CN108285743B - 一种道桥用水乳沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种道桥用水乳沥青防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道桥用水乳沥青防水涂料及其制备方法。所述道桥用水乳沥青防水涂料包括以重量计的组分：水3‑18份、细粉料5‑50份、pH调节剂0.01‑0.1份、羟甲基纤维素0.01‑0.1份、分散剂0.1‑1份、润湿剂0.05‑0.5份、消泡剂0.005‑0.2份、粘附助剂0.5‑5份、成膜助剂0.8‑1.5份、快干助剂0.5‑10份、稳定剂0.05‑0.5份、增稠剂0.3‑1.5份、乳化沥青30‑70份、丙烯酸乳液5‑30份、高分子胶乳2‑30份。制得的道桥用水乳沥青防水涂料储存稳定性高、产品干燥速度快、与基层的粘附力更强。

Description

一种道桥用水乳沥青防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于桥梁防水领域，更具体地，涉及一种道桥用水乳沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
现有的能够满足行业标准的道桥(路桥)用沥青基防水涂料主要通过乳化沥青与氯丁胶乳复配、再加入其他的胶乳改性得到，如专利CN03131701.4、CN201210090043.4等，主要存在的问题包括：1、分层比较严重，几乎没有材料不需要在工地再次搅拌才能使用的；2、固含量较低，干燥速度慢，一般需要十小时以上才可进行后续施工，导致施工效率低下；3、多次喷涂才能达到施工厚度要求，而每层干燥后表面发粘，容易在下一遍喷涂时被鞋子粘起；4、与基层粘附性差，容易脱落，在摊铺车经过时会大片被车轮带起；5、耐热性差，粘接强度低，在摊铺热沥青时不能封闭基层水汽，导致摊铺时起泡严重；6、容易破乳，在辊涂施工时由于水泥混凝土的碱性物质粘到辊子上，导致破乳，辊子无法持续使用；7、不满足行业标准，特别是不满足JC/T 975-2005《道桥用防水涂料》。
发明内容
本发明的目的在于针对现有道桥防水涂料存在的储存稳定性差、干燥速度慢、基层粘附性差等诸多问题，采用乳液复配等方式，进而得到一种固含量高、干燥快、储存稳定、粘附性强、同时满足两种道桥标准的水性沥青涂料。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种道桥用水乳沥青防水涂料，所述道桥用水乳沥青防水涂料包括以重量计的组分：
水3-18份、细粉料5-50份、pH调节剂0.01-0.1份、羟甲基纤维素0.01-0.1份、分散剂0.1-1份、润湿剂0.05-0.5份、消泡剂0.005-0.2份、粘附助剂0.5-5份、成膜助剂0.8-1.5份、快干助剂0.5-10份、稳定剂0.05-0.5份、增稠剂0.3-1.5份、乳化沥青30-70份、丙烯酸乳液5-30份、高分子胶乳2-30份。
本领域技术人员能够理解，本发明中所述“高分子胶乳”是指除丙烯酸乳液外的其他高分子胶乳。
根据本发明，优选地，所述道桥用水乳沥青防水涂料包括以重量计的下列组分：
水5-10份、细粉料10-30份、pH调节剂0.02-0.06份、羟甲基纤维素0.02-0.06份、分散剂0.3-0.6份、润湿剂0.1-0.3份、消泡剂0.01-0.1份、粘附助剂2-3份、成膜助剂1.0-1.5份、快干助剂1.0-5.0份、稳定剂0.1-0.3份、增稠剂0.5-1.2份、乳化沥青40-55份、丙烯酸乳液8-20份、高分子胶乳8-20份。
