CN105086715A - 一种多元聚合物防水涂料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

采用纯丙弹性乳液、VAE乳液、801胶以及多种外加剂按照一定比例混合并在高速搅拌分散过程中产生聚合反应，形成防水涂料的A组份，再以硅酸盐水泥、双飞粉、石英粉按照一定比例混合并经多头螺旋机充分搅拌，形成防水涂料的B组份。在防水施工时，将A、B组份按照一定比例混合并搅拌成浆料后进行涂(喷)，经过一定时间的成膜反应，即可获得多元聚合物防水涂料。

Description

一种多元聚合物防水涂料及其制作方法

技术领域

本发明涉及防水涂层技术，属于防水涂料的技术领域，特别涉及一种聚合物防水涂料及其制备方法。

背景技术

防水是建筑工程的一项重要内容，建筑工程的防水质量影响着建筑物的使用范围和使用寿命。防水涂料是由防水涂料与填料混合而成的。防水涂料是指涂料形成的涂膜能够防止雨水或地下水渗漏的一种涂料。

现有技术中防水材料有两大类：一是聚氨酯类防水涂料。这类材料一般是由聚氨脂与煤焦油作为原材料制成。它所挥发的焦油气毒性大，且不容易清除，因此于2000年在中国被禁止使用。尚在销售的聚氨脂防水涂料，是用沥青代替煤焦油作为原料。但在使用这种涂料时，一般采用含有甲苯、二甲苯等有机溶剂来稀释，因而也含有毒性；另一类为聚合物水泥基防水涂料。它由多种水性聚合物合成的乳液与掺有各种添加剂的优质水泥组成，聚合物(树脂)的柔性与水泥的刚性结为一体，使得它在抗渗性与稳定性方面表现优异。它的优点是施工方便、综合造价低，工期短，且无毒环保。因此，聚合物水泥基已经成为防水涂料市场的主角。

防水涂料的涂刷与地面基层状况有很大关系，基层越不平整，使用的涂料就越多。因此，在涂刷防水涂料之前，最好将基层进行简单处理，尽量将基层处理平整。其次，应保证地面无尘、无土、无油，可拿墩布仔细拖地，把灰尘全部清除掉，否则会引起防水涂料的开裂掉皮，影响防水效果。选购产品要重在性质，市场上在售的防水涂料名称各式各样，如；浆料；灰浆；等，还有的防水涂料分为Ⅰ型和Ⅱ型，有人说Ⅱ型更适合用于室内，但据相关专业人士介绍，最重要的在于看防水涂料的性质，一般都会标注是；通用型；还是柔韧型；，然后看砂浆与乳液的配比，如12kg+8.还有产品标明；厨卫专用；，其实这只是噱头，一般的室内防水涂料都能用于厨卫。

不仅防水涂料制约着防水涂料的质量，填料是一个重大的影响因素。

现有技术中将纯丙弹性乳液作为防水涂料，防水性能良好，但是此类涂料的粘接强度和断裂伸长率受到很大的制约。

发明内容

本发明在于提供一种粘接强度高、低温柔性、拉伸强度好的防水涂料。

根据本发明的第一种实施方式，提供一种多元聚合物防水涂料或涂层，包括A组分和B组分，

其中A组分包括：

纯丙弹性乳液10-100重量份，优选20-90重量份，更优选30-80重量份

VAE乳液2-80重量份，优选5-60重量份，更优选10-50重量份

801胶1-40重量份，优选3-30重量份，更优选5-20重量份

成膜助剂0.1-10重量份，优选0.3-5重量份，更优选0.5-2重量份

分散剂0.1-10重量份，优选0.5-8重量份，更优选0.8-5重量份。

其中B组分包括：

水泥10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份

石英粉5-80重量份，优选10-60重量份，更优选20-40重量份

双飞粉10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份。

作为优选，A组分还包括消泡剂0.1-5重量份，优选0.3-3重量份，更优选0.5-2重量份。

作为优选，A组分还包括抑泡剂0.1-3重量份，优选0.2-2重量份，更优选0.3-1.0重量份。

作为优选，A组分还任选地包括湿润剂0.1-2重量份，增塑剂0.1-5重量份，增稠剂0.2-10重量份，防霉剂0.1-2重量份。

在本发明中，成膜助剂为醇类、醇酯类、醇醚类、醇醚酯类中的一种或多种，优选为醇酯类，更优选为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。

