CN110183135A - 一种速凝剂及速凝型聚合物水泥防水浆料和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种速凝剂及速凝型聚合物水泥防水浆料和制备方法。该速凝剂包括：氢氟酸2‑10重量份、氢氧化铝1‑5重量份、硫酸铝4‑20重量份、三聚氰胺1‑5份、亚硝酸钙1‑5份、硫酸锂1‑5份、多元醇胺1‑5重量份、硅酸钠10‑20份、水50‑100份。本发明解决了现有的防水浆料因凝结速度慢无法快速进行下道工序、无法用于快速抢修工程和抢工期工程，以及市场上用快硬水泥生产的防水浆料凝结速度快、施工时间短的问题。本发明的速凝型聚合物水泥防水浆料具有固化快、早期强度高、抗渗性好、防水效果好、可操作施工时间长、可在低温下施工、防霉、抗碱、耐候、无毒、无害、无污染等优点。

Description

一种速凝剂及速凝型聚合物水泥防水浆料和制备方法

技术领域

本发明属于防水浆料领域，更具体地，涉及一种速凝剂及速凝型聚合物水泥防水浆料和制备方法。

背景技术

防水浆料是以改性聚合物乳液和水泥混合粉料通过现场搅拌混合而成的通用防水灰浆，也叫聚合物水泥防水涂料，简称"双组份防水涂料"，具有优异的防水效果，施工方便、涂膜强度高、附着力优异，可在砖石、砂浆、混凝土和石膏板基层上施工；可直接在防水膜上进行砂浆抹灰和粘贴瓷砖。通用型防水灰浆主要用于非长期浸水环境下的建筑物防水，适用于浴室、水池和游泳池的防水处理，也适用于厨房和卫生间的防水处理。

一般新拌普通浆料应具有良好的和易性，硬化后的浆料则应具有所需的强度和粘结力。浆料的和易性与其流动性和保水性有关，一般根据施工经验掌握或通过试验确定。然而普通水泥浆料是典型的脆性材料，其抗压强度高，抗拉强度、抗折强度和粘结强度低，韧性差、易开裂、抗渗性差，凝结时间在12小时以上。因此，难以满足工程耐久性和施工效率的要求，在很大程度上限制了其在建筑工程中的应用。

常规的聚合物水泥防水浆料添加的大部分是耐水性较差的胶粉，而且需要大量乳胶粉，经济效果、防水效果差，不耐水、不耐热、抗渗性差，受高温易开裂料且凝结时间长，不适宜用在抢工期的工程和抢修工程上。

目前市场上用于快硬的防水浆料中所用的水泥均为快硬硫铝酸盐水泥或其他类型的快硬水泥，这使得防水浆料的开放时间非常短，导致短时间内防水浆料就会凝固而无法施工，从而浪费材料。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的防水浆料凝结速度慢、无法快速进行下道工序、无法用于快速抢修工程和抢工期工程的问题；解决市场上用快硬水泥生产的防水浆料凝结速度快、施工时间短的问题。提高防水砂浆抗渗性能，提高防水效果。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种速凝剂，该速凝剂包括：

氢氟酸2-10重量份、氢氧化铝1-5重量份、三聚氰胺1-5份、亚硝酸钙1-5份、硫酸锂1-5份、硫酸铝4-20重量份、多元醇胺1-5重量份、硅酸钠10-20份、水50-100份。

根据本发明，所述多元醇胺可选用本领域技术人员常规采用的多元醇胺。作为优选方案，所述多元醇胺为三乙醇胺和/或二乙醇胺。

本发明的第二方面提供一种速凝型聚合物水泥防水浆料，该速凝型聚合物水泥防水浆料包括液料、粉料和速凝剂；

所述液料包括：

丙烯酸酯乳液100-400重量份、消泡剂0.5-5重量份、分散剂0.1-5重量份、杀菌剂0.1-5重量份、色浆0-5重量份、水400-900重量份；

所述粉料包括：

硅酸盐水泥50-500重量份、重骨料400-800重量份、保水剂0.1-10重量份、减水剂1-10重量份、抗渗助剂1-10重量份、憎水剂0.5-5重量份；

所述速凝剂为上述的速凝剂；

其中，液料、粉料和速凝剂的重量比为500-2000：2000-6000：0.05-1。

作为进一步的优选方案，上述的速凝型聚合物水泥防水浆料中，

所述液料包括：

丙烯酸酯乳液250-350重量份、消泡剂2-4重量份、分散剂0.2-1重量份、杀菌剂0.2-1重量份、色浆0-5重量份、水600-800重量份；

所述粉料包括：

硅酸盐水泥350-450重量份、重骨料550-650重量份、保水剂0.1-1重量份、减水剂1-5重量份、抗渗助剂1-5重量份、憎水剂0.5-2重量份；

所述速凝剂包括：

氢氟酸4-8重量份、氢氧化铝2-4重量份、三聚氰胺2-4份、亚硝酸钙2-4份、硫酸锂2-4份、硫酸铝8-16重量份、多元醇胺2-4重量份、硅酸钠12-18份、水70-80份。

