CN106630811B - 纳米聚合物水泥防水涂料及其制备方法 - Google Patents

纳米聚合物水泥防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种纳米聚合物水泥防水涂料及其制备方法，其中，所述纳米聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料，所述液料按重量份数计包括：丙烯酸酯乳液850份～880份，阻根剂5份～8份；所述粉料按重量份数计包括：水泥490份‑505份，纳米粒子95份～105份；其中，所述阻根剂为2‑(4‑氯‑2‑甲基苯氧基)‑丙酸聚乙二醇酯，所述纳米粒子为纳米二氧化硅和纳米沸石。本发明技术方案能够提高聚合物水泥防水涂料的耐植物根系穿刺能力，使其能够更好的适用于种植屋面。

Description

纳米聚合物水泥防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物水泥防水涂料技术领域，特别涉及一种纳米聚合物水泥防水涂料及其制备方法。
背景技术
聚合物水泥防水涂料，简称JS防水涂料，是近些年来发展比较快的一种新型防水材料，具有抗拉伸、粘结力大、施工条件要求低等优点，在建筑防水工程上有着广泛应用。然而，现有JS防水涂料普遍不具备耐植物根系穿刺能力，当利用其进行种植屋面的防水布置时，由于植物根系的穿透破坏作用，会导致建筑体出现雨、水渗漏，甚至破坏。因此，现有JS防水涂料普遍无法满足建筑种植系统的要求。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种纳米聚合物水泥防水涂料，旨在提高聚合物水泥防水涂料的耐植物根系穿刺能力，使其能够更好的适用于种植屋面。
为实现上述目的，本发明提出的纳米聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料，所述液料按重量份数计包括：丙烯酸酯乳液850份～880份，阻根剂5份～8份；所述粉料按重量份数计包括：水泥490份-505份，纳米粒子95份～105份；其中，所述阻根剂为2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯，所述纳米粒子为纳米二氧化硅和纳米沸石。
可选地，所述丙烯酸酯乳液的固体含量范围是55％～57％。
可选地，所述纳米粒子包括纳米二氧化硅和纳米沸石，所述纳米二氧化硅和所述纳米沸石的重量比为1～1.5:1。
可选地，所述粉料还包括：按重量份数计的石英混合物390份～410份。
可选地，所述石英混合物包括石英砂和石英粉，所述石英砂与所述石英粉的重量比为1～1.5:2。
可选地，所述石英砂的粒径范围是100目～120目，所述石英粉的粒径范围是400目～420目。
可选地，所述液料按重量份数计还包括：水130份～150份；消泡剂2份～3.5份；防腐剂2份～3份。
本发明还提出一种如上所述的纳米聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括步骤：
将丙烯酸酯乳液和2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯进行搅拌，得到所述液料；
将水泥、纳米二氧化硅、及纳米沸石进行混合，得到所述粉料；
将所述液料和所述粉料按重量比1:1进行混合，得到所述纳米聚合物水泥防水涂料。
可选地，在将丙烯酸酯乳液和阻根剂进行搅拌的步骤中还加入水、防腐剂、及消泡剂；在将水泥和纳米粒子进行混合的步骤中还加入石英混合物。
可选地，在将丙烯酸酯乳液和2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯进行搅拌的步骤中，搅拌转速为200r/min～300r/min，搅拌时间为15min～20min。
本发明技术方案，通过添加阻根剂，使聚合物水泥防水涂料具备了抗根系穿刺能力，当植物根系生长到聚合物水泥防水涂料的涂膜时，根系的尖端会在阻根剂的作用下生成角质层，从而在不影响植物正常生长的情况下，改变了植物根系的方向生长，保护了聚合物水泥防水涂料的涂膜不被植系穿刺破坏，提高了聚合物水泥防水涂料的耐植物根系穿刺能力，使其能够更好的适用于种植屋面。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种纳米聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料。
所述液料按重量份数计包括：
丙烯酸酯乳液850份～880份，该丙烯酸酯乳液的玻璃化温度为-15℃～-17℃，固体含量范围是55％～57％，PH值范围是7～9；选用丙烯酸酯乳液作为聚合物水泥防水涂料的基料，可采用如刷、滚、喷、刮等多种涂布方式进行湿面施工，其涂膜具有良好的耐老化性、延伸性、弹性、粘结性、及成膜性，且其防水层为封闭体系，整体防水效果优异，特别适用于异型结构基层的施工。
