CN110358452A - 一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，包括高温交联涂料、HA101交联剂、DB201交联剂、重油、醇酸树脂、稀释剂、硅微粉、重钙粉，高温交联涂料由沥青、橡胶粉、SBS、SBR、DOP和橡胶油合成而得；HA101交联剂为高沸点芳烃油与植物油沥青粘结剂的混合物；DB201交联剂为丙烯酸酯类聚合物，其Tg<‑20℃。本发明配方中各组分的配合和协同作用，提高了涂料的低温蠕变性能，大幅度降低了黏度，使产品无需加热即可常温环保施工，抗老性能好，防水性好，提高了施工便利性及与卷材的粘结性。

Description

一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
非固化橡胶沥青防水涂料，以沥青为主体，采用各种弹性体、塑料等对其进行改性，使其有一定粘结力，受力后能够引发材料内部的滑动从而产生塑性形变，大大降低材料内部应力。非固化橡胶沥青防水涂料的优势如下：永不固化，施工后始终保持胶状；粘结性强，可在潮湿基而施工，且能与任何异物粘结；柔韧性好，延伸率高，能适应基层变形；自愈性强，施工时即使出现防水层破损也能自行修复，维持完整的防水层；可与其他防水材料同时使用，形成复合式防水层，提高防水效果。
非固化橡胶沥青防水涂料因具有环保性、固含量高(达99％)、永久非固化、自愈性、蠕变性、粘结性及与各种卷材良好的相容性等特点而得到了业界的推崇。非固化橡胶沥青防水涂料解决了因热胀冷缩等导致基层开裂应力传递给防水层而造成的防水层断裂、扰曲疲劳破坏或使防水层处于高应力状态而提前老化等问题；同时，由于该涂料的黏滞性，使其能够很好地封闭基层的毛细孔和裂缝，能适应复杂的施工作业面，并可自动找寻漏水部位、修复已损坏的防水，解决了防水层的窜水难题，使防水可靠性得到大幅度提高。
但是，目前常用的非固化橡胶沥青防水涂料本身呈黏稠胶状，黏结力极强，直接刮抹施工比较困难，因此大都采用加热熔融的办法，利用材料中沥青对温度的高敏感性，通过配套加热设备加热到一定温度后使材料具有很好的流动性，再刮涂或喷涂施工。通常需要把涂料加热到120～150℃后再施工，施工难度大，对机具的要求也高，能耗高，而且加热施工过程中会产生刺鼻难闻的有害气体，造成污染，大大影响了这类产品的使用和推广。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种蠕变性流动性好、无需加热可常温环保施工的常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，及其该涂料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，包括下列重量份数的组分：
所述高温交联涂料为沥青在高温条件下加入橡胶粉溶胀后，再加入SBS、SBR、DOP和橡胶油保持一定时间合成而得。
沥青是重要的建筑防水材料，但要使沥青能在常温下施工使用，同时具有较好的机械强度、热稳定性和抗老化性等，必须对其进行改性，而聚合物橡胶类材料是理想的改性剂。橡胶粉一般由废旧内外胎、胶鞋等加工而成，橡胶粉在高温状态(一般大于200℃)下加入充分混合接触均匀后溶胀，再加入SBS、SBR、DOP和橡胶油后，在进行物理的共混、溶胀的同时，同时发生交联反应，改变了原沥青体系的结构，改善了沥青的高低温性能和机械性能，各组分的协同作用使改性沥青在低温蠕动性、延展性、黏结强度和耐候性。
优选地，所述高温交联涂料中沥青和橡胶粉的总重量含量为68％、SBR重量含量为8％、SBS重量含量为3％、橡胶油重量含量为20％、DOP重量含量为1％。
优选地，所述沥青为70#沥青、90#沥青、100#沥青中的一种或几种的混合物。
优选地，所述HA101交联剂为高沸点芳烃油与植物油沥青粘结剂按1:1的重量比混合组成。高沸点芳烃油来源于重整芳烃油，是以C9芳烃为主要成份的混合芳烃，外观浅黄色透明液体，初馏点300℃，终馏点360℃，可起到调整黏度的作用。
