CN104449555A - 基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料及制备方法 - Google Patents

基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料及制备方法 Download PDF

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一种基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料及制备方法，按质量比制备乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为4.5～6.0，边搅拌边加入上述材料，持续人工搅拌5～10min至混合液均匀；再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节转速为200～400转/分钟，开启开关进行剪切，大约30～50min，得到二阶反应防水粘结材料A组分；B、按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:8～18备料；在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌5～10min后，倒入合适容器中，均匀的涂布在下卧层上或持续搅拌5～10min后，装入沥青洒布车进行撒布。

Description

基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种基于水性环氧改性的新型二阶反应防水粘结材料及制备方法，可广泛应用于水泥混凝土路面“白加黑”改造防水粘结层、水泥混凝土/钢箱梁桥面防水粘结层以及其他建筑防水工程。
技术背景：
在渠化交通、超限/超载车辆的综合作用下，上世纪80、90年代普遍铺筑的水泥混凝土路面尚未达到30年设计寿命便已经出现了大面积的破坏，提前进入大中修阶段。另一方面，相较于水泥混凝土路面，随着沥青品质的提高(尤其是各类性能优良的改性沥青的量化生产)，沥青路面以其优秀的功能性已经逐渐取代水泥混凝土成为当前道路设计的主导结构形式。但是，对于城市道路而言，重新破碎旧水泥混凝土路面进行新路面施工会造成城市交通的瘫痪，同时也不利于建筑材料的环保化发展，因此，旧水泥混凝土路面罩面沥青混凝土“白加黑”正成为市政道路的发展趋势。水泥混凝土属于刚性材料、沥青混凝土属于柔性材料，两者之间的承载受力模式完全不同，因此对于复合材料而言，两者之间的界面处理便成为决定“白加黑”类型成败的关键。除了旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土以外，水泥混凝土桥面及钢箱梁桥面与沥青铺装层之间同样存在存在界面处理的难题。
当前用于这类界面处理的材料多为建筑防水材料，早期以防水为主，逐渐发展为建筑粘结防水材料来加强界面的粘结效果，近年来一种基于高分子复合反映型的二阶反应材料成为这类界面处理的主要产品。它主要是在天然沥青/石油沥青中加入石油基活性反应物质，石油基活性物质在空气中发生物理化学反应为一阶反应，后期在铺筑热沥青混凝土材料时，骨料嵌入防水材料中为二阶反应。
纵观当前市场上的多数二阶反应防水粘结材料，一方面加入的普通石油基活性材料往往仅能改善沥青基材料的柔韧性，其所谓的一阶反应也主要以物理作用为主，并没能有效地与上下界面层粘结，另一方面加入的溶剂型环氧树脂胶黏剂材料存在造价高、需要加热处理、不环保(有挥发性有害物物质)等缺点。
发明内容：
本发明的目的在于提出一种低挥发性、冷拌、高粘结性能，且加工工艺简单的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料及制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于它包括如下质量比的材料组成：
二阶反应防水粘结材料A组︰二阶反应防水粘结材料B组为100︰8～18；
所述的二阶反应防水粘结材料B组为水性固化剂；
所述的二阶反应防水粘结材料A组包括如下的质量比的材料组成：
乳化沥青：100
水性环氧树脂：10～20
邻羟基苯甲酸：0.5～1.5
乳化剂:0.8～2.0
消泡剂：0.1～0.6
稳定剂：1～3。
所述的乳化沥青为阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青。
所述的水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-608或水性环氧树脂HTW-609或水性环氧树脂GEM03或水性环氧树脂GEM02。
所述的乳化剂为BH-Z2型乳化剂或BH-MM型乳化剂。
所述的消泡剂为铵盐阳离子表面活性剂。
所述的稳定剂为聚乙烯醇或纤维素或乙二醇。
所述的二阶反应防水粘结材料B组分的水性固化剂为水性固化剂HTW-208或水性固化剂GCA01或水性固化剂GCA02。
一种权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料的制备方法，其特征在于它包括如下的步骤：
A、二阶反应防水粘结材料A组分的制备
按质量比为乳化沥青:水性环氧树脂:邻羟基苯甲酸:乳化剂:消泡剂:稳定剂＝100:10～20:0.5～1.5:0.8～2.0:0.1～0.6:1～3，选取乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，备用；
在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为4.5～6.0，边人工搅拌边加入水性环氧树脂持续、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，持续人工搅拌5～10min至混合液均匀；再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节转速为200～400转/分钟，开启开关进行剪切，大约30～50min，得到二阶反应防水粘结材料A组分。
B、二阶反应防水粘结材料的施工
涂布前先清扫下卧层表面，去除显著建筑垃圾；
按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:8～18，选取二阶反应防水粘结材料A组分及二阶反应防水粘结材料B组分，备用；
在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌5～10min后，倒入合适容器中，由施工人员采用滚筒刷浸入其中，均匀的涂布在下卧层上或持续人工搅拌5～10min后，装入沥青洒布车进行撒布。
本发明的有益效果是：采用乳化沥青-水性环氧树脂复合胶结体系，既解决了普通沥青基防水粘结材料粘结力不足、层间易推移、下卧层裂缝易反射等问题，同时解决了溶剂型环氧树脂系列防水材料造价高、不环保(有挥发性有害物物质)、模量不可调等不足。本发明中一阶反应为铺筑防水粘结层时的水性环氧树脂固化反应，这一反应会与沥青基材料形成交织网络结构，固化产物同时会与下卧层(水泥混凝土路面或钢桥面)起到加强粘结的作用；二阶反应包括铺筑沥青混凝土时的小部分水性环氧树脂固化反应及沥青混凝土骨料嵌入防水粘结层之中，既能加强防水粘结层与沥青混凝土的粘结，又能形成剪力键结构，防止出现层间滑移现象。综上述，本发明制备的这种新型的二阶反应防水粘结材料具有低VOC(挥发性有机化合物)、冷拌、高粘结性能等技术优势。本发明所述材料制备方法，并不需要特种设备完成，常温常压下即可实现，便于工业化生产应用。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
1)二阶反应防水粘结材料A组分的制备
