CN103965783A - 一种水性液体橡胶防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种水性液体橡胶防水涂料，包括组分A和B，其中A组分包括：乳化沥青：35-65重量份，氯丁橡胶乳液：5-40重量份，丁苯胶乳：5-40重量份，PVA稳定剂：0.1-10重量份，阴离子分散剂：0.1-5重量份，消泡剂：0.1-5重量份，pH调节剂：0.1-10重量份，其中B组分包括：水：75-95重量份，易溶性钙盐或镁盐：5-25重量份。它属于一种水性双组份防水涂料，使用时A和B两种组分按一定比例通过专用喷涂设备喷涂混合瞬间固化成膜。该产品可喷涂到任何基材表面，特别是与金属、混凝土、塑料等表面附着力良好。

Description

一种水性液体橡胶防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及防水涂料领域，具体涉及一种水性液体橡胶防水涂料及其制备方法。

背景技术

喷涂橡胶沥青防水涂料在国外被称为“Liquid Rubber”液体橡胶，是国外近10年来，继聚脲等低(无)污染涂装技术后，为适应施工和环保需求而研发的一种新型无溶剂、无污染的绿色产品。该类产品及相关技术工艺在加拿大自1999年开始研发，并于2003年正式推向市场，产品具有优异的防水、防腐性能。该工艺属快速反应喷涂体系，原料体系不含溶剂、固化速度快、工艺简单，可方便地在立面、曲面上喷涂几毫米厚的涂层而不流挂。液体橡胶于2005年引入我国，因液体橡胶防水涂料的延展性和弹性等性能很接近于橡胶，具备优异的防水性、防渗性能，2009年至今得到快速发展。在国内推广应用的8年里，该材料在屋面、地下、地铁等防水工程中得到较多的应用。目前该材料正处在高速发展期，也存在一些缺点需要改进。

液体橡胶防水涂料是一种新型防水涂料。采用特殊生产工艺，将超细、悬浮、微乳型的液体橡胶改性乳化沥青和合成高分子聚合物配制而成(A组份)，再与特种固化剂(B组份)混合、反应后生成的一种性能优异的防水、防渗防护涂料。与传统防水涂料、防水卷材相比具备以下优点：

(1)生产和使用过程无VOC排放，更为安全、环保。

(2)具有1000％超高的弹性和90％拉伸回弹性；

(3)可潮湿界面施工，冷喷涂，操作非常简便，效率高。

(4)该工艺属快速反应喷涂体系，原料体系不含溶剂、固化速度快、工艺简单，可方便的在立面、曲面上喷涂几毫米厚的涂层而不流挂。

现有技术中，液体橡胶防水涂料A组份也存在一些缺点：如存放稳定性差、储存易分层、水分蒸发结皮等缺陷。液体橡胶防水涂料A组份主要由橡胶改性沥青复合乳液组成，目前制备橡胶改性沥青复合乳液主要采用先改性后乳化工艺或先乳化后改性工艺生产，采用先改性后乳化工艺生产的A组份复合乳液粒子粒径大，稳定性差。因乳化沥青与氯丁橡胶乳液、丁苯橡胶乳液有一定相容性差异，目前橡胶改性沥青乳液一般放置1天左右，就会出现轻微分层，7天存放后的产品上下乳液的蒸发残留物含量之差的绝对值约3～10％。

本发明针对橡胶改性沥青复合乳液的分层问题，先制备沥青乳液，通过添加特种PVA稳定剂结合常温后改性分散工艺，使氯丁橡胶乳液、丁苯橡胶乳液和沥青乳液之间发生相互吸附、扩散、渗透、溶合，制得稳定的橡胶沥青复合乳液，按JTJ052—2000规范检测，7天存放后的产品上下乳液的蒸发残留物含量之差的绝对值小于0.5％，30天存放后的产品上下乳液的蒸发残留物含量之差的绝对值小于1％，橡胶改性沥青乳液十分稳定。经专业喷涂设备喷涂反应析水形成以优质沥青、氯丁橡胶、交联型丁苯橡胶为主的半互穿网络高分子防水涂膜，防水涂膜断裂伸长率达1200％、拉伸弹性恢复率达90％。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型无溶剂、无污染的水性液体橡胶防水涂料，具有提高水性液体橡胶防水涂料的稳定性，同时解决现有技术中液体橡胶防水涂料容易分层的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

