CN110482949B - 一种聚合物水泥防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物水泥防水涂料及其制备方法。该聚合物水泥防水涂料包括A组分和B组分，其中：A组分包括：改性聚合物乳液、分散剂、消泡剂、润湿剂、防腐剂、硅烷偶联剂、增稠剂、水；B组分包括：水泥、减水剂、填料、亲水性异氰酸酯交联剂。本发明的聚合物水泥防水涂料在2％聚氧乙烯基醚表面活性剂溶液中浸泡半年后其膜面状态无明显变化且各项物理性能都能保持70％以上。因此使用本发明聚合物水泥防水涂料不仅能够提高厕浴间和厨房等的防水可靠性，同时可以提高它们的防水耐久性。

Description

一种聚合物水泥防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于防水涂料领域，更具体地，涉及一种聚合物水泥防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚合物水泥防水涂料是由聚合物乳液、水泥和一定量的添加剂组成的双组份防水涂料。其具有高性价比、零VOC排放、良好的防水性能、良好的潮湿基面施工性能和粘接性能，因此倍受人们青睐。聚合物水泥防水涂料目前常用于建筑物室内防水，包括厕浴间、厨房和阳台等。国内每年市场需求巨大，可达80万吨左右。

但是通过研究发现，现有聚合物水泥防水涂料在有洗涤剂存在的水溶液中浸泡一定时间后会出现严重软化、开裂甚至粉化的现象。然而在厕浴间及厨房中往往由于沐浴液、洗衣液或洗涤灵的使用而使得防水涂膜经常接触到残留一定浓度洗涤剂的水溶液，从而极大缩短了防水涂膜的服役寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料，即使在高浓度的洗涤剂溶液中浸泡半年，其膜面状态无明显变化且各项物理性能都能保持70％以上。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种聚合物水泥防水涂料，该聚合物水泥防水涂料包括A组分和B组分，其中：

A组分包括：

改性聚合物乳液85-94wt％、分散剂0.1-0.3wt％、消泡剂0.1-0.8wt％、润湿剂0.1-0.4wt％、防腐剂0.01-0.8wt％、硅烷偶联剂0.1-0.8wt％、增稠剂0.1-1wt％、水5-14wt％，以A组分的总重量计；

所述改性聚合物乳液为改性VAE乳液和/或改性丙烯酸酯乳液；所述改性VAE乳液以聚乙烯醇作为保护胶体；所述改性丙烯酸酯乳液为羟基改性丙烯酸酯乳液；

所述硅烷偶联剂为环氧改性有机硅氧烷；

B组分包括：

水泥30-59wt％、减水剂0.05-0.8wt％、填料40-69wt％、亲水性异氰酸酯交联剂0.05-1wt％，以B组分的总重量计。

作为优选方案，

A组分包括：

改性聚合物乳液87-92wt％、分散剂0.15-0.25wt％、消泡剂0.15-0.50wt％、润湿剂0.15-0.30wt％、防腐剂0.05-0.5wt％、硅烷偶联剂0.20-0.60wt％、增稠剂0.10-0.50wt％、水7-12wt％，以A组分的总重量计；

B组分包括：

水泥40-54wt％、减水剂0.05-0.50wt％、填料45-59wt％、亲水性异氰酸酯交联剂0.10-0.60wt％，以B组分的总重量计。

本发明中，通过硅烷偶联剂(环氧改性有机硅氧烷)的作用增强了本申请中聚合物与填料界面的相互作用力，减弱该界面被洗涤剂破坏的程度；通过亲水性异氰酸酯交联剂与改性聚合物乳液中特殊官能团(羟基)的反应交联提高聚合物基体本身的耐洗涤剂浸泡性能，同时当粉料与液料按照要求混合时亲水性异氰酸酯交联剂可以快速且均匀分散到防水涂料中，保证交联反应的有效性和均匀性。

作为优选方案，A组分和B组分的重量比为：1:0.8-2.5。

作为优选方案，所述改性VAE乳液的聚乙烯醇的含量为1-4wt％。

作为优选方案，所述羟基改性丙烯酸酯乳液中丙烯酸羟乙酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯的含量为5-10％。

本发明中，改性聚合物乳液可通过商购获得，如改性VAE乳液可选用Celanese公司生产的聚乙烯醇含量为2.1wt％的改性VAE乳液；改性丙烯酸酯乳液可选用巴德富公司生产的羟基改性丙烯酸酯乳液，丙烯酸羟乙酯含量为6％；环氧改性硅烷偶联剂可选用Wacker公司生产的环氧改性硅烷偶联剂。

