CN110358341A - 喷膜防水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷膜防水材料及其制备方法，所述喷膜防水材料包括A组分液和B组分液；所述A组分液中原料按重量份数计主要包括丙烯酸镁水溶液80～90份、聚乙烯醇缩醛10～15份、氧化剂1～5份、高岭土2～10份、白炭黑2～10份、碳酸钙2～10份，所述B组分液中原料按重量份数计主要包括丙烯酸镁水溶液80～90份、聚乙烯醇缩醛10～15份、还原剂1～5份、高岭土2～10份、白炭黑2～10份、碳酸钙2～10份；其中所述聚乙烯醇缩醛由戊二醛交联聚乙烯醇制成，所述聚乙烯醇的分子量为100000～150000，醇解度为88％。本发明向丙烯酸喷膜材料中添加聚乙烯醇缩醛，增加材料的保水性，有效解决了丙烯酸盐喷膜防水材料在较低湿度下涂膜易开裂的问题。

Description

喷膜防水材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑防水领域。更具体地说，本发明涉及一种喷膜防水材料及其制备方法。
背景技术
在基础设施建设地下工程及隧道中，对防水防渗具有很高的要求，目前地下工程基本采用EVA防水板、HDPE预铺反粘胶膜、丙烯酸盐喷膜。其中丙烯酸盐喷膜防水材料由于质量均匀，具有一次性整体成膜，遇水自愈，环保阻燃等优异的性能，被广泛应用于地铁、城市地下综合管廊、隧道及地下工程。然而丙烯酸盐喷膜材料只有水的存在下才能发挥较好的作用，当施工环境的相对湿度低于90％时，丙烯酸喷膜材料在被处理基面处所形成的防水涂膜层的脆性较大，容易因结构变形受到破坏而使防水层失效，可见丙烯酸盐喷膜材料在较低湿度下放置一段时间，涂膜易开裂的问题，已严重制约了丙烯酸盐喷膜材料的应用和发展。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种喷膜防水材料及其制备方法，向丙烯酸喷膜材料中添加聚乙烯醇缩醛，增加材料的保水性，解决丙烯酸盐喷膜防水材料在较低湿度下涂膜易开裂的问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种喷膜防水材料，其包括A组分液和B组分液；所述A组分液中原料按重量份数计主要包括丙烯酸镁水溶液80～90份、聚乙烯醇缩醛10～15份、氧化剂1～5份、高岭土2～10份、白炭黑2～10份、碳酸钙2～10份，所述B组分液中原料按重量份数计主要包括丙烯酸镁水溶液80～90份、聚乙烯醇缩醛10～15份、还原剂1～5份、高岭土2～10份、白炭黑2～10份、碳酸钙2～10份；其中所述聚乙烯醇缩醛由戊二醛交联聚乙烯醇制成，所述聚乙烯醇的分子量为100000～150000，醇解度为88％。
优选的是，所述氧化剂为过氧化钠、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的一种或多种混合物。
优选的是，所述还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、三乙醇胺、二乙醇胺、氯化亚锡、硫代硫酸钠、连二硫酸钠和环烷酸钴中的一种或多种混合物。
优选的是，所述喷膜防水材料的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤一、将聚乙烯醇溶于水中，加热至80～90℃，搅拌20～30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为10～12g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为20～25％的戊二醛水溶液和盐酸加入聚乙烯醇溶液中，所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:20～1:25，所述戊二醛水溶液与盐酸体积比为1:1，搅拌5～10min，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛；
步骤三、按A组分液中原料的重量分数，向质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液中依次加入聚乙烯醇缩醛、氧化剂、高岭土、白炭黑、碳酸钙，于搅拌釜中搅拌混合，经过滤网筛分，得到A组分液；
步骤四、按B组分液中原料的重量分数，向丙烯酸镁水溶液中依次加入聚乙烯醇缩醛、还原剂、高岭土、白炭黑、碳酸钙，于搅拌釜中搅拌混合，经过滤网筛分，得到B组分液。
优选的是，所述聚乙烯醇溶液的浓度为12g/L，所述戊二醛水溶液的质量分数为25％。
优选的是，所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:25。
优选的是，所述搅拌釜的搅拌速度为600～800r/min。
优选的是，所述筛网的孔径为500～800目。
本发明至少包括以下有益效果：本发明利用聚乙烯醇亲水性强的特点，以戊二醛作为交联剂交联聚乙烯醇，使其由水溶性转为水膨润性，进一步亲水而凝胶化，制成不溶于水、高膨胀性的高吸水树脂，且交联密度在0.45～0.65之间的吸水效果最好；并且分子间氢键促使丙烯酸盐水溶液与聚乙烯醇缩醛之间形成三维立体网状结构，水分子被包围在网状结构之间，增加了材料的保水性；另外利用戊二醛交联制得的聚乙烯醇缩醛具有一定的胶黏性，增加了材料的密贴性，使喷膜防水材料与涂覆物表面快速粘结，便于施工。