根据本发明，所述快干助剂、增稠剂、稳定剂及粘附助剂可采用本领域技术人员常规使用的快干助剂、增稠剂、稳定剂及粘附助剂。优选地，所述快干助剂为阴离子表面活性剂，优选选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基聚氧乙醚硫酸钠中的至少一种，快干助剂延缓了涂料厚涂时表面致密层形成的时间，使防水涂膜中的水分得到充分挥发，降低了防水涂膜中的残留水量、缩短了工期、提高了施工性能，并对涂膜的力学性能有一定积极效果；所述增稠剂为韦兰胶，韦兰胶是一种天然微生物胶，一般作为采油时的钻井液的组成部分，提高高温下的稳定性，起到增稠效果，是一种环保的增稠剂，在常温及高温下均具有有效的增稠效果，在沥青基防水涂料中使用可以起到很好的增稠效果，且随温度提高其增稠效果不衰减，有效提高了产品在储存与运输过程中的稳定性，且微生物类增稠剂容易降解，安全无毒，不会对环境造成危害；所述稳定剂为非离子表面活性剂，化学组分为聚氧乙烯型或多元醇型，HLB值范围为8-20，更优选为12-16，选自AEO-9，NP-10，TX-10和Tuwen-80中的至少一种，非离子表面活性剂作为稳定剂，可以使乳化沥青在体系中形成水包油的构造，同时使加入的胶乳、填料也形成水包油的构造，均匀分散在水相中，避免乳化沥青颗粒由于分子运动发生碰撞而团聚，大大提高乳化沥青的稳定性，显著提高体系的稳定性；所述粘附助剂为聚乙烯醇，优选为聚乙烯醇17-92和/或聚乙烯醇17-99，起到提高与基层浸润性与粘附性的作用，聚乙烯醇是一种难溶的醇，其结构中含有的羟基具有亲水作用，可以大幅降低涂料的表面张力，显著提高其润湿性与渗透性，从而使涂料很好地渗透到混凝土的内部，提高涂料与基层的粘附性与粘接性。
根据本发明，优选地，所述细粉料为重质碳酸钙、钠基膨润土、高岭土和硅酸钙中的至少一种，细粉料用于水性涂料的填料，也起到增加拉伸强度的作用。
根据本发明，优选地，所述pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠和柠檬酸钾中的至少一种，用于调节浆料的pH值。
根据本发明，优选地，所述羟甲基纤维素为QP15000H、QP30000H和QP52000H中的至少一种，用于提高浆料的粘度与稳定性。
根据本发明，优选地，所述分散剂为SN-5040、水玻璃、三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、Tamol-851、Tamol-671和Tamol-165中的至少一种，用于提高细粉料的分散性能；所述润湿剂为CF-10；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚丙二醇和聚醚改性硅烷中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述成膜助剂为矿物油和/或Texanol，用于提高涂料涂膜时的成膜性。
根据本发明，优选地，所述乳化沥青为阴离子型乳化沥青；所述高分子胶乳为阴离子型高分子胶乳，优选为氯丁胶乳、天然胶乳、丁苯胶乳、VAE胶乳和丁腈胶乳中的至少一种，粒径优选为200nm-500nm，更优选为300nm-450nm；所述丙烯酸乳液为阴离子型丙烯酸乳液，优选为纯丙胶乳和/或苯丙胶乳，起到提高与基层粘接力的作用。
本发明的第二方面提供所述的道桥用水乳沥青防水涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)将粘附助剂于热水中完全溶解；
(2)冷却后加入分散剂、消泡剂、润湿剂、羟甲基纤维素、稳定剂、快干助剂，搅拌均匀；
(3)加入pH调节剂，调节pH值至10-11之间，搅拌条件下加入细粉料，将细粉料搅拌至无颗粒且分散均匀，得到浆料；
(4)将高分子胶乳、丙烯酸乳液、乳化沥青混合，搅拌均匀，加入步骤(3)得到的浆料，搅拌，并加入增稠剂与成膜助剂，继续搅拌，得到所述道桥用水乳沥青防水涂料。
本发明针对现有道桥防水涂料存在的储存稳定性差、干燥速度慢、基层粘附性差等诸多问题，采用乳液复配的方式实现其优越的物理性能，实现了储存稳定、快速干燥、单次施工厚度提高、基层粘附力强的目的。与传统水性道桥沥青防水涂料相比，本发明的有益效果在于：
制得的道桥用水乳沥青防水涂料储存稳定性高，常温及高温下粘度变化较小，不同地区施工时能够统一施工工艺，且在温度较高时其黏度仍较高，避免流挂；产品干燥速度快，渗透性更好，缩短了施工后等待涂膜干燥的时间，能够更早地进行下一道工序，从而缩短了施工工期，提高施工效率；基层的粘接强度增加，与基层的粘附力更强。
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。
根据本发明，在一个具体的实施方式中，所述道桥用水乳沥青防水涂料的制备方法为：