采用先乳化后常温改性制得稳定的橡胶沥青复合乳液，按JTJ052—2000规范检测，7天存放后的产品上下乳液的蒸发残留物含量之差的绝对值小于0.5％，30天存放后的产品上下乳液的蒸发残留物含量之差的绝对值小于1％。经专业喷涂设备喷涂反应析水形成以优质沥青、氯丁橡胶、交联型丁苯橡胶为主的半互穿网络高分子防水涂膜，防水涂膜断裂伸长率达1200％、拉伸弹性恢复率达90％。

一种水性液体橡胶防水涂料，它包括作为主料的A组分和作为固化剂的B组分，

其中A组分包括以下的成分：

乳化沥青：35-65重量份，优选40-60重量份，进一步优选45-55重量份；

氯丁橡胶乳液：5-40重量份，优选8-30重量份，进一步优选10-25重量份；

丁苯胶乳：5-40重量份，优选8-30重量份，进一步优选10-25重量份；

聚乙烯醇(PVA)稳定剂：0.1-10重量份，优选1-8重量份，进一步优选2-6重量份；

阴离子乳化剂(b)：0重量份或0.1-5重量份，优选0.5-4重量份，进一步优选1-3重量份；

消泡剂：0.1-5重量份，优选0.3-4重量份，进一步优选0.5-3重量份；

pH调节剂：0.1-10重量份，优选0.5-8重量份，进一步优选1-6重量份；

其中B组分固化剂包括以下成分：

水：75-95重量份，优选80-90重量份；

易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐，最优选氯化钙或氯化镁)：5-25重量份，优选10-20重量份。其中A和B组分分别单独包装，在使用喷涂之前按照8-12:1，优选9-11:1，更优选10:1的重量比例将两者混合在一起。

本发明的乳化沥青乳液是通过采用胶体磨热分散工艺，利用阴离子型乳化剂(a)和PVA稳定剂对沥青进行分散而制备的。乳化沥青的固含量54％～60％，平均粒径1～10毫米，阴离子型，外观咖啡色。

用于乳化沥青的阴离子乳化剂，优选是PTR-2型(或PTR-Ⅱ型)阴离子乳化剂(青岛伟润化工科技有限公司生产)。

乳化沥青乳液的制备方法包括：

(1)在不锈钢乳化剂搅拌罐(A)中加入pH调节剂、阴离子乳化剂(a)、聚乙烯醇(PVA)稳定剂、去离子水，升高温度(例如调节温度至60-95℃，优选70-90℃，如80℃)进行分散溶解，获得乳化剂溶液；

(2)在沥青搅拌罐(B)中加入沥青，加热(例如加热至110-170℃，优选120-160℃，如140℃)，获得熔化沥青；

(3)将不锈钢乳化剂搅拌罐(A)和沥青搅拌罐(B)中的物料导入胶体磨中，经胶体磨高速剪切乳化；

(4)得到乳化沥青；

(5)将得到的乳化沥青过筛或过滤，例如经过300目筛子过滤，得到乳化沥青乳液(或称作改性沥青乳液)。

本发明的沥青为重交沥青，例如90#重交沥青，中石化长炼公司生产。

本发明的沥青乳化剂(a)为阴离子型乳化剂(a)，最优选采用例如PTR-2型阴离子乳化剂，青岛伟润化工科技有限公司生产。

本发明的氯丁橡胶橡胶乳液可以是：进口型氯丁橡胶胶乳：Llapren D型，上海昕特玛化学品有限公司；国产氯丁橡胶胶乳：重庆美正化工有限公司、长寿化工有限责任公司、上海山橡化工有限公司；固含量45±3％，阴离子型，pH值5～7，密度0.95～0.99g/cm³，机械稳定性≤1。