本发明所述喷膜防水材料具有高吸水性和保水性的特点，同时粘结性高，防水性好，制备方法简单易控，绿色环保。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实例1>
步骤一、取分子量为130000的聚乙烯醇溶于水中，加热至90℃，搅拌30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为12g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为25％的戊二醛水溶液和等体积的盐酸加入聚乙烯醇溶液中，搅拌10min交联，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛，其中所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:25；
步骤三、以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液170份、聚乙烯醇缩醛25份、高岭土12份、白炭黑12份、碳酸钙12份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加4份过硫酸钠和4份硫酸亚铁，从而制得A组分液和B组分液。
<实例2>
步骤一、取分子量为150000的聚乙烯醇溶于水中，加热至90℃，搅拌30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为10g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为20％的戊二醛水溶液和等体积的盐酸加入聚乙烯醇溶液中，搅拌10min交联，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛，其中所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:25；
步骤三、以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液160份、聚乙烯醇缩醛20份、高岭土8份、白炭黑8份、碳酸钙8份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加2份过氧化钠和2份硫代硫酸钠，从而制得A组分液和B组分液。
<实例3>
步骤一、取分子量为100000的聚乙烯醇溶于水中，加热至90℃，搅拌30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为12g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为25％的戊二醛水溶液和等体积的盐酸加入聚乙烯醇溶液中，搅拌10min交联，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛，其中所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:20；
步骤三、以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液180份、聚乙烯醇缩醛30份、高岭土10份、白炭黑10份、碳酸钙10份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加8份过硫酸钾和8份亚硫酸钠，从而制得A组分液和B组分液。
<对比例1>
以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液170份、高岭土12份、白炭黑12份、碳酸钙12份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加4份过硫酸钠和4份硫酸亚铁，从而制得A组分液和B组分液。
<对比例2>
步骤一、取分子量为130000的聚乙烯醇溶于水中，加热至90℃，搅拌30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为12g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为25％的戊二醛水溶液和等体积的盐酸加入聚乙烯醇溶液中，搅拌10min交联，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛，其中所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:15；
步骤三、以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液170份、聚乙烯醇缩醛25份、高岭土12份、白炭黑12份、碳酸钙12份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加4份过硫酸钠和4份硫酸亚铁，从而制得A组分液和B组分液。
<对比例3>
步骤一、取分子量为130000的聚乙烯醇溶于水中，加热至90℃，搅拌30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为12g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为25％的戊二醛水溶液和等体积的盐酸加入聚乙烯醇溶液中，搅拌10min交联，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛，其中所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:40；