按质量比为乳化沥青:水性环氧树脂:邻羟基苯甲酸:乳化剂:消泡剂:稳定剂＝100:10:0.5:0.8:0.1:1，选取乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，备用；
在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为4.5，边人工搅拌边加入水性环氧树脂持续、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，持续人工搅拌5min至混合液均匀。再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节好转速200转/分钟，开启开关进行剪切，大约30min，得到二阶反应防水粘结材料A组分。
2)二阶反应防水粘结材料的施工
涂布前先清扫下卧层表面，去除显著建筑垃圾。
按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:8，选取二阶反应防水粘结材料A组分及二阶反应防水粘结材料B组分，备用。
在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌5min后，倒入合适容器中，由施工人员采用滚筒刷浸入其中，均匀的涂布在下卧层上。
所述的乳化沥青为泰普克沥青(大众)有限公司阳离子中裂乳化沥青。
所述的水性环氧树脂为上海绿嘉水性涂料有限公司生产水性环氧树脂GEM03。
所述的乳化剂为BH-Z2型乳化剂。
所述的消泡剂为河南省道纯化工技术有限公司生产铵盐阳离子表面活性剂。
所述的稳定剂为纤维素。
所述的二阶反应防水粘结材料B组分为上海绿嘉水性涂料有限公司生产水性固化剂GCA01。
实施例2：
1)二阶反应防水粘结材料A组分的制备
按质量比为乳化沥青:水性环氧树脂:邻羟基苯甲酸:乳化剂:消泡剂:稳定剂＝100:12:0.7:1.1:0.25:1.5，选取乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，备用；
在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为5.0，边人工搅拌边加入水性环氧树脂持续、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，持续人工搅拌6min至混合液均匀。再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节好转速250转/分钟，开启开关进行剪切，大约35min，得到二阶反应防水粘结材料A组分。
2)二阶反应防水粘结材料的施工
涂布前先清扫下卧层表面，去除显著建筑垃圾。
按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:10，选取二阶反应防水粘结材料A组分及二阶反应防水粘结材料B组分，备用。
在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌7min后，倒入合适容器中，由施工人员采用滚筒刷浸入其中，均匀的涂布在下卧层上。
所述的乳化沥青为泰普克沥青(大众)有限公司阳离子中裂乳化沥青。
所述的水性环氧树脂为上海绿嘉水性涂料有限公司生产水性环氧树脂GEM02。
所述的乳化剂为BH-Z2型乳化剂。
所述的消泡剂为河南省道纯化工技术有限公司生产铵盐阳离子表面活性剂。
所述的稳定剂为乙二醇。
所述的二阶反应防水粘结材料B组分为上海绿嘉水性涂料有限公司生产水性固化剂GCA02。
实施例3：
1)二阶反应防水粘结材料A组分的制备
按质量比为乳化沥青:水性环氧树脂:邻羟基苯甲酸:乳化剂:消泡剂:稳定剂＝100:15:1.0:1.5:0.4:2，选取乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，备用；
在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为5.5，边人工搅拌边加入水性环氧树脂持续、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，持续人工搅拌8min至混合液均匀。再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节好转速300转/分钟，开启开关进行剪切，大约40min，得到二阶反应防水粘结材料A组分。
2)二阶反应防水粘结材料的施工
涂布前先清扫下卧层表面，去除显著建筑垃圾。
按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:15，选取二阶反应防水粘结材料A组分及二阶反应防水粘结材料B组分，备用。
在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌5～10min后，装入沥青洒布车进行撒布。
所述的乳化沥青为泰普克沥青(大众)有限公司阳离子慢裂乳化沥青。
所述的水性环氧树脂为苏州圣杰特种树脂有限公司生产水性环氧树脂HTW-608。
所述的乳化剂为BH-MM型乳化剂。
所述的消泡剂为河南省道纯化工技术有限公司生产铵盐阳离子表面活性剂。
所述的稳定剂为乙二醇。
所述的二阶反应防水粘结材料B组分为苏州圣杰特种树脂有限公司生产水性固化剂HTW-208。
实施例4：
1)二阶反应防水粘结材料A组分的制备
按质量比为乳化沥青:水性环氧树脂:邻羟基苯甲酸:乳化剂:消泡剂:稳定剂＝100:20:1.5:2.0:0.6:3，选取乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，备用；
在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为5.7，边人工搅拌边加入水性环氧树脂持续、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，持续人工搅拌10min至混合液均匀。再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节好转速400转/分钟，开启开关进行剪切，大约50min，得到二阶反应防水粘结材料A组分。
2)二阶反应防水粘结材料的施工
涂布前先清扫下卧层表面，去除显著建筑垃圾。
按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:18，选取二阶反应防水粘结材料A组分及二阶反应防水粘结材料B组分，备用。
在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌10min后，装入沥青洒布车进行撒布。
所述的乳化沥青为泰普克沥青(大众)有限公司阳离子慢裂乳化沥青。
所述的水性环氧树脂为苏州圣杰特种树脂有限公司生产水性环氧树脂HTW-609。
所述的乳化剂为BH-MM型乳化剂。
所述的消泡剂为河南省道纯化工技术有限公司生产铵盐阳离子表面活性剂。
所述的稳定剂为乙二醇。
所述的二阶反应防水粘结材料B组分为苏州圣杰特种树脂有限公司生产水性固化剂HTW-208。
实施例1至实施例4所制备得到的新型二阶反应防水粘结材料的延弹性、25℃/50℃粘结强度、25℃/50℃剪切强度及渗水性测试参考以下《道桥用防水涂料》(JCT 975-2005)实施，与钢板界面粘结抗剪试验参考《胶粘剂拉伸剪切强度测定方法》(GB/T 7124-1986)实施，具体性能参数测试值见表1：
表1 实施例性能测试
本发明所列举的各原料都能实现本发明，在此就不一一列举实施例；本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如时间、pH等)的上下限都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。

