CN109385126B - 一种高交联密度的喷膜防水材料 - Google Patents

一种高交联密度的喷膜防水材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高交联密度的喷膜防水材料，包括双组份A、B主液，氧化剂，还原剂；所述A主液由丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅等成分制备而成，所添加的成分中钙、镁离子和混凝土中所含成分具有良好的相容性，可与混凝土表面的羟基形成化学键，从而与混凝土基面产生稳定的化学粘接；粉煤灰本身具有一定的吸水能力，除颗粒之间的毛细管空隙外，还存在大量的蜂窝状洞穴，可以提升材料的保水性；同时粉煤灰粒径小，可以进入防水材料的三维网状结构中，提升材料的致密度；交联剂可以提升材料交联度，增加强度，且其制备工艺简单、成本较低，具有较高的实用价值和经济效益。

Description

一种高交联密度的喷膜防水材料
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高交联密度的喷膜防水材料。
背景技术
地下工程修建时，除混凝土结构自防水以外，往往选择在混凝土外围再施作一层防水层，以保护结构内部的设施。外围防水层的选择有防水卷材和防水涂料两种，其中防水涂料具有的施工效率高、整体无缝等优势逐步成为防水材料发展的趋势。丙烯酸盐喷膜防水材料是一种以丙烯酸盐母液为基础，添加助剂和粉料而制成的双组份防水涂料。在实际施工时通过专用设备进行喷涂，在空气中发生聚合反应，进而在混凝土表面形成整体的防水膜。其中，丙烯酸盐母液的比例对防水层的性能影响极大，母液比例较低时，形成的聚合物交联密度低，防水膜呈黏性状态，强度较低(一般为1.1～1.5MPa)，实际应用时易被破坏；此外，防水膜具有吸水特性，当分子交联密度低时，分子链间空间大，吸水率高，防水膜体积增大的内应力大于与基面的结合力，导致材料与基面脱开，为此，我们提出一种高交联密度的喷膜防水材料来解决现有技术中存在的问题，可以在丙烯酸盐母液比例低的情况下，仍然达到高交联密度的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高交联密度的喷膜防水材料，以解决上述背景技术中提出现有技术中问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高交联密度的喷膜防水材料，包括双组份A、B主液，氧化剂，还原剂；所述A主液由丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅等成分制备而成；所述B主液由轻质碳酸钙、轻质氧化镁等成分制备而成；其中所述A主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙1～20份；重质碳酸钙1～15份；粉煤灰1～10份；碳化硅1～10份；其中所述B主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙1～20份；轻质氧化镁5～20份。
优选的：所述丙烯酸盐母液，由丙烯酸盐水溶液、轻质氧化镁、氢氧化镁、交联剂、保水剂、阻聚剂组成。其重量份数的组分为：丙烯酸盐水溶液100份；轻质氧化镁1～10份；氢氧化镁1～10份；交联剂0.5～5份；保水剂0.5～2份；阻聚剂0.5～2份。其中，所述保水剂为甘油、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的一种或多种混合物；所述阻聚剂为对苯二酚、乙二胺四乙酸四钠、乙酸铜中的一种或多种混合物；所述交联剂为聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种混合物。
优选的：所述氧化剂为过氧化钠、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种混合物。
优选的：所述还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种混合物。
本发明提供一种高交联密度的喷膜防水材料制备方法包括如下步骤：
S1、丙烯酸盐母液制备：将去除杂质离子后的工业用水与丙烯酸混合，并依次加入保水剂、交联剂、阻聚剂等助剂，搅拌速率为800～1200r/min，降温、备用；
S2、A组分制备：首先，按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，并控制搅拌速率在1000～1200r/min，通过磨粉机将颗粒状原料进行磨粉处理，将废弃物进行统一回收；
S3、依次加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅，经过过滤网筛分，且过滤网的孔径为500～800目，pH值控制在7.0～8.0，得到A组分混合液，备用；
S4、B组分制备：首先按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，控制搅拌速率在800～1000r/min；
S5、依次加入轻质碳酸钙、轻质氧化镁，经过过滤网筛分，且过滤网的孔径为500～800目，pH值控制在6.0～7.0，得到B组分混合液，备用；
S6、最后采用专用喷涂设备，将喷膜防水材料1：1等比例进行喷涂；
S7、喷膜防水材料喷出喷枪之后，在空气中进行撞击混合，继而发生化学反应，沉积在混凝土基层表面，形成稳定连续的、整体性防水膜层。
优选的：所述S2中的磨粉机为超微低温震动球磨机，其内部温度在零下10～150℃。
优选的：所述搅拌釜的搅拌速度为600r/min～1500r/min，搅拌时间为120～150min。
