CN110105826A - 一种新型高分子防水材料 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑防水领域，提供一种新型高分子防水材料，包括高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜剂；各组分及含量分别如下，所述高分子聚合物70～85份，分散剂5～8份，增稠剂2～5份，消泡剂3～6份，杀菌剂4～10份，成膜剂3～5份，泛碱抑制剂3‑5份；本发明配方产品还具有高韧性、强抗氧化性，附着力好，抗粉化，防脱落性能佳。

Description

一种新型高分子防水材料

技术领域

本申请涉及建筑防水领域，具体而言为建筑防水技术，涉及建筑的外 墙防水涂料领域，尤其接近于用于保护或延长建筑外墙装饰层寿命的涂料。

背景技术

目前市面上外墙渗漏大部分均采用JS或K11防水涂料。JS防水涂料是 指聚合物水泥防水涂料，又称JS复合防水涂料。其中，J就是指聚合物，S 水泥(“JS”为“聚合物水泥”的拼音字头)。JS防水涂料是一种以聚丙烯 酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等聚合物乳液与各种添加剂组成的有 机液料，和水泥、石英砂、轻重质碳酸钙等无机填料及各种添加剂所组成 的无机粉料通过合理配比、复合制成的一种双组份、水性建筑防水涂料。

k11防水涂料，有独特的、非常活跃的高分子聚合物粉剂及合成橡胶、 合成苯烯酯等所组成的乳液共混体、加入基料和适量化学助剂和填充料， 经塑炼、混炼、压延等工序加工而成的高分子防水材料、选用进口材料和 国内优质辅料，按照国家行业标准最高等级批示生成的优质产品，为现代 建筑行业广泛采用的防水材料。

虽然上述两种现有防水材料具有诸多的实用性和广泛性，但是也存在 弊端，譬如使用后，通常都会产生以下缺陷或问题：1、改变了外墙的颜色 外墙一般使用的瓷砖或马赛克，外墙颜色多样化，而JS或K11防水涂料涂 抹后，涂膜会变成灰色；2、涂膜易起皮、粉化、脱落；3、抗老化能力弱。

发明内容

本申请旨在提供一种新型高分子防水材料，以解决现有技术材料在长 期的氧化和暴晒环境中容易发生起皮、起泡、粉化和脱落的技术问题。

本申请的实施例是这样实现的：

一种新型高分子防水材料，包括高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消 泡剂、杀菌剂、成膜剂；各组分及含量分别如下，所述高分子聚合物70～ 85份，分散剂5～8份，增稠剂2～5份，消泡剂3～6份，杀菌剂4～10份， 成膜剂3～5份，泛碱抑制剂3-5份。

作为本申请配方的优选含量为：高分子共聚物80份，分散剂7份，增 稠剂4份，消泡剂3份，杀菌剂6份，成膜剂4份，泛碱抑制剂4份。

所述高分子聚合物包括丁苯橡胶乳液、聚醚多元醇、硅溶胶和纯丙乳 液，其中纯丙乳液的含量占高分子聚合物总质量份的65％以上，所述泛碱 抑制剂由石英8-12％，沸石14-20％、五氧化二磷10-20％、三氧化铬20-30％、 硼酸5-15％、超细矿渣粉7-43％。

优选地，所述丁苯橡胶乳液由丁二烯40-50份、苯乙烯25-35份、作为 乳化剂用的脂肪酸皂8-12份、作为调节剂用的十二碳硫醇4-6份、作为引 发剂的过二硫酸钾或过硫酸铵4-6份，醋酸3-6份组成。

优选地，所述聚醚多元醇由脂肪醇或者芳香醇60-75份，40-25份的环 氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷的一种或多种混合物，以氧化磷作为催化剂 反应聚合而成。

优选地，所述纯丙乳液中含有质量份不低于55份的甲基丙烯酸和质量 份不低于35份的甲基丙烯酸甲酯。

优选地，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚 氧化乙烯、改性石蜡树脂，卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺 丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡中任意一种或者 多种混合物。

优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚 醚改性硅。

优选地，所述杀菌剂为异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮。

优选地，所述成膜剂为氧化锌、硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠中 的任意一种或者多种混合物。

有益效果：

本发明中所述防水材料配方在拉伸强度、断裂伸长率、低温弯折率和 防水性指标上明显优于市场现有产品指标，同时，明显高于国家或行业对 于防水材料性能指标要求，效果突出明显。进一步地，本发明配方产品还 具有高韧性、强抗氧化性，附着力好，抗粉化，脱落性能佳。

