CN109896800A - 一种高性能聚合物水泥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聚合物水泥防水涂料及其制备方法，所述涂料包括液料和粉料双分组，液料和粉料的重量比为1:1.8～2.1；液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水＝28～32:0.1～0.5：0.03～0.08:3～5；粉料组分包括52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂＝32～40:12～16:12～16：0.2～0.5；所述弹性防水乳液为苯乙烯‑丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液两种乳液按照质量比例为1：0.8～1.2复配得到。本发明的双组份乳液与52.5级白水泥和三聚氰胺减水剂以及合适级配的填料配合，防水涂料水化反应完全后形成致密的高强度完整涂膜，具有优异的防水性能，各项性能指标远超过GB/T 23445‑2009中Ⅱ型防水涂料的技术指标，且可保证良好的施工性能。
Description
技术领域
本发明属于防水涂料技术领域，具体涉及一种高性能聚合物水泥防水涂料及其制备方法。
背景技术
建筑防水工程是现代建筑工程的重要组成部分，防水材料的使用效果直接影响到建筑的寿命和功能发挥。聚合物水泥防水涂料由聚合物乳液和水泥等无机材料复合而成，具有柔性和刚性双重特点。其成膜机理是液体和粉体混合搅拌均匀后，涂膜经过膜表层水分挥发与膜内部水化反应后，聚合物与水泥形成密实的互穿网络结构。其施工简单，对环境无污染、防水效果好，越来越受到人们的重视，被认为是防水行业最具有前景的防水材料之一。适用于屋面、厨房、卫生间、地下室等防水工程中。
但是现有市面上产品质量参差不齐，高性能绿色环保的聚合物水泥防水涂料产品仅占少数，且价格昂贵。并且大部分产品难以同时兼顾施工性能和涂膜的力学性能。有些产品存在与水泥相容性差，防水涂膜力学性能不佳等缺点。另一些市售产品夏季高温施工还会出现产品粘度上升快，不易操作的问题。现场通过随意加水来调整施工性能的方式会严重影响产品的防水性能。因此，开发一种施工性能优异，同时又具备良好力学性能和防水性能的高性能聚合物水泥防水涂料仍然是防水涂料产品发展的重要方向。
CN108947406A公开了一种聚合物水泥防水涂料，通过加入一种粘度调节剂，能够明显降低聚合物水泥防水涂料在3h的粘度，解决了普通聚合物水泥防水涂料粘度大且上升快的问题，保证了在实际使用过程中的可施工性。但仅限于涂料浆体粘度的研究，未涉及产品力学性能等指标的研究。
CN108409262A公开了一种聚合物水泥防水涂料，该专利中使用石英砂和碳酸钙搭配水泥作为粉料，通过合适的粉料和液料比例调整，产品各项力学性能指标均超过了GB/T23445-2009中的规定，但该专利仅限于单组份苯乙烯-丙烯酸酯乳液体系的研究，未对产品的粘度和施工性能进行相关研究。而实际上加入碳酸钙虽然可以一定程度上提高涂膜性能，却很容易造成涂料的粘度偏高，缩短涂料操作时间，影响其施工性能。
发明内容
为克服现有技术的不足，针对普通聚合物水泥防水涂料产品存在与水泥相容性差，防水涂膜力学性能不佳，夏季高温季节操作时间短等缺点，提供了一种高性能聚合物水泥防水涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种高性能聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料双分组，液料和粉料的重量比为1:1.8～2.1；
所述液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水＝28～32:0.1～0.5：0.03～0.08:3～5；
所述粉料组分包括以下重量份的原材料：52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂＝32～40:12～16:12～16：0.2～0.5；
所述弹性防水乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液两种乳液按照质量比1：0.8～1.2复配得到。
本发明防水涂料中使用较大量的粉料，且采用合适级配的石英砂配合，而不使用碳酸钙，不会显著增加涂料的粘度，且合适级配的石英砂与弹性防水乳液搭配既可以保证涂料具有较长的操作时间，施工性能良好，也可以使涂料的涂膜具有良好的力学性能，尤其是拉伸强度和热处理和碱处理后保持率都较高，具有良好的防水性能。
优选地，所述弹性防水乳液中苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的质量比为1：1。
优选地，所述减水剂为三聚氰胺减水剂。
优选地，所述涂料中液料和粉料的重量比为1:2。
优选地，所述液料中弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水的重量比为32：0.2：0.05：3.45。
优选地，所述粉料中52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂的重量比为36：14：14：0.3。
优选地，所述消泡剂为Foamaster8034A有机硅消泡剂。
优选地，所述52.5白水泥为普通硅酸盐水泥。
本发明还提供上述高性能聚合物水泥防水涂料的制备方法：用液料高速分散机将液料按比例搅拌均匀，搅拌速率300-500r/min，静置消泡2-3min；用干混搅拌设备将粉料按比例搅拌均匀；再缓慢向液料中加入配方量的粉料，边搅拌边加入，混合搅拌均匀，静置消泡2-3min，得到高性能聚合物水泥防水涂料。