所述植物油沥青粘结剂是以植物油沥青和聚酯废弃物为原料，在催化剂和高温条件下反应而制成。植物油沥青中含有-COOH，而聚酯废弃物中含有-OH，其中-COOH与-OH的摩尔比大于1，催化剂可选用ZnO或氢氧化锂，反应温度一般控制在240～280℃之间，会发生酯化脱水、脱氢等反应，反应过程中还可加入催干剂，反应完成后，加入所述的高沸点芳烃油，冷却至室温，即得HA101交联剂。制得的HA101交联剂其干拉强度一般在1.2～1.8MPa，加入防水涂料中能够提高涂料的低温流动性和蠕变性，调节黏度，而体系中过剩的-COOH能够提供进一步反应的交联点。
优选地，以重量百分含量计，植物油沥青50％、聚酯废弃物35％、丙三醇14.9％、氢氧化锂0.1％。
作为HA101交联剂制备方法中的一种，其制备步骤如下：将植物油沥青加入反应釜中搅拌并升温至180℃，加入丙三醇、氢氧化锂，再升温至210℃，加入聚酯废弃物并升温至240℃，保温2h，然后升温至270～280℃，保温3h，降温至200℃后加入高沸点芳烃油，冷却至室温，即得HA101交联剂。
优选地，所述DB201交联剂为丙烯酸酯类聚合物，其Tg<-20℃。
优选地，所述丙烯酸酯类聚合物由苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、引发剂、乳化剂、氨水和水共聚而成。共聚过程中，各组分的质量百分含量分别为：苯乙烯8.5％，丙烯酸乙酯9.5％，丙烯酸丁酯10％，甲基丙烯酸甲酯10％，丙烯酸1.5％，丙烯酸-2-乙基己酯15％，引发剂1％，乳化剂2％，氨水1％，余量为水。引发剂可选用过硫酸铵、过硫酸钾等，乳化剂可选用OP-10、SDS、SDBS中的一种或几种的混合物。反应温度可控制在70～90℃，氨水用于调整pH值。
上述方法制得的丙烯酸酯类聚合物分子中带有活性的羧酸基团，整个体系呈碱性，加入橡胶沥青防水涂料中可提高黏结性能。
优选地，所述重油为沸点大于300℃的芳烃油；所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或二甲苯。所述醇酸树脂为由油酸、苯酐和季戊四醇共聚而成的长油度树脂。
优选地，所述硅微粉为600～800目的白色粉末，其中二氧化硅的重量含量大于80％；所述重钙粉为400～600目的白色粉末，其中碳酸钙的重量含量大于80％。硅微粉是用二氧化硅(SiO2)又称石英的材料经过破碎、提纯、研磨、分级等工艺精细加工而成，其纯度高、色泽白、颗粒级配合理，具有绝缘性良好、热膨胀系数低、导热系数高、抗腐蚀性等独特的性能，对各类树脂有良好的浸润性，吸附性能好，硅微粉作为填充料，加进有机树脂中，不但提高了固化物的各项性能，同时也降低了产品成本。而在橡胶制品中添加硅微粉可以提高其物理机械性能，延长橡胶制品的使用寿命，可高用量填充，其压延制品表面光滑，其粘附强度和扯断永久变形优于陶土，耐磨性和弹性优于陶土和轻钙，价格低于陶土和轻钙。
一种上述常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：按配方将配方量的高温交联涂料、HA101交联剂、醇酸树脂、重油加入到反应釜中升温到50℃，开动搅拌搅拌均匀，再缓慢加入稀释剂；搅拌均匀后加入硅微粉、重钙粉，搅拌均匀后加入DB201交联剂，搅拌均匀后出料包装。
本发明一种常温刮涂用的非固化橡胶沥青防水涂料，由高温交联涂料、醇酸树脂、重油、HA101交联剂、DB201交联剂、稀释剂、重钙粉、硅微粉、橡胶油组成，配方中的高温交联涂料和HA101交联剂，可以大大提高涂料的蠕变性能，并且可调节刮涂时涂料的黏度及流动性能，而DB201交联剂可以提高体系的内聚力，提高其黏结强度；稀释剂起到微调降低黏度的作用，硅微粉及重钙等填充料的加入，改变了涂料内部的空间构型；橡胶油的加入降低了涂料的黏度，同时增加了涂料的柔性。通过对配方中各组份的调节，使涂料的粘结力、流动性、蠕变性、延伸性、自愈性、耐老化、抗疲劳等性能相对突出，在施工时无需加热即可常温环保施工，即开即用，使用寿命长，施工方便；当其与卷材复合使用时，可将卷材与混凝土紧密地粘结在一起，又能释放外界对材料作用而产生的内应力，提高了施工便利性及卷材与该涂料的粘结性。