在本发明中，分散剂为阴离子表面活性剂，优选为聚羧酸钠盐分散剂，更优选为HT-5040。

在本发明中，水泥为硅酸盐水泥，优选为42.5#以上的硅酸盐水泥。

在本发明中，石英粉为100-380目石英粉，优选120-320目石英粉，更优选150-270目石英粉。

在本发明中，双飞粉为180-600目双飞粉，优选230-500目双飞粉，更优选280-400目双飞粉。

在本发明中，消泡剂为聚醚类消泡剂，优选为GPE型或GPES型消泡剂，更优选为聚氧丙基聚氧乙基甘油醚。

在本发明中，抑泡剂为有机硅类抑泡剂，例如海名斯德谦7073抑泡剂。

在本发明中，湿润剂为非离子型表面活性剂，优选为聚氧乙烯烷基酚醚，更优选为OP-10。

在本发明中，增塑剂为苯二甲酸酯类，优选邻苯二甲酸酯类，更优选为邻苯二甲基二丁酯。

在本发明中，增稠剂为纤维素醚增稠剂或合成高分子增稠剂，优选纤维素醚增稠剂。

在本发明中，防霉剂为涂料类防霉剂。所有用于涂料类的防霉剂均可以用于本发明，食品防霉剂也可以应用，涂料类的防霉剂和食品防霉剂均起防霉作用。

根据本发明的第二个实施方案，提供一种制备多元聚合物防水涂料或涂层的方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制作

在装有分散机的容器中加入纯丙弹性乳液和VAE乳液，启动高速分散机，将转速稳定在200-600rpm，然后依次加入801胶和助剂，约初步分散均匀后，将分散机的转速逐步增加至800-1200rpm，维持运转20-100min，在运转过程中，料桶边缘的浆料用刮刀刮除或用高压水冲洗，以保证边缘料浆进入高速分散头的搅拌区，搅拌完成后，将多元聚合物防水涂料A组份置于清洁的容器中贮存；

(2)B组分的制作

在装有搅拌机的料桶加入双飞粉、石英粉和水泥，充分搅拌均匀，获得B组分混合物；

(3)多元聚合物防水涂料的制作

将A、B组份按一定比例倒入同一桶中，充分搅拌，获得多元聚合物防水涂料浆料。

(4)任选的，将以上步骤(3)所获得的涂料进行涂覆(例如，喷涂)，而获得涂层。

在本发明中，助剂包括成膜助剂和分散剂。

在本发明中，助剂包括湿润剂、消泡剂、抑泡剂、增塑剂、增稠剂、防霉剂中的一种或多种。

在本发明中，分散机为双头高速分散机。

在本发明中，搅拌机为多头螺旋搅拌机或飞刀式高速搅拌机。

在本发明中，各组分加入的量为：

纯丙弹性乳液10-100重量份，优选20-90重量份，更优选30-80重量份

VAE乳液2-80重量份，优选5-60重量份，更优选10-50重量份

801胶1-40重量份，优选3-30重量份，更优选5-20重量份

成膜助剂0.1-10重量份，优选0.3-5重量份，更优选0.5-2重量份

分散剂0.1-10重量份，优选0.5-8重量份，更优选0.8-5重量份

水泥10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份

石英粉5-80重量份，优选10-60重量份，更优选20-40重量份

双飞粉10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份

消泡剂0.1-5重量份，优选0.3-3重量份，更优选0.5-2重量份

抑泡剂0.1-3重量份，优选0.2-2重量份，更优选0.3-1.0重量份

湿润剂0.1-2重量份，增塑剂0.1-5重量份，增稠剂0.2-10重量份，防霉剂0.1-2重量份。

在本发明中，成膜助剂为醇类、醇酯类、醇醚类、醇醚酯类中的一种或多种，优选为醇酯类，更优选为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。

