CN105505096B - 一种环保型非固化防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型非固化防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型非固化防水涂料及其制备方法。该环保型非固化防水涂料选用苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯热塑性嵌段共聚物、聚异丁烯、软化剂、氢化松香、抗流挂剂、防老剂等多种组分经混熔后制成。本发明的环保型非固化防水涂料具有优异的自愈性、蠕变性、粘接性、抗剥离性，能够填充封闭基层的毛细孔和裂缝，杜绝了防水层窜水现象。其突出的优点是施工时最高熔化温度为120℃，不产生任何有害挥发物，安全环保，无污染，可采取机器喷涂和人工刮涂的施工方式。

Description

一种环保型非固化防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防水涂料及其生产工艺，具体涉及一种屋面、地下、室内、隧道等领域使用的防水、防潮、防腐用非固化防水涂料及其制备方法。
背景技术
我国建筑渗漏率近年来一直居高不下，其中主要原因之一就是防水层与基层无法实现微观上100％的粘接，一旦出现某处漏水就会产生窜水现象，从而导致整个防水层失效。“窜水”一直是人们最关注的一个防水难题，为了解决这个难题，非固化橡胶沥青防水涂料应运而生。非固化橡胶沥青防水涂料具有自愈性、蠕变性，使用寿命周期内保持很好的粘滞性，长久不固化，与基层粘接强度高、难剥离，大大改善了“窜水”问题。
但是，目前市场上的非固化橡胶沥青防水涂料在施工时需要180℃以上的高温进行现场熔化，施工过程中产生大量的沥青烟气，不仅对空气产生污染，破坏大气环境，而且对现场施工人员也存在健康影响。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种无毒、环保，具有优异的自愈性、蠕变性、粘接性、抗剥离性的环保型非固化防水涂料及其制备方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种环保型非固化防水涂料，其特征在于，包括如下重量份的组分：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物18-30份，聚异丁烯15-25份，软化剂10-18份，氢化松香19-33份，抗流挂剂8-14份，防老剂0.5-1.5份。
作为优选方案，所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物为星型SIS，其中所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯含量为15-25％。
作为优选方案，所述的聚异丁烯粘均分子量为800-2500。
作为优选方案，所述的软化剂为液体石蜡。
作为优选方案，所述的氢化松香软化点为75-95℃，其酸值大于或等于162mg/g。
作为优选方案，所述的抗流挂剂为疏水性气相二氧化硅，比表面积大于或等于150m2/g。
作为优选方案，所述的防老剂为1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法，包括如下步骤：
(1)将软化剂升温至123-127℃，加入抗流挂剂，恒温搅拌25-35分钟，得到第一混合料；
(2)向所述第一混合料中依次加入防老剂、氢化松香和聚异丁烯，升温到138-142℃后恒温搅拌55-65分钟，得到第二混合料；
(3)向第二混合料中加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到148-152℃后，恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得。
苯乙烯(Styrene，C8H8)是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物，别称乙烯基苯，主要有乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法两种生产方法。
异戊二烯通常指2-甲基-1，3-丁二烯，可由高温热裂石油气制得，或由异戊烷和异戊烯脱氢制得，也可由乙炔和丙酮缩合制取。
SIS嵌段共聚物是重要的粘接剂材料之一，它含有玻璃状聚合物(如聚苯乙烯)和橡胶聚合物(如聚异戊二烯)的分子设计产物。本发明中采用广东众和化塑有限公司生产的的S-2501型苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物。
聚异丁烯(Polyisobutylene，PIB)是由异丁烯经正离于聚合制得的聚合物，它是一种典型的饱和线型聚合物。分子链主体不含双键，无长支链存在，其结构单元为-(CH2-C(CH3)2)-，其中无不对称碳原子，并且结构单元以首一尾有规序列连接。本发明中采用韩国大林公司生产的PB1300型聚异丁烯。
液体石蜡：别名白油，石蜡油、白色油、矿物油。化学结构：是由石油所得精炼液态烃的混合物，主要为饱和的环烷烃与链烷烃混合物，原油经常压和减压分馏、溶剂抽提和脱蜡，加氢精制而得。本发明中软化剂采用深圳市德康石化产品有限公司生产的300#加氢液体石蜡。
氢化松香是一种重要的松香改性产品，其结构式为C19H31COOH，外文名为：hydrogenated rosin，具有抗氧性能好、脆性小、热稳定性高、颜色浅等特点。氢化松香的传统生产方法是以松香为组分、Pd/C为催化剂、采用熔融法，在210-270℃、10.0-25.0MPa的高温高压下加氢制得。本发明采用崇左森隆林化科技发展有限公司生产的1446-61-3型氢化松香。
