CN105110682A - 一种聚合物水泥防水添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物水泥防水添加剂，各种组份配比的重量份数如下：聚乙烯醇5～7份、丙烯酸甲酯5～7份、乳聚丁苯橡胶3～4份、硅酸钠或偏硅酸钠3～4份、十二烷基磺酸纳2～3份、纳米二氧化硅2～3份、乙烯甲酯4～5份、引发剂3～4份。本发明采用自由基聚合的方法使聚乙烯醇和聚丙烯酸酯形成共聚物，充分利用聚乙烯醇和聚丙烯酸酯各自优点，配合乳聚丁苯橡胶、乙烯甲脂、硅酸钠或偏硅酸钠、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅制出适宜防水水泥用的共聚物水泥防水添加剂。本发明使用的原材料生产成本要低于目前市售防水乳液，大批量生产，其成本会进一步降低，本发明的产品具有较强的价格优势。

Description

一种聚合物水泥防水添加剂

技术领域

本发明涉及水泥领域，尤其涉及用于防水的水泥添加剂。

背景技术

制备聚合物水泥防水混凝土的聚合物可分为三种类型，即聚合物乳液、水溶性聚合物、液体树脂。目前最常用、改性效果最好的是聚合物乳液。

1.聚合物乳液的主要组成有聚合物颗粒（尺寸0.1-1μm）、乳化剂、稳定剂、分散剂等，其固相成分含量在40%-70%之间。聚合物颗粒通过乳化剂作用均匀的分散在水溶液中，形成乳液，并在分散剂和稳定剂的作用下使乳液能保持较长时间内不离析絮凝。此外，为避免乳液带入的气泡影响混凝土的质量，一般在聚合物乳液内加入一定的消泡剂。然而聚合物乳液成分复杂，成本较高，且在保存不利的情况下易于破乳，导致材料失效。

2.水溶性聚合物又称水溶性高分子或水溶性树脂，它们是一类亲水性高分子材料，在水中能溶解或溶胀而成溶液或凝胶状分散液，这类的溶液或分散液一般是粘性液体水溶性聚合物，其亲水性来自结构中的羧基、羟基、酰胺基、胺基等亲水性基团，这些基团不但使高分子具有亲水性，而且使它们具有很多重要的特性和功能。

3.液体树脂亦存在储存和运输不便等诸多问题。

综上所述，可水再分散的聚合物颗粒是一种理想的水泥防水涂料的添加剂。

长期以来，防水材料一直以沥青、油毡和有机材料为主，有些材料有毒、有味，施工操作困难，又不耐老化。为此，国内相继推出几种刚性防水涂料，但成本较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种防水效果好、成本低、便于运输、易保存的水泥添加剂。

本发明采用的技术方案是：一种聚合物水泥防水添加剂，各种组份配比的重量份数如下：聚乙烯醇5～7份、丙烯酸甲酯5～7份、乳聚丁苯橡胶3～4份、硅酸钠或偏硅酸钠3～4份、十二烷基磺酸纳2～3份、纳米二氧化硅2～3份、乙烯甲酯4～5份、引发剂3～4份。

一种聚合物水泥防水添加剂的制备方法，其步骤如下：1）将聚乙烯醇融入水中；2）向溶液中加入丙烯酸乙酯，搅拌10～25分钟；3）向溶液中加入乙烯甲脂，搅拌5～10分钟；4）向溶液中继续加入乳聚丁苯橡胶，搅拌20～45分钟；5）向溶液中加入硅酸钠或偏硅酸啦、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅，搅拌10～20分钟；6）向溶液中加入引发剂，搅拌5～8分钟；7）将所得溶液水浴，温度保持在60～90°C；8）向溶液中通入氮气2～10h

作为本发明的进一步改进，所述引发剂为硫酸铈铵。

本发明采用的有益效果是：本发明采用自由基聚合的方法使聚乙烯醇和聚丙烯酸酯形成共聚物，充分利用聚乙烯醇和聚丙烯酸酯各自优点，配合乳聚丁苯橡胶、乙烯甲脂、硅酸钠或偏硅酸钠、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅制出适宜防水水泥用的共聚物水泥防水添加剂。本发明使用的原材料生产成本要低于目前市售防水乳液，大批量生产，其成本会进一步降低，本发明的产品具有较强的价格优势。

具体实施方式

下面实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1，一种聚合物水泥防水添加剂，各种组份配比的重量份数如下：聚乙烯醇5份、丙烯酸甲酯5份、乳聚丁苯橡胶3份、硅酸钠或偏硅酸钠3份、十二烷基磺酸纳2份、纳米二氧化硅2份、乙烯甲酯4份、引发剂3份。

