CN108102548A - 一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法，所述沥青防水涂料由橡胶沥青乳液和酸性破乳剂按照一定的体积比组合而成，其制备方法包括以下步骤：（Ⅰ）橡胶沥青乳液的制备；（Ⅱ）酸性破乳剂的制备；（Ⅲ）沥青防水涂料的制备。本发明提供了一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法，以沥青为主要原材料，通过与其他原料的合理复合，制备了高性能高分子沥青防水涂料，一方面克服了沥青固有的高温流淌，低温开裂问题，使得其在各种环境下具有极好的适应性；另一方面，具有优异的施工性，能快速凝结，配合机械化喷涂，提高了施工效率；再者，本发明涂料属水性体系，无VOC挥发，是无毒无污染的环保绿色产品。

Description

一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于一种建筑防水材料及其制备方法，具体涉及一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
众所周知，沥青是一种防水防潮的有机胶凝材料，因自身具有高自愈能力，粘接力好，防水效果可靠等诸多优异性能而被广泛应用于防水领域。然而由于沥青对温度非常敏感，遇高温容易流淌，遇低温则容易开裂等缺陷，大大限制了其在不同环境下的实际应用。多年以来，人们为了提高沥青材料的适用性，致力于对沥青进行改性研究，并制备诸多沥青基终端产品。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的沥青材料的缺点而提出的，其目的是提供一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法。
本发明的技术方案是：
一种高性能高分子沥青防水涂料，所述沥青防水涂料由橡胶沥青乳液和酸性破乳剂按照一定的体积比组合而成；
所述橡胶沥青乳液包含的组分和各组分的质量分数为：
石油沥青 24%~57%；
聚烯烃类改性剂 1%~6%；
氯丁胶乳 15%~33%；
环氧树脂 1%~5%；
二元胺交联固化剂 0.3%~0.75%；
阴离子乳化剂 0.5%~1.5%；
稳定剂 0%~0.05%；
抗紫外线剂 0%~0.5%；
抗氧化剂 0%~0.6%；
pH调节剂 0.2%~0.7% ；
水 25%~30%；
所述酸性破乳剂包含的组分和各组分的质量分数为：
CaCl2 5%~15%；
膦酰基羟基乙酸 3%~8%；
水 80%~92%。
所述橡胶沥青乳液和酸性破乳剂的体积比为1~2：1。
所述橡胶沥青乳液包含的组分和各组分的质量分数为：
石油沥青 24.3%~56.3%；
聚烯烃类改性剂 1%~4%；
氯丁胶乳 15%~33%；
环氧树脂 1%~5%；
二元胺交联固化剂 0.3%~0.65%；
阴离子乳化剂 0.5%~1.5%；
稳定剂 0.01%~0.05%；
抗紫外线剂 0.01%~0.5%；
抗氧化剂 0.01%~0.6%；
pH调节剂 0.2%~0.7% ；
水 25%~30%；
所述酸性破乳剂包含的组分和各组分的质量分数为：
CaCl2 5%~15%；
膦酰基羟基乙酸 3%~5%；
水 80%~92%。
所述石油沥青为60#沥青或70#沥青；所述聚烯烃类改性剂为非晶态α-烯烃共聚物、无规聚丙烯或者聚乙烯中的任意一种；所述环氧树脂为环氧树脂E-44或环氧树脂E-51；所述二元胺交联固化剂为乙二胺、1，3-丙二胺或1，6-己二胺中的任意一种；所述阴离子乳化剂为妥尔油、磺化妥尔油皂、松香酸钠、顺-9-十八碳烯酸盐、磺化琥珀酸、α-烯烃磺酸盐、磺化松香、磺化棉籽油中的任意一种；所述稳定剂为AEO-9；所述抗紫外线剂为抗紫外线剂UV477；所述抗氧化剂为抗氧化剂55；所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（Ⅰ）橡胶沥青乳液的制备