具体实施方式

实施例1：

一种新型高分子防水材料，包括高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消 泡剂、杀菌剂、成膜剂；各组分及含量分别如下，所述高分子聚合物70～ 85份，分散剂5～8份，增稠剂2～5份，消泡剂3～6份，杀菌剂4～10份， 成膜剂3～5份，泛碱抑制剂3-5份。

所述高分子聚合物包括丁苯橡胶乳液、聚醚多元醇、硅溶胶和纯丙乳 液，其中纯丙乳液的含量占高分子聚合物总质量份的65％以上，所述泛碱 抑制剂由石英8-12％，沸石14-20％、五氧化二磷10-20％、三氧化铬20-30％、 硼酸5-15％、超细矿渣粉7-43％。

所述泛碱抑制剂的获得是通过以下制备方法实现的：

第一步：将需要制备的泛碱抑制剂以重量为单元计量，将各个组成成 分按照下述比例进行称量获得，本实施例中泛碱抑制剂以100kg计，各组 分如下：

称取石英 8-12kg；

沸石 14-20kg；

五氧化二磷 10-20kg；

三氧化铬 20-30kg；

硼酸 5-15kg；

超细矿渣粉 7-43kg。

第二步：将第一步中称取的各成分混合置入过滤网或者过滤筛中进行 粗筛，选取的过滤网或者过滤筛的网孔直径应小于0.5毫米。将过滤后获得 的较小粒径和较大粒径(即通过过滤网的细粉和不能通过顾虑网的粗颗粒) 分别盛装。

第三步：将较大粒径的混合物置于粉碎机中进行粉碎，将粉碎后的混 合物粉末重复第二步骤，直至较大粒径的混合物占比低于10％以下。

第四步：将第三步获得的粉碎后的混合物粉末置于球磨机中进行球磨， 球磨时间不低于10小时获得。

有益效果及技术亮点：本实施例中引入的泛碱抑制剂主要引入了五氧 化二磷和沸石，在实际的实用过程中，由于建筑物的混凝土都是采用现浇， 且建筑物主体结构施工完成后立马就会进行外墙施工，外墙的施工或直接 喷涂防水材料或者防水漆着色，或利用混凝土贴马赛克瓷砖，无论采用哪 一种方式都是直接的接触到混凝土。本发明申请中采用的独特的泛碱抑制 剂中的五氧化二磷和沸石都能够中和混凝土中的氢氧根，加之硼酸粉的加 入能够进一步调节混凝土表面及其渗透部分的PH值，能够进一步的抑制泛 碱现象的发生。五氧化二磷中和氢氧根离子的方程式可以表示如下：

P2O5+2XOH+H2O＝＝2XH2PO4..................①

P2O5+4XOH＝＝2X2HPO4+H2O..................②

P2O5+6XOH＝＝2X3PO4+3H2O....................③

上述①、②、③中“X”表示+1价的金属离子。当有效的抑制住了建筑 物外墙泛碱现象后，就从根本上的避免了建筑物与防水材料之间形成粉化、 脱层甚至脱落的现象和可能；防水材料固化后形成的膜本身具有的抗氧化 性能就可以得到充分的发挥，有效的延长使用寿命。

进一步地，本申请中的泛碱抑制剂中的石英成分是采取的天然的酸性 氧化物，能够自然的与现有建筑材料融合，无论是直接作为防水涂料中的 泛碱抑制剂成分还是直接加入到混凝土中参与固化浇筑都有极佳的抗碱中 和效果。

本发明中采用的纯丙乳液的各项性能参数如下表1：

表1

其中，固体含量的检测方法按照国家质量监督检验检疫总局&国家标准 化管理委员会于2008年6月30日发布，2009年4月1日实施的 GB/T16777-2008执行。具体地：

被测试固体含量X的计算方式如下公式所示：

X＝(m2-m0)/(m1-m0)*100％

其中，X——为固体含量；

m0——为培养皿质量；

m1——为干燥前被测试样和培养皿质量；

m2——为干燥后被测试样和培养皿质量；

本实施例中所述防水材料的制备方法如下：

S01，将高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜剂按 照质量份称取并分别存放；

S02，将步骤S01中的组分按照先后顺序置入分散机的搅拌桶中进行混 合，每增加一种组分间隔时间15分钟；

S03，增加分散机搅拌桶的温度，增加温度的同时不停止搅拌；增加温 度的速度应低于1℃/min，直到温度达到110℃±1℃保温；

S04，调节搅拌桶的气压值，保持气压值小于0.1Mpa，避免过多氧气即 进入导致成分氧化，持续搅拌70min以上，释放压力，持续保温；

S05，加入经过球磨处理的泛碱抑制剂继续搅拌20-30min，同事自然降 温至室温；

S06，取样进行指标参数检测，检测标准按照国家质量监督检验检疫总 局&国家标准化管理委员会于2013年11月27日发布，2014年8月1日实 施的GB/T19250-2013执行，通过后获得最终产品。