本发明中，丙烯酸酯乳液使速凝型聚合物水泥防水浆料能具有优异的抗折强度和抗压强度及优异的耐水能力，从而具备优异的防水性能。

本发明中，速凝剂主要通过提高速凝剂中的铝离子与水泥水化产生的Ca(OH)₂反应生成水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等产物，使水泥浆体产生凝结而达到速凝效果。速凝剂的组分中，氢氟酸和氢氧化铝以及硫酸铝使速凝剂中存在大量的铝离子，硫酸锂和亚硝酸钙主要使灰浆起早强作用，三聚氰胺能有效减少加水量，从而加快凝结速度。多元醇胺主要起到使速凝剂中的铝离子稳定而不发生沉淀的作用。

根据本发明，上述丙烯酸酯乳液、消泡剂、分散剂、杀菌剂、色浆、硅酸盐水泥、重骨料、保水剂、减水剂、抗渗助剂、憎水剂、氢氟酸、氢氧化铝、硫酸铝、多元醇胺及硅酸钠均可通过商购获得。

根据本发明，所述液料中，色浆为本领域技术人员常规采用的色浆，本领域技术人员可根据目标颜色等需要对色浆进行选择。

为了获得性能更加优异的速凝型聚合物水泥防水浆料，所述粉料包括抗渗助剂3.5-4.5重量份。

作为进一步的优选方案，液料、粉料和速凝剂的重量比为800-1200：3500-4500：0.1-0.5。更优选地，为了获得更优异的初凝时间和终凝时间，液料、粉料和速凝剂的重量比为800-1200：3500-4500：0.3-0.5，最优选为800-1200：3500-4500：0.4-0.5。

根据本发明，所述消泡剂、分散剂和杀菌剂可选用本领域技术人员常规采用的消泡剂、分散剂和杀菌剂。

作为优选方案，所述消泡剂选自有机硅消泡剂、矿物油消泡剂和聚醚型消泡剂中的至少一种。

作为优选方案，所述分散剂选自脂肪酸类分散剂、石蜡类分散剂、金属皂类分散剂和低分子蜡类分散剂中的至少一种。

作为优选方案，所述杀菌剂选自异噻唑啉酮、溴硝醇和季铵盐类杀菌剂中的至少一种。

作为优选方案，所述抗渗助剂为煅烧凹凸棒土和/或渗透结晶母料。更优选选用煅烧凹凸棒土，煅烧凹凸棒土因特殊结构而具有良好的吸附性能和粘结性能，具备多种用途。本发明中，因煅烧凹凸棒土中的晶格发生破坏，生成了大量具有火山灰活性的氧化硅和氧化铝，这些物质与砂浆中水泥水化产物中的氢氧化钙反应，生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙能填充砂浆内部的孔隙，改善砂浆的性能，尤其是抗渗性。

根据本发明，所述重骨料、保水剂、减水剂和憎水剂可选用本领域技术人员常规采用的重骨料、保水剂、减水剂和憎水剂。

作为优选方案，所述重骨料选自河砂、石英砂和重钙中的至少一种。

作为优选方案，所述保水剂选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。

作为优选方案，所述减水剂为聚羧酸类减水剂和/或萘系减水剂。

作为优选方案，所述憎水剂选自硅烷基憎水剂、有机硅类憎水剂和硬脂酸类憎水剂中的至少一种。

作为优选方案，所述重骨料粒径为70-140目。

本发明的第三方面提供上述的速凝型聚合物水泥防水浆料的制备方法：

将消泡剂、分散剂和杀菌剂加入至丙烯酸酯乳液和水的混合物中，混合均匀，可选地加入色浆调色，得到所述液料；

将硅酸盐水泥、重骨料、保水剂、抗渗助剂、减水剂和憎水剂混合搅拌后得到所述粉料；

所述速凝剂的制备方法包括：

将氢氟酸加入氢氧化铝和水的混合液中，使氢氧化铝溶解，然后加入硫酸铝、硅酸钠、三聚氰胺、亚硝酸钙和硫酸锂，再任选加入氢氧化铝，使体系的pH值为5.5～7，最后加入多元醇胺并搅拌均匀，得到所述速凝剂。

根据本发明，所述速凝剂的制备方法中，第一次加入的氢氧化铝的量通常为氢氧化铝总量的70～80％，第二次加入的氢氧化铝的量通常为氢氧化铝总量的20～30％，本领域技术人员可根据需要在上述范围内进行调整。

