CN105295096A - 氨烃基烷氧基硅烷沥青水泥防水桥联剂及其防水产品和应用 - Google Patents

氨烃基烷氧基硅烷沥青水泥防水桥联剂及其防水产品和应用 Download PDF

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卢桂才
朱方伍
郭文雄
周为为
赵晓岚
陆善庆
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卢桂才
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Abstract

本发明公开了一种氨烃基烷氧基硅烷沥青水泥防水桥联剂及其防水产品和应用,该氨烃基烷氧基硅烷沥青水泥防水桥联剂的结构式一端的氨基能够与沥青中的羧基碳键连接起来,形成较好的化学亲和力,而硅烷的另一端和水泥水化过程中产生的水化硅酸钙或铝酸钙结合形成化学键,与混凝土进行化学交联反应,将沥青和水泥紧密地联结为一体,相关部位存在化学键作用,如同架起一座桥梁,固化后起到不可逆的粘结作用,可以做成防水卷材,或制成防水涂料、防水油膏或者防水堵漏剂,在水泥凝固的过程中可蠕动渗入到水泥凝胶和混凝土毛细孔内,达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果。

Description

氨炫基烷氧基枯烧漏青水泥防水桥联剂及其防水产品和应 用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种建筑防水材料的添加剂,特别是能够与渐青和水泥同时进行化学 交联反应,形成较好的化学亲和力的化学键、使之固化后起到不可逆的粘结作用的桥联剂 及其防水产品和应用。
背景技术
[0002] 常见的建筑防水材料主要是水泥和渐青,渐青主要用于混凝±的接缝或墙边的缝 隙堵漏,或者铺在楼顶粘结薄砖防漏,也可W做成防水卷材,铺设在需要防渗防雨的场合。 然而目前的渐青难W进行较好的堵漏防漏,其原因是渐青与固化了的水泥(混凝±)的粘 结是很不持久的,主要是渐青是石油提取汽油、煤油等后的残留物,大多数属于低分子量的 焼类(化学式(;H0w2>,n是原子数)焼类不溶于水,但是与无机物粘连力不强,特别是未经 改性过的渐青,高温时易融化,低温时发脆,在经历风吹日晒的建筑物顶层或表面,非常容 易老化脱落。即使对渐青进行了改性,也无法保证与混凝±的粘连效果。
[0003] 如何使得防水卷材的表面能够起到较好的粘接效果,广西金雨伞防水装饰有限 公司进行了多年的研究,2009年10月9日,向中国知识产权局申请了 "与混凝±进行化学 交联和物理卯釋协同粘结的防水卷材"的发明专利,申请号:CN200910114456.X公开(公 告)号:CN101694114A;该发明公开了一种湿铺预铺防水卷材,是将改性渐青复合物在胎体 上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制成的,所述的改性渐青复合物为改性渐青、增塑 剂、抗氧化剂、功能性助剂和填充剂,制备方法是将基质渐青置于反应罐内,加入增粘剂、无 规则聚己帰和苯己帰-了二帰-苯己帰嵌段共聚物,混和均匀,升温,揽拌1. 5-化,接着把 温度降到18(TC左右,再将填料、增塑剂、抗氧化剂、功能性助剂加到反应罐,揽拌0. 5-比, 进行充分混合改性,然后输送到胶体磨,对物料进行反复研磨,再将改性好的渐青在胎体上 进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷,便制备成性能优异的与混凝±进行化学交联及物理卯釋 协同粘结(QiemicalBondingandPhysicalCrosslinkingSynergism)的防水卷材,简称 CPS防水卷材。