（ⅰ）制备高分子改性沥青
按比例将石油沥青泵入沥青罐加热到120℃～180℃，投入聚烯烃类改性剂，高速搅拌1.5h~2.5h，然后加入环氧树脂，搅拌20min~40min分钟后经胶体磨研磨，即得高分子改性沥青，将制备好的高分子改性沥青搅拌1.5h~2.5h脱泡，待用；
（ⅱ）制备皂液
在皂液罐中泵入配方比例的50℃~60℃的水，再投入阴离子乳化剂、稳定剂和二元胺交联固化剂，同时用pH调节剂调解pH值至11，制成皂液；
（ⅲ）制备橡胶沥青乳液
将步骤（ⅰ）所得的脱泡后的高分子改性沥青与步骤（ⅱ）所得的皂液同时经过高速剪切机制成改性乳化沥青乳液；然后向该乳液中加入氯丁胶乳，然后依次投入抗紫外线剂和抗氧化剂，投料完成后，保持搅拌20min~30min，然后停止搅拌，加入少量的消泡剂并静止30min，进行消泡处理后，即得橡胶沥青乳液；
（Ⅱ）酸性破乳剂的制备
将CaCl2、膦酰基羟基乙酸和水按比例物理混合均匀，即得酸性破乳剂；
（Ⅲ）沥青防水涂料的制备
将步骤（Ⅰ）制备的橡胶沥青乳液和步骤（Ⅱ）制备的酸性破乳剂按照体积比1~2：1加入双组份喷枪，经双组份喷枪机械喷涂施工到需要涂覆的材料表面即可在其表面形成沥青防水涂料层。
所述步骤（ⅲ）制备橡胶沥青乳液中高速剪切机的转速为100 r/min～10000r/min。
所述步骤（ⅲ）制备橡胶沥青乳液中改性乳化沥青乳液的质量浓度为60%。
所述步骤（ⅲ）制备橡胶沥青乳液中投入抗紫外线剂和抗氧化剂时要缓慢地不停搅拌以分散均匀。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法，以沥青为主要原材料，通过与其他原料的合理复合，制备了高性能高分子沥青防水涂料，一方面克服了沥青固有的高温流淌，低温开裂问题，使得其在各种环境下具有极好的适应性；另一方面，具有优异的施工性，能快速凝结，配合机械化喷涂，提高了施工效率；再者，本发明涂料属水性体系，无VOC挥发，是无毒无污染的环保绿色产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法进行详细说明：
实施例1
一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（Ⅰ）橡胶沥青乳液的制备
（ⅰ）制备高分子改性沥青
将24kg 60#石油沥青泵入沥青罐加热到160℃～180℃，投入3kg的无规聚丙烯，高速搅拌2 h，然后加入4kg的环氧树脂E-51，搅拌30min后经胶体磨研磨，制备好的高分子改性沥青搅拌2h去泡，待用。
（ⅱ）制备皂液
在皂液罐中泵入60℃的25kg热水，投入1kg妥尔油阴离子乳化剂（磺化妥尔油皂或磺化琥珀酸）、0.02kg稳定剂AEO-9和0.6kg二元胺交联固化剂乙二胺，同时用NaOH调解PH值到11，制成皂液。
（ⅲ）制备橡胶沥青乳液
将制备好的高分子改性沥青与皂液同时经过高速剪切机制成浓度为60%左右的改性乳化沥青乳液，在该乳液中加入25%的氯丁胶乳（固含量60%），然后依次投入0.4%的和兴鹿牌抗紫外线剂UV477和0.5%的和兴鹿牌抗氧化剂55 ，在加料的过程要缓慢地不停搅拌以分散均匀，投料完成后，保持搅拌30分钟，然后停止搅拌，加入少量的消泡剂（市售产品，如涂料消泡剂消泡剂FBX-02，根据泡沫多少添加量一般为万分之五至千分之五，添加量小，在涂料制备原料中可忽略不计）并静止30分钟进行消泡处理后成品装桶。
（Ⅱ）酸性破乳剂的制备
在85kg水中溶入10kg的工业级CaCl2和5kg的HPAA制成酸性破乳剂。
（Ⅲ）沥青防水涂料的制备