相比现有技术，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的高性能聚合物水泥防水涂料，通过苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液两种弹性防水乳液复配，苯乙烯-丙烯酸酯乳液具有优异的耐水、耐候和耐久性能；醋酸乙烯-乙烯共聚乳液具有良好的使用和施工性能，克服了普通聚合物水泥防水涂料夏季高温使用过程中粘度上升快的问题，产品具有良好的施工性能。合适比例的两种乳液搭配既可以保证良好的施工性能，也可以保证良好的防水耐候性。
(2)本发明通过大量实验验证，发现与双组份乳液相容性匹配的52.5级白水泥和三聚氰胺减水剂以及合适级配的填料填充，防水涂料水化反应完全后形成致密的高强度完整涂膜，具有优异的防水性能，各项性能指标远超过GB/T23445-2009中Ⅱ型防水涂料的技术指标，且可保证良好的施工性能。
(3)本发明提供的高性能聚合物水泥防水涂料组分简单，生产便捷，成本可控，易于实现工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，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
本实施例提供一种高性能聚合物水泥防水涂料，包括液料和粉料双分组，其重量比为1:2。
所述液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水的重量比为32：0.2：0.05：3.45；
所述粉料组分包括52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂的重量比为36：14：14：0.3。
所述弹性防水乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液两种复配，苯乙烯-丙烯酸酯乳液为Acronal S400F苯丙乳液，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为CelvolitVAE-1319乳液。其比例为1：1。所述消泡剂为Foamaster8034A有机硅消泡剂。所述52.5白水泥为普通硅酸盐水泥。所述减水剂为Melment F10三聚氰胺减水剂，减水率14％。
上述所述的一种高性能聚合物水泥防水涂料的制备方法，包括以下步骤：用液料高速分散机将各液料组分按比例搅拌均匀，搅拌速率300-500r/min，静置消泡2-3min；用干混搅拌设备将粉料按比例搅拌均匀。再缓慢向液料中加入配方量的粉料，边搅拌边加入，混合搅拌均匀，静置消泡2-3min，得到高性能聚合物水泥防水涂料。
实施例2
一种高性能聚合物水泥防水涂料，所述涂料包括液料和粉料双分组，其重量比为1:1.8。
所述液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水的重量比为30：0.2：0.08：4.5；
所述粉料组分包括52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂的重量比为38：12：16：0.4。
本实施例中的其他技术特征同实施例1。
实施例3
一种高性能聚合物水泥防水涂料，所述涂料包括液料和粉料双分组，其重量比为1:2.1。
所述液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水的重量比为31：0.3：0.06：5；
所述粉料组分包括52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂的重量比为32：16：12：0.4。
本实施例中的其他技术特征同实施例1。
实施例4
一种高性能聚合物水泥防水涂料，所述涂料包括液料和粉料双分组，其重量比为1:1.9。
所述液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水的重量比为28：0.3：0.06：4；
所述粉料组分包括52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂的重量比为38：16：12：0.3。
本实施例中的其他技术特征同实施例1。
对比例1
与实施例1相比，本对比例的弹性防水乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液两种复配，其质量比为1：3。其它与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，本对比例中石英砂采用非级配的80-120目石英砂；其它与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，本对比例将实施例1中120～200目石英砂替换为1200-2000目的石英粉；其它与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比，本对比例将液料和粉料比改为1:1.5；其它与实施例1相同。
对比例5
与实施例1相比，本对比例将三聚氰胺减水剂替换成萘系减水剂；其它与实施例1相同。
对比例6
与实施例1相比，本对比例的弹性防水乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液两种复配，其比例为3：1。其它与实施例1相同。
按实施例1-4和对比例1-6制得的高性能聚合物水泥防水涂料经检测结果如下表。