本发明的丁苯胶乳：PT-3型，青岛伟润化工科技有限公司，固含量45±3％，阴离子型交联型乳液，pH值5～7，密度0.95～1.05g/cm³，机械稳定性≤1。

本发明的PVA稳定剂：上海易利生物科技有限公司。更优选采用拜尔(Bayer)公司、汉高(Henkel)公司的聚乙烯醇(PVA)稳定剂。

本发明的消泡剂选自：810水性消泡剂；德国迪高化工公司。

本发明的pH调节剂选自合格氢氧化钠或氢氧化钾，市场合格化工品供应商。

本发明的易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐)是氯化钙或氯化镁等，它选自市场合格化工品供应商。

本发明的一种水性液体橡胶防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)在改性沥青分散罐中加入乳化沥青乳液、PVA稳定剂、消泡剂、任选的阴离子乳化剂(b)，用pH调节剂调节pH值至10-11，搅拌(例如调节搅拌设备的转速至100-300r/min)进行分散(例如15分钟)；

(2)向改性沥青分散罐中同时快速加入氯丁橡胶乳液和丁苯胶乳，进行搅拌和分散，(例如调整分散罐的温度至30±5℃，保持搅拌设备的转速为100-300r/min，分散30分钟)；

(3)过滤，得到主料产品，作为A组分。

(4)配制固化剂：将易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐)溶于水中，获得组分B固化剂(即盐类促凝剂)。

以上所述的阴离子乳化剂(b)与以上所述的阴离子乳化剂(a)可相同或不同，优选是相同的，例如都采用：PTR-2型阴离子乳化剂，青岛伟润化工科技有限公司生产。

本发明的一种水性液体橡胶防水涂料的制备方法，所用到的原料以及用量为：

乳化沥青：35-65重量份，优选40-60重量份，进一步优选45-55重量份；

氯丁橡胶乳液：5-40重量份，优选8-30重量份，进一步优选10-25重量份；

丁苯胶乳：5-40重量份，优选8-30重量份，进一步优选10-25重量份；

聚乙烯醇(PVA)稳定剂：0.1-10重量份，优选1-8重量份，进一步优选2-6重量份；

阴离子分散剂(b)：0重量份或0.1-5重量份，优选0.5-4重量份，进一步优选1-3重量份；

消泡剂：0.1-5重量份，优选0.3-4重量份，进一步优选0.5-3重量份；

pH调节剂：0.1-10重量份，优选0.5-8重量份，进一步优选1-6重量份；

其中B组分固化剂包括以下成分：

水：75-95重量份，优选80-90重量份；

易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐)：5-25重量份，优选10-20重量份。其中A和B组分分别单独包装，在使用喷涂之前按照8-12:1，优选9-11:1，更优选10:1的重量比例将两者混合在一起。

本发明的乳化沥青乳液采用胶体磨热分散工艺制备而成，乳化沥青固含量54％～60％，平均粒径1～10毫米，阴离子型，外观咖啡色；

乳化沥青乳液的制备方法：

(1)在不锈钢乳化剂搅拌罐(A)中加入pH调节剂、阴离子乳化剂、PVA稳定剂、去离子水，调节温度至80℃，分散溶解；

(2)在沥青搅拌罐(B)中加入沥青，加热(例如至120－180℃)，如140℃)；

(3)将不锈钢乳化剂搅拌罐(A)和沥青搅拌罐(B)中的物料导入胶体磨中，经胶体磨高速剪切乳化；

(4)得到乳化沥青；

(5)将得到的乳化沥青过筛(例如经过300目筛子过滤)，得到乳化沥青乳液。

本发明的沥青为90#重交沥青，中石化长炼公司生产。

本发明的沥青乳化剂为PTR-2型阴离子乳化剂，青岛伟润化工科技有限公司生产。

本发明的氯丁橡胶橡胶乳液可以是：进口型氯丁橡胶胶乳：Llapren D型，上海昕特玛化学品有限公司；国产氯丁橡胶胶乳：重庆美正化工有限公司、长寿化工有限责任公司、上海山橡化工有限公司；固含量45±3％，阴离子型，pH值5～7，密度0.95～0.99g/cm³，机械稳定性≤1。