其制备方法如下：

1）将聚乙烯醇融入水中；

2）向溶液中加入丙烯酸乙酯，搅拌10分钟；

3）向溶液中继续加入乳聚丁苯橡胶，搅拌20分钟；

4）向溶液中加入乙烯甲脂，搅拌5分钟；

5）向溶液中加入硅酸钠或偏硅酸啦、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅，搅拌10分钟；

6）向溶液中加入引发剂，搅拌5分钟；

7）将所得溶液水浴，温度保持在60°C；

8）向溶液中通入氮气2h。

实施例2，一种聚合物水泥防水添加剂，各种组份配比的重量份数如下：聚乙烯醇7份、丙烯酸甲酯7份、乳聚丁苯橡胶4份、硅酸钠或偏硅酸钠4份、十二烷基磺酸纳3份、纳米二氧化硅3份、乙烯甲酯5份、引发剂4份。

其制备方法如下：

1）将聚乙烯醇融入水中；

2）向溶液中加入丙烯酸乙酯，搅拌25分钟；

3）向溶液中加入乙烯甲脂，搅拌10分钟；

4）向溶液中继续加入乳聚丁苯橡胶，搅拌45分钟；

5）向溶液中加入硅酸钠或偏硅酸啦、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅，搅拌20分钟；

6）向溶液中加入引发剂，搅拌8分钟；

7）将所得溶液水浴，温度保持在90°C；

8）向溶液中通入氮气10h。

实施例3，一种聚合物水泥防水添加剂，各种组份配比的重量份数如下：聚乙烯醇6份、丙烯酸甲酯6份、乳聚丁苯橡胶3份、硅酸钠或偏硅酸钠4份、十二烷基磺酸纳3份、纳米二氧化硅2份、乙烯甲酯5份、引发剂3份。

其制备方法如下：

1）将聚乙烯醇融入水中；

2）向溶液中加入丙烯酸乙酯，搅拌15分钟；

3）向溶液中加入乙烯甲脂，搅拌8分钟；

4）向溶液中继续加入乳聚丁苯橡胶，搅拌30分钟；

5）向溶液中加入硅酸钠或偏硅酸啦、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅，搅拌15分钟；

6）向溶液中加入引发剂，搅拌7分钟；

7）将所得溶液水浴，温度保持在75°C；

8）向溶液中通入氮气8h。

按照实施例所述制得产品并进行测试：

（一）固体含量的测定

将聚合物水泥涂料的试样按照指定的比例混合均匀后，按照GB/T16777-1997第四章A法的规定进行测定。具体测定方法如下。

1、将直径75-80mm、边高8-10mm的培养皿放在干燥箱内于（105±2）℃下干燥30min，取出放入内放有变色硅胶或无水氯化钙的干燥器中，冷却至室温后称量。

2、将聚合物水泥防水涂料样品搅拌均匀后称取约2g的试样（足以保证最后度样的干固量）置于已称量的培养皿中，并使试样均匀地流布于培养皿的底部。然后放入干燥箱内在（105±2）℃的温度下干燥1h后取出，放入干燥器中冷却至室温后称量。然后再将培养皿放入干燥箱内，干燥30min后，再放入干燥器中冷却至室温后称量。重复上述操作，直至前后两次称量差不大于0.01g为止（全部称量精确至0.01g）。

3、试验结果计算

（1）固体含量按式（5-1）计算：

X=（m2-m）/(m1-m)×100（5-1）

式中X——固体含量，％；

m——培养皿质量，g；

m1——干燥前试样和培养皿质量，g；

m2——干燥后试样和培养皿质量，g。

（2）挥发物和不挥发物按式（5-2）和式（5-3）计算：

V=(m3-m4)/m3×100(5-2)

VN=m4/m3×100(5-3)

式中V——挥发物含量，％；

VN——不挥发物含量，%；

m3——干燥前试样质量,g；

m4——干燥后试样质量，g。

试验结果取两次平行试验的平均值，每个试样的试验结果计算精确到1%。

（二）干燥时间测定

1、将在标准试验条件下放置一段时间后的聚合物水泥防水水泥涂料样品（1：2）分别称取适量液体组分和固体组分，混合后机械搅拌5min，然后按产品要求涂刷于铝板上制备涂膜，不允许有空白。涂料用量为（8±1）g，并记录涂刷结束的时间。铝板规格为50mm×150mm×1mm。

2、干燥时间的测定项目表干时间的测定和实干时间的测定两项。试验条件为温度（23±2）℃，相对湿度为：（50±5）%。

（1）表干时间的测定涂刷于铝板上制备的涂膜，经过若干时间后，距膜面边缘不小于10mm的范围以手指轻触涂膜表面，如感到有些发黏，但已无涂料粘在手指上，即为表干，记下此时时间。