本实施例中增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜剂采用市场常规成分进行 实验。本实施例中所述范围配方的防水材料性能指标如下表2：

表2

实施例2：

为了更进一步的优化本发明，进一步地还提供优选实施例：一种新型 高分子防水材料，包括高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂、 成膜剂；各组分及含量分别如下，上述配方的优选含量为：高分子共聚物 80份，分散剂7份，增稠剂4份，消泡剂3份，杀菌剂6份，成膜剂4份， 泛碱抑制剂4份。

所述高分子聚合物包括丁苯橡胶乳液、聚醚多元醇、硅溶胶和纯丙乳 液，其中纯丙乳液的含量占高分子聚合物总质量份的65％以上，所述泛碱 抑制剂由石英8-12％，沸石14-20％、五氧化二磷10-20％、三氧化铬20-30％、 硼酸5-15％、超细矿渣粉7-43％。

进一步地说明本申请中高分子聚合物中所述丁苯橡胶乳液的组成成分 如下：所述丁苯橡胶乳液由丁二烯40-50份、苯乙烯25-35份、作为乳化剂 用的脂肪酸皂8-12份、作为调节剂用的十二碳硫醇4-6份、作为引发剂的 过二硫酸钾或过硫酸铵4-6份，醋酸3-6份组成。

所述聚醚多元醇由脂肪醇或者芳香醇60-75份，40-25份的环氧乙烷， 环氧丙烷，环氧丁烷的一种或多种混合物，以氧化磷作为催化剂反应聚合 而成。

所述纯丙乳液中含有质量份不低于55份的甲基丙烯酸和质量份不低于 35份的甲基丙烯酸甲酯。

所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、 改性石蜡树脂，卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、丁 苯橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡中任意一种或者多种混合物。

所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚醚改性硅。

所述杀菌剂为异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮。

所述成膜剂为氧化锌、硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠中的任意一 种或者多种混合物。

所述泛碱抑制剂的获得是通过以下制备方法实现的：

第一步：将需要制备的泛碱抑制剂以重量为单元计量，将各个组成成 分按照下述比例进行称量获得，本实施例中泛碱抑制剂以100kg计，各组 分如下：

称取石英 8-12kg；

沸石 14-20kg；

五氧化二磷 10-20kg；

三氧化铬 20-30kg；

硼酸 5-15kg；

超细矿渣粉 7-43kg。

第二步：将第一步中称取的各成分混合置入过滤网或者过滤筛中进行 粗筛，选取的过滤网或者过滤筛的网孔直径应小于0.5毫米。将过滤后获得 的较小粒径和较大粒径(即通过过滤网的细粉和不能通过顾虑网的粗颗粒) 分别盛装。

第三步：将较大粒径的混合物置于粉碎机中进行粉碎，将粉碎后的混 合物粉末重复第二步骤，直至较大粒径的混合物占比低于10％以下。

第四步：将第三步获得的粉碎后的混合物粉末置于球磨机中进行球磨， 球磨时间不低于10小时获得。

有益效果及技术亮点：本实施例中引入的泛碱抑制剂主要引入了五氧 化二磷和沸石，在实际的实用过程中，由于建筑物的混凝土都是采用现浇， 且建筑物主体结构施工完成后立马就会进行外墙施工，外墙的施工或直接 喷涂防水材料或者防水漆着色，或利用混凝土贴马赛克瓷砖，无论采用哪 一种方式都是直接的接触到混凝土。本发明申请中采用的独特的泛碱抑制 剂中的五氧化二磷和沸石都能够中和混凝土中的氢氧根，加之硼酸粉的加 入能够进一步调节混凝土表面及其渗透部分的PH值，能够进一步的抑制泛 碱现象的发生。五氧化二磷中和氢氧根离子的方程式可以表示如下：