作为优选方案，所述亲水性异氰酸酯选自聚乙二醇单甲醚改性HDI、聚乙二醇单甲醚改性IPDI、聚丙二醇单甲醚改性HDI和聚丙二醇单甲醚改性IPDI中的至少一种。包括但不限于Covestro公司生产的Bayhydur401-70、Bayhydur XP2487/1等。选择上述亲水性异氰酸酯交联剂可更好地与改性聚合物乳液中特殊官能团(羟基)的反应交联提高聚合物基体本身的耐洗涤剂浸泡性能，同时当粉料与液料按照要求混合时亲水性异氰酸酯交联剂可以更快速且均匀分散到防水涂料中，保证交联反应的更有效性和更均匀性。

作为优选方案，所述分散剂选自聚丙烯酸盐、聚磷酸盐、聚羧酸盐、纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯和十二烷基硫酸钠中的至少一种。包括但不限于DOW公司生产的TAMOL731A、EVONIK公司生产的TEGO DISPERS757W、海明斯公司生产的FN211等。

作为优选方案，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。包括但不限于BASF公司生产的FOAMASTER MO NXZ、BYK公司生产的BYK-093、EVONIK公司生产的Tego 1488等。

作为优选方案，所述润湿剂为异丙基萘磺酸钠和/或丁基萘磺酸钠。如BASF公司生产的Nekal BX Dry等。

作为优选方案，所述防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐和对羟基苯甲酸酯类中的至少一种。如Ashland公司生产的Optiphen BD。

作为优选方案，所述增稠剂为羟乙基纤维素和/或缔合型聚氨酯。如DOW公司生产的QP52000H、DOW公司生产的RM 8W。

作为优选方案，所述水泥为白水泥和/或灰水泥。如阿尔博公司生产的52.5白水泥、冀东水泥公司生产的42.5普硅灰水泥。

作为优选方案，所述减水剂选自萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和聚羧酸系减水剂中的至少一种。如Sika公司生产的SikaPlast 300GP、BASF公司生产的Melflux 2651F。

作为优选方案，所述填料选自石英砂、石英粉、硅灰石粉、碳酸钙、硫酸钡和河沙中的至少一种，可通过商购获得。

本发明的第二方面提供上述的聚合物水泥防水涂料的制备方法，该制备方法包括：

制备A组分：

将改性聚合物乳液、分散剂、消泡剂、润湿剂、防腐剂、硅烷偶联剂、增稠剂与水混合搅拌均匀，得到A组分；

制备B组分：

水泥、减水剂、填料混合搅拌，然后以喷淋方式加入亲水性异氰酸酯交联剂，得到B组分。

本发明的有益效果：

本发明的聚合物水泥防水涂料在2％聚氧乙烯基醚表面活性剂溶液中浸泡半年后其膜面状态无明显变化且各项物理性能都能保持70％以上。因此使用本发明聚合物水泥防水涂料不仅能够提高厕浴间和厨房等的防水可靠性，同时可以提高它们的防水耐久性。

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。

本发明实施例中，各组分均通过商购获得。

实施例1

1、耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料的制备

(1)液料A组分的制备

将500g以2.1wt％PVA作为保护胶体的VAE乳液(购自Celanese公司)、50g去离子水、1g聚丙烯酸盐分散剂(DOW公司生产的TAMOL 731A)、1.5g聚二甲基硅氧烷(购自EVONIK公司)、1g异丙基萘磺酸钠(购自BASF公司)、0.8g山梨酸盐防腐剂(购自Ashland公司)、2g环氧改性有机硅氧烷(购自Wacker公司Geniosil GF82)和0.6g羟乙基纤维素(购自DOW公司)放入1L的圆底烧瓶中，机械搅拌10min，制得液料A组分。

(2)粉料B组分的制备

称取1000g白水泥(购自阿尔博公司)、1.2g萘系减水剂(日本拓源公司的CP-1900)、石英砂(购自广西腾泉环保科技有限公司)400g和硅灰石粉(购自济南鑫益化工有限公司)600g放入3L的粉料分散器中，分散5min，同时分散的过程中采用喷淋的方式加入3g聚乙二醇单甲醚改性HDI(购自Covestro公司生产的Bayhydur XP2487/1)制得粉料B组分。

2、耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料的性能测试

称取1500g上述所制备的液料A组分与1200g上述所制备的粉料B组分，利用机械搅拌在800rpm转速下分散6min，然后将分散好的涂料进行刮涂成膜，放于标准条件下养护4天，40℃烘箱养护两天，制得膜厚1.5mm的涂层。

按照GB/T23445-2009所述方法对其进行物理机械性能测试，同时将样条放入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年进行拉伸性能及粘接性能测试，测试结果如下：