（2）实干时间的测定用单面保险刀片切割涂刷在铝板上制备的涂膜，若底层及膜内均无黏着现象，则可认为实干。记下涂膜达到实干所用的时间，即为实干时间。

（三）拉伸性能的测定

1、主要试验器具

（1）拉伸试验机其测量范围为0-500N，拉伸速0-500mm/min，标尺最小分度值为1mm。

（2）厚度计压重（100±10）g，测量面直径（10±0.1）mm，最小分度值0.01mm。

3）电热鼓风干燥箱控温精度为±2℃。

4）紫外线老化箱500W直形高压汞灯，灯管与箱底平行，箱体尺寸为600mm×500mm×800mm。

（5）人工加速气候老化箱光源为4.5-6.5kw管状氙弧灯，样板与光源（中心）距离为250-400mm。

2、试样的制备

将在标准条件下放置一段时间后的聚合物水泥涂料（1：2），分别称取适量液体组分和固体组分，混合后机械搅拌5min，倒入涂膜模具中涂覆，注意勿混入气泡。为了方便脱模，模具表面可用硅油或石蜡进行处理。试样在制备时，应分两次或三次涂覆，后道涂覆应在前道涂层实干后进行，在72h之内使试样厚度达到（1.5±0.2）mm。试样脱膜后在标准条件下放置168h，然后放在（50±2）℃干燥箱中处理24h，取出后置于干燥器中，在标准条件下至少放置2h。用切片机将试样切拉伸试验所需试件数量和形状，见表一。

3、拉伸性能的测定

包括无处理拉伸性能的测定、热处理后拉伸性能的测定、碱处理后拉伸性能的测定、紫外线处理后拉伸性能的测定等4项。

（1）无处理拉伸性能的测定将试件在标准条件下放置2h，然后用直尺在试件上划好两条间距为25mm的平行标线，并用厚度计测出试件标线中间和两端三点的厚度，取其算术平均值为试件的试验长度部分平均厚度（d）；将试件装在拉伸试验机夹具之间，夹具间标距为70mm,以200mm/min的拉伸速度拉伸试件至断裂，记录试件断裂时的最大荷载（F）；并量取此时试件标线间距离（L1），精确至0.1mm；测试5个试件，若有试件断裂在标线处，则其试验结果无效，应采用备用件补做。

（2）热处理后拉伸性能的测定按照无处理拉伸性能的测定方法在试件上划好标线，然后将试件平放在釉面砖上，再一起放入电热鼓风干燥箱内；试件与箱壁间距不得少于50mm；试件的中心应与温度计水银球在同一水平位置上；于（80±2）℃下恒温68h后取出，再按照无处理拉伸性能的测定方法进行试验。

（3）碱处理后拉伸性能的测定温度为（23±2）℃时，在GB/T629规定的化学纯0.1%NaOH溶液中，加入氢氧化钙试剂，使之达到饱和状态。在600mL的该溶液之中放入试样，其液面应高出试样表在10mm以上；连续浸泡168h后取出，用水充分冲洗，擦干后放入（50±2）℃的干燥箱中烘6h；取出后冷却至室温，用切片同切成哑铃形试件，再按无处拦伸性能的测定方法进行试验。

（4）紫外线处理后拉伸性能的测定将划好标线的试件平放在釉面砖上，放入紫外线老化箱内。灯管与试件的距离为470~500mm，距试件表面50mm左右的空间温度为(45±2)℃，照射时间250h。取出后冷却至室温，然后按无处理拉伸性能的测定方法进行试验。

本发明采用自由基聚合的方法使聚乙烯醇和聚丙烯酸酯形成共聚物，充分利用聚乙烯醇和聚丙烯酸酯各自优点，配合乳聚丁苯橡胶、乙烯甲脂、硅酸钠或偏硅酸钠、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅制出适宜防水水泥用的共聚物水泥防水添加剂。本发明使用的原材料生产成本要低于目前市售防水乳液，大批量生产，其成本会进一步降低，本发明的产品具有较强的价格优势。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种聚合物水泥防水添加剂，其特征是各种组份配比的重量份数如下：聚乙烯醇5～7份、丙烯酸甲酯5～7份、乳聚丁苯橡胶3～4份、硅酸钠或偏硅酸钠3～4份、十二烷基磺酸纳2～3份、纳米二氧化硅2～3份、乙烯甲酯4～5份和引发剂3～4份。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥防水添加剂，其特征是所述引发剂为硫酸铈铵。

3.一种制备如权利要求1所述的水泥添加剂的制备方法，其步骤如下：

1）将聚乙烯醇融入水中；

2）向溶液中加入丙烯酸乙酯，搅拌10～25分钟；

3）向溶液中加入乙烯甲脂，搅拌5～10分钟；

4）向溶液中继续加入乳聚丁苯橡胶，搅拌20～45分钟；

5）向溶液中加入硅酸钠或偏硅酸啦、十二烷基磺酸纳和纳米二氧化硅，搅拌10～20分钟；

6）向溶液中加入引发剂，搅拌5～8分钟；

7）将所得溶液水浴，温度保持在60～90°C；

8）向溶液中通入氮气2～10h。