本发明的丁苯胶乳：PT-3型，青岛伟润化工科技有限公司，固含量45±3％，阴离子型交联型乳液，pH值5～7，密度0.95～1.05g/cm³，机械稳定性≤1。

本发明的PVA稳定剂：上海易利生物科技有限公司。更优选采用拜尔(Bayer)公司、汉高(Henkel)公司的聚乙烯醇(PVA)稳定剂。

本发明所述“液体橡胶”、“沥青”、“氯丁橡胶乳液”、“丁苯胶乳”、“固含量”、“机械稳定性”、“阴离子乳化剂”、“消泡剂”、“pH调节剂”均为本领域常用定义，“任选地”表示进行或不进行，“任选的”表示有或没有。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同，具体保护范围的“乳化沥青”、“PVA稳定剂”、“易溶性盐”均以本发明申请说明书的定义为准。本文未详述的技术方法、检测装置等均为本领域常用的技术方法。

本发明提供的水性液体橡胶防水涂料，以有乳化沥青为主体，添加多种乳液、稳定剂、其他助剂制备而成，同时具有较高的化学和物理特征，经试验检测，其固含量高，稳定性好，拉伸强度≥0.8Mpa，断裂伸长率≥1200％，低温柔性≤-20℃，拉后弹性回复率≥90％。防护效果好，施工工艺相对简单且环保。

本发明涉及的检测标准包括：GB16777-2008、GB/T10247-2008旋转法、JTJ052-2000、GB/T13477.17-2002。

水性液体橡胶防水涂料A组份测试数据见表1

水性液体橡胶防水涂膜测试数据见表2

防水测试的涂膜需采用专业喷涂，养护7天，涂膜厚度1.5±0.2mm。

本发明的优点或有益的技术效果

1、本发明的涂料中的A和B两种组分按一定比例通过喷涂设备喷涂混合，能够瞬间固化成膜。该产品可喷涂到任何基材表面，特别是与金属、混凝土、塑料等表面附着力良好。

2、本发明的涂料是一种新型无溶剂、无污染的水性液体橡胶防水涂料，具有提高水性液体橡胶防水涂料的稳定性，同时解决现有技术中液体橡胶防水涂料容易分层的问题。

3、经喷涂设备喷涂反应析水形成以优质沥青、氯丁橡胶、交联型丁苯橡胶为主的半互穿网络高分子防水涂膜，防水涂膜断裂伸长率达1200％、拉伸弹性恢复率达90％。改性沥青在涂层中促使两种胶乳形成两种橡胶分子的互穿网络。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

在不锈钢乳化剂搅拌罐中加入2kg pH氢氧化钠调节剂、5kg PTR-Ⅱ阴离子乳化剂、适量(4kg)的PVA稳定剂(拜尔公司)、800kg去离子水等，在80℃下将PTR-Ⅱ阴离子乳化剂、氢氧化钠pH调节剂等搅拌分散溶解，将沥青搅拌罐中的90#重交沥青加热至140℃，采用比例计量泵分别按一定比例(根据所希望获得的固含量来确定)将80℃阴离子乳化剂溶液和140℃90#重交沥青泵入卧式胶体磨中，经胶体磨高速剪切乳化，制备55％固含量的乳化沥青，300目筛子过滤筛余物小于1‰，乳液粒径1～10毫米，外观咖啡色，泵入乳化沥青成品储存罐。

再按顺序先加入520kg以上自制乳化沥青、适量(30kg)的PVA稳定剂(Bayer公司)、10kg的810型水性消泡剂及其他助剂(例如补加或不补加：2kg PTR-Ⅱ阴离子乳化剂)至改性沥青分散罐，调节pH值10～11，转速至100～300r/m，分散15分钟后，再同时快速滴加220kg上海昕特玛化学品有限公司Llapren D型氯丁橡胶乳液、200kg重庆美正化工丁苯胶乳，在30～45分钟内加完，改性橡胶乳液加完后，分散罐温度30±5℃、转速100～300r/m条件下分散30分钟，经过滤检验即可，获得组分A。