P2O5+2XOH+H2O＝＝2XH2PO4..................①

P2O5+4XOH＝＝2X2HPO4+H2O..................②

P2O5+6XOH＝＝2X3PO4+3H2O....................③

上述①、②、③中“X”表示+1价的金属离子。当有效的抑制住了建筑 物外墙泛碱现象后，就从根本上的避免了建筑物与防水材料之间形成粉化、 脱层甚至脱落的现象和可能；防水材料固化后形成的膜本身具有的抗氧化 性能就可以得到充分的发挥，有效的延长使用寿命。

进一步地，本申请中的泛碱抑制剂中的石英成分是采取的天然的酸性 氧化物，能够自然的与现有建筑材料融合，无论是直接作为防水涂料中的 泛碱抑制剂成分还是直接加入到混凝土中参与固化浇筑都有极佳的抗碱中 和效果。

本发明中采用的纯丙乳液的各项性能参数如下表3：

表3

其中，固体含量的检测方法按照国家质量监督检验检疫总局&国家标准 化管理委员会于2008年6月30日发布，2009年4月1日实施的 GB/T16777-2008执行。具体地：

被测试固体含量X的计算方式如下公式所示：

X＝(m2-m0)/(m1-m0)*100％

其中，X——为固体含量；

m0——为培养皿质量；

m1——为干燥前被测试样和培养皿质量；

m2——为干燥后被测试样和培养皿质量；

本实施例中所述防水材料的制备方法如下：

S01，将高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜剂按 照质量份称取并分别存放；

S02，将步骤S01中的组分按照先后顺序置入分散机的搅拌桶中进行混 合，每增加一种组分间隔时间15分钟；

S03，增加分散机搅拌桶的温度，增加温度的同时不停止搅拌；增加温 度的速度应低于1℃/min，直到温度达到110℃±1℃保温；

S04，调节搅拌桶的气压值，保持气压值小于0.1Mpa，避免过多氧气即 进入导致成分氧化，持续搅拌70min以上，释放压力，持续保温；

S05，加入经过球磨处理的泛碱抑制剂继续搅拌20-30min，同事自然降 温至室温；

S06，取样进行指标参数检测，检测标准按照国家质量监督检验检疫总 局&国家标准化管理委员会于2013年11月27日发布，2014年8月1日实 施的GB/T19250-2013执行，通过后获得最终产品。

本发明申请中所述配方的防水材料性能指标如下表4：

表4

本实施例中，所述增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜剂的种类的更改对 于上述指标的影响从实验数据上看并无明显变化，基本可等同，故不对各 个成分的变化一一罗列。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于 本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请 的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型高分子防水材料，包括高分子聚合物、分散剂、增稠剂、消泡剂、杀菌剂、成膜剂；其特征在于：各组分及含量分别如下，所述高分子聚合物70～85份，分散剂5～8份，增稠剂2～5份，消泡剂3～6份，杀菌剂4～10份，成膜剂3～5份，泛碱抑制剂3-5份；

所述高分子聚合物包括丁苯橡胶乳液、聚醚多元醇、硅溶胶和纯丙乳液，其中纯丙乳液的含量占高分子聚合物总质量份的65％以上，所述泛碱抑制剂由石英8-12％，沸石14-20％、五氧化二磷10-20％、三氧化铬20-30％、硼酸5-15％、超细矿渣粉7-43％。

2.根据权利要求1所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述丁苯橡胶乳液由丁二烯40-50份、苯乙烯25-35份、作为乳化剂用的脂肪酸皂8-12份、作为调节剂用的十二碳硫醇4-6份、作为引发剂的过二硫酸钾或过硫酸铵4-6份，醋酸3-6份组成。

3.根据权利要求2所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述聚醚多元醇由脂肪醇或者芳香醇60-75份，40-25份的环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷的一种或多种混合物，以氧化磷作为催化剂反应聚合而成。

4.根据权利要求3所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述纯丙乳液中含有质量份不低于55份的甲基丙烯酸和质量份不低于35份的甲基丙烯酸甲酯。

5.根据权利要求1所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、改性石蜡树脂，卡波树脂、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液、顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯、改性聚脲、低分子聚乙烯蜡中任意一种或者多种混合物。

6.根据权利要求1所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚醚改性硅。

7.根据权利要求1所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述杀菌剂为异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮。

8.根据权利要求1所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：所述成膜剂为氧化锌、硅酸丁酯、醋酸丁酯、甲基硅酸钠中的任意一种或者多种混合物。

9.根据权利要求1所述的一种新型高分子防水材料，其特征在于：高分子共聚物80份，分散剂7份，增稠剂4份，消泡剂3份，杀菌剂6份，成膜剂4份，泛碱抑制剂4份。