步骤三、以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液170份、聚乙烯醇缩醛25份、高岭土12份、白炭黑12份、碳酸钙12份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加4份过硫酸钠和4份硫酸亚铁，从而制得A组分液和B组分液。
<对比例4>
以重量份数计，将质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液170份、分子量为150000的聚乙烯醇25份、高岭土12份、白炭黑12份、碳酸钙12份于搅拌釜中混合，高速分散，搅拌均匀后过600目筛网，按1:1的比例分为A、B两份，并分别添加4份过硫酸钠和4份硫酸亚铁，从而制得A组分液和B组分液。
<交联度测定>
取实例1，实例2，实例3以及对比例2，对比例3制得的聚乙烯醇缩醛，对其进行交联度测定试验，试验结果如表1所示，结果显示所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比不同，制得的聚乙烯醇缩醛的交联度也不同，研究显示聚乙烯醇的交联密度在0.45～0.65之间的吸水效果最好，交联度过低，未交联的聚乙烯醇因为溶于水而得不到高吸水树脂，吸水性一般，交联度过高，使材料的三维网状结构过密，吸水性和保水性差。
表1交联度测定试验结果
<不同湿度下喷膜状况试验>
将各实例和对比例制得的喷膜防水材料，加入两进一出的喷枪中的进液腔室中，分别在不同湿度环境下喷射到混凝土基材上，观察喷膜随时间变化的的柔韧性和开裂情况，具体如表2和表3所示。其中由于对比例2制得的聚乙烯醇缩醛的交联度过低，未交联的聚乙烯醇因为溶于水而得不到高吸水树脂，吸水性一般；对比例3制得的聚乙烯醇缩醛的交联度过高，使材料的三维网状结构过密，吸水性和保水性差；对比例3中加入未交联的聚乙烯醇，聚乙烯醇易溶于水，吸水性一般。结果显示下，与对比例1-4相比，利用实例1-3制得的喷膜防水材料喷出的膜，柔韧性好，耐硬化时间长，保水性更好，能有效解决丙烯酸盐喷膜材料在较低湿度下涂膜易开裂的施工问题。
表2在95％的湿度环境下喷膜随时间变化状况
表3在不同湿度环境下喷膜在30天后的变化状况
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。

Claims (8)

1.一种喷膜防水材料，其特征在于，包括A组分液和B组分液；所述A组分液中原料按重量份数计主要包括丙烯酸镁水溶液80～90份、聚乙烯醇缩醛10～15份、氧化剂1～5份、高岭土2～10份、白炭黑2～10份、碳酸钙2～10份，所述B组分液中原料按重量份数计主要包括丙烯酸镁水溶液80～90份、聚乙烯醇缩醛10～15份、还原剂1～5份、高岭土2～10份、白炭黑2～10份、碳酸钙2～10份；其中所述聚乙烯醇缩醛由戊二醛交联聚乙烯醇制成，所述聚乙烯醇的分子量为100000～150000，醇解度为88％。
2.如权利要求1所述的喷膜防水材料，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、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的一种或多种混合物。
3.如权利要求1所述的喷膜防水材料，其特征在于，所述还原剂为硫酸亚铁、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、三乙醇胺、二乙醇胺、氯化亚锡、硫代硫酸钠、连二硫酸钠和环烷酸钴中的一种或多种混合物。
4.基于如权利要求1～3任一项所述的喷膜防水材料的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤一、将聚乙烯醇溶于水中，加热至80～90℃，搅拌20～30min，过滤除去不溶的杂质，真空脱泡，得到浓度为10～12g/L的聚乙烯醇溶液；
步骤二、将质量分数为20～25％的戊二醛水溶液和盐酸加入聚乙烯醇溶液中，所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:20～1:25，所述戊二醛水溶液与盐酸体积比为1:1，搅拌5～10min，真空脱泡，制得聚乙烯醇缩醛；
步骤三、按A组分液中原料的重量分数，向质量分数为45％的丙烯酸镁水溶液中依次加入聚乙烯醇缩醛、氧化剂、高岭土、白炭黑、碳酸钙，于搅拌釜中搅拌混合，经过滤网筛分，得到A组分液；
步骤四、按B组分液中原料的重量分数，向丙烯酸镁水溶液中依次加入聚乙烯醇缩醛、还原剂、高岭土、白炭黑、碳酸钙，于搅拌釜中搅拌混合，经过滤网筛分，得到B组分液。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的浓度为12g/L，所述戊二醛水溶液的质量分数为25％。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇和戊二醛的摩尔比为1:25。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌釜的搅拌速度为600～800r/min。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述筛网的孔径为500～800目。
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