根据本发明，在一个具体的实施例中，上述的速凝型聚合物水泥防水浆料的制备方法：

所述液料的制备方法包括：

将水计量后加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将丙烯酸酯乳液计量后加入到液料搅拌缸中分散10分钟，然后将搅拌速度降低为800转/分钟，然后将消泡剂、分散剂和杀菌剂计量后加入到液料搅拌缸中，搅拌10分钟，最后可选地加入色浆进行调色，搅拌10分钟即可进行液料包装。

所述粉料的制备方法包括：

开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，然后将硅酸盐水泥计量后加入到粉料搅拌缸，将重骨料计量后加入到搅拌缸中，再将保水剂、抗渗助剂、减水剂、憎水剂加入到无重力搅拌缸搅拌10分钟后即可进行粉料包装。

所述速凝剂的制备方法包括：

将水计量后加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为500转/分钟，将氢氧化铝粉体计量后投入搅拌缸；然后计量一定量氢氟酸缓慢加入搅拌缸，使总量75％左右的氢氧化铝溶于氢氟酸中，再将计量好的硫酸铝加入搅拌缸中搅拌，再加入计量好的硅酸钠溶液，三聚氰胺、亚硝酸钙和硫酸锂，搅拌30分钟，最后加入余量氢氧化铝中和速凝剂中的酸，使PH值在6左右，然后加多元醇胺，搅拌30分钟过滤后即可进行包装。

本发明的速凝型聚合物水泥防水浆料在使用时，选用喷涂方式，先将液料和粉料在喷涂机内部混合均匀，再将速凝剂在喷嘴部位与液料和粉料的混合物充分混合促使液料和粉料的混合物再喷涂到基层上能快速硬化。

本发明的技术方案带来的有益效果：

本发明解决了现有的防水浆料因凝结速度慢无法快速进行下道工序、无法用于快速抢修工程和抢工期工程，以及市场上用快硬水泥生产的防水浆料凝结速度快、施工时间短的问题。

本发明的速凝型聚合物水泥防水浆料具有固化快、早期强度高、抗渗性好、防水效果好、可操作施工时间长、可在低温下施工、防霉、抗碱、耐候、无毒、无害、无污染等优点。

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。

本发明各个实施例中，采用的速凝剂的配方为：氢氟酸6重量份、氢氧化铝3重量份、三聚氰胺3份、亚硝酸钙3份、硫酸锂3份、硫酸铝12重量份、三乙醇胺3重量份、硅酸钠15份、水75份。

本发明各个实施例中液料、粉料的配方详见表1-2，各个实施例中速凝剂的用量详见表3。

表1各实施例液料配方

上述组分中，丙烯酸酯乳液为巴斯夫公司生产的型号为S400的丙烯酸酯乳液；消泡剂为三权益公司生产的型号为DP-602的消泡剂；分散剂为罗门哈斯公司生产的型号为731A的分散剂；杀菌剂为索尔公司生产的型号为1209的杀菌剂；色浆为蓝色浆。

表2各实施例粉料配方

上述组分中，硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥；纤维素醚为舜水化工公司生产的型号为P6的纤维素醚；减水剂为巴斯夫公司生产的型号为F10的减水剂；憎水剂为易来泰公司生产的型号为SEAL80的憎水剂；煅烧凹凸棒土采用为汇茂公司生产的煅烧凹凸棒土。

表3各个实施例中速凝剂的用量

本发明各个实施例的制备方法包括如下步骤：

液料：将水计量后加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为1000转/分钟，然后将S400丙烯酸酯乳液计量后加入到液料搅拌缸中分散10分钟，然后将搅拌速度降低为800转/分钟，然后将602消泡剂、731A分散剂和1209杀菌剂计量后加入到液料搅拌缸中，搅拌10分钟，最后加入色浆进行调色，搅拌10分钟得到液料。

粉料：开启无重力粉料搅拌机，保持转速为600转/分钟，然后将42.5硅酸盐水泥计量后加入到粉料搅拌缸，将70-140目河砂计量后加入到搅拌缸中，再将P6纤维素醚、抗渗助剂、UNF-5减水剂、SEAL80憎水剂加入到无重力搅拌缸搅拌10分钟后即可进行粉料包装。

速凝剂：将水计量后加入到液料搅拌缸中，开启搅拌缸的分散机，保持转速为500转/分钟，将总量75％的氢氧化铝粉体计量后投入搅拌缸；然后计量一定量氢氟酸缓慢加入搅拌缸，使上述氢氧化铝溶于氢氟酸中，再将计量好的硫酸铝加入搅拌缸中搅拌，再加入计量好的硅酸钠、三聚氰胺、亚硝酸钙和硫酸锂，搅拌30分钟，最后加入总量25％的氢氧化铝中和速凝剂中的酸，使PH值在6左右。搅拌30分钟过滤后得到速凝剂。