优选的：所述交联剂为聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种；所述保水剂为甘油、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的一种或几种；所述阻聚剂为对苯二酚、乙二胺四乙酸四钠、乙酸铜中的一种或几种。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种高交联密度的喷膜防水材料，与现有技术相比，本发明以丙烯酸盐母液为基础，添加粉料、助剂等成分制备而成。该防水涂料中所含的钙、镁离子和混凝土中所含成分具有良好的相容性，喷涂时，离子可与混凝土表面的羟基形成化学键，与混凝土基面产生稳定的化学粘接。防水涂料在引发剂作用下发生聚合时，交联剂参与整个聚合过程，使得聚合后的防水膜层形成三维网状结构，提高交联密度。该防水涂料具有500％的断裂伸长率，可以有效缓冲基层热胀冷缩带来的影响；因交联剂提高交联密度，材料吸水率降低，吸水后的内膨胀力低于材料与混凝土的粘接力，使得防水膜层始终与混凝土基面密贴。改进后的防水涂料防水性能好、粘接强度高、弹性好、无毒环保、施工效率高的特性，且其制备工艺简单、成本较低，具有较高的实用价值和经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：
一种高交联密度的喷膜防水材料，包括双组份A、B主液，氧化剂，还原剂。所述A主液以丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅等成分制备而成；所述B主液以丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、轻质氧化镁等成分制备而成。其中所述A主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙3份；重质碳酸钙5份；粉煤灰2份；碳化硅2份；其中所述B主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙5份；轻质氧化镁5份。所述丙烯酸盐母液由丙烯酸盐水溶液、交联剂、保水剂、阻聚剂组成，其中丙烯酸盐水溶液100份；交联剂1份；保水剂2份；阻聚剂1份。
一种高交联密度的喷膜防水材料制备方法，包括如下步骤：
S1、A组分制备：首先，按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，并控制搅拌速率在1000r/min，通过磨粉机将颗粒状原料进行磨粉处理，将废弃物进行统一回收；
S2、依次加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅，经过过滤网筛分，搅拌时间控制在120min，pH值控制在7.0，得到A组分混合液，备用；
S3、B组分制备：首先按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，控制搅拌速率在800r/min；
S4、依次加入轻质碳酸钙、轻质氧化镁，搅拌时间控制在120min，pH值控制在6.0，得到B组分混合液，备用；
S5、最后采用专用喷涂设备，将喷膜防水材料1：1等比例进行喷涂；
S7、喷膜防水材料喷出喷枪之后，在空气中进行撞击混合，继而发生化学反应，沉积在混凝土基层表面，形成稳定连续的、整体性防水膜层。
实施例2：
一种高交联密度的喷膜防水材料，包括双组份A、B主液，氧化剂，还原剂，所述A主液由丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅等成分制备而成；所述B主液由轻质碳酸钙、轻质氧化镁等成分制备而成。其中所述A主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙3份；重质碳酸钙5份；粉煤灰2份；碳化硅2份；其中所述B主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙5份；轻质氧化镁5份。所述丙烯酸盐母液由丙烯酸盐水溶液、交联剂、保水剂、阻聚剂组成，其中丙烯酸盐水溶液100份；交联剂2份；保水剂2份；阻聚剂1份。
一种高交联密度的喷膜防水材料制备方法，包括如下步骤：
S1、A组分制备：首先，按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，并控制搅拌速率在1100r/min，通过磨粉机将颗粒状原料进行磨粉处理，将废弃物进行统一回收；
S2、依次加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅，搅拌时间控制在120min，pH值控制在7.5，得到A组分混合液，备用；
S3、B组分制备：首先按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，控制搅拌速率在900r/min；
S4、依次加入轻质碳酸钙、轻质氧化镁，经过过滤网筛分，搅拌时间控制在120min，pH值控制在6.5，得到B组分混合液，备用；
S5、最后采用专用喷涂设备，将喷膜防水材料1：1等比例进行喷涂；
S6、喷膜防水材料喷出喷枪之后，在空气中进行撞击混合，继而发生化学反应，沉积在混凝土基层表面，形成稳定连续的、整体性防水膜层。
实施例3：
一种高交联密度的喷膜防水材料，包括双组份A、B主液，氧化剂，还原剂，所述A主液由丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅等成分制备而成；所述B主液由轻质碳酸钙、轻质氧化镁等成分制备而成。其中所述A主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙3份；重质碳酸钙3份；粉煤灰1.5份；碳化硅2份；其中所述B主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙4份；轻质氧化镁3份。所述丙烯酸盐母液由丙烯酸盐水溶液、交联剂、保水剂、阻聚剂组成，其中丙烯酸盐水溶液100份；交联剂2份；保水剂2份；阻聚剂1份。
一种高交联密度的喷膜防水材料制备方法，包括如下步骤：
S1、A组分制备：首先，按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，并控制搅拌速率在1200r/min，通过磨粉机将颗粒状原料进行磨粉处理，将废弃物进行统一回收；