疏水性气相二氧化硅是通过亲水性气相二氧化硅与活性硅烷(例如氯硅烷或六甲基二硅胺烷)发生化学反应而制得。它具有疏水性(憎水性)，而且不能在水中分散。疏水性气相二氧化硅产品的特点是：低吸湿性、很好的分散性、即使对于极性体系也有流变调节能力。本发明采用德国固赛生产的R974型气相二氧化硅。
1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物又称2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物；防老剂RD；2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉；防老剂TMQ；抗氧剂RD；防老剂224，为防老剂中的一种，主要用作橡胶防老剂，适用于天然胶及丁腈、丁苯、乙丙及氯丁等合成橡胶，对热和氧引起的老化防护效果极佳。本发明采用石家庄腾驰化工有限公司生产的224型防老剂。
酸值，指中和脂肪、脂肪油或其他类似物质1g中含有的游离脂肪酸所需氢氧化钾的重量(毫克数)。
酸值是在滴定1g的待测样品(如生物柴油)时，所需要的氢氧化钾质量，其计算公式如下：
式中：IA以毫克为单位，A是氢氧化钾的滴定量，单位为ml，N是氢氧化钾的当量浓度，56.1是氢氧化钾的分子量，W是待测物的质量，单位是克。
本发明符合防水涂料市场的需要以及国家治理大气污染相关政策的要求，其在施工时熔化温度只需120℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，属于环保型防水涂料，优于目前市场上的非固化橡胶沥青防水涂料在施工时需要180℃以上的高温进行现场熔化，施工过程中产生大量的沥青烟气，污染空气，破坏大气环境，影响现场施工人员的健康。
粘接破坏发生在接头最薄弱的地方，不一定总是发生在胶粘剂和被粘物的界面上，破坏的形式有1、内聚破坏-破坏发生在胶粘剂层内；2、粘附破坏-破坏发生在胶粘剂与被粘物的界面上；3、被粘材料破坏；4、混合破坏-胶粘剂的内聚破坏和粘附破坏与被粘材料破坏的混合。胶粘剂或被粘材料破坏是最理想的破坏形式，即100％的内聚破坏，因为这种破坏在材料粘接时能获得最大强度。
本发明的有益效果为：施工时熔化所需最高温度为120℃，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达50mm，90℃不会出现流淌现象，与基面粘接性强，可实现100％内聚破坏。对施工作业人员无健康危害，施工方式多样化，无毒无味，安全环保。
具体实施方式
下面结合6个具体实施例对本发明做进一步的描述，需要指出的是本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
以下实施例中以1份代表1g。
实施例1
一种环保型非固化防水涂料，包括如下重量份的组分：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物18份，聚异丁烯15份，软化剂10份，氢化松香19份，抗流挂剂5份，防老剂0.5份。
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物是广东众和化塑有限公司的S-2501，其为星型SIS，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％。
所述的聚异丁烯聚异丁烯是韩国大林公司的PB1300，其粘均分子量为800。
所述的软化剂是深圳市德康石化产品有限公司的300#加氢液体石蜡。
所述的氢化松香是崇左森隆林化科技发展有限公司的1446-61-3，其软化点为75℃，酸值为162mg/g。
所述的抗流挂剂是德国固赛的气相二氧化硅R974，其比表面积为150m2/g。
所述的防老剂是石家庄腾驰化工有限公司生产的1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法：包括如下步骤：
将液体石蜡升温至123℃，加入气相二氧化硅，恒温搅拌25分钟，依次加入1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、氢化松香和聚异丁烯，升温到138℃后恒温搅拌55分钟，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到148℃恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得本发明。
性能检测：将本实施例制得的环保型非固化防水涂料加热到110℃，依据GB/T22235-2008测得其黏度为70mPa·s，其耐热性可达65℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达50mm，可用于平面喷涂施工。
实施例2
一种环保型非固化防水涂料，包括如下重量份的组分：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物24份，聚异丁烯20份，软化剂15份，氢化松香25份，抗流挂剂8份，防老剂1.0份。
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物是广东众和化塑有限公司的S-2501，其为星型SIS，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％。
所述的聚异丁烯聚异丁烯是韩国大林公司的PB1300，其粘均分子量为1100。
所述的软化剂是深圳市德康石化产品有限公司的300#加氢液体石蜡。