测试例：

对实施例1-9制备得到的速凝型聚合物水泥防水浆料按重量比液料：粉料：速凝剂＝1：4：0.1进行施工。施工时，先将液料和粉料在喷涂机内部混合均匀，速凝剂在喷嘴部位与液料和粉料的混合物充分混合。采用JCT 2090-2011聚合物水泥防水浆料标准和GB23440-2009无机防水堵漏材料标准相关性能进行性能测定，最后结果如表4所示。

表4

由表4可看出本发明有着优异的抗渗的防水能力而且有非常快的凝结速度。其中实施例1的凝结速度最快、速凝效果最好、抗渗效果也最好。

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 (10)

1.一种速凝剂，其特征在于，该速凝剂包括：

氢氟酸2-10重量份、氢氧化铝1-5重量份、硫酸铝4-20重量份、三聚氰胺1-5份、亚硝酸钙1-5份、硫酸锂1-5份、多元醇胺1-5重量份、硅酸钠10-20份、水50-100份。

2.根据权利要求1所述的速凝剂，其中，所述多元醇胺为三乙醇胺和/或二乙醇胺。

3.一种速凝型聚合物水泥防水浆料，其特征在于，该速凝型聚合物水泥防水浆料包括液料、粉料和速凝剂；

所述液料包括：

丙烯酸酯乳液100-400重量份、消泡剂0.5-5重量份、分散剂0.1-5重量份、杀菌剂0.1-5重量份、色浆0-5重量份、水400-900重量份；

所述粉料包括：

硅酸盐水泥50-500重量份、重骨料400-800重量份、保水剂0.1-10重量份、减水剂1-10重量份、抗渗助剂1-10重量份、憎水剂0.5-5重量份；

所述速凝剂为权利要求1或2所述的速凝剂；

其中，液料、粉料和速凝剂的重量比为500-2000：2000-6000：0.05-1。

4.根据权利要求3所述的速凝型聚合物水泥防水浆料，其中，

所述液料包括：

丙烯酸酯乳液250-350重量份、消泡剂2-4重量份、分散剂0.2-1重量份、杀菌剂0.2-1重量份、色浆0-5重量份、水600-800重量份；

所述粉料包括：

硅酸盐水泥350-450重量份、重骨料550-650重量份、保水剂0.1-1重量份、减水剂1-5重量份、抗渗助剂1-5重量份、憎水剂0.5-2重量份；

所述速凝剂包括：

氢氟酸4-8重量份、氢氧化铝2-4重量份、硫酸铝8-16重量份、三聚氰胺2-4份、亚硝酸钙2-4份、硫酸锂2-4份、多元醇胺2-4重量份、硅酸钠12-18份、水70-80份。

5.根据权利要求4所述的速凝型聚合物水泥防水浆料，其中，所述粉料包括抗渗助剂3.5-4.5重量份。

6.根据权利要求4所述的速凝型聚合物水泥防水浆料，其中，液料、粉料和速凝剂的重量比为800-1200：3500-4500：0.1-0.5。

7.根据权利要求3或4所述的速凝型聚合物水泥防水浆料，其中，

所述消泡剂选自有机硅消泡剂、矿物油消泡剂和聚醚型消泡剂中的至少一种；

所述分散剂选自脂肪酸类分散剂、石蜡类分散剂、金属皂类分散剂和低分子蜡类分散剂中的至少一种；

所述杀菌剂选自异噻唑啉酮、溴硝醇和季铵盐类杀菌剂中的至少一种。

8.根据权利要求3或4所述的速凝型聚合物水泥防水浆料，其中，

所述抗渗助剂为煅烧凹凸棒土和/或渗透结晶母料；

所述重骨料选自河砂、石英砂和重钙中的至少一种；

所述保水剂选自甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的至少一种；

所述减水剂为聚羧酸类减水剂和/或萘系减水剂；

所述憎水剂选自硅烷基憎水剂、有机硅类憎水剂和硬脂酸类憎水剂中的至少一种。

9.根据权利要求3或4所述的速凝型聚合物水泥防水浆料，其中，所述重骨料粒径为70-140目。

10.权利要求3-9中任意一项所述的速凝型聚合物水泥防水浆料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

将消泡剂、分散剂和杀菌剂加入至丙烯酸酯乳液和水的混合物中，混合均匀，可选地加入色浆调色，得到所述液料；

将硅酸盐水泥、重骨料、保水剂、抗渗助剂、减水剂和憎水剂混合搅拌后得到所述粉料；

将氢氟酸加入氢氧化铝和水的混合液中，使氢氧化铝溶解，然后加入硫酸铝、硅酸钠、三聚氰胺、亚硝酸钙和硫酸锂，再任选加入氢氧化铝，使体系的pH值为5.5～7，最后加入多元醇胺并搅拌均匀，得到所述速凝剂。