[0004]CN200910114456.X公开了与混凝±进行化学交联和物理卯釋协同粘结作用的功 能性助剂(W下简称CPS助剂)是聚甲基己氧基娃焼或聚蔡甲醒礙酸钢盐,或者两者的混 合物,在该说明书中,发明人指出,由于改性渐青复合物的胶料中存在功能活性助剂,它们 的活性基团能与水泥在水化过程中形成交联,使卷材与水泥浆料或混凝±牢固粘结,送种 粘结作用非常牢固,受卷材的使用环境因素较小,因而它能较持久地粘结在基面上,并与基 面形成满粘结构,胶料中的两种改性剂因而与水化娃酸巧键合形成的交联结构。卷材胶料 层在水泥固化过程中产生物理吸附和卯釋作用而与基面形成粘结。水泥浆料与水发生水化 反应,生成的水化产物聚集在水泥颗粒的表面形成凝聚薄膜。表面形成可塑性的凝胶薄膜 式水泥浆料,保证其具有良好的流动性,能填补界面层微观上凹凸不平的缺陷,通过挤压使 卷材和水泥浆料之间形成微观上的完全润湿。胶层和水泥浆料充分润湿后,使胶层表面张 力与水泥浆料表面张力接近,从而使两者紧密结合,产生物理吸附作用。与此同时,水分不 断深入凝胶薄膜层进行化学反应,使薄膜层向内增厚;通过薄膜层向外扩散的水化物聚集 在膜层外侧使膜层向外增厚。由于水分渗入膜层内部的速度大于水化物向外扩散的速度, 因而产生渗透压力,膜层内部水化物的饱和溶液向外突出造成膜层破裂。膜层的破裂使水 化物与水迅速而广泛地接触,反应又加速,生成较多量的水化娃酸盐凝胶、氨氧化巧和水化 硫酸巧等水化物,它们之间相互接触生长到一定程度后,浆体会完全失去可塑性,建立起相 互缠绕的网状结构,并在网状结构内不断产生水化物,之后浆体逐渐产生强度而进入硬化 形成硬化水泥石。在送个过程中,水泥固化消耗大量的水,导致在水泥与自粘卷材间形成 局部封闭的体系中产生负压,W及水泥的固化放热,促进自粘胶的蠕变,使其深入到混凝± 的毛细管或孔隙中,形成物理卯棒结构,达到可靠的粘结效果;自粘胶层渗透到混凝±的毛 细管或孔隙中的同时,增大了自粘胶与混凝±接触的面积,促进自粘胶层与混凝±形成的 卯棒结构上生成更多的化学键,而起到"化学交联一物理卯棒的协同效应",使基面与自粘 层形成"互穿网络式"界面结构,从而达到结合紧密、牢固、不可逆的"皮肤式"粘结效果技 术。彻底解决改性渐青卷材与基面粘结力不够大,粘结力不持久,易受环境影响的问题,实 现了卷材与基面形成粘结不可逆、不受损一体式的防水结构层。
[0005] 在专利CN200910114456.X公布和被授予专利权W后,广西金雨伞防水装饰有限 公司又对一些偶联剂进行了研究,发现一些偶联剂(交联剂)也能够能够与混凝±共同起 化学交联反应和物理卯釋协同粘结作用。
[0006] 例如;中国专利CN201210446551. 1,名称;反应粘结型节点密封膏及其制备方法, 公开(公告)号:CN102911638A,该反应粘结型节点密封膏运用了交联剂,使得与混凝±之 间形成化学联接作用,提升了与混凝±的粘结力;其中提到的交联剂为娃焼偶联剂、铁酸醋 偶联剂和铅酸醋偶联剂中的一种或者一种W上的混合物;使得反应粘结型节点密封膏能够 良好的粘附于较光滑的PPR或PVC管材表面上,实现对PPR或PVC给排水管与混凝±基面 连接处良好的密封。
[0007] 同样,中国专利CN201210546765. 6,名称;聚帰姪复合改性渐青湿铺防水卷材及 其生产方法,一种聚帰姪复合改性渐青湿铺防水卷材包括能够与混凝±共同起化学交联反 应和物理卯釋协同粘结作用的改性渐青粘结层(2)、粘结隔离膜保护层(3)、和聚帰姪热塑 性弹性体材料层(1),其层间结构如下:第一层是聚帰姪热塑性弹性体材料层(1)、中间层 是改性渐青粘结层(2)、下面层是隔离膜保护层(3),各层间通过生产过程中热压粘结。其 中提出所述的功能性助剂是具有居基、氨基或駿基的偶联剂,特别是有居基、氨基或駿基反 应性官能团的聚娃氧焼偶联剂、聚蔡甲醒礙酸钢盐或者它们的混合物。