(1)将水加热到90摄氏度，加入粘附助剂，采用高速搅拌机搅拌，使其完全溶解，降低搅拌速度至600转，逐渐冷却至室温；
(2)依次加入分散剂、消泡剂、润湿剂、羟甲基纤维素、稳定剂、快干助剂，搅拌均匀；
(3)加入pH调节剂，调节pH值至10-11之间，提高转速至高速分散(大于2000转)，逐渐加入细粉料，细粉料将搅拌至无颗粒且分散均匀，得到浆料；
(4)在反应釜中依次加入高分子胶乳、丙烯酸乳液、乳化沥青，转速为400-600转，至均匀状态(表现为无白色乳液)，加入步骤(3)得到的浆料，继续搅拌约30分钟，缓慢加入增稠剂与成膜助剂，并继续搅拌40分钟。
(5)包装并储存。
实施例1：
满足JT/T 535-2015标准I型配方，配比为：水8，重质碳酸钙20，碳酸氢钠0.04，羟甲基纤维素QP15000H 0.06，分散剂SN5040 0.5，润湿剂CF-10 0.3，聚醚改性硅烷0.1，聚乙烯醇17-99 3.0，Texanol 1.4，十二烷基苯磺酸钠3.2，Tuwen-80 0.2，韦兰胶1.2，乳化沥青43，天然胶乳8，纯丙乳液11。
按照上述方法进行生产，得到防水涂料产品经测试满足JT/T 535-2015标准I型的要求，其性能除满足标准要求外，其主要优越点在于，与标准相比，表干时间由4小时降低到0.5小时，实干时间由10小时降低到2.5小时，黏结强度由0.4MPa提高到1.2MPa，高温抗剪由0.16MPa提高到0.65MPa，储存稳定性显著提高，其储存稳定性测试30天的数值与一般产品的2天的数据相似，测试20℃与40℃下粘度，其粘度从4600cP下降到4400cP，基本保持不变，具有很好的施工性能，常规的测试粘度由3800cP下降到1500cP，初始粘度小，施工时不易上厚度，温度升高后粘度变化大，不易控制施工工艺。
实施例2：
满足JT/T 535-2015标准II型配方，配比为：水7，钠基膨润土14，碳酸氢钠0.03，羟甲基纤维素QP15000H 0.04，水玻璃0.4，润湿剂CF-10 0.2，聚二甲基硅氧烷0.03，聚乙烯醇17-92 3，Texanol 1.3，十二烷基聚氧乙醚硫酸钠2.5，NP-10 0.2，韦兰胶0.8，乳化沥青44，氯丁胶乳10，VAE胶乳4.5，苯丙乳液12。
按照上述方法进行生产，得到防水涂料产品经测试满足JT/T 535-2015标准II型的要求，其性能除满足标准要求外，其主要优越点在于，与标准相比，表干时间由4小时降低到1.2小时，实干时间由10小时降低到3.8小时，黏结强度由0.5MPa提高到1.6MPa，高温抗剪由0.16MPa提高到0.48MPa，储存稳定性显著提高，其储存稳定性测试30天的数值与一般产品的3天的数据相似，测试20℃与40℃下粘度，其粘度从4700cP变化4600cP，基本保持不变，具有很好的施工性能，常规的测试粘度由4500cP下降到2000cP。
实施例3：
满足JC/T 975-2005标准PB I型配方，配比为：水9，重质碳酸钙24，柠檬酸钾0.05，羟甲基纤维素QP30000H 0.05，分散剂三聚磷酸钠0.6，润湿剂CF-10 0.25，聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.1，聚乙烯醇17-99 2.0，矿物油1.2，十二烷基硫酸钠2.8，AEO-9 0.25，韦兰胶1.3，乳化沥青40.4，天然胶乳5，丁腈胶乳4，纯丙乳液9。
按照上述方法进行生产，得到防水涂料产品经测试满足JC/T 975-2005标准PB I型的要求，其性能除满足标准要求外，其主要优越点在于，与标准相比，表干时间由4小时降低到0.8小时，实干时间由8小时降低到2.6小时，拉伸强度由0.5MPa提高到1.2MPa，粘结强度由0.4MPa提高到1.1MPa，储存稳定性测试30天的数值与一般产品的2天的数据相似，测试20℃与40℃下粘度，其粘度从5200cP变化4900cP，基本保持不变，常规的测试粘度由5000cP下降到2600cP。
实施例4：
满足JC/T 975-2005标准PB II型配方，配比为：水6，高岭土15，柠檬酸钠0.04，羟甲基纤维素QP52000H 0.06，分散剂SN-5040 0.5，润湿剂CF-10 0.3，聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚0.1，聚乙烯醇17-92 2.5，矿物油1.3，十二烷基聚氧乙醚硫酸钠2.8，TX-10 0.2，韦兰胶1.2，乳化沥青40，天然胶乳8，氯丁胶乳12，纯丙乳液10。