阻根剂5份～8份，该阻根剂为2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯，其密度(20℃)为1.21g/cm3，凝固点为-12℃；可以理解的，阻根剂还可使用其他一些可实现阻根作用的物质或者混合物。
水130份～150份；
消泡剂2份～3.5份，该消泡剂为矿物油类消泡剂，通常由载体、活性剂等组成；载体是低表面张力的物质，其作用是承载和稀释，常用载体为水、脂肪醇等，活性剂的作用是抑制和消除泡沫，常用的有蜡、脂肪族酰胺、脂肪等；消泡剂的加入可有效防止纳米聚合物水泥防水涂料中过多气泡的混入和存在，从而避免纳米聚合物水泥防水涂料因过多气泡的存在而使其综合性能收到影响。
防腐剂2份～3份，用于抑制水中微生物的生长，保证聚合物水泥防水涂料的质量。
可以理解的，水的加入，可增大丙烯酸酯乳液的流动度，使得丙烯酸酯于纳米聚合物水泥防水涂料中的分布更加均匀，从而使得纳米聚合物水泥防水涂料中的各原料之间的作用更加充分有效，进而提高纳米聚合物水泥防水涂料的综合性能。
所述粉料按重量份数计包括：
水泥490份-505份，该水泥为42.5硅酸盐水泥，其抗压强度值为42.5MPa；当然，该水泥亦可选用其他类型的水泥，例如，32.5硅酸盐水泥、52.5硅酸盐水泥、62.5硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥，或特种水泥等。
石英混合物390份～410份，该石英混合物包括石英砂和石英粉，石英砂与石英粉的重量比为1～1.5:2，且石英砂的粒径范围是100目～120目，石英粉的粒径范围是400目～420目。该石英混合物的主要矿物成分是坚硬、耐磨、化学性能稳定的SiO2，石英砂和石英粉按一定重量比例进行混合，可形成一定的级配，为聚合物水泥防水涂料的涂膜提供骨架支撑，提升涂膜强度，防止涂膜开裂。
需要说明的是，当粉料中的水泥遇水时，会发生水化反应，生成C-S-H凝胶和水化硅酸钙。这些生成的C-S-H凝胶和水化硅酸钙会包裹于石英混合物的颗粒周周，并逐渐填补颗粒之间的空隙，从而将细小颗粒粘结在一起，而得到一体化的具有良好强度性能的涂膜。
纳米粒子95份～105份，该纳米粒子包括纳米二氧化硅和纳米沸石，且纳米二氧化硅和纳米沸石的重量比为1～1.5:1。该纳米粒子表面富有活性的羟基-OH，当液料与粉料混合后，活性羟基-OH可与丙烯酸酯的亲水点发生作用，并生成键能更大的Si-O键，从而减少了聚合物水泥防水涂料的涂膜的亲水点，提高了聚合物水泥防水涂料的涂膜的耐水性能。同时，纳米粒子还具有独特的纳米效应(例如，表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应)，能够有效反射紫外线，避免涂膜因受到较强紫外线辐射而变质，从而提高了聚合物水泥防水涂料的涂膜的耐老化性能。并且，纳米粒子的加入，还可使涂膜的交联度得以增大，从而使得涂膜的力学性能得以提高。
需要说明的是，本发明纳米聚合物水泥防水涂料的涂膜中含有阻根剂，当植物根系生长到涂膜时，在阻根剂的作用下，根系尖端会生成角质层，从而改变方向生长，即保护涂膜不被根系穿刺破坏，同时亦不影响植物的正常生长。
因此，本发明技术方案，通过添加阻根剂，使聚合物水泥防水涂料具备了抗根系穿刺能力，当植物根系生长到聚合物水泥防水涂料的涂膜时，根系的尖端会在阻根剂的作用下生成角质层，从而在不影响植物正常生长的情况下，改变了植物根系的方向生长，保护了聚合物水泥防水涂料的涂膜不被植系穿刺破坏，提高了聚合物水泥防水涂料的耐植物根系穿刺能力，使其能够更好的适用于种植屋面。
并且，本发明技术方案，通过加入纳米粒子，在丙烯酸酯的亲水点处生成了更加稳定的Si-O化学键，使得聚合物水泥防水涂料的涂膜的亲水点得以减少，从而提高了聚合物水泥防水涂料的涂膜的耐水性能，并且，通过纳米粒子的纳米效应，有效反射了紫外线，避免了涂膜受过度紫外线辐射而变质，从而使得聚合物水泥防水涂料的涂膜的耐老化性能得以提高。
此外，本发明技术方案无添加任何增塑剂，更加环保，在保证聚合物水泥防水涂料的涂膜的相关性能的同时实现了环境友好，具有更加良好的应用前景。
本发明还提出了一种如上所述的纳米聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
将丙烯酸酯乳液、阻根剂、水、防腐剂、及消泡剂进行搅拌，得到所述液料；其中，搅拌转速为200r/min～300r/min搅拌时间为15min～20min；
将水泥、纳米粒子、及石英混合物进行混合，得到所述粉料；
将所述液料和所述粉料按重量比1:1进行混合，得到所述纳米聚合物水泥防水涂料。
以下通过具体实施例对本发明纳米聚合物水泥防水涂料及其制备方法进行说明。
实施例1：
各原料按重量份数配制如下：
丙烯酸酯乳液：860份；
阻根剂：5份；
水：140份；
消泡剂：2份；
防腐剂：2份；
水泥：495份；
纳米粒子：105份，其中，纳米二氧化硅：52.5份，纳米沸石：52.5份；
石英混合物：409份，其中，石英砂：140份，石英粉：269份。
将丙烯酸酯乳液、阻根剂、水、消泡剂、及防腐剂进行搅拌，得到液料；其中，搅拌转速为200r/min，搅拌时间为20min；