[0008] 但是,公开的专利文献叙述的有居基、氨基或駿基反应性官能团的聚娃氧焼偶联 剂、聚蔡甲醒礙酸钢盐或者娃焼偶联剂、铁酸醋偶联剂和铅酸醋偶联剂的反应机理中,仅仅 提出与未干固的水泥进行化学交联反应和物理卯釋协同粘结作用,并未意识到偶联剂中能 够与渐青进行另一端强力的化学键结合的情况,所W在选择偶联剂的时候是比较盲目和没 有方向感的,因此,在制造防水卷材或反应粘结型节点密封膏的时候往往达不到预想的效 果,仅仅比普通的防水卷材或密封膏粘接好一些,渐青的老化和耐候性未能得到显著的提 商。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供一种建筑防水材料的桥联剂,能够使得渐青的老化和耐候性 能得到显著的提高,而且也能与未干固的水泥同时进行化学交联反应,形成较好的化学亲 和力的化学键、使之固化后起到不可逆的粘结作用。
[0010] 本发明所述的桥联剂,是氨姪基烷氧基娃焼渐青水泥防水桥联剂,它的通式是:
[00川
Figure CN105295096AD00051
所述的X为-OCnHznw;n为自然数;
[0012] 所述氨姪基烷氧基娃焼的一端与渐青的駿基结合,另一端与水泥水化后产生的酸 根结合,架起一座制备防水材料的防水桥梁。
[0013] 所述的水泥水化后产生的酸根是娃酸根、铅酸根、硫铅酸根或铁铅酸根。
[0014]也就是说,W上所述的氨姪基烷氧基娃焼渐青水泥防水桥联剂,该桥联剂的结构 式一端的氨基能够与渐青的駿基连接起来,增强渐青与辅料形成的网状结构,提高改性渐 青的物理性能,形成较好的化学亲和力,而娃焼的另一端在加入水和水泥的混凝±中,产生 水化的化学键,与混凝±进行化学交联和物理卯釋协同粘结,将渐青和水泥紧密地联结为 一体,相关部位存在化学键作用,架起一座制备防水材料的防水桥梁,固化后起到不可逆的 粘结作用,可W做成防水卷材,或制成防水涂料、防水油膏或者防水堵漏剂,其耐油性和耐 屈挽性突出,且无毒,安全环保、无污染,在水泥、混凝±凝固的过程中可蠕动渗入到水泥凝 胶和混凝±毛细孔内,达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果。要想取走或剥离 防水层,是很难做到的。
[0015]也就是说,W上所述的帰姪基H氯娃焼渐青水泥防水桥联剂,该桥联剂的结构式 一端的己帰基能够与渐青的不饱和碳键、硫键和氮键连接起来,增强渐青与辅料形成的网 状结构,提高改性渐青的物理性能,形成较好的化学亲和力,而娃焼的另一端在加入水和水 泥的混凝±中,产生水化的化学键,与混凝±进行化学交联和物理卯釋协同粘结,将渐青和 水泥紧密地联结为一体,相关部位存在化学键作用,
[0016]W下是反应机理:
[0017] 1、当氨姪基烷氧基娃焼的一端与渐青混合的时候,能够发生如下的化学反应:
Figure CN105295096AD00052
[0019]2、W娃酸盐水泥为例,氨姪基烷氧基娃焼的一端与与混凝±的作用机理如下:
[0020] ①常温下水泥发生水化反应生成水化娃酸巧(C-S-H凝胶)和化(OH)2,C甜凝胶 中存在Si-OH基团,反应式;3Ca0•Si〇2+nH2〇=xCa•Si〇2•yH2〇+(3-x)Ca(OH)2 ;
[0021] ②胶层中的活性基团遇水水解:
[0022]
Figure CN105295096AD00061
[0023]⑨水解生成Si-OH基团与C甜凝胶中Si-OH基团反应生成離键,使水化娃酸巧凝 胶与卷材表面生成化学键(与CSH形成離键)反应如下:
Figure CN105295096AD00062
[0025] 所述的氨姪基烷氧基娃焼的一端与铅酸水泥、硫铅酸水泥或铁铅酸水泥反应的机 理也是一样的。
