CN108192397A - 改性丙烯酸盐喷膜防水材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性丙烯酸盐喷膜防水材料及其制备方法，以重量份数计，制备该防水材料的原料包括：丙烯酸盐水溶液40‑95份、含双键的高吸水性聚合物单体2‑25份、水溶性或高吸水性聚合物2‑30份、氧化剂0.5‑10份、还原剂0.5‑10份、颜料0‑100份和助溶剂0‑10份。本发明可有效解决丙烯酸盐喷膜防水材料在较低湿度下涂膜在柔性基层易卷曲，在刚性基层易开裂的问题，采用专业设备施工，形成可在较长时间内保湿的丙烯酸盐喷膜材料，适用于地铁、城市地下综合管廊、隧道及地下工程等防水工程。
Description
技术领域
本发明属于防水材料领域，更具体地，涉及一种改性丙烯酸盐喷膜防水材料及其制备方法。
背景技术
防水材料作为建筑物的围护结构要防止雨水、雪水和地下水的渗透；要防止空气中的湿气、蒸汽和其他有害气体与液体的侵蚀；作为分隔结构要防止给排水的渗翻。这些防渗透、渗漏和侵蚀的材料统称防水材料。防水材料品种繁多，新型防水材料也层出不穷。
日本专利昭61-19683公开了一种以丙烯酸或其衍生物为成膜组分，同时含有氧化剂、还原剂、骨料性填充组分和辅助组分以及水等为成膜用喷射材料，以专用喷射设备将其喷涂至隧道壁面等需作防渗漏水处理的基面后，使其附着于该基面部位处并发生聚合反应而形成能防止水渗漏的膜层。这开启了人们对丙烯酸盐喷膜防水材料的探索和研究。西南交通大学以及成都嘉洲防水对丙烯酸盐喷膜防水材料进行了重要研究，CN1361225A针对丙烯酸盐喷膜材料在铁路、公路等工程设施中对各种隧道壁面等部分进行防渗漏水施工处理中存在的问题公开了一种易于施工的丙烯酸盐膜层喷射材料，在此基础上，公开号为CN1803948A，CN102936430A，CN101429352、CN104945967A、CN105295468、CN104277516A，CN104959269A、CN204746647U、CN2855543Y、CN204745853、CN104297073A的专利文献针对拉伸强度，存放稳定性，施工性能以及施工、检测设备等问题公开了一系列丙烯酸盐喷膜材料和设备。
但当施工环境的相对湿度低于90％时，丙烯酸喷膜材料在被处理基面处所形成的防水涂膜层的脆性较大，容易因结构变形受到破坏而使防水层失效。CN105315737针对丙烯酸盐喷膜材料在较低湿度下涂膜开裂公开了一种含连续玄武岩纤维的丙烯酸镁喷膜防水材料，但该专利文献并没有根本性的解决材料本身在干燥环境下因失水而导致材料的脆性问题，而且在丙烯酸喷膜材料的液料中添加连续玄武岩纤维，因连续玄武岩纤维粒径长，在液料中无规分布，会在一定程度上容易造成喷涂设备的堵塞而影响施工。丙烯酸盐喷膜材料在较低湿度下放置一段时间，涂膜在柔性基层易卷曲，在刚性基层易开裂的问题，已严重制约了丙烯酸盐喷膜材料的应用和发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性丙烯酸盐喷膜防水材料及其制备方法，解决丙烯酸盐喷膜防水材料在较低湿度下涂膜在柔性基层易卷曲，在刚性基层易开裂的问题。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供一种改性丙烯酸盐喷膜防水材料，以重量份数计，制备该防水材料的原料包括：丙烯酸盐水溶液40-95份、含双键的高吸水性聚合物单体2-25份、水溶性或高吸水性聚合物2-30份、氧化剂0.5-10份、还原剂0.5-10份、颜料0-100份和助溶剂0-10份。
本发明的另一方面提供一种上述改性丙烯酸盐喷膜防水材料的制备方法，该制备方法包括：将丙烯酸盐水溶液、含双键的高吸水性聚合物单体、水溶性或高吸水性聚合物以及任选的颜料和/或助溶剂混合均匀，分成A、B两份，并分别与氧化剂和还原剂混合；所述A份与B份的比优选为0.01:1-1:0.01。
本发明可有效解决丙烯酸盐喷膜防水材料在较低湿度下涂膜在柔性基层易卷曲，在刚性基层易开裂的问题，采用专业设备施工，形成可在较长时间内保湿的丙烯酸盐喷膜材料，适用于地铁、城市地下综合管廊、隧道及地下工程等防水工程。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的一方面提供一种改性丙烯酸盐喷膜防水材料，以重量份数计，制备该防水材料的原料包括：丙烯酸盐水溶液40-95份、含双键的高吸水性聚合物单体2-25份、水溶性或高吸水性聚合物2-30份、氧化剂0.5-10份、还原剂0.5-10份、颜料0-100份和助溶剂0-10份。
本发明的改性丙烯酸盐喷膜防水材料通过含双键的高吸水性聚合物单体与丙烯酸盐自由基共聚，在丙烯酸盐喷膜聚合物分子主链上引入高吸水性的链段，同时添加相容性良好的高吸水性聚合物，从而显著地提高丙烯酸盐喷膜涂层的保水性和吸水性，从材料本身解决在较低湿度下丙烯酸盐喷膜在柔性基层易卷曲，在刚性基层易开裂的问题。
根据本发明，优选地，所述丙烯酸盐水溶液为50-95份。
根据本发明，优选地，所述含双键的高吸水性聚合物单体为2-20份。
根据本发明，优选地，所述水溶性或高吸水性聚合物为2-25份。
根据本发明，优选地，所述丙烯酸盐水溶液为丙烯酸碱土金属盐水溶液，优选为丙烯酸钙水溶液、丙烯酸镁水溶液、甲基丙烯酸镁水溶液和甲基丙烯酸钙水溶液中的至少一种，所述丙烯酸盐水溶液的质量浓度为20-60％。
根据本发明，优选地，所述含双键的高吸水性聚合物单体为含双键的有机碱金属盐、含双键的铵类化合物、含双键的有机酰胺化合物和含双键的有机酸化合物中的至少一种；优选包括丙烯酸钠、丙烯酸铵、丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸胺和苯乙烯磺酸中的至少一种。