B组份将100kg易溶性2价金属盐氯化钙溶于900kg去离子水中，搅拌分散10分钟，过滤即可，获得组分B。

喷涂使用比例A：B＝10:1(重量比)。

按照A:B＝10:1(重量比)将A和B两种组分输送到专用喷涂机(松喆(天津)科技开发有限公司，GX160-SZ型)中进行喷涂，养护7天，涂膜厚度1.5±0.2毫米。然后用丁苯橡胶的良溶剂环己烷/环戊烷(1:1)混合物浸洗涂层，涂层没有溶解，然后用氯丁橡胶的良溶剂苯/氯仿(4:6)混合物浸洗涂层，涂层仍然没有溶解，说明改性沥青在涂层中促使形成了聚合物分子的半互穿网络。

实施例2

在不锈钢乳化剂搅拌罐中加入3kg氢化化钠pH调节剂、4kgPTR-Ⅰ型阴离子乳化剂、适量的PVA稳定剂、800kg去离子水等，在80℃下将乳化剂pH调节剂等搅拌分散溶解，将沥青搅拌罐中的90#重交沥青加热至150℃，采用比例计量泵分别按一定比例将80℃阴离子乳化剂溶液和140℃90#重交沥青泵入卧式胶体磨中，经胶体磨高速剪切乳化，制备55％固含量乳化沥青，300目筛子过滤筛余物小于1‰，乳液粒径1～10毫米，外观咖啡色，泵入乳化沥青成品储存罐。再按顺序先加入550kg自制乳化沥青、适量特种PVA稳定剂、消泡剂及其他助剂至改性沥青分散罐，调节pH值10～11，转速至100～300r/m，分散15分钟后，再同时快速滴加240kg氯丁橡胶乳液、150kg丁苯胶乳，在30～45分钟内加完，改性橡胶乳液加完后，分散罐温度30±5℃、转速100～300r/m条件下分散30分钟，经过滤检验即可。

B组份将150kg易溶性氯化钙溶于850kg去离子水中，搅拌分散10分钟，过滤即可。

喷涂使用比例A：B＝10:1(重量比)

实施例3

在不锈钢乳化剂搅拌罐中加入3kg氢氧化钾pH调解剂、4kg PTR-Ⅱ阴离子乳化剂、适量的PVA稳定剂、800kg去离子水等，在80℃下将乳化剂pH调节剂等搅拌分散溶解，将沥青搅拌罐中的90#重交沥青加热至150℃，采用比例计量泵分别按一定比例将80℃阴离子乳化剂溶液和140℃90#重交沥青泵入卧式胶体磨中，经胶体磨高速剪切乳化，制备55％固含量乳化沥青，300目筛子过滤筛余物小于1‰，乳液粒径1～10毫米，外观咖啡色，泵入乳化沥青成品储存罐。再按顺序先加入530kg自制乳化沥青、适量特种PVA稳定剂、消泡剂及其他助剂至改性沥青分散罐，调节pH值10～11，转速至100～300r/m，分散15分钟后，再同时快速滴加250kg国产氯丁橡胶乳液、200kg丁苯胶乳，在30～45分钟内加完，改性橡胶乳液加完后，分散罐温度30±5℃、转速100～300r/m条件下分散30分钟，经过滤检验即可。

B组份将150kg氯化镁溶于850kg去离子水中，搅拌分散10分钟，过滤即可。

喷涂使用比例A：B＝10:1(重量比)

与国内同类产品技术性能对比

防水测试的涂膜需采用松喆(天津)科技开发有限公司的GX160-SZ型专用喷涂机喷涂，养护7天，涂膜厚度1.5±0.2毫米。

以上对本发明所提供的一种新型混凝土防护地坪材料及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水性液体橡胶防水涂料，包括组分A和B，