[0026] 本发明的氨姪基烷氧基娃焼桥联剂在与水泥凝胶中的居基、離键与二氧化娃的偶 联化合物,不会造成对钢筋的损害。
[0027]W上所述的氨姪基烷氧基娃焼渐青水泥防水桥联剂的应用,该桥联剂可W与未固 化的渐青和辅料结合,制成防水膏、防水涂料,或者防水堵漏剂;
[0028] 所述100重量份防水膏、防水涂料,或者防水堵漏剂组合料中防水桥联剂的重量 份数为0. 1-15.0。
[0029] 制备防水膏、防水涂料,或者防水堵漏剂的方法是先将渐青加热到160-20(TC,达 到烙融状态W后,加入改性剂、助剂和防水桥联剂,揽拌反应0. 5-2小时,最后根据防水膏、 防水涂料,或者防水堵漏剂的性能,加入适量填料,得到防水产品。
[0030] W上所述的氨姪基烷氧基娃焼渐青水泥防水桥联剂的应用,该桥联剂也可W与渐 青和辅料结合,制成防水卷材;
[0031] 所述100重量份防水卷材渐青和辅料组合料中防水桥联剂的重量份数为 0. 1-15. 0。
[0032] 制备防水卷材的方法是先将渐青加热到160-200°C,达到烙融状态W后,加入改性 剂、助剂和防水桥联剂,揽拌反应0. 5-2小时,最后根据防水卷材的的性能,加入适量填料, 铺设在塑料薄膜的表面,得到产品。
[0033]W上所述的氨姪基烷氧基娃焼渐青水泥防水桥联剂的应用,该桥联剂与未固化的 渐青水泥结合,可W作为铺在建筑物内墙或外墙墙砖的防水粘合剂。
[0034]目前生产氨姪基烷氧基娃焼的厂家有:南京优普化工有限公司、湖北力鼎化工有 限公司、梯希爱(上海)化成工业发展有限公司、曲阜晨光化工有限公司等。
[0035] 本发明的氨姪基烷氧基娃焼桥联剂在与水泥凝胶中的居基、離键与二氧化娃的偶 联化合物,不会造成对钢筋的损害。
具体实施方式
[0036]W下是本发明的氨姪基烷氧基娃焼桥联剂与改性渐青和辅料结合,做成防水卷 材,或作为添加剂,制成防水涂料、防水膏和防水堵漏剂的实施例:
[0037] 实施例1,氨姪基烷氧基娃焼桥联剂防水卷材,该防水卷材第一层是聚己帰薄膜 层、中间层是渐青粘结层、下面层是隔离膜保护层,其中渐青粘结层的成分及重量份数为: [003引1-1 ;渐青30份、改性剂15份击油化工生产过程炼出来的立线油2份、氨姪基焼 氧基娃焼防水桥联剂0. 1份、填充剂氧化镇3份、填料碳酸巧粉40份。
[0039] 1-2 ;渐青40份、改性剂18份;石油化工生产过程炼出来的H线油5份、氨姪基焼 氧基娃焼防水桥联剂10份、填充剂氧化镇5份、填料碳酸巧粉50份。
[0040] 1-3 ;渐青50份、改性剂20份击油化工生产过程炼出来的立线油10份、氨姪基焼 氧基娃焼防水桥联剂15份、填充剂氧化镇8份、填料碳酸巧粉60份。
[0041] 生产过程:先将渐青加热到160-20(TC,达到烙融状态W后,加入改性剂、助剂和 防水桥联剂,揽拌反应0. 5-2小时,最后根据防水卷材的的性能,加入适量填料,铺设在塑 料薄膜的表面,得到产品。
[0042] 做出的氨姪基烷氧基娃焼防水卷材使用在某工地的楼顶防水层,粘贴10天后,其 剥离强度为4. 8-5. 2N/mm。
[0043] 实施例2,氨姪基烷氧基娃焼桥联剂防水膏
[0044] 氨姪基烷氧基娃焼桥联剂防水膏成分及重量份数为:
[004引2-1 ;渐青30份;改性剂5份;乳化剂0. 2份;增稠剂0. 5份冰20份,桥联剂0. 1 份;
[004引2-2 ;渐青50份;改性剂10份;乳化剂2份;增稠剂2份冰30份,桥联剂8份;
[0047] 2-3 ;渐青60份;改性剂20份;乳化剂3份;增稠剂3份冰50份,桥联剂15份;