所述的氢化松香是崇左森隆林化科技发展有限公司的1446-61-3，其软化点为78℃，酸值大于162mg/g。
所述抗流挂剂是德国固赛的气相二氧化硅R974，其比表面积大于150m2/g。
所述的防老剂是石家庄腾驰化工有限公司生产的1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法：包括如下步骤：
将液体石蜡升温至123℃，加入气相二氧化硅，恒温搅拌25分钟，依次加入1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、氢化松香和聚异丁烯，升温到138℃后恒温搅拌55分钟，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到148℃恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得本发明。
性能检测：将本实施例制得的环保型非固化防水涂料加热到110℃，依据GB/T22235-2008测得其黏度为80mPa·s，其耐热性可达70℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达52mm，可用于平面喷涂施工。
实施例3
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物28份，聚异丁烯20份，软化剂10份，氢化松香25份，抗流挂剂10份，防老剂1.0份。
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物是广东众和化塑有限公司的S-2501，其为星型SIS，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％。
所述的聚异丁烯聚异丁烯是韩国大林公司的PB1300，其粘均分子量为1400。
所述的软化剂是深圳市德康石化产品有限公司的300#加氢液体石蜡。
所述的氢化松香是崇左森隆林化科技发展有限公司的1446-61-3，其软化点为81℃，酸值大于162mg/g。
所述的抗流挂剂是德国固赛的气相二氧化硅R974，其比表面积大于150m2/g。
所述的防老剂是石家庄腾驰化工有限公司生产的1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法：包括如下步骤：
将液体石蜡升温至124℃，加入气相二氧化硅，恒温搅拌28分钟，依次加入1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、氢化松香和聚异丁烯，升温到140℃后恒温搅拌58分钟，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到150℃恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得本发明。
性能检测：将本实施例制得的环保型非固化防水涂料加热到120℃，依据GB/T22235-2008测得黏度为200mPa·s，其耐热性可达到90℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达70mm，可用于刮涂施工。
实施例4
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物28份，聚异丁烯18份，软化剂10份，氢化松香30份，抗流挂剂10份，防老剂1.0份。
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物是广东众和化塑有限公司的S-2501，其为星型SIS，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％。
所述的聚异丁烯聚异丁烯是韩国大林公司的PB1300，其粘均分子量为1700。
所述的软化剂是深圳市德康石化产品有限公司的300#加氢液体石蜡。
所述的氢化松香是崇左森隆林化科技发展有限公司的1446-61-3，其软化点为84℃，酸值大于162mg/g。
所述抗流挂剂是德国固赛的气相二氧化硅R974，其比表面积大于150m2/g。
所述的防老剂是石家庄腾驰化工有限公司生产的1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法：包括如下步骤：
将液体石蜡升温至125℃，加入气相二氧化硅，恒温搅拌30分钟，依次加入1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、氢化松香和聚异丁烯，升温到140℃后恒温搅拌60分钟，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到150℃恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得本发明。
性能检测：将本实施例制得的环保型非固化防水涂料加热到120℃，依据GB/T22235-2008测得黏度为800mPa·s，其耐热性可达到90℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达80mm，可用于细部节点增强密封。
实施例5
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物24份，聚异丁烯20份，软化剂16份，氢化松香25份，抗流挂剂12份，防老剂1.0份。
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物是广东众和化塑有限公司的S-2501，其为星型SIS，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％。
