一种膨润土基复合止水条
技术领域
本发明公开了一种膨润土基复合止水条,属于建筑材料技术领域。
背景技术
近年来,随着城市建设速度的加快,地下空间得到了大量开发和利用,大面积地下车库、人防等工程建设越来越多,由于温度、沉降、施工工艺等因素,地下工程底板、墙板、顶板都存在水平和竖向混凝土施工缝,施工缝接头处就是防水薄弱处,处理不好就会出现渗漏,影响使用功能。遇水膨胀止水条是建筑施工缝施工处理的一种新型防水密封材料,该材料主要应用于建筑施工缝的止水抗渗,能解决地下工程墙板施工缝止水问题,与现行传统的钢板止水带相比,具有重量轻、体积小、可塑性强、成本低、施工操作方便等优势,尤其对结构复杂、施工工期紧的地下工程,具有显著的经济和社会效益。
止水条外观呈四方条状,是具有一定弹性的新型建筑止、防水材料。遇水后能吸水膨胀,挤密新老混凝土之间的缝隙形成不透水的可塑性胶体。主要用于施工缝和其它缝隙的防水处理。其原理是靠自身遇水膨胀,彻底堵塞缝隙,并具有整体平衡和自愈功能,达到止水效果。止水条具有很强的可塑性,可根据结构的形状铺设,有一定的粘结力和良好的耐久性,在碱性的溶液中膨胀率较小,所以不必担心在混凝土未凝固前发生较大的膨胀。对密封较大缝隙和后续出现的新缝隙,防水效果好,抗水压力高。止水条施工方便,接头容易处理,防水效果好,价格低,膨胀速度适宜,质量容易保证,物耗低,耐久性可靠。由于水压力及不均匀沉降所产生的拉力的作用,伸缩缝内的橡胶止水带被拉裂,且传统止水条在长期过饱和浸泡后,其力学性能下降,严重影响其止水效果,使得地下水从伸缩缝流至建筑物内部内,造成伸缩缝严重漏水。
因此,如何改善传统止水条力学性能及膨胀效果不佳的缺点,以获取更高综合性能的止水条,是其推广与应用于更广阔的领域,满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统止水条力学性能及膨胀效果不佳的缺点,提供了一种膨润土基复合止水条。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种膨润土基复合止水条,包括以下重量份数的原料:
改性膨润土 20~30份
吸水树脂 40~45份
聚烯丙胺 10~15份
橡胶复合料 10~12份
增粘树脂 8~10份
增塑剂 1~3份
防老剂 0.6~0.8份
所述膨润土基复合止水条制备步骤为:
(1)按原料组成称量各组分;
(2)先将橡胶复合料塑炼,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂和聚烯丙胺混炼,挤出成型,即得膨润土基复合止水条。
所述改性膨润土改性过程为:将膨润土与异氰酸酯按质量比为10:1~20:1混合,并加入膨润土质量6~8%的硅烷偶联剂,球磨,过筛,得改性膨润土;所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土中的任意一种。
所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。
所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:20~30份丁腈橡胶,10~15份天然橡胶,15~20份丁基橡胶,8~10份聚甲基丙烯酸甲酯,4~6份聚氨酯树脂。
所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:10~30份酚醛树脂,20~30份氢化石油树脂,10~15份萜烯树脂。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、环氧硬脂酸辛酯或己二酸二辛酯中的任意一种。
所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
本发明的有益效果是:
(1)本发明技术方案以膨润土和吸水树脂为吸水膨胀的基材,在使用过程中,膨润土和吸水树脂遇水可快速膨胀,从而实现对缝隙的封堵,膨润土颗粒本身由小的片状晶体构成,这种片状晶体结构允许水分子进入,从而导致晶体吸水膨胀,但常规膨润土膨胀率低,本发明技术方案通过采用异氰酸酯和硅烷偶联剂对其进行改性,异氰酸酯在球磨过程中,可渗透进入膨润土片状晶体结构内部,在使用过程中,水分渗透进入膨润土内部后,可与异氰酸酯反应,产生二氧化碳气体,气体的产生可促使膨润土的膨胀,使膨胀率有效提高,而硅烷偶联剂的使用可提高膨润土与体系中树脂及橡胶等大分子有机物的相容性,使膨润土在体系中良好分散;
(2)本发明技术方案通过在体系中添加聚烯丙胺,利用聚烯丙胺在产品使用过程中,吸水膨胀后在体系内部通过氨基甲酸铵桥键,形成三维交联网络,从而将膨胀后的膨润土颗粒固定于体系中,解决了膨润土基止水条产品在使用过程中过度吸水后力学性能下降的问题;