具体实施方式
一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，实施例1至4的各组分和配比如表1所示。重油选用江苏华伦化工有限公司生产的S-330；醇酸树脂选用新余百特树脂有限公司生产的389-7型，乙酸乙酯选用济南荣正化工有限公司生产，硅微粉为滁州格锐矿业有限公司生产的GSF-Ⅰ型，重钙粉为广西兴安县寻渠王矿粉厂的S-400型，高温交联涂料、HA101交联剂和DB201交联剂均自制。
表1实施例1至4中各组分和配比
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
高温交联涂料 250 200 150 300
HA101交联剂 200 250 300 150
DB201交联剂 160 200 120 180
重油 150 120 180 200
醇酸树脂 50 80 90 30
稀释剂 120 135 150 165
硅微粉 350 320 280 300
重钙粉 200 260 320 250
所述高温交联涂料为沥青在高温条件下加入橡胶粉溶胀后，再加入SBS、SBR、DOP和橡胶油保持一定时间合成而得。所述高温交联涂料中沥青重量含量为68％、SBR重量含量为8％、SBS重量含量为3％、橡胶油重量含量为20％、DOP重量含量为1％。
所述HA101交联剂为高沸点芳烃油与植物油沥青粘结剂按1:1的重量比混合组成。
上述HA101交联剂的制备方法如下：植物油沥青50％(以重量百分含量计，下同)、聚酯废弃物35％、丙三醇14.9％、氢氧化锂0.1％，将植物油沥青加入反应釜中搅拌并升温至180℃，加入丙三醇、氢氧化锂，再升温至210℃，加入聚酯废弃物并升温至240℃，保温2h，然后升温至270～280℃，保温3h，降温至200℃后加入高沸点芳烃油，冷却至室温，即得HA101交联剂。
所述DB201交联剂为丙烯酸酯类聚合物，其Tg<-20℃。所述丙烯酸酯类聚合物由下列质量含量的组分共聚而成：苯乙烯8.5％，丙烯酸乙酯9.5％，丙烯酸丁酯10％，甲基丙烯酸甲酯10％，丙烯酸1.5％，丙烯酸-2-乙基己酯15％，引发剂1％，乳化剂2％，氨水1％，余量为水。
上述丙烯酸酯类聚合物制备方法如下：
S1、将所有单体混合、OP-10和部分水混合均匀制成单体预乳化液，并调节pH值至合适的范围，再将与单体预乳化液抽入高位槽并同时开动搅拌，将10％的单体预乳化液加入反应釜中，搅拌并升温至85℃；
S2、将过硫酸铵溶解在剩余的水中制成引发剂溶液；
S3、将剩余的单体预乳化液和引发剂溶液分别滴入步骤S1的反应釜中，3～4h滴加反应完毕，保温2h待达到设定的黏度，降温，再用氨水调节pH值至≥11后，过滤、出料。
所述重油为沸点大于300℃的芳烃油。所述硅微粉为600～800目的白色粉末，其中二氧化硅的重量含量大于80％；所述重钙粉为400～600目的白色粉末，其中碳酸钙的重量含量大于80％。
所述醇酸树脂为由油酸、苯酐和季戊四醇共聚而成的长油度树脂。
上述常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：按配方将配方量的高温交联涂料、HA101交联剂、醇酸树脂、重油加入到反应釜中升温到50℃，开动搅拌搅拌均匀，再缓慢加入稀释剂；搅拌均匀后加入硅微粉、重钙粉，搅拌均匀后加入DB201交联剂，搅拌均匀后出料包装。
实施例1：所述稀释剂为醋酸乙酯。所述沥青为90#沥青。
实施例2：所述稀释剂为二甲苯。所述沥青为70#沥青。
实施例3：所述稀释剂为醋酸丁酯。所述沥青为70#沥青与100#沥青的混合物。
实施例4：所述稀释剂为醋酸乙酯。所述沥青为70#沥青、90#沥青与100#沥青的混合物。
性能测试：
由于国家还未针对常温不加热冷施工型橡胶沥青防水涂料(包括单组份型、双组份型、油性、水性等)制定标准，本申请人根据企业及用户实际使用情况制定了自己的企业标准，企业标准指标及实施例1至4的测试结果见表2。