将步骤（Ⅰ）制备的橡胶沥青乳液和步骤（Ⅱ）制备的酸性破乳剂按照体积比2：1加入双组份喷枪，经双组份喷枪机械喷涂施工到需要涂覆的材料表面即可在其表面形成沥青防水涂料层。
实施例2
一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（Ⅰ）橡胶沥青乳液的制备
（ⅰ）制备高分子改性沥青
将70#重交沥青泵入沥青罐加热到150℃～170℃，投入3kg的非晶态α-烯烃共聚物，高速搅拌2小时，然后加入4%的环氧树脂E-44，搅拌30分钟后经胶体磨研磨，制备好的高分子改性沥青材料搅拌2小时去泡，待用。
（ⅱ）制备皂液
在皂液罐中泵入60℃的热水，投入妥尔油阴离子乳化剂（松香酸钠或磺化松香）1%、AEO-9的量为0.02%和乙二胺0.4%，同时用NaOH调解PH值到11，制成皂液。
（ⅲ）制备橡胶沥青乳液
将制备好的高分子改性沥青与皂液同时经过高速剪切机制成浓度为60%左右的改性乳化沥青乳液，在该乳液中加入25%的氯丁胶乳，保持搅拌20分钟，然后停止搅拌，加入少量的消泡剂并静止10分钟进行消泡处理后成品装桶。
（Ⅱ）酸性破乳剂的制备
在85kg水中溶入10kg的工业级CaCl2和5kg的膦酰基羟基乙酸制成酸性破乳剂。
（Ⅲ）沥青防水涂料的制备
将步骤（Ⅰ）制备的橡胶沥青乳液和步骤（Ⅱ）制备的酸性破乳剂按照体积比1：1加入双组份喷枪，经双组份喷枪机械喷涂施工到需要涂覆的材料表面即可在其表面形成沥青防水涂料层。
喷涂施工时，将橡胶沥青乳液和酸性破乳剂采用双组份喷枪（市售产品）机械喷涂施工，快速破乳凝结成膜，制备样品的性能指标见表1。
表1 实施例制备样品性能指标
本发明的优点：
（1）本发明配方中采用阴离子乳化剂，是一种喷涂速凝型专用乳化剂，它能使成品乳化沥青在碱性条件下呈稳定的乳液状态，遇到酸性破乳剂（如CaCl2）瞬间破乳，这样就保证了在施工时只要采用双组份机械喷涂，就可快速凝结成完整的橡胶沥青膜，施工便捷，省时省力。
（2）本发明配方中添加了1～3%的环氧树脂和相应的固化剂，这大大地提高了材料与基材的粘附力，同时高温性能和耐酸碱盐防腐蚀性都有所提高。
（3）本发明配方中复配添加了氯丁胶乳作为成膜剂，并同时解决低温性能的问题。
（4）本发明配方中添加的1～4%聚烯烃类高分子材料（如APAO、APP、PE等）可以提高温性能；同时，对于用于屋面的产品，会在原有的配方基础上再添加入抗紫外线剂UV477和抗氧化剂55，极大地改善了涂料的抗紫外线老化功能，从而延长了使用寿命。
（5）本发明采用超细悬浮微乳液型阴离子改性乳化沥青和多种高分子聚合物及功能助剂作为原料，运用特殊生产工艺混合制备制成的这种材料，采用双组份机械喷涂施工，快速破乳凝结，且成膜后耐盐水性(5%NaCI) 240h无异常，耐盐雾性能可达1000h不起泡、不脱落；耐酸性(5%H2SO4) 达到168h无异常；耐碱性（饱和石灰水溶液）168h无异常，且高温100℃不流淌，低温可达－20℃不脆裂，弹性回复率高达90%，断裂伸长率1000%以上。

Claims (8)

1.一种高性能高分子沥青防水涂料，其特征在于：所述沥青防水涂料由橡胶沥青乳液和酸性破乳剂按照一定的体积比组合而成；
所述橡胶沥青乳液包含的组分和各组分的质量分数为：
石油沥青 24%~57%；
聚烯烃类改性剂 1%~6%；
氯丁胶乳 15%~33%；
环氧树脂 1%~5%；
二元胺交联固化剂 0.3%~0.75%；
阴离子乳化剂 0.5%~1.5%；
稳定剂 0%~0.05%；
抗紫外线剂 0%~0.5%；
抗氧化剂 0%~0.6%；
pH调节剂 0.2%~0.7% ；
水 25%~30%；
所述酸性破乳剂包含的组分和各组分的质量分数为：
CaCl2 5%~15%；
膦酰基羟基乙酸 3%~8%；
水 80%~92%。
