CN109880463B

CN109880463B - 一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN109880463B
Application number: CN201910069568.1A
Authority: CN
Inventors: 陈绪港; 张文超; 薛炜; 谢民燕; 曾娟娟; 韦代东
Original assignee: Guangzhou Chemical Grouting Co ltd Cas
Current assignee: Guangzhou Chemical Grouting Co ltd Cas
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2039-01-24
Also published as: CN109880463A

Abstract

本发明属于建筑防水材料技术领域，公开了一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料及其制备方法。该涂料包括液料和粉料，以重量百分比计，液料组分包括：聚合物复合乳液60～75％，增塑剂1～2％，成膜助剂1～4％，湿润分散剂0.5～1％，消泡剂0.05～0.1％，阻燃剂6～10％，渗透结晶型防水剂2～4％，水余量；粉料组分包括：白水泥30～45％，减水剂1～5％，纳米二氧化硅5～10％，纳米氧化铝1～5％，石英砂15～30％，重钙粉余量。该聚合物水泥防水涂料在具备传统的防水涂料的相关性能外，兼具阻燃型和自闭自修复性能，综合性能优良，对于提升建筑防水材料的安全性和可靠性上具有很大的作用及应用前景。

Description

一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑防水材料技术领域，更具体地，涉及一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，由于建筑材料问题导致的火灾事故频繁，已引起人们的高度关注，提升建筑材料的阻燃性能是当务之急。聚合物水泥防水涂料是由聚合物乳液与各种助剂组成的有机液料，和水泥等无机填料及其他添加物组成的无机粉料通过一定的配比制备的一种双组份体系的防水涂料。该材料以水为分散剂，由于不含有机溶剂，环保无污染，具有良好的粘结性、柔韧性和防水性等特点，成为了防水涂料的后起之秀。

同时，随着研究的深入，自修复聚合物防水涂料由于可以使微小裂缝自闭止漏水、大大提高防水安全性也引起人们广泛的兴趣。聚合物水泥防水涂料的自修复自闭性已纳入国家标准GB/T 23445-2009《聚合物水泥防水涂料》的可选项目，可见对自修复性能的重视。因此，为了满足不断提高的实际使用要求及防水安全性，本发明致力于制备一种阻燃型自修复多功能性的聚合物防水涂料。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明首要目的在于提供一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料。该防水涂料具有自我修复和愈合已渗漏的细小裂缝的优点，可以解决建筑材料易燃和混凝土开裂导致的微小裂缝引起的二次渗漏的技术问题。

本发明的另一目的在于提供上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料，其中，以重量百分比计，所述液料组分包括：聚合物复合乳液60～75％，增塑剂1～2％，成膜助剂1～4％，湿润分散剂0.5～1％，消泡剂0.05～0.1％，阻燃剂6～10％，渗透结晶型防水剂2～4％，水余量，所述的聚合物复合乳液为丙烯酸酯乳液和乙烯-乙酸乙烯酯乳液的混合物，所述阻燃剂为氢氧化镁和硼酸锌；

以重量百分比计，所述粉料组分包括：白水泥30～45％，减水剂1～5％，纳米二氧化硅5～10％，纳米氧化铝1～5％，石英砂15～30％，重钙粉余量。

优选地，所述液料组分和粉料的质量比为1：(0.4～0.8)。

优选地，所述丙烯酸酯乳液和乙烯-乙酸乙烯酯乳液的质量比为7：(1～3)。

优选地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯；所述的成膜助剂为乙二醇。

优选地，所述的湿润分散剂为丙烯酸铵盐类；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述渗透结晶型防水剂为水性渗透结晶防水剂；所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。

更为优选地，所述丙烯酸铵盐类为巴斯夫Sokalan CP 9；所述有机硅消泡剂为Foamic-042消泡剂；水性渗透结晶防水剂为高渗透无机结晶防水剂XT-401；所述萘磺酸盐减水剂为萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N2。

优选地，所述氢氧化镁和硼酸锌的质量比为(3～5)：7。

优选地，所述白水泥为标号为42.5的白水泥；所述石英砂的粒径为80～120目，所述重钙粉的粒径为600～800目。

优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为25～35nm，所述纳米氧化铝的粒径为75～85nm。

所述的阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括以下具体步骤：

S1.液料的制备：将聚合物复合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂和水搅拌Ⅰ得到混合液；再依次加入渗透结晶型防水剂和阻燃剂到混合液中，搅拌Ⅱ分散成均匀的液料；