(3)本发明通过在橡胶体系中添加聚甲基丙烯酸甲酯和聚氨酯树脂,提高产品的玻璃化转变温度,另外,聚氨酯树脂的加入,可增加橡胶分子的极性,提高产品内聚强度和表面能,从而提高产品机械强度,避免产品过度吸水后力学性能快速下降,延长了产品吸水膨胀后的使用寿命。
具体实施方式
按质量比为10:1~20:1将膨润土和异氰酸酯倒入球磨罐中,并加入膨润土质量6~8%的硅烷偶联剂,再按球料质量比为10:1~20:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合4~6h后,过200~300目筛,得改性膨润土;按重量份数计,依次取20~30份改性膨润土,40~45份吸水树脂,10~15份聚烯丙胺,10~12份橡胶复合料,8~10份增粘树脂,1~3份增塑剂,0.6~0.8份防老剂,先将橡胶复合料加入塑炼机中,于温度为50~80℃条件下塑炼10~30min,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂和聚烯丙胺于温度为90~110℃条件下混炼10~15min,得混炼胶,并将所得混料胶经挤出机挤出成型,即得膨润土基复合止水条。所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土中的任意一种。所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:20~30份丁腈橡胶,10~15份天然橡胶,15~20份丁基橡胶,8~10份聚甲基丙烯酸甲酯,4~6份聚氨酯树脂。所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:10~30份酚醛树脂,20~30份氢化石油树脂,10~15份萜烯树脂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、环氧硬脂酸辛酯或己二酸二辛酯中的任意一种。所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
实例1
按质量比为20:1将膨润土和异氰酸酯倒入球磨罐中,并加入膨润土质量8%的硅烷偶联剂,再按球料质量比为20:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合6h后,过300目筛,得改性膨润土;按重量份数计,依次取30份改性膨润土,45份吸水树脂,15份聚烯丙胺,12份橡胶复合料,10份增粘树脂,3份增塑剂,0.8份防老剂,先将橡胶复合料加入塑炼机中,于温度为80℃条件下塑炼30min,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂和聚烯丙胺于温度为110℃条件下混炼15min,得混炼胶,并将所得混料胶经挤出机挤出成型,即得膨润土基复合止水条。所述膨润土为钠基膨润土。所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:30份丁腈橡胶,15份天然橡胶,20份丁基橡胶,10份聚甲基丙烯酸甲酯,6份聚氨酯树脂。所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:30份酚醛树脂,30份氢化石油树脂,15份萜烯树脂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
实例2
按质量比为20:1将膨润土倒入球磨罐中,并加入膨润土质量8%的硅烷偶联剂,再按球料质量比为20:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合6h后,过300目筛,得改性膨润土;按重量份数计,依次取30份改性膨润土,45份吸水树脂,15份聚烯丙胺,12份橡胶复合料,10份增粘树脂,3份增塑剂,0.8份防老剂,先将橡胶复合料加入塑炼机中,于温度为80℃条件下塑炼30min,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂和聚烯丙胺于温度为110℃条件下混炼15min,得混炼胶,并将所得混料胶经挤出机挤出成型,即得膨润土基复合止水条。所述膨润土为钠基膨润土。所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:30份丁腈橡胶,15份天然橡胶,20份丁基橡胶,10份聚甲基丙烯酸甲酯,6份聚氨酯树脂。所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:30份酚醛树脂,30份氢化石油树脂,15份萜烯树脂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