Claims (10)

1.一种基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于它包括如下质量比的材料组成：
二阶反应防水粘结材料A组︰二阶反应防水粘结材料B组为100︰8～18；
所述的二阶反应防水粘结材料B组为水性固化剂；
所述的二阶反应防水粘结材料A组包括如下的质量比的材料组成：
乳化沥青：100
水性环氧树脂：10～20
邻羟基苯甲酸：0.5～1.5
乳化剂:0.8～2.0
消泡剂：0.1～0.6
稳定剂：1～3。
2.如权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于所述的乳化沥青为阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青。
3.如权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于所述的水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-608或水性环氧树脂HTW-609或水性环氧树脂GEM03或水性环氧树脂GEM02。
4.如权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于所述的乳化剂为BH-Z2型乳化剂或BH-MM型乳化剂。
5.如权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于所述的消泡剂为铵盐阳离子表面活性剂。
6.如权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于，所述的稳定剂为聚乙烯醇或纤维素或乙二醇。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料，其特征在于所述的二阶反应防水粘结材料B组分的水性固化剂为水性固化剂HTW-208或水性固化剂GCA01或水性固化剂GCA02。
8.一种权利要求1中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料的制备方法，其特征在于它包括如下的步骤：
A、二阶反应防水粘结材料A组分的制备
按质量比为乳化沥青:水性环氧树脂:邻羟基苯甲酸:乳化剂:消泡剂:稳定剂＝100:10～20:0.5～1.5:0.8～2.0:0.1～0.6:1～3，选取乳化沥青、水性环氧树脂、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，备用；
在容器中先加入乳化沥青，用盐酸调节pH为4.5～6.0，边人工搅拌边加入水性环氧树脂持续、邻羟基苯甲酸、乳化剂、消泡剂和稳定剂，持续人工搅拌5～10min至混合液均匀；再将高速剪切机定子置入混合液当中，调节转速为200～400转/分钟，开启开关进行剪切，大约30～50min，得到二阶反应防水粘结材料A组分。
B、二阶反应防水粘结材料的施工
涂布前先清扫下卧层表面，去除显著建筑垃圾；
按照质量比为二阶反应防水粘结材料A组分:二阶反应防水粘结材料B组分＝100:8～18，选取二阶反应防水粘结材料A组分及二阶反应防水粘结材料B组分，备用；
在容器中直接将二阶反应防水粘结材料A、B组分混合料，持续人工搅拌5～10min后，倒入合适容器中，由施工人员采用滚筒刷浸入其中，均匀的涂布在下卧层上或持续人工搅拌5～10min后，装入沥青洒布车进行撒布。
9.如权利要求8中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料的制备方法，其特征在于，所述的乳化沥青为阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青；所述的水性环氧树脂为水性环氧树脂HTW-608或水性环氧树脂HTW-609或水性环氧树脂GEM03或水性环氧树脂GEM02；所述的乳化剂为BH-Z2型乳化剂或BH-MM型乳化剂或所述的消泡剂为铵盐阳离子表面活性剂；所述的稳定剂为聚乙烯醇或纤维素或乙二醇。
10.如权利要求8或9中所述的基于水性环氧改性的二阶反应防水粘结材料的制备方法，其特征在于所述的二阶反应防水粘结材料B组分为水性固化剂HTW-208或水性固化剂GCA01或水性固化剂GCA02。
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