S2.粉料的制备：将白水泥、减水剂、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、石英砂、重钙粉混合搅拌得到粉料；

S3.将液料和粉料混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料。

优选地，步骤S1中所述搅拌Ⅰ的速率为600～800r/min，所述搅拌Ⅰ的时间为30～45min；所述搅拌Ⅱ的速率为1000～1500r/min，所述搅拌Ⅱ的时间为30～45min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过将混配型无机阻燃剂加入液料中，利用湿润分散剂，使得阻燃剂在水性涂料中分散均匀，制得了阻燃型的聚合物水泥基防水涂料，阻燃性能良好。

2.本发明采用聚合物复合乳液，能够使丙烯酸酯乳液与乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)乳液起到协同互补的作用，在水泥水化反应过程中，形成致密的三维互穿网络结构，显著改善水泥基材的物理组织结构，减少混凝土的裂纹，增强了聚合物防水涂料的致密性及力学性能，柔韧性更好，断裂伸长率高。

3.本发明液料中加入渗透结晶型防水剂，在粉料中加入纳米二氧化硅和氧化铝，在以水为载体，使得活性物质可以渗透到膜层内部混凝土细小裂缝，与混凝土中水泥基材发生化学反应，三者相互配合，生成结晶体，堵塞混凝土裂缝的毛细孔隙通道，防止继续渗漏，在混凝土裂缝处形成一道有效的防水层。从而赋予聚合物水泥防水涂料具有自修复性能，使得能够解决混凝土开裂导致的微小裂缝引起的二次渗漏，进行自我修复和愈合已渗漏的细小裂缝。

4.本发明聚合物水泥防水涂料在具备传统的防水涂料的相关性能外，还具阻燃型和自闭自修复性能，对于提升建筑防水材料的安全性和可靠性上具有很大的作用及应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

本发明实施例中所用的试剂分别采购于：聚合物乳液(丙烯酸酯乳液和EVA乳液)购于广州市栩翔化工有限公司；邻苯二甲酸二辛酯DOP购于天津福晨化学试剂厂；乙二醇购于广州国药试剂厂；丙烯酸铵盐湿润分散剂巴斯夫Sokalan CP 9购于武汉新大地环保材料有限公司；有机硅消泡剂Foamic-042购于天津赛菲化学科技发展有限公司；阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌)购于中山市永丰化工有限公司；高渗透无机结晶防水剂XT-401购于云南永凝防水有限公司；标号为42.5白水泥购于江门市中建科技开发有限公司；减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N2购于中科院广州化学有限公司；纳米二氧化硅购于太仓市欣鸿化工有限公司(粒径为25～35nm)；纳米氧化铝购于北京德科岛金科技有限公司(粒径为75～85nm)；石英砂购于河源市万川石英发展有限公司；重钙粉购于广东精溢求精新材料有限公司。

实施例1

一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，以重量计百分比计，包括液料组分和粉料组分；

其中，液料组分包括：

聚合物乳液(丙烯酸酯乳液：EVA乳液质量比为7：3)60％；

增塑剂邻苯二甲酸二辛酯DOP 1.0％；

成膜助剂乙二醇1.0％；

湿润分散剂为丙烯酸铵盐巴斯夫Sokalan CP 9湿润分散剂0.5％；

消泡剂Foamic-042有机硅消泡剂0.05％；

阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌质量比为3：7)6.0％

渗透结晶防水剂为高渗透无机结晶防水剂XT-4012.0％；

水29.45％；

其中，粉料组分包括：

标号为42.5白水泥30％；减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N21.0％；

纳米二氧化硅5.0％；纳米氧化铝1.0％；

石英砂80目15.0％；重钙粉600目48.0％。

上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料制备过程如下：

1.液料的制备

①将聚合物混合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂、水以600r/min的转速搅拌30分钟得到混合液；

②按照一定的加料速度向①混合液中先后加入渗透结晶型防水剂、混配型阻燃剂，1000r/min快速搅拌20分钟分散成均匀的液料；

2.粉料的制备：将白水泥、减水剂、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、石英砂、重钙粉混合搅拌得到粉料。

3.将液料组分与粉料组分按重量比为1：0.4混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，可将其刷涂于混凝土基层。