在本发明中，分散剂为阴离子表面活性剂，优选为聚羧酸钠盐分散剂，更优选为HT-5040。

在本发明中，水泥为硅酸盐水泥，优选为42.5#以上的硅酸盐水泥。

在本发明中，石英粉为100-380目石英粉，优选120-320目石英粉，更优选150-270目石英粉。

在本发明中，双飞粉为180-600目双飞粉，优选230-500目双飞粉，更优选280-400目双飞粉。

在本发明中，消泡剂为聚醚类消泡剂，优选GPE型或GPES型消泡剂，例如聚氧丙基聚氧乙基甘油醚。

在本发明中，抑泡剂为有机硅类抑泡剂，例如海名斯德谦7073抑泡剂。

在本发明中，湿润剂为非离子型表面活性剂，优选为聚氧乙烯烷基酚醚，更优选为OP-10；

在本发明中，增塑剂为苯二甲酸酯类，优选邻苯二甲酸酯类，更优选为邻苯二甲基二丁酯。

在本发明中，增稠剂为纤维素醚增稠剂或合成高分子增稠剂，优选纤维素醚增稠剂。

在本发明中，防霉剂为涂料类防霉剂。所有用于涂料类的防霉剂均可以用于本发明，食品防霉剂也可以应用，涂料类的防霉剂和食品防霉剂均起防霉作用。

在本发明中，作为优选，B组份的制作时，将双飞粉、石英粉和硅酸盐水泥按各自1/3的份量分堆码放，进料时，先将1/3的双飞粉倒入料斗，再将1/3的硅酸盐水泥倒入料斗，再将1/3的石英粉倒入料斗，当上述粉料通过送料螺旋输送机进入料桶搅拌后，再依照上述步骤将第二批料倒入料斗，当第二批料进入料桶后，再依照前述步骤进第三批料，直至该批次的料全部进入料桶。

在本发明中，多元聚合物防水涂料或涂层的制作时(例如步骤(3)中)，A组分和B组分的比例为1:0.5-5，优选为1:1-3，更优选1:1.3-2.5。

根据本发明提供的第三种实施方案，提供一种多元聚合物防水涂料的应用方法，即形成涂层的涂覆方法：

将本发明的多元聚合物防水涂料均匀地刷涂、滚涂或刮涂于基面上，经2-4小时的干燥后成膜。为达到规定的厚度，在第一遍刷(滚)涂料表面干后，再进行第二遍刷(滚)涂。如此反复多遍，直至达到规定的涂层厚度为止。若采用喷涂法施工，则上述浆料必经加水稀释后搅匀过滤，稀释程度以浆料不堵塞喷头为宜，一般情况下，加水量约与A组份的重量相当或略大于A组份的重量。

本发明中42.5号(42.5#)以上的硅酸盐水泥是指42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级的硅酸盐水泥。

本发明中，VAE乳液是乙烯-乙酸乙烯乳液。801胶是聚乙烯醇缩甲醛的氨基化改性产品。

纯丙弹性乳液是指由(甲基)丙烯酸酯类单体制备的(共)聚丙烯酸酯弹性体乳液，更优选的是采用下面的核单体配方和壳单体配方通过核壳乳液聚合法所制备的纯丙弹性乳液：核单体：甲基丙烯酸甲酯4-13wt％；丙烯酸丁酯7-24wt％；丙烯腈7.5-15wt％；甲基丙烯酸烯丙酯1-5％；壳单体：甲基丙烯酸甲酯6-17wt％；丙烯酸丁酯12-24wt％；丙烯腈7.5-15wt％；甲基丙烯酸1-3wt％。其中在乳液聚合反应中乳化剂1-5wt％；引发剂(如过硫酸盐)1-3wt％；水30-40wt％(如35wt％)。

本发明中，纯丙弹性乳液可以市场购买，也可以按照中国专利CN200910041726.9制备。VAE乳液可以市场购买，也可以按照中国专利CN201310027561.6制备。801胶可以市场购买，801胶水是由聚乙烯醇与甲醛在酸性介质中经缩聚反应，再经氨基化后而制得的。

在本发明中，OP-10为广州鸿都化工有限公司或广州市友齐化工有限公司生产和销售的。消泡剂为济南瑞元化工有限公司的PPE，江苏省海安石油化工厂的G-18等。例如上海睿露涂料有限公司的BIT型防霉剂，常州市润洋化工有限公司的GY-517等。HEC250纤维素增稠剂为伤害鸿涂实业有限公司生产。

涂层是涂料一次施涂(刷涂、滚涂或刮涂)所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。

本发明中的任选地表示进行或不进行，本发明中为说明和限定的装置和试剂均为本领域常见的装置和试剂，具有市售。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益技术效果：

1、通过调节A组份中的纯丙弹性乳液、VAE乳液和801胶的含量，可以得到不同性能的A组份料液。纯丙弹性乳液比例越大，防水涂料的弹性(延伸率)越大，当要求制取超强弹性的防水涂料时，纯丙弹性乳液的含量可高达80-90％。当VAE乳液的含量增加时，料浆的粘稠度增大，防水涂料的粘结强度增大，但防水涂料的弹性(柔性)随之降低。当801胶的含量增大时，防水涂料的刚性增大，且生产成本显著降低。最佳的配合比最终取决于所选定的性能参数。在性能参数(以符合国标为准)确定的情况下，优选后的配合比应尽力实现成本最低。