S2、依次加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅，经过过滤网筛分，搅拌时间控制在120min，pH值控制在7.0，得到A组分混合液，备用；
S3、B组分制备：首先按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，控制搅拌速率在1000r/min；
S4、依次加入轻质碳酸钙、轻质氧化镁，经过过滤网筛分，搅拌时间控制在120min，pH值控制在6.8，得到B组分混合液，备用；
S5、最后采用专用喷涂设备，将喷膜防水材料1：1等比例进行喷涂；
S7、喷膜防水材料喷出喷枪之后，在空气中进行撞击混合，继而发生化学反应，沉积在混凝土基层表面，形成稳定连续的、整体性防水膜层。
本发明还提供一种高交联密度的喷膜防水材料，检测样品的拉伸强度与断裂伸长率的百分比数据表以及与喷涂时间和基面密贴情况，如下所示：
样品 拉伸强度 断裂伸长率
1 2.38MPa 431％
2 2.56MPa 367％
3 2.47MPa 388％
时间 与基面密贴情况
1d 密贴
2d 密贴
3d 密贴
5d 密贴
10d 密贴
15d 密贴
30d 密贴
本发明提出的：由丙烯酸盐水溶液、轻质氧化镁、氢氧化镁、交联剂、保水剂、阻聚剂组成。其重量份数的组分为：丙烯酸盐水溶液100份；轻质氧化镁1～10份；氢氧化镁1～10份；交联剂0.5～5份；保水剂0.5～2份；阻聚剂0.5～2份。所述交联剂是聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或几种；所述保水剂为甘油、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的一种或几种；所述阻聚剂为对苯二酚、乙二胺四乙酸四钠、乙酸铜中的一种或几种。
本发明以丙烯酸盐母液为基础，添加粉料、助剂等成分制备而成。该防水涂料中所含的钙、镁离子和混凝土中所含成分具有良好的相容性，喷涂时，离子可与混凝土表面的羟基形成化学键，与混凝土基面产生稳定的化学粘接。防水涂料在引发剂作用下发生聚合时，交联剂参与整个聚合过程，使得聚合后的防水膜层形成三维网状结构，提高交联密度。该防水涂料具有500％的断裂伸长率，可以有效缓冲基层热胀冷缩带来的影响；因交联剂提高交联密度，材料吸水率降低，吸水后的内膨胀力低于材料与混凝土的粘接力，使得防水膜层始终与混凝土基面密贴。改进后的防水涂料防水性能好、粘接强度高、弹性好、无毒环保、施工效率高的特性，且其制备工艺简单、成本较低，具有较高的实用价值和经济效益。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高交联密度的喷膜防水材料，其特征在于，包括双组份A、B主液，氧化剂，还原剂；所述A主液由丙烯酸盐母液为基础，添加轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅等成分制备而成；所述B主液由轻质碳酸钙、轻质氧化镁等成分制备而成；其中所述A主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙1～20份；重质碳酸钙1～15份；粉煤灰1～10份；碳化硅1～10份；其中所述B主液重量份数的组分为：丙烯酸盐母液100份；轻质碳酸钙1～20份；轻质氧化镁5～20份；
所述丙烯酸盐母液，由丙烯酸盐水溶液、轻质氧化镁、氢氧化镁、交联剂、保水剂、阻聚剂组成。其重量份数的组分为：丙烯酸盐水溶液100份；轻质氧化镁1～10份；氢氧化镁1～10份；交联剂0.5～5份；保水剂0.5～2份；阻聚剂0.5～2份。其中，所述保水剂为甘油、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵中的一种或多种混合物；所述阻聚剂为对苯二酚、乙二胺四乙酸四钠、乙酸铜中的一种或多种混合物；所述交联剂为聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种混合物；
所述高交联密度的喷膜防水材料制备方法，包括如下步骤：
S1、丙烯酸盐母液制备：将去除杂质离子后的工业用水与丙烯酸混合，并依次加入保水剂、交联剂、阻聚剂等助剂，搅拌速率为800～1200r/min，降温、备用；
S2、A组分制备：首先，按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，并控制搅拌速率在1000～1200r/min，通过磨粉机将颗粒状原料进行磨粉处理，将废弃物进行统一回收；
S3、依次加入轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粉煤灰、碳化硅，经过过滤网筛分，且过滤网的孔径为500～800目，pH值控制在7.0，得到A组分混合液，备用；
S4、B组分制备：首先按照重量份数称取丙烯酸盐母液，送入搅拌釜中，控制搅拌速率在800～1000r/min；
S5、依次加入轻质碳酸钙、轻质氧化镁，经过过滤网筛分，且过滤网的孔径为500～800目，pH值控制在6.0，得到B组分混合液，备用；
S6、最后采用专用喷涂设备，将喷膜防水材料1：1等比例进行喷涂；
S7、喷膜防水材料喷出喷枪之后，在空气中进行撞击混合，继而发生化学反应，沉积在混凝土基层表面，形成稳定连续的、整体性防水膜层。
2.根据权利要求1所述的一种高交联密度的喷膜防水材料，其特征在于：所述氧化剂为过氧化钠、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高交联密度的喷膜防水材料，其特征在于：所述还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高交联密度的喷膜防水材料，其特征在于：所述S2中的磨粉机为超微低温震动球磨机，其内部温度在零下10～150℃。
5.根据权利要求1所述的一种高交联密度的喷膜防水材料，其特征在于：所述搅拌釜的搅拌速度为600r/min～1500r/min，搅拌时间为120～150min。
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