实施例2

其中，液料组分包括：

聚合物乳液(丙烯酸酯乳液：EVA乳液的质量比为7:3)65％

增塑剂邻苯二甲酸二辛酯1.5％

成膜助剂乙二醇1.2％

湿润分散剂丙烯酸铵盐巴斯夫Sokalan CP 9 0.5％

消泡剂Foamic-042有机硅消泡剂0.08％

阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌的质量比为3:7)7.2％

渗透结晶防水剂XT-4013.0％水21.52％；

其中，粉料组分包括：

标号为42.5白水泥35％；减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N22.0％；

纳米二氧化硅6.0％；纳米氧化铝3.0％；

石英砂80目20.0％；重钙粉600目34.0％。

上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料制备过程如下：

1.液料的制备

①将聚合物混合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂、水以650r/min的转速搅拌30分钟得到混合液；

②按照一定的加料速度向①混合液中先后加入渗透结晶型防水剂、混配型阻燃剂，1200r/min快速搅拌25分钟分散成均匀的液料；

3.将液料组分与粉料组分按重量比为1:0.5混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，可采用刷涂方式将其进行施工应用于混凝土基层。

实施例3

其中，液料组分包括：

聚合物乳液(丙烯酸酯乳液：EVA乳液的质量比为7:1)70％；

增塑剂邻苯二甲酸二辛酯1.2％；

成膜助剂乙二醇2.1％；

湿润分散剂丙烯酸铵盐巴斯夫Sokalan CP 90.6％；

消泡剂Foamic-042有机硅消泡剂0.06％；

阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌的质量比为4:7)8.5％；

渗透结晶防水剂XT-4012.5％水15.04％

其中，粉料组分包括：

标号为42.5白水泥40％减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N23.0％

纳米二氧化硅7.0％纳米氧化铝4.0％

石英砂100目25.0％重钙粉600目21.0％。

上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料制备过程如下：

1.液料的制备

①将聚合物混合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂、水以700r/min的转速搅拌40分钟得到混合液；

3.将液料组分与粉料组分按重量比为1:0.6混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，可采用刮涂、刷涂或喷涂的方式将其进行施工应用于混凝土基层。

实施例4

其中，液料组分包括：

聚合物乳液(丙烯酸酯乳液：EVA乳液的质量比为7：3)60％；

增塑剂邻苯二甲酸二辛酯2.0％；

成膜助剂乙二醇3.0％；

湿润分散剂丙烯酸铵盐巴斯夫Sokalan CP 90.7％；

消泡剂Foamic-042有机硅消泡剂0.08％；

阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌＝3:7)9.0％；

渗透结晶防水剂XT-4013.0％；水22.22％；

其中，粉料组分包括：

标号为42.5白水泥35％；减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N24.0％；

纳米二氧化硅8.0％；纳米氧化铝2.0％；

石英砂80目20.0％；重钙粉600目31.0％。

上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料制备过程如下：

1.液料的制备

①将聚合物混合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂、水以650r/min的转速搅拌45分钟得到混合液；

②按照一定的加料速度向①混合液中先后加入渗透结晶型防水剂、混配型阻燃剂，1300r/min快速搅拌20分钟分散成均匀的液料；

2.粉料的制备：将白水泥、减水剂、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、石英砂、重钙粉混合搅拌得到。

将液料组分与粉料组分按重量比为1：0.7混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，可采用刮涂、刷涂或喷涂的方式将其进行施工应用于混凝土基层。

实施例5

其中，液料组分包括：

聚合物乳液(丙烯酸酯乳液：EVA乳液的质量比为7:2)65％；

增塑剂邻苯二甲酸二辛酯1.0％；

成膜助剂乙二醇3.5％；

湿润分散剂丙烯酸铵盐巴斯夫Sokalan CP 9 0.8％；

消泡剂Foamic-042有机硅消泡剂0.09％；

阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌＝4:7)9.5％；

渗透结晶防水剂XT-4013.5％；

水16.61％；

其中，粉料组分包括：

标号为42.5白水泥40％；

减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N2 4.5％；

纳米二氧化硅9.0％；

纳米氧化铝4.5％；

石英砂80目30.0％；

重钙粉600目12.0％。

上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料制备过程如下：

1.液料的制备

①将聚合物混合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂、水以600r/min的转速搅拌45分钟得到混合液；

②按照一定的加料速度向①混合液中先后加入渗透结晶型防水剂、混配型阻燃剂，1000r/min快速搅拌25分钟分散成均匀的液料；

3.将液料组分与粉料组分按重量比为1:0.4混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，可采用刮涂、刷涂或喷涂的方式将其进行施工应用于混凝土基层。