所述的聚异丁烯聚异丁烯是韩国大林公司的PB1300，其粘均分子量为2100。
所述的软化剂是深圳市德康石化产品有限公司的300#加氢液体石蜡。
所述的氢化松香是崇左森隆林化科技发展有限公司的1446-61-3，其软化点为90℃，酸值大于162mg/g。
所述的抗流挂剂是德国固赛的气相二氧化硅R974，其比表面积大于150m2/g。
所述的防老剂是石家庄腾驰化工有限公司生产的1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法：包括如下步骤：
将液体石蜡升温至126℃，加入气相二氧化硅，恒温搅拌32分钟，依次加入1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、氢化松香和聚异丁烯，升温到141℃后恒温搅拌63分钟，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到151℃恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得本发明。
性能检测：将本实施例制得的环保型非固化防水涂料加热到110℃，依据GB/T22235-2008测得黏度为150mPa·s，其耐热性可达到80℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达60mm，可作为建筑堵漏材料使用，在施工时加热到100℃即可进行灌浆使用。
实施例6
一种环保型非固化防水涂料，包括如下重量份的组分：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物30份，聚异丁烯25份，软化剂25份，氢化松香33份，抗流挂剂14份，防老剂1.5份。
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物是广东众和化塑有限公司的S-2501，其为星型SIS，其中苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％。
所述的聚异丁烯聚异丁烯是韩国大林公司的PB1300，其粘均分子量为2500。
所述的软化剂是深圳市德康石化产品有限公司的300#加氢液体石蜡。
所述的氢化松香是崇左森隆林化科技发展有限公司的1446-61-3，其软化点为95℃，酸值大于162mg/g。
所述的抗流挂剂是德国固赛的气相二氧化硅R974，其比表面积大于150m2/g。
所述的防老剂是石家庄腾驰化工有限公司生产的1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
一种制备环保型非固化防水涂料的方法：包括如下步骤：
将液体石蜡升温至127℃，加入气相二氧化硅，恒温搅拌35分钟，依次加入1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、氢化松香和聚异丁烯，升温到142℃后恒温搅拌65分钟，最后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到152℃恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得本发明。
性能检测：将本实施例制得的环保型非固化防水涂料加热到120℃，依据GB/T22235-2008测得黏度为700mPa·s，其耐热性可达到90℃，不会产生污染环境的任何烟气，不含对人体有害的有机挥发溶剂，在-40℃时仍能保持良好的蠕变性和抗剥离性，延伸可达75mm，可用于细部节点增强密封。

Claims (6)

1.一种环保型非固化防水涂料，其特征在于：包括如下重量份的组分：星型苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物18-30份，聚异丁烯15-25份，软化剂10-25份，氢化松香19-33份，抗流挂剂5-14份，防老剂0.5-1.5份；
所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物中苯乙烯的含量为15-25％；
所述的抗流挂剂为疏水性气相二氧化硅，其比表面积大于或等于150m2/g。
2.根据权利要求1所述的环保型非固化防水涂料，其特征在于：所述的聚异丁烯粘均分子量为800-2500。
3.根据权利要求1所述的环保型非固化防水涂料，其特征在于：所述的软化剂为液体石蜡。
4.根据权利要求1所述的环保型非固化防水涂料，其特征在于：所述的氢化松香软化点为75-95℃，酸值大于或等于162mg/g。
5.根据权利要求1所述的环保型非固化防水涂料，其特征在于：所述的防老剂为1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物。
6.一种制备如权利要求1-5中任一项所述的环保型非固化防水涂料的方法，包括如下步骤：
(1)将软化剂升温至123-127℃，加入抗流挂剂，恒温搅拌25-35分钟，得到第一混合料；
(2)向所述第一混合料中依次加入防老剂、氢化松香和聚异丁烯，升温到138-142℃后恒温搅拌55-65分钟，得到第二混合料；
(3)向第二混合料中加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物，升温到148-152℃后，恒温搅拌至苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性嵌段共聚物完全熔化，即得。
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