其中A组分包括：

乳化沥青：35-65重量份；

氯丁橡胶乳液：5-40重量份；

丁苯胶乳：5-40重量份；

聚乙烯醇(PVA)稳定剂：0.1-10重量份；

阴离子乳化剂(b)：0重量份或0.1-5重量份；

消泡剂：0.1-5重量份；

pH调节剂：0.1-10重量份；和

其中B组分固化剂包括以下成分：

水：75-95重量份；

易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐)：5-25重量份。

2.如权利要求1所述的一种水性液体橡胶防水涂料，其中：

A组分包括：

乳化沥青：40-60重量份；

氯丁橡胶乳液：8-30重量份；

丁苯胶乳：8-30重量份；

聚乙烯醇(PVA)稳定剂：1-8重量份；

阴离子乳化剂(b)：0重量份或0.5-4重量份；

消泡剂：0.3-4重量份；

pH调节剂：0.5-8重量份；和

其中B组分固化剂包括以下成分：

水：80-90重量份；

易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐)：10-20重量份。

3.如权利要求1或2所述的一种水性液体橡胶防水涂料，其中：

A组分包括：

乳化沥青：45-55重量份；

氯丁橡胶乳液：10-25重量份；

丁苯胶乳：10-25重量份；

聚乙烯醇(PVA)稳定剂：2-6重量份；

阴离子乳化剂(b)：0重量份或1-3重量份；

消泡剂：0.5-3重量份；

pH调节剂：1-6重量份；和

其中B组分固化剂包括以下成分：

水：80-90重量份；

易溶性盐类促凝剂(优选是，易溶性钙盐或镁盐)：10-20重量份。

4.如权利要求1-3中任一项的一种水性液体橡胶防水涂料，所述的乳化沥青由以下方法制备：

(1)在不锈钢乳化剂搅拌罐(A)中加入pH调节剂、阴离子乳化剂(a)、聚乙烯醇(PVA)稳定剂、去离子水，升高温度(例如调节温度至80℃)进行分散溶解，获得乳化剂溶液；

(2)在沥青搅拌罐(B)中加入沥青，加热(例如加热至140℃)，获得熔化沥青；

(3)将不锈钢乳化剂搅拌罐(A)和沥青搅拌罐(B)中的物料导入胶体磨中，经胶体磨高速剪切乳化；

(4)得到乳化沥青；

(5)将得到的乳化沥青过筛或过滤，例如经过300目筛子过滤，得到乳化沥青乳液。

5.如权利要求4所述的一种水性液体橡胶防水涂料，所述的沥青为90#重交沥青。

6.根据权利要求1-5中任何一项的一种水性液体橡胶防水涂料，所述的沥青乳化剂(a)为PTR-2型阴离子乳化剂。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种水性液体橡胶防水涂料，所述的氯丁橡胶乳液为Llapren D型氯丁橡胶乳液；和/或，所述的丁苯乳胶为PT-3型丁苯乳胶。

8.如权利要求1-7中任一项所述的一种水性液体橡胶防水涂料，所述的沥青乳化剂(b)与沥青乳化剂(a)相同或不同。

9.如权利要求1-8中任一项的一种水性液体橡胶防水涂料，所述的易溶性盐类促凝剂为氯化钙或氯化镁。

10.制备根据权利要求1-9中任一项的水性液体橡胶防水涂料的方法，它包括：

(1)在改性沥青分散罐中加入乳化沥青乳液、PVA稳定剂、消泡剂、任选的阴离子乳化剂(b)，用pH调节剂调节pH值至10-11，搅拌进行分散，获得乳化改性沥青；

(2)向改性沥青分散罐中同时快速加入氯丁橡胶乳液和丁苯胶乳，进行搅拌和分散；

(3)过滤，得到主料产品，作为A组分；

(4)配制固化剂：将易溶性盐类促凝剂溶于水中，获得组分B固化剂，即盐类促凝剂。