2、通过调节A、B组份的配合比，可以获得不同性能的防水涂料。当A含量较大时，防水涂层的延伸率大，当A/B大于2时，防水涂层的延伸率可达到300-500％；当B组份加大时，防水涂层的刚性加大，延伸率下降，若A/B＝0.5时，防水涂层的延伸率下降到80-100％。

3、通过调节助剂的含量，亦可获得不同性能的防水涂料，成膜助剂、湿润剂、分散剂、消泡剂、抑泡剂、增塑剂、增稠剂、防霉剂的加入，可使防水涂料获得不同的辅助特性。例如，成膜助剂的加入，可使防水涂料的成膜特性显著变化。分散剂的加入，可使防水涂料更加均匀，不致出现沉淀分层。消泡剂的加入，可使防水涂料在形成防水涂层时不致起泡发胀。增塑剂的加入，可以增强防水涂层的延展性(延伸率)。增稠剂的加入，可以增加料浆的稠度。防霉剂的加入，可防止料浆在贮存过程中出现霉变等。而最佳的助剂添加量，必须满足防水涂料的性能检测要求和施工效果。

4、通过调节B组份中三种原料的添加比例，亦可调节防水涂料的性能。当硅酸盐水泥含量增加时，防水涂层的延伸率下降，刚性变大；石英粉的比例增加时，可以增加防水涂层的耐水性与抗融胀性；双飞粉的比例增加时，防水涂层的刚性变小，延伸率加大。

5、通过配方优选和确定合理的工艺制作方案，可以获得性能最佳、成本最低的多元聚合物防水涂料。

具体实施方式

以上各对比例和实施例按照下述方法制备：

(1)A组分的制作

在装有双头高速分散机的容器中加入纯丙弹性乳液，如果配方中有VAE乳液，则加入VAE乳液，启动高速分散机，将转速稳定在400rpm，如果配方中有801胶，则加入加入801胶。然后依次上述各配方中的助剂，约初步分散均匀后，将分散机的转速逐步增加至1000rpm，维持运转60min，在运转过程中，料桶边缘的浆料用刮刀刮除或用高压水冲洗，以保证边缘料浆进入高速分散头的搅拌区，搅拌完成后，将多元聚合物防水涂料A组份置于清洁的容器中贮存；

(2)B组分的制作

将双飞粉、石英粉和硅酸盐水泥按各自1/3的份量分堆码放，在装有多头螺旋搅拌机或飞刀式高速搅拌机的料桶中，进料时，先将1/3的双飞粉倒入料斗，再将1/3的硅酸盐水泥倒入料斗，再将1/3的石英粉倒入料斗，当上述粉料通过送料螺旋输送机进入料桶搅拌后，再依照上述步骤将第二批料倒入料斗，当第二批料进入料桶后，再依照前述步骤进第三批料，直至该批次的料全部进入料桶。充分搅拌均匀，获得B组分混合物；

(3)多元聚合物防水涂料的制作

对比例1

对比例2

对比例3

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

A:B

1:1

1:2

2:1

1:1

1:1

1:1

1:2

2：1

将各对比例和实施例中的A、B组份按上表中的比例倒入同一桶中，充分搅拌，获得多元聚合物防水涂料浆料。

取各对比例和实施例中的防水涂料浆料5千克均匀地刷涂、滚涂或刮涂于基面上，经2-4小时的干燥后成膜。交由国家认定的检测机构做性能试验，其检测性能参数。

经过检测，将实施例1和对比例1进行比较，实施例1的配方在粘接强度、拉伸强度、断裂伸长率方面均优于对比例1。实施例4与实施例1对比，在粘接强度、拉伸强度、断裂伸长率方面均有区别，本发明可以根据实际生产过程的需要，调整A、B组分的配比，达到各性能的需求。

Claims (10)

1.一种多元聚合物防水涂料，包括A组分和B组分，

其中A组分包括：

纯丙弹性乳液10-100重量份，优选20-90重量份，更优选30-80重量份

VAE乳液2-80重量份，优选5-60重量份，更优选10-50重量份

801胶1-40重量份，优选3-30重量份，更优选5-20重量份

成膜助剂0.1-10重量份，优选0.3-5重量份，更优选0.5-2重量份

分散剂0.1-10重量份，优选0.5-8重量份，更优选0.8-5重量份

其中B组分包括：

水泥10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份

石英粉5-80重量份，优选10-60重量份，更优选20-40重量份

双飞粉10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份。

2.根据权利要求1所述的一种多元聚合物防水涂料，其特征在于：A组分还包括消泡剂0.1-5重量份，优选0.3-3重量份，更优选0.5-2重量份，和/或

抑泡剂0.1-3重量份，优选0.2-2重量份，更优选0.3-1.0重量份。

3.根据权利要求1或2所述的一种多元聚合物防水涂料，其特征在于：A组分还任选地包括湿润剂0.1-2重量份，增塑剂0.1-5重量份，增稠剂0.2-10重量份，防霉剂0.1-2重量份。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种多元聚合物防水涂料，其特征在于：所述成膜助剂为醇类、醇酯类、醇醚类、醇醚酯类中的一种或多种，优选为醇酯类，更优选为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，和/或