[0048] 其中渐青为石油渐青、改性剂为热塑性弹性体渐青改性剂、橡胶渐青改性剂中一 种或者一种W上的混合物、乳化剂为十八烷基H甲基漠化倭、桥联剂是氨姪基烷氧基娃焼; 增稠剂为纤维素離;制备防水膏的方法是先将渐青加热到160-20(TC,达到烙融状态W后, 加入改性剂和桥联剂,揽拌反应0. 5-2小时,加入乳化剂、增稠剂、助剂W及水,经胶体磨乳 化后,加入适量填料,得到产品。
[0049] 实施例3,氨姪基烷氧基娃焼防水堵漏剂
[0050] 氨姪基烷氧基娃焼防水堵漏剂,由W下重量份的原料制备而成的:
[0051] 3-1 ;渐青30份;改性剂15份,乳化剂0. 5份,防水桥联剂0. 5份,水20份;
[005引3-2 ;渐青4份;改性剂18份,乳化剂2份,防水桥联剂2份,水30份;
[005引 3-3 ;渐青50份;改性剂20份,乳化剂3份,防水桥联剂3份,水50份;
[0054] 其中渐青为石油渐青;改性剂为热塑性弹性体渐青改性剂、橡胶渐青改性剂中一 种或者一种W上的混合物;乳化剂是十六烷基H甲基漠化倭,防水桥联剂是氨姪基烷氧基 娃焼。氨姪基烷氧基娃焼防水堵漏剂的制备方法是;将渐青、改性剂和桥联剂在15(TC下揽 拌化,使之充分烙融混合,得到混合物;启动乳化机,将混合物与乳化液同时加入至乳化机 制备成乳液,然后加入增稠剂和适量填料,揽拌均匀,即得。该防水堵漏剂用于屋面裂缝的 涂覆,结果显示,在模拟6(TC高温和4°C交替下老化300小时后不漏水,不渗水,而普通渐青 仅仅72小时即重新有裂缝产生,漏水依然。
[0055]实施例4,与广西金雨伞防水装饰有限公司2009年的专利产品W及 CN201210546765. 6的产品比较;CN200910114456.X采用了与混凝±进行化学交联和物理 卯釋协同粘结作用的功能性助剂,助剂是聚甲基己氧基娃焼或聚蔡甲醒礙酸钢盐,做成防 水卷材,本发明使用氨姪基烷氧基娃焼桥联剂;CN201210546765. 6的产品采用聚娃氧焼偶 联剂;数据如附表1 :
Figure CN105295096AD00081

Claims (6)

1. 一种氨烃基烷氧基硅烷浙青水泥防水桥联剂,其特征在于,它的通式是:
Figure CN105295096AC00021
所述的X为-〇CnH2n+1;n为自然数; 所述氨烃基烷氧基硅烷的一端与浙青的羧基结合,另一端与水泥水化后产生的酸根结 合,架起一座制备防水材料的防水桥梁。
2. 根据权利要求1所述的氨烃基烷氧基硅烷浙青水泥防水桥联剂,其特征在于,所述 的水泥水化后产生的酸根是硅酸根、铝酸根、硫铝酸根或铁铝酸根。
3. 根据权利要求1所述的氨烃基烷氧基硅烷浙青水泥防水桥联剂的应用,其特征 在于,该桥联剂与未固化的浙青和辅料结合,制成防水膏、防水涂料,或者防水堵漏剂; 所述100重量份防水膏、防水涂料,或者防水堵漏剂组合料中防水桥联剂的重量份数为 0. 1-15. 0〇
4. 根据权利要求3所述的氨烃基烷氧基硅烷浙青水泥防水桥联剂的应用,其特征在 于,制备防水膏、防水涂料,或者防水堵漏剂的方法是先将浙青加热到160-20(TC,达到熔融 状态以后,加入改性剂、助剂和防水桥联剂,搅拌反应〇. 5-2小时,最后根据防水膏、防水涂 料,或者防水堵漏剂的性能,加入适量填料,得到防水产品。
5. 根据权利要求1所述的氨烃基烷氧基硅烷浙青水泥防水桥联剂的应用,其特征在 于,该桥联剂与浙青和辅料结合,制成防水卷材;所述100重量份防水卷材浙青和辅料组合 料中防水桥联剂的重量份数为〇. 1-15. 0。
6. 根据权利要求5所述的氨烃基烷氧基硅烷浙青水泥防水桥联剂的应用,其特征在 于,制备防水卷材的方法是先将浙青加热到160-200°C,达到熔融状态以后,加入改性剂、助 剂和防水桥联剂,搅拌反应〇. 5-2小时,最后根据防水卷材的的性能,加入适量填料,铺设 在塑料薄膜的表面,得到产品。
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