按照上述方法进行生产，得到防水涂料产品经测试满足JC/T 975-2005标准PB II型的要求，其性能除满足标准要求外，其主要优越点在于，与标准相比，表干时间由4小时降低到1.5小时，实干时间由8小时降低到3.8小时，拉伸强度由1.0MPa提高到2.6MPa，粘结强度由0.5MPa提高到1.7MPa，储存稳定性测试30天的数值与一般产品的5天的数据相似，测试20℃与40℃下粘度，其粘度从4900cP变化到4800cP，基本保持不变，常规的测试粘度由5200cP下降到2300cP。
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 (7)

1.一种道桥用水乳沥青防水涂料，其特征在于，所述道桥用水乳沥青防水涂料包括以重量计的组分：
水5-10份、细粉料10-30份、pH调节剂0.02-0.06份、羟甲基纤维素0.02-0.06份、分散剂0.3-0.6份、润湿剂0.1-0.3份、消泡剂0.01-0.1份、粘附助剂2-3份、成膜助剂1.0-1.5份、快干助剂1.0-5.0份、稳定剂0.1-0.3份、增稠剂0.5-1.2份、乳化沥青40-55份、丙烯酸乳液8-20份、高分子胶乳8-20份；
所述稳定剂为非离子表面活性剂；
所述增稠剂为韦兰胶；
所述粘附助剂为聚乙烯醇；
所述快干助剂为阴离子表面活性剂；
所述高分子胶乳为氯丁胶乳、天然胶乳、丁苯胶乳、VAE胶乳和丁腈胶乳中的至少一种；
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚丙二醇和聚醚改性硅烷中的至少一种；
所述成膜助剂为矿物油和/或Texanol；
所述道桥用水乳沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将粘附助剂于热水中完全溶解；
(2)冷却后加入分散剂、消泡剂、润湿剂、羟甲基纤维素、稳定剂、快干助剂，搅拌均匀；
(3)加入pH调节剂，调节pH值至10-11之间，加入细粉料，将细粉料搅拌至无颗粒且分散均匀，得到浆料；
(4)将高分子胶乳、丙烯酸乳液、乳化沥青混合，搅拌均匀，加入步骤(3)得到的浆料，搅拌，并加入增稠剂与成膜助剂，继续搅拌，得到所述道桥用水乳沥青防水涂料。
2.根据权利要求1所述的道桥用水乳沥青防水涂料，其中，
所述快干助剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基聚氧乙醚硫酸钠中的至少一种；
所述粘附助剂为聚乙烯醇17-92和/或聚乙烯醇17-99。
3.根据权利要求1所述的道桥用水乳沥青防水涂料，其中，所述细粉料为重质碳酸钙、钠基膨润土、高岭土和硅酸钙中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的道桥用水乳沥青防水涂料，其中，所述pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠和柠檬酸钾中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的道桥用水乳沥青防水涂料，其中，所述羟甲基纤维素为QP15000H、QP30000H和QP52000H中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的道桥用水乳沥青防水涂料，其中，所述分散剂为SN-5040、水玻璃、三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、Tamol-851、Tamol-671和Tamol-165中的至少一种；所述润湿剂为CF-10。
7.根据权利要求1所述的道桥用水乳沥青防水涂料，其中，所述乳化沥青为阴离子型乳化沥青；所述丙烯酸乳液为纯丙胶乳和/或苯丙胶乳。
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