所述分散剂为阴离子表面活性剂，优选为聚羧酸钠盐分散剂，更优选为HT-5040。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种多元聚合物防水涂料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥，优选为42.5#以上的硅酸盐水泥，和/或

所述石英粉为100-380目石英粉，优选120-320目石英粉，更优选150-270目石英粉，和/或

所述双飞粉为180-600目双飞粉，优选230-500目双飞粉，更优选280-400目双飞粉，和/或

所述消泡剂为聚醚类消泡剂，优选GPE型或GPES型消泡剂，

和/或

所述抑泡剂为有机硅类抑泡剂，例如海名斯德谦7073抑泡剂。

6.根据权利要求3所述的一种多元聚合物防水涂料，其特征在于：所述湿润剂为非离子型表面活性剂，优选为聚氧乙烯烷基酚醚，更优选为OP-10；和/或

增塑剂为苯二甲酸酯类，优选邻苯二甲酸酯类，更优选为邻苯二甲基二丁酯

增稠剂为纤维素醚增稠剂或合成高分子增稠剂，优选纤维素醚增稠剂

防霉剂为涂料类防霉剂。

7.一种制备多元聚合物防水涂料的方法或制备权利要求1-6中任一项所述多元聚合物防水涂料的方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制作

在装有分散机的容器中加入纯丙弹性乳液和VAE乳液，启动高速分散机，将转速稳定在200-600rpm，然后依次加入801胶和助剂，约初步分散均匀后，将分散机的转速逐步增加至800-1200rpm，维持运转20-100min，在运转过程中，料桶边缘的浆料用刮刀刮除或用高压水冲洗，以保证边缘料浆进入高速分散头的搅拌区，搅拌完成后，将多元聚合物防水涂料A组份置于清洁的容器中贮存；优选的是，所述分散机为双头高速分散机，

(2)B组分的制作

在装有搅拌机的料桶加入双飞粉、石英粉和水泥，充分搅拌均匀，获得B组分混合物，优选的是，所述搅拌机为多头螺旋搅拌机或飞刀式高速搅拌机；

(3)多元聚合物防水涂料的制作

将A、B组份按一定比例倒入同一桶中，充分搅拌，获得多元聚合物防水涂料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述助剂包括成膜助剂和分散剂、消泡剂或抑泡剂，和/或

所述助剂任选地还包括湿润剂、增塑剂、增稠剂、防霉剂中的一种或多种。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：各组分加入的量为：

纯丙弹性乳液10-100重量份，优选20-90重量份，更优选30-80重量份

VAE乳液2-80重量份，优选5-60重量份，更优选10-50重量份

801胶1-40重量份，优选3-30重量份，更优选5-20重量份

成膜助剂0.1-10重量份，优选0.3-5重量份，更优选0.5-2重量份

分散剂0.1-10重量份，优选0.5-8重量份，更优选0.8-5重量份

水泥10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份

石英粉5-80重量份，优选10-60重量份，更优选20-40重量份

双飞粉10-80重量份，优选20-60重量份，更优选30-50重量份

消泡剂0.1-5重量份，优选0.3-3重量份，更优选0.5-2重量份

抑泡剂0.1-3重量份，优选0.2-2重量份，更优选0.3-1.0重量份

湿润剂0.1-2重量份，增塑剂0.1-5重量份，增稠剂0.2-10重量份，防霉剂0.1-2重量份。

10.根据权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于：B组份的制作时，将双飞粉、石英粉和硅酸盐水泥按各自1/3的份量分堆码放，进料时，先将1/3的双飞粉倒入料斗，再将1/3的硅酸盐水泥倒入料斗，再将1/3的石英粉倒入料斗，当上述粉料通过送料螺旋输送机进入料桶搅拌后，再依照上述步骤将第二批料倒入料斗，当第二批料进入料桶后，再依照前述步骤进第三批料，直至该批次的料全部进入料桶；

优选的是，步骤(3)中从A和B组分制备多元聚合物防水涂料时，A组分和B组分的比例为1:0.5-5，优选为1:1-3，更优选1:1.3-2.5。