本发明中，所述含双键的高吸水性聚合物单体，能够完全水溶；其均聚或共聚物的水溶性优于丙烯酸碱土金属盐的均聚物的水溶性；其能够与丙烯酸碱土金属盐进行自由基聚合，所得的聚合物具有高吸水性，甚至水溶。
根据本发明，优选地，所述水溶性或高吸水性聚合物为含双键的有机碱金属盐、含双键的铵类化合物、含双键的有机酰胺化合物和含双键的有机酸化合物中的至少一种的均聚或共聚化合物；优选包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸胺和聚苯乙烯磺酸中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述还原剂为氯化亚锡、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸亚铁、硼氢化钾和硼氢化钠中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述颜料包括气相白炭黑、沉淀白炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、铁黑、酞箐蓝和铁黄中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述助溶剂包括乙醇、丙二醇和甘油中的至少一种。助溶剂可增加含双键的高吸水性聚合物单体以及水溶性或高吸水性聚合物在丙烯酸盐溶液中的溶解度。
本发明的另一方面提供一种上述改性丙烯酸盐喷膜防水材料的制备方法，该制备方法包括：将丙烯酸盐水溶液、含双键的高吸水性聚合物单体、水溶性或高吸水性聚合物以及任选的颜料和/或助溶剂混合均匀，分成A、B两份，并分别与氧化剂和还原剂混合。所述“分别与氧化剂和还原剂混合”是指一份与氧化剂混合，另一份与还原剂混合。
根据本发明，A份与B份的比例可根据需要确定，优选地，所述A份与B份的比为0.01:1-1:0.01。
作为优选方案，制备本发明的改性丙烯酸盐喷膜防水材料的原料均能够通过商购获得。
以下通过实施例进一说明本发明：
实施例1
以重量份数计，制备本实施例的防水材料的原料为：质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液60份，丙烯酸钠5份，聚苯乙烯磺酸钠5份，过硫酸钠5份，硫代硫酸钠5份和轻质碳酸钙30份。
具体制备步骤如下：
将60份的质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液、5份的丙烯酸钠、5份的聚苯乙烯磺酸钠30份的轻质碳酸钙混合，高速分散，搅拌均匀后，按比例为1:1分成A、B两份，并分别加入5份的过硫酸钠和5份的硫代硫酸钠。
实施例2
以重量份数计，制备本实施例的防水材料的原料为：质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液50份，苯乙烯磺酸胺15份，聚苯乙烯磺酸钠15份，过硫酸铵5份，硫酸亚铁5份，气相白炭黑2份，重质碳酸钙30份和丙二醇5份。
具体制备步骤如下：
将50份的质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液、15份的苯乙烯磺酸钠、15份聚苯乙烯磺酸胺，5份的丙二醇、2份的气相白炭黑、30份的重质碳酸钙混合，高速分散，搅拌均匀后，按比例为1:1分成A、B两份，并分别加入5份的过硫酸铵和5份的硫酸亚铁。
实施例3
以重量份数计，制备本实施例的防水材料的原料为：质量浓度为35％的丙烯酸镁水溶液50份，质量浓度为35％丙烯酸钙水溶液30份，丙烯酸钠10份，聚丙烯酰胺25份，过硫酸钾5份，硫代硫酸钠5份，气相白炭黑2份，轻质碳酸钙30份和丙二醇10份。
具体制备步骤如下：
将50份的质量浓度为35％的丙烯酸镁水溶液、30份的质量浓度为35％丙烯酸钙水溶液、10份的丙烯酸钠、25份的聚丙烯酰胺、10份的丙二醇，2份的气相白炭黑、30份的轻质碳酸钙混合，高速分散，搅拌均匀后，按比例为1:10分成A、B两份，并分别加入5份的过硫酸钾和5份的硫代硫酸钠。
实施例4
以重量份数计，制备本实施例的防水材料的原料为：质量浓度为35％的丙烯酸镁水溶液80份，聚苯乙烯磺酸钠10份，苯乙烯磺酸钠5份，过硫酸铵5份，硫代硫酸钠5份和重质碳酸钙30份。
具体制备步骤如下：
将80份的质量浓度为35％的丙烯酸镁水溶液、10份的聚苯乙烯磺酸钠、5份的苯乙烯磺酸钠，30份的重质碳酸钙混合，高速分散，搅拌均匀后，按比例为10:1分成A、B两份，并分别加入5份的过硫酸铵和5份的硫代硫酸钠。
对比例1
以重量份数计，制备本对比例的防水材料的原料为：质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液80份，过硫酸铵5份，硫酸亚铁5份，气相白炭黑2份和重质碳酸钙30份。
具体制备步骤如下：
将80份的质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液、2份的气相白炭黑、30份的重质碳酸钙混合，高速分散，搅拌均匀后，按比例为1:1分成A、B两份，并分别加入5份的过硫酸铵和5份的硫酸亚铁。
测试例
将实施例1-4和对比例采用专用设备，在柔性基层喷涂成膜，分别在标准环境(23±2℃，RH50±10)和60℃的鼓风烘箱中放置不同时间，观察涂膜的柔韧性和开裂情况，具体情况见表1和表2。
表1 标准环境下放置的涂膜状况