将水泥、纳米粒子、及石英混合物进行混合，得到粉料；
将所述液料和所述粉料按重量比1:1进行混合，得到纳米聚合物水泥防水涂料。
实施例2：
各原料按重量份数配制如下：
丙烯酸酯乳液：850份；
阻根剂：8份；
水：150份；
消泡剂3.5份；
防腐剂：3份；
水泥：499.5份；
纳米粒子：105份，其中，纳米二氧化硅：60份，纳米沸石：45份；
石英混合物：410份，其中，石英砂：155份，石英粉：255份。
将丙烯酸酯乳液、阻根剂、水、消泡剂、及防腐剂进行搅拌，得到液料；其中，搅拌转速为250r/min，搅拌时间为18min；
将水泥、纳米粒子、及石英混合物进行混合，得到粉料；
将所述液料和所述粉料按重量比1:1进行混合，得到纳米聚合物水泥防水涂料。
实施例3：
各原料按重量份数配制如下：
丙烯酸酯乳液：880份；
阻根剂：5份；
水：130份；
消泡剂：2份；
防腐剂：3份；
水泥：505份；
纳米粒子：105份，其中，纳米二氧化硅：63份，纳米沸石：42份；
石英混合物：410份，其中，石英砂：170份，石英粉：240份。
将丙烯酸酯乳液、阻根剂、水、消泡剂、及防腐剂进行搅拌，得到液料；其中，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为15min；
将水泥、纳米粒子、及石英混合物进行混合，得到粉料；
将所述液料和所述粉料按重量比1:1进行混合，得到纳米聚合物水泥防水涂料。
对实施例1-3所得纳米聚合物水泥防水涂料的涂膜进行有关性能检测，结果如下表：
由上表中数据可以得到，实施例1-3的纳米聚合物水泥防水涂料的涂膜的有关物理性能不仅均能够满足GB23445II型指标要求，而且还在一定程度上得到了增强。同时，实施例1-3的纳米聚合物水泥防水涂料的涂膜均能够通过JC/T1075耐根系穿刺性能要求。
因此，本发明技术方案能够提高聚合物水泥防水涂料的耐植物根系穿刺能力，使其能够更好的适用于种植屋面。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种纳米聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料，其特征在于，所述液料和所述粉料的重量比为1:1；
所述液料按重量份数计包括：丙烯酸酯乳液850份～880份，阻根剂5份～8份，水130份～150份；
所述粉料按重量份数计包括：水泥490份-505份，纳米粒子95份～105份，石英砂和石英粉390份～410份；
其中，所述阻根剂为2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯，所述纳米粒子为纳米二氧化硅和纳米沸石，所述纳米二氧化硅和所述纳米沸石的重量比为1～1.5:1。
2.如权利要求1所述的纳米聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液的固体含量范围是55％～57％。
3.如权利要求1所述的纳米聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述石英砂与所述石英粉的重量比为1～1.5:2。
4.如权利要求3所述的纳米聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述石英砂的粒径范围是100目～120目，所述石英粉的粒径范围是400目～420目。
5.如权利要求1-4任一项所述的纳米聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述液料按重量份数计还包括：消泡剂2份～3.5份；防腐剂2份～3份。
6.一种如权利要求1所述的纳米聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将丙烯酸酯乳液、2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯、及水进行搅拌，得到所述液料；
将水泥、纳米二氧化硅、纳米沸石、石英砂、及石英粉进行混合，得到所述粉料；
将所述液料和所述粉料按重量比1:1进行混合，得到所述纳米聚合物水泥防水涂料。
7.如权利要求6所述的纳米聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，在将丙烯酸酯乳液、2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯、及水进行搅拌的步骤中还加入防腐剂和消泡剂。
8.如权利要求6或7所述的纳米聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，在将丙烯酸酯乳液、2-(4-氯-2-甲基苯氧基)-丙酸聚乙二醇酯、及水进行搅拌的步骤中，搅拌转速为200r/min～300r/min，搅拌时间为15min～20min。
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