由表1检测结果可以看出，本发明专利提供的高性能聚合物水泥防水涂料具有优异的防水性能和力学性能，特别是拉伸强度和断裂伸长率远远超过了GB/T23445-2009中Ⅱ型防水涂料的技术指标要求。对比例1中改变苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液比例，产品的断裂伸长率及对应的耐水和耐碱性能明显降低，检测指标不能满足标准要求。对比例2和3改变石英砂颗粒尺寸和级配，产品的性能指标较实施例有明显降低，说明本申请提供的聚合物水泥防水涂料配方具有合理的石英砂级配设计，与本申请乳液配合能保证防水涂料产品形成致密的防水涂层结构，产品具有优异的力学性能和防水性能。对比例4调整粉料与液料比例，降低粉料用量，产品的抗拉强度明显降低，不能满足标准要求。说明粉料和液料比例必须在本申请设计的合理的范围内调整，产品才能同时具有优异的拉伸强度和断裂伸长率。对比例5将三聚氰胺减水剂替换成萘系减水剂后，产品各项指标明显降低。综上可以看出本申请中使用三聚氰胺减水剂与白水泥、双组份乳液体系具有良好的相容性，产品综合性能优异。
表1防水涂料检测结果
表2为环境温度为35℃时，实施例1-4和对比例1-6制得的高性能聚合物水泥防水涂料经放置后浆体粘度变化数据。试验采用的数显旋转粘度计型号为NDJ-9S。
从表2结果可以看出，本发明实施例制得的高性能聚合物水泥防水涂料，由于采用合适比例的双组份苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液配合合适级配的石英砂和三聚氰胺减水剂，在35℃环境中放置不同时间，浆体粘度上升缓慢，具有较长的操作时间。对比例6中减少醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的比例，会导致降低粘度增大且黏度上升速度加快，大大缩短操作时间，施工性能降低。对比例3中改变石英砂的级配不仅会降低性能，也会使涂料粘度增加，显著影响施工性能。如果将石英砂换成碳酸钙则会更加显著影响施工性能。对比例5中改变减水剂也会对施工性能带来不良影响。
表2高性能聚合物水泥防水涂料浆体粘度数据
综上可以看出，只有使用本发明合适比例的乳液和级配石英砂以及三聚氰胺减水剂搭配才能使防水涂料同时满足良好的施工性能和良好的涂膜力学性能，若改变乳液、填料或减水剂任一种的比例或种类都会影响其综合性能。
试验例1
试验地点：武汉市青山区武汉三源特种建材有限责任公司新办公大楼7楼卫生间防水施工，试验面积：约15m2。
试验时间：2011年12月至今，采用实施例1中的高性能聚合物水泥防水涂料，涂刷3层，实际厚度约1.2mm。
试验结果：施工现场，拌合好的涂料浆体施工性能良好，取样带回实验室制膜检测，断裂伸长率和拉伸强度等各项指标超过GB/T23445-2009中Ⅱ型防水涂料的技术指标。试用7年至今，卫生间未出现漏水现象。
试验例2
试验地点：武汉市青山区沿港路速8酒店3楼卫生间防水施工，试验面积：约150m2。
试验时间：2012年7月至今，采用实施例1中的高性能聚合物水泥防水涂料，涂刷3层，实际厚度约1.2mm。
试验结果：施工现场，拌合好的涂料浆体施工性能良好，取样带回实验室制膜检测，断裂伸长率和拉伸强度等各项指标超过GB/T 23445-2009中Ⅱ型防水涂料的技术指标。试用7年至今，卫生间未出现漏水现象。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述涂料包括液料和粉料双分组，液料和粉料的重量比为1:1.8～2.1；
所述液料组分包括以下重量份的原材料：弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水＝28～32:0.1～0.5：0.03～0.08:3～5；
所述粉料组分包括以下重量份的原材料：52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂＝32～40:12～16:12～16：0.2～0.5；
所述弹性防水乳液为苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液两种乳液按照质量比1：0.8～1.2复配得到。
2.根据权利要求1所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述弹性防水乳液中苯乙烯-丙烯酸酯乳液和醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的质量比为1：1。
3.根据权利要求1所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述减水剂为三聚氰胺减水剂。
4.根据权利要求1所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述涂料中液料和粉料的重量比为1:2。
5.根据权利要求1所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述液料中弹性防水乳液：消泡剂：防腐杀菌剂：水的重量比为32：0.2：0.05：3.45。
6.根据权利要求1所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述粉料中52.5白水泥：50～80目石英砂：120～200目石英砂：减水剂的重量比为36：14：14：0.3。
7.根据权利要求1到6任一项所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为Foamaster 8034A有机硅消泡剂。
8.根据权利要求1到6任一项所述的高性能聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述52.5白水泥为普通硅酸盐水泥。
9.权利要求1到6任一项所述的一种高性能聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于：用液料高速分散机将液料按比例搅拌均匀，搅拌速率300-500r/min，静置消泡2-3min；用混搅拌设备将粉料按比例搅拌均匀；再缓慢向液料中加入配方量的粉料，边搅拌边加入，混合搅拌均匀，静置消泡2-3min，得到高性能聚合物水泥防水涂料。
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