实施例6

其中，液料组分包括：

聚合物乳液(丙烯酸酯乳液：EVA乳液的质量比为7:3)75％；

增塑剂邻苯二甲酸二辛酯2.0％；

成膜助剂乙二醇4.0％；

湿润分散剂丙烯酸铵盐巴斯夫Sokalan CP 91.0％

消泡剂Foamic-042有机硅消泡剂0.1％；

阻燃剂(氢氧化镁：硼酸锌的质量比为5:7)10.0％

渗透结晶防水剂XT-4014.0％；

水3.9％；

其中，粉料组分包括：

标号为42.5白水泥45.0％；

减水剂萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N2 5.0％；

纳米二氧化硅10.0％；

纳米氧化铝5.0％

石英砂80目30.0％；

重钙粉600目5.0％。

上述阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料制备过程如下：

1.液料的制备：

①将聚合物混合乳液、增塑剂、成膜助剂、湿润分散剂、消泡剂、水以800r/min的转速搅拌45分钟得到混合液；

②按照一定的加料速度向①混合液中先后加入渗透结晶型防水剂、混配型阻燃剂，1500r/min快速搅拌30分钟分散成均匀的液料；

3.将液料组分与粉料组分按重量比为1：0.8混合搅拌均匀，使用，其。搅拌均匀完成后，采用刮涂、刷涂或喷涂的方式进行施工应用于混凝土基层。

表1为实施例1-6的产品进行相关性能测试，结果如表1所示，从表1中可知，该阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，其各项性能指标均满足国家标准GB/T23445-2009，且同时具有良好的自修复性能和阻燃性能，与传统的聚合物水泥防水涂料相比，综合性能优异，对于建筑材料的安全性和耐久性优势显著。

表1实施例1-6的产品进行相关性能

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述聚合物水泥防水涂料包括液料和粉料，其中，以重量百分比计，所述液料组分包括：聚合物复合乳液60~75%，邻苯二甲酸二辛酯1~2%，乙二醇1~4%，湿润分散剂0.5~1%，消泡剂0.05~0.1%，阻燃剂6~10%，渗透结晶型防水剂2~4%，水余量；所述的聚合物复合乳液为丙烯酸酯乳液和乙烯-乙酸乙烯酯乳液的混合物，所述丙烯酸酯乳液和乙烯-乙酸乙烯酯乳液的质量比为7：(1~3)；所述阻燃剂为质量比为（3~5）：7的氢氧化镁和硼酸锌；

以重量百分比计，所述粉料组分包括：白水泥30~45%，减水剂1~5%，纳米二氧化硅5~10%，纳米氧化铝1~5%，石英砂15~30%，重钙粉余量；所述液料组分和粉料的质量比为1：（0.4~0.8）。

2.根据权利要求1所述的阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述的湿润分散剂为丙烯酸铵盐；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述渗透结晶型防水剂为水性渗透结晶防水剂；所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。

3.根据权利要求2所述的阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述丙烯酸铵盐为巴斯夫Sokalan CP 9；所述有机硅消泡剂为Foamic-042消泡剂；水性渗透结晶防水剂为高渗透无机结晶防水剂XT-401；所述萘磺酸盐减水剂为萘磺酸盐缓凝高效减水剂JS-N2。

4.根据权利要求1所述的阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述白水泥为标号为42.5的白水泥；所述石英砂的粒径为80~120目，所述重钙粉的粒径为600~800目；所述纳米二氧化硅的粒径为25~35nm，所述纳米氧化铝的粒径为75~85nm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1. 液料的制备：将聚合物复合乳液、邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇、湿润分散剂、消泡剂和水搅拌Ⅰ得到混合液；再依次加入渗透结晶型防水剂和阻燃剂到混合液中，搅拌Ⅱ分散成均匀的液料；

S2. 粉料的制备：将白水泥、减水剂、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、石英砂、重钙粉混合搅拌得到粉料；

S3. 将液料和粉料混合搅拌均匀，即得阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料。

6.根据权利要求5所述的阻燃型自修复聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述搅拌Ⅰ的速率为600~800r/min，所述搅拌Ⅰ的时间为30~45min；所述搅拌Ⅱ的速率为1000~1500r/min，所述搅拌Ⅱ的时间为30~45min。