2.根据权利要求1所述的一种高性能高分子沥青防水涂料，其特征在于：所述橡胶沥青乳液和酸性破乳剂的体积比为1~2：1。
3.根据权利要求1所述的一种高性能高分子沥青防水涂料，其特征在于：所述橡胶沥青乳液包含的组分和各组分的质量分数为：
石油沥青 24.3%~56.3%；
聚烯烃类改性剂 1%~4%；
氯丁胶乳 15%~33%；
环氧树脂 1%~5%；
二元胺交联固化剂 0.3%~0.65%；
阴离子乳化剂 0.5%~1.5%；
稳定剂 0.01%~0.05%；
抗紫外线剂 0.01%~0.5%；
抗氧化剂 0.01%~0.6%；
pH调节剂 0.2%~0.7% ；
水 25%~30%；
所述酸性破乳剂包含的组分和各组分的质量分数为：
CaCl2 5%~15%；
膦酰基羟基乙酸 3%~5%；
水 80%~92%。
4.根据权利要求1所述的一种高性能高分子沥青防水涂料，其特征在于：所述石油沥青为60#沥青或70#沥青；
所述聚烯烃类改性剂为非晶态α-烯烃共聚物、无规聚丙烯或者聚乙烯中的任意一种；
所述环氧树脂为环氧树脂E-44或环氧树脂E-51；
所述二元胺交联固化剂为乙二胺、1，3-丙二胺或1，6-己二胺中的任意一种；
所述阴离子乳化剂为妥尔油、磺化妥尔油皂、松香酸钠、顺-9-十八碳烯酸盐、磺化琥珀酸、α-烯烃磺酸盐、磺化松香、磺化棉籽油中的任意一种；
所述稳定剂为AEO-9；
所述抗紫外线剂为抗紫外线剂UV477；
所述抗氧化剂为抗氧化剂55；
所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
5. 一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（Ⅰ）橡胶沥青乳液的制备
（ⅰ）制备高分子改性沥青
按比例将石油沥青泵入沥青罐加热到120℃～180℃，投入聚烯烃类改性剂，高速搅拌1.5h~2.5h，然后加入环氧树脂，搅拌20min~40min分钟后经胶体磨研磨，即得高分子改性沥青，将制备好的高分子改性沥青搅拌1.5h~2.5h脱泡，待用；
（ⅱ）制备皂液
在皂液罐中泵入配方比例的50℃~60℃的水，再投入阴离子乳化剂、稳定剂和二元胺交联固化剂，同时用pH调节剂调解pH值至11，制成皂液；
（ⅲ）制备橡胶沥青乳液
将步骤（ⅰ）所得的脱泡后的高分子改性沥青与步骤（ⅱ）所得的皂液同时经过高速剪切机制成改性乳化沥青乳液；然后向该乳液中加入氯丁胶乳，然后依次投入抗紫外线剂和抗氧化剂，投料完成后，保持搅拌20min~30min，然后停止搅拌，加入少量的消泡剂并静止30min，进行消泡处理后，即得橡胶沥青乳液；
（Ⅱ）酸性破乳剂的制备
将CaCl2、膦酰基羟基乙酸和水按比例物理混合均匀，即得酸性破乳剂；
（Ⅲ）沥青防水涂料的制备
将步骤（Ⅰ）制备的橡胶沥青乳液和步骤（Ⅱ）制备的酸性破乳剂按照体积比1~2：1加入双组份喷枪，经双组份喷枪机械喷涂施工到需要涂覆的材料表面即可在其表面形成沥青防水涂料层。
6. 根据权利要求5所述的一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（ⅲ）制备橡胶沥青乳液中高速剪切机的转速为100 r/min～10000r/min。
7.根据权利要求5所述的一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（ⅲ）制备橡胶沥青乳液中改性乳化沥青乳液的质量浓度为60%。
8.根据权利要求5所述的一种高性能高分子沥青防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（ⅲ）制备橡胶沥青乳液中投入抗紫外线剂和抗氧化剂时要缓慢地不停搅拌以分散均匀。
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