表2企业标准指标及实施例检测性能指标
由上可知，本发明生产的橡胶沥青防水涂料可以达到常温刮涂施工的要求，且施工后的材料具有较为优越的低温柔性、自愈性、耐老化性和防水性。产品经多家用户试用，满足客户的使用要求。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，包括下列重量份数的组分：
所述高温交联涂料为沥青在高温条件下加入橡胶粉溶胀后，再加入SBS、SBR、DOP和橡胶油保持一定时间合成而得。
2.根据权利要求1所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述高温交联涂料中沥青与橡胶粉的重量总含量为68％、SBR重量含量为8％、SBS重量含量为3％、橡胶油重量含量为20％、DOP重量含量为1％。
3.根据权利要求2所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述沥青为70#沥青、90#沥青、100#沥青中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述HA101交联剂含有为高沸点芳烃油与植物油沥青粘结剂按1:1的重量比混合组成，所述植物油沥青粘结剂是以植物油沥青和聚酯废弃物为原料，在催化剂和高温条件下反应而制成。
5.根据权利要求4所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述植物油沥青粘结剂由以重量百分含量计植物油沥青50％、聚酯废弃物35％、丙三醇14.9％、氢氧化锂0.1％制备而成；
所述HA101交联剂的制备方法如下：将植物油沥青加入反应釜中搅拌并升温至180℃，加入丙三醇、氢氧化锂后，升温至210℃；再加入聚酯废弃物并升温至240℃，保温2h；然后升温至270～280℃，保温3h；然后降温至200℃后加入高沸点芳烃油，冷却至室温，出料。
6.根据权利要求1所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述DB201交联剂为丙烯酸酯类聚合物，其Tg<-20℃。
7.根据权利要求6所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述丙烯酸酯类聚合物由下列质量含量的组分共聚而成：苯乙烯8.5％，丙烯酸乙酯9.5％，丙烯酸丁酯10％，甲基丙烯酸甲酯10％，丙烯酸1.5％，丙烯酸-2-乙基己酯15％，引发剂1％，乳化剂2％，氨水1％，余量为水。
8.根据权利要求1所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述重油为沸点大于300℃的芳烃油；所述稀释剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯或二甲苯；所述醇酸树脂为由油酸、苯酐和季戊四醇共聚而成的长油度树脂。
9.根据权利要求1所述的一种常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述硅微粉为600～800目的白色粉末，其中二氧化硅的重量含量大于80％；所述重钙粉为400～600目的白色粉末，其中碳酸钙的重量含量大于80％。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的常温刮涂非固化的橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按配方将配方量的高温交联涂料、HA101交联剂、醇酸树脂、重油加入到反应釜中升温到50℃，开动搅拌搅拌均匀，再缓慢加入稀释剂；搅拌均匀后加入硅微粉、重钙粉，搅拌均匀后加入DB201交联剂，搅拌均匀后出料包装。
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