，尿素的添加量至少应达到2份以上，但过量的添加则有可能因为尿素的结晶化倾向而使得内部发生膨胀而导致漆膜的破坏，因此应当控制其添加量在4份以下。

聚羧酸系减水剂除了降低用水量外，还能提高体系的储存性能。为发挥上述作用，其添加量应为0.1份，但不应过量，否则反而会导致储存性能的下降。

经本发明配方和制备工艺得到的聚合物水泥防水涂料，具有优异使用性能和施工性能，能够满足日益提高的使用要求。

Claims (1)

1.一种聚合物水泥防水涂料的制备工艺，其特征在于：

聚合物水泥防水涂料由液料和粉料组成，

聚合物水泥防水涂料配方具体如下：以重量份计，

液料包括，水100份，苯乙烯45-50份，甲基丙烯酸甲酯35-40份，烷氧基硅烷0.5-0.8份，甲基纤维素0.5-1份，聚乙烯醇3-5份；过硫酸钠0.2-0.5份；

粉料包括，白水泥100份，硅粉10-20，尿素2-4份，聚羧酸系减水剂0.1-0.2份；

所述液料组分和粉料组分按重量比计的混合比例为0.3-0.4：1；

聚合物水泥防水涂料通过以下制备步骤制备得到：

一、液料的制备：

1)、首先将配比中70份的水和1/4量的聚乙烯醇置入具有温度计、搅拌器、氮气导入

管和回流冷凝器的反应容器中，边搅拌边用氮气吹扫，加热至85℃后保持；

2)、将余下的3/4量的聚乙烯醇加入20份的水中制成溶液，并将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、烷氧基硅烷、甲基纤维素加入溶液中进行乳化，制备乳化液；

3)、将过硫酸钠加入10份的水中制备引发剂溶液；

4)、将步骤2)中乳化液和步骤3)中的引发剂溶液一同滴入步骤1)中的反应容器中，边滴加边搅拌，滴加完全后，搅拌2小时进行聚合反应；

5)、将溶液冷却后添加少量氨水调节pH值至8.5得到液料；

二、粉料的制备：

将白水泥、硅粉、尿素、聚羧酸系减水剂混合，充分搅拌至均匀得到粉料。