| 时间 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 |
| 0 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 |
| 4天 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 硬化 |
| 7天 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 卷曲 |
| 14天 | 硬化 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 卷曲 |
| 30天 | 硬化 | 柔韧 | 柔韧 | 硬化 | 卷曲 |
表2 60℃鼓风烘箱下放置的涂膜状况
| 时间 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 |
| 0h | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 |
| 4h | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 硬化 |
| 8h | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 卷曲 |
| 16h | 硬化 | 柔韧 | 柔韧 | 柔韧 | 卷曲 |
| 32h | 硬化 | 柔韧 | 柔韧 | 硬化 | 卷曲 |
由表1和表2可知，实施例1-4和对比例制得的喷膜材料，在标准环境(23±2℃，RH50±10)以及60℃的鼓风烘箱中分别放置，实施例1-4的喷材料柔韧性好，涂膜耐硬化时间更长，保水性更好，而且水溶性或高吸水性聚合物占比越多，喷膜材料柔韧性更好，能有效解决丙烯酸盐喷膜材料在较低湿度下涂膜在柔性基层易卷曲，在刚性基层易开裂的施工问题。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其特征在于，以重量份数计，制备该防水材料的原料包括：丙烯酸盐水溶液40-95份、含双键的高吸水性聚合物单体2-25份、水溶性或高吸水性聚合物2-30份、氧化剂0.5-10份、还原剂0.5-10份、颜料0-100份和助溶剂0-10份。
2.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述丙烯酸盐水溶液为50-95份，含双键的高吸水性聚合物单体为2-20份，水溶性或高吸水性聚合物为2-25份。
3.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述丙烯酸盐水溶液为丙烯酸碱土金属盐水溶液，优选为丙烯酸钙水溶液、丙烯酸镁水溶液、甲基丙烯酸镁水溶液和甲基丙烯酸钙水溶液中的至少一种，所述丙烯酸盐水溶液的质量浓度为20-60％。
4.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述含双键的高吸水性聚合物单体为含双键的有机碱金属盐、含双键的铵类化合物、含双键的有机酰胺化合物和含双键的有机酸化合物中的至少一种；优选包括丙烯酸钠、丙烯酸铵、丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸胺和苯乙烯磺酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述水溶性或高吸水性聚合物为含双键的有机碱金属盐、含双键的铵类化合物、含双键的有机酰胺化合物和含双键的有机酸化合物中的至少一种的均聚或共聚化合物；优选包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸胺和聚苯乙烯磺酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述氧化剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述还原剂为氯化亚锡、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸亚铁、硼氢化钾和硼氢化钠中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述颜料包括气相白炭黑、沉淀白炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、高岭土、滑石粉、铁黑、酞箐蓝和铁黄中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料，其中，所述助溶剂包括乙醇、丙二醇和甘油中的至少一种。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的改性丙烯酸盐喷膜防水材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将丙烯酸盐水溶液、含双键的高吸水性聚合物单体、水溶性或高吸水性聚合物以及任选的颜料和/或助溶剂混合均匀，分成A、B两份，并分别与氧化剂和还原剂混合；所述A份与B份的比优选为0.01:1-1:0.01。
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| GR01 | Patent grant | ||
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