实例3
按质量比为20:1将膨润土和异氰酸酯倒入球磨罐中,并加入膨润土质量8%的硅烷偶联剂,再按球料质量比为20:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合6h后,过300目筛,得改性膨润土;按重量份数计,依次取30份改性膨润土,45份吸水树脂,12份橡胶复合料,10份增粘树脂,3份增塑剂,0.8份防老剂,先将橡胶复合料加入塑炼机中,于温度为80℃条件下塑炼30min,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂于温度为110℃条件下混炼15min,得混炼胶,并将所得混料胶经挤出机挤出成型,即得膨润土基复合止水条。所述膨润土为钠基膨润土。所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:30份丁腈橡胶,15份天然橡胶,20份丁基橡胶,10份聚甲基丙烯酸甲酯,6份聚氨酯树脂。所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:30份酚醛树脂,30份氢化石油树脂,15份萜烯树脂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
实例4
按质量比为20:1将膨润土和异氰酸酯倒入球磨罐中,并加入膨润土质量8%的硅烷偶联剂,再按球料质量比为20:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合6h后,过300目筛,得改性膨润土;按重量份数计,依次取30份改性膨润土,45份吸水树脂,15份聚烯丙胺,12份橡胶复合料,10份增粘树脂,3份增塑剂,0.8份防老剂,先将橡胶复合料加入塑炼机中,于温度为80℃条件下塑炼30min,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂和聚烯丙胺于温度为110℃条件下混炼15min,得混炼胶,并将所得混料胶经挤出机挤出成型,即得膨润土基复合止水条。所述膨润土为钠基膨润土。所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:30份丁腈橡胶,15份天然橡胶,20份丁基橡胶。所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:30份酚醛树脂,30份氢化石油树脂,15份萜烯树脂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
实例5
按质量比为20:1将膨润土和异氰酸酯倒入球磨罐中,并加入膨润土质量8%的硅烷偶联剂,再按球料质量比为20:1加入氧化锆球磨珠,球磨混合6h后,过300目筛,得改性膨润土;按重量份数计,依次取30份改性膨润土,45份吸水树脂,15份聚烯丙胺,12份橡胶复合料,10份增粘树脂,3份增塑剂,0.8份防老剂,先将橡胶复合料加入塑炼机中,于温度为80℃条件下塑炼30min,得塑炼胶,再将塑炼胶、改性膨润土、吸水树脂、增塑剂、防老剂、增粘树脂和聚烯丙胺于温度为110℃条件下混炼15min,得混炼胶,并将所得混料胶经挤出机挤出成型,即得膨润土基复合止水条。所述膨润土为钠基膨润土。所述吸水树脂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素按质量比为10:3:1混合而成。所述橡胶复合料包括以下重量份数的原料:30份丁腈橡胶,15份天然橡胶,20份丁基橡胶,10份聚甲基丙烯酸甲酯,6份聚氨酯树脂。所述增粘树脂是由以下重量份数原料组成:30份酚醛树脂,15份萜烯树脂。所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述防老剂是由防老剂4020、防老剂RD和防老剂NBC按质量比为1:1:1混合而成。
对比例:衡水某材料有限公司生产的止水条。
将实例1至5所得的膨润土基复合止水条及对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
1.吸水膨胀率:按照JG/T141检测试件24h吸水膨胀率;
2.力学性能:用万能试验机测量试件拉伸强度和断裂伸长率,拉伸速率为500mm/min,测量温度20℃,测量湿度70%;随后将试件浸泡水中24h,取出烘干,反复3次后再次检测试件拉伸强度及断裂伸长率。
具体检测结果如表1所示:
表1
由表1检测结果可知,本发明技术方案制备的膨润土基复合止水条具有优异的力学性能及吸水膨胀性的特点,在建筑材料行业的发展中具有广阔的前景。