(1)物理力学性能

(2)耐洗涤剂溶液浸泡性能测试

将聚合物水泥防水涂膜样条浸入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年，然后取出用清水冲洗干净后用抹布擦去表面自由水后按照GB/T23445-2009所规定的各项物理性能的测试方法进行测试。测试得到洗涤剂溶液浸泡后的拉伸强度为1.3MPa、断裂延伸率为240％、粘接强度为0.7MPa同时在0.6MPa的水压下5h以上不透水。

实施例2

1、耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料的制备

(1)液料A组分的制备

将500g羟基改性丙烯酸酯乳液(丙烯酸羟乙酯含量为6％，购自巴德富)、45g去离子水、1g聚丙烯酸盐分散剂、1.5g聚二甲基硅氧烷、1g异丙基萘磺酸钠、0.8g山梨酸盐防腐剂、2g环氧改性有机硅氧烷和0.6g羟乙基纤维素放入1L的圆底烧瓶中，机械搅拌10min，制得液料A组分。

(2)粉料B组分的制备

称取1000g白水泥、2g萘系减水剂、石英砂500g和硅灰石粉600g放入3L的粉料分散器中，分散5min，同时分散的过程中采用喷淋的方式加入5g聚乙二醇单甲醚改性IPDI(购自Covestro公司生产的Bayhydur 401-70)制得粉料B组分。

本实施例未说明来源的各组分与实施例1来源相同。

2、耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料的性能测试

称取1000g上述所制备的液料A组分与1500g上述所制备的粉料B组分，利用机械搅拌在800rpm转速下分散6min，然后将分散好的涂料进行刮涂成膜，放于标准条件下养护4天，40℃烘箱养护两天，制得膜厚1.5mm的涂层。

按照GB/T23445-2009所述方法对其进行物理机械性能测试，同时将样条放入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年进行拉伸性能及粘接性能测试，测试结果如下：

(1)物理力学性能

(2)耐洗涤剂溶液浸泡性能测试

将聚合物水泥防水涂膜样条浸入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年，然后取出用清水冲洗干净后用抹布擦去表面自由水后按照GB/T23445-2009所规定的各项物理性能的测试方法进行测试。测试得到洗涤剂溶液浸泡后的拉伸强度为2.1MPa、断裂延伸率为90％、粘接强度为1.1MPa同时在0.6MPa的水压下5h以上不透水，抗渗性为0.8MPa。

实施例3

1、耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料的制备

(1)液料A组分的制备

将500g羟基改性丙烯酸酯乳液(丙烯酸羟乙酯含量为5％，甲基丙烯酸羟乙酯含量为2％，购自巴德富)、65g去离子水、1g聚丙烯酸盐分散剂、1.6g聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚(购自BASF公司)、1g丁基萘磺酸钠(购自BASF公司)、0.8g山梨酸盐防腐剂、2g环氧改性有机硅氧烷和0.6g羟乙基纤维素放入1L的圆底烧瓶中，机械搅拌10min，制得液料A组分。

(2)粉料B组分的制备

称取900g白水泥、6g萘系减水剂、石英砂500g和硅灰石粉600g放入3L的粉料分散器中，分散5min，同时分散的过程中采用喷淋的方式加入8g聚丙二醇单甲醚改性IPDI制得粉料B组分。

本实施例未说明来源的各组分与实施例1来源相同。

2、耐洗涤剂溶液浸泡的聚合物水泥防水涂料的性能测试

称取1000g上述所制备的液料A组分与2500g上述所制备的粉料B组分，利用机械搅拌在800rpm转速下分散6min，然后将分散好的涂料进行刮涂成膜，放于标准条件下养护4天，40℃烘箱养护两天，制得膜厚1.5mm的涂层。

按照GB/T23445-2009所述方法对其进行物理机械性能测试，同时将样条放入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年进行拉伸性能及粘接性能测试，测试结果如下：

(1)物理力学性能

(2)耐洗涤剂溶液浸泡性能测试

将聚合物水泥防水涂膜样条浸入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年，然后取出用清水冲洗干净后用抹布擦去表面自由水后按照GB/T23445-2009所规定的各项物理性能的测试方法进行测试。测试得到洗涤剂溶液浸泡后的拉伸强度为2.2MPa、断裂延伸率为30％、粘接强度为1.2MPa同时在0.6MPa的水压下5h以上不透水，抗渗性为0.9MPa。

对比例：

1、普通聚合物水泥防水涂料的制备

(1)液料A组分的制备

将500g普通丙烯酸酯乳液、45g去离子水、1g聚丙烯酸盐分散剂、1.5g聚二甲基硅氧烷、1g异丙基萘磺酸钠、0.8g山梨酸盐防腐剂和0.6g羟乙基纤维素放入1L的圆底烧瓶中，机械搅拌10min，制得液料A组分。

粉料B组分的制备

称取1000g白水泥、2g萘系减水剂、石英砂500g和硅灰石粉600g放入3L的粉料分散器中，分散5min制得粉料B组分。

2、普通聚合物水泥防水涂料的性能测试

称取1000g上述所制备的液料A组分与1500g上述所制备的粉料B组分，利用机械搅拌在800rpm转速下分散6min，然后将分散好的涂料进行刮涂成膜，放于标准条件下养护4天，40℃烘箱养护两天，制得膜厚1.5mm的涂层。

按照GB/T23445-2009所述方法对其进行物理机械性能测试，同时将样条放入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年进行拉伸性能及粘接性能测试，测试结果如下：

(1)物理力学性能

(2)耐洗涤剂溶液浸泡性能测试

将聚合物水泥防水涂膜样条浸入2％聚氧乙烯基醚表面活性剂水溶液中浸泡半年，然后取出用清水冲洗干净后用抹布擦去表面自由水后按照GB/T23445-2009所规定的各项物理性能的测试方法进行测试。测试得到洗涤剂溶液浸泡后的拉伸强度为0.6MPa、断裂延伸率为60％、粘接强度为0.5MPa同时在0.3MPa的水压下30min即产生透水现象，抗渗性为0.4MPa。

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 (9)

1.一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于，该聚合物水泥防水涂料包括A组分和B组分，其中：

A组分包括：

改性聚合物乳液85-94wt%、分散剂0.1-0.3wt%、消泡剂0.1-0.8wt%、润湿剂0.1-0.4wt%、防腐剂0.01-0.8wt%、硅烷偶联剂0.1-0.8wt%、增稠剂0.1-1wt%、水5-14wt%，以A组分的总重量计；

所述改性聚合物乳液为改性VAE乳液和/或改性丙烯酸酯乳液；所述改性VAE乳液以聚乙烯醇作为保护胶体；所述改性丙烯酸酯乳液为羟基改性丙烯酸酯乳液；

所述硅烷偶联剂为环氧改性有机硅氧烷；

B组分包括：

水泥30-59wt%、减水剂0.05-0.8wt%、填料40-69wt%、亲水性异氰酸酯交联剂0.05-1wt%，以B组分的总重量计；

所述亲水性异氰酸酯选自聚乙二醇单甲醚改性HDI、聚乙二醇单甲醚改性IPDI、聚丙二醇单甲醚改性HDI和聚丙二醇单甲醚改性IPDI中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其中，

A组分包括：

改性聚合物乳液87-92wt%、分散剂0.15-0.25wt%、消泡剂0.15-0.50wt%、润湿剂0.15-0.30wt%、防腐剂0.05-0.5wt%、硅烷偶联剂0.20-0.60wt%、增稠剂0.10-0.50wt%、水7-12wt%，以A组分的总重量计；

B组分包括：

水泥40-54wt%、减水剂0.05-0.50wt%、填料45-59wt%、亲水性异氰酸酯交联剂0.10-0.60wt%，以B组分的总重量计。

3.根据权利要求1或2所述的聚合物水泥防水涂料，其中，A组分和B组分的重量比为：1:0.8-2.5。

4.根据权利要求1或2所述的聚合物水泥防水涂料，其中，所述改性VAE乳液的聚乙烯醇的含量为1-4wt%。

5.根据权利要求1或2所述的聚合物水泥防水涂料，其中，所述羟基改性丙烯酸酯乳液中丙烯酸羟乙酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯的含量为5-10%。

6.根据权利要求1或2所述的聚合物水泥防水涂料，其中，

所述分散剂选自聚丙烯酸盐、聚磷酸盐、聚羧酸盐、纤维素衍生物、脂肪酸聚乙二醇酯和十二烷基硫酸钠中的至少一种；

所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种；

所述润湿剂为异丙基萘磺酸钠和/或丁基萘磺酸钠；

所述防腐剂选自苯甲酸、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐和对羟基苯甲酸酯类中的至少一种；

所述增稠剂为羟乙基纤维素和/或缔合型聚氨酯。

7.根据权利要求1或2所述的聚合物水泥防水涂料，其中，所述水泥为白水泥和/或灰水泥。

8.根据权利要求1或2所述的聚合物水泥防水涂料，其中，

所述减水剂选自萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂和聚羧酸系减水剂中的至少一种；

所述填料选自石英砂、石英粉、硅灰石粉、碳酸钙、硫酸钡和河沙中的至少一种。

9.权利要求1-8中任意一项所述的聚合物水泥防水涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

制备A组分：

将改性聚合物乳液、分散剂、消泡剂、润湿剂、防腐剂、硅烷偶联剂、增稠剂与水混合搅拌均匀，得到A组分；

制备B组分：

水泥、减水剂、填料混合搅拌，然后以喷淋方式加入亲水性异氰酸酯交联剂，得到B组分。