CN110527364A - 一种聚合物乳液建筑防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物乳液建筑防水涂料及其制备方法。该聚合物乳液建筑防水涂料包括：苯丙乳液、分散剂、消泡剂、水、絮凝剂、增稠剂、促干剂、粉料、防腐剂。本发明利用低玻璃化温度乳液，与絮凝剂和促干剂配合制备的聚合物乳液建筑防水涂料解决了该类产品低温不能施工的问题，将可施工的环境温度从目前的6℃降低至1℃；本发明的聚合物乳液建筑防水涂料无需添加成膜剂和增塑剂，最终形成的防水膜性能稳定、持久，不会出现成膜后期因为成膜助剂、增塑剂的挥发迁移引起防水膜性能下降的问题；本发明制造简单，成本低廉，环保无污染，可量产并应用，具有实用性。

Description

一种聚合物乳液建筑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，涉及一种聚合物乳液建筑防水涂料及其制备方法。

背景技术

聚合物乳液建筑防水涂料是以聚合物乳液为主要原料，加入其他添加剂而制得的单组份水乳型防水涂料，由于涂膜延伸率较高，具有较好的基层抗开裂能力，开桶即用、施工便捷、一般在非长期浸水环境下的建筑防水工程中使用，市场上一般称为丙烯酸防水涂料，该类产品的执行标准为JC/T 864-2008《聚合物乳液建筑防水涂料》中I型标准。中国发明专利CN201610012228.1公开了用丙烯酸乳液和硫酸钡为主要原材料，配合添加膨润土的方法，制得具有较好耐酸碱性，并可以有效防止分层问题防水涂料；中国发明专利申请CN201810679710.X采用两种不同玻璃化温度的乳液复配，以硫酸钡和高岭土为填料，并添加硅烷偶联剂的方案，制得较高强度和耐水性的防水涂料。该类产品的主体成膜物质为水性乳液，并且在制备过程中会加入部分水进行稀释，其组成主要由聚合物乳液和惰性填料，其防水膜的成膜过程也是依靠水分的挥发，不存在其他的化学反应来促进涂膜干燥，为保证水分的充分挥发，聚合物有效成膜，施工的环境一般要求温度大于6℃，但中国的大部分地区有长达4-5月的低温天气不利涂料施工，限制了产品的应用。

聚合物乳液建筑防水涂料一般以丙烯酸酯乳液为基料，滑石粉、硫酸钡、石英粉等为填料，辅以各种助剂制得单组份涂料。施工后的干燥只是单纯依靠涂料内水分的自然挥发，分散状态的聚合物和填料的颗粒逐渐靠拢，最终相互聚结成为连续漆膜。因此目前聚合物乳液建筑涂料的施工温度都建议在6℃以上，保证水分的正常挥发；当温度处于1-6℃时，水分挥发速度太慢，产品会出现长时间无法干燥，不成膜，施工流挂等问题。中国发明专利CN201610012228.1《一种单组份耐腐蚀、不分层的丙烯酸防水涂料》和中国发明专利申请CN201810679710.X《一种高强高耐水聚合物乳液建筑防水涂料及其制备方法》都是制备的聚合物乳液防水涂料，虽然采用乳液不同，添加的功能助剂也有所不同，但是无论是添加膨润土还是添加硅烷偶联剂，都不会改变涂膜干燥过程，也不能解决低温条件下施工的问题，也未提出聚合物乳液防水涂料在低温条件下施工的解决方案。

针对低温条件下使用的防水涂料，发明专利CN201710638480.8《一种抗低温防水材料及其制备方法》公开了一种防水涂料，其采用高聚合物乳液，并添加各类有机溶剂，如环氧油酸丁酯、甲苯二异氰酸脂、氯磺化聚乙烯、聚醚和聚醚多元醇通过加压合成，依靠合成有机物及有机溶剂低温不凝固的特点，在低温条件下应用，但其产品不属于聚合物乳液防水涂料范畴，也并未解决该类产品低温条件下不能施工的问题。

还有一种低温下可以应用的防水涂料，中国发明专利申请CN201510404197.X《一种低温环境下可以使用的聚合物水泥防水涂料》其产品组成分为双组分，分为液料和粉料，其中粉料中含有快硬水泥，并有氯化锂、氯化钙水泥类促凝剂，当液料与粉料混合后依靠乳液、水与快硬水泥反应释放的大量的热促使水分挥发和高聚合物的形成，并且其产品执行标准为GB23445-2009《聚合物水泥防水涂料》中的II型。该发明的反应原理、设计思路无法应用到聚合物乳液防水涂料产品中，因为该类产品为单组份产品不能添加水泥，因此无法解决该类产品的低温施工的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种可低温条件下施工的聚合物乳液防水涂料。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种聚合物乳液建筑防水涂料，该聚合物乳液建筑防水涂料包括：

苯丙乳液400-520重量份、分散剂2-10重量份、消泡剂4-12重量份、水20-100重量份、絮凝剂2-10重量份、增稠剂0.5-5重量份、促干剂10-30重量份、粉料250-600重量份、防腐剂0.5-5重量份；

所述苯丙乳液的玻璃化温度≤-20℃；

所述絮凝剂为含有乙酸锌和聚乙烯亚胺结构的高分子物质；

所述促干剂为硅铝类多孔微球。

作为优选方案，该聚合物乳液建筑防水涂料包括：

苯丙乳液440-480重量份、分散剂4-8重量份、消泡剂6-10重量份、水40-80重量份、絮凝剂4-8重量份、增稠剂1-3重量份、促干剂15-25重量份、粉料350-500重量份、防腐剂1-3重量份。

本发明中，所述絮凝剂必须满足含有乙酸锌和聚乙烯亚胺结构，如瓦克PRIMISKT3000。

本发明中，所述分散剂可选用本领域人员常规采用的分散剂，作为优选方案，所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐分散剂、聚丙烯酸铵盐分散剂、聚羧酸钠盐分散剂和聚丙烯酸钾盐分散剂中的至少一种。如罗门哈斯731A分散剂、毕克公司生产的BYK-154、高帝斯公司生产的BR3等。

作为优选方案，所述消泡剂选自聚醚型消泡剂、有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂和聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种，进一步优选为聚醚型消泡剂，如三权益628消泡剂。

作为优选方案，所述增稠剂选自缔合型聚氨酯型增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂、疏水改性非聚氨酯增稠剂中的至少一种，进一步优选为缔合型聚氨酯型增稠剂，如罗门哈斯RM-8W增稠剂。

本发明中，防腐剂可选用本领域人员常规采用的防腐剂，更优选选用不含bronopol、不含甲醛或甲醛供体的防腐剂，如索尔MBS。

作为优选方案，所述粉料中云母粉和沉淀硫酸钡的重量比为100-150：250-350，采用上述粉料可更好地确保本申请的施工效果。

本发明的第二方面提供上述的聚合物乳液建筑防水涂料的制备方法，该制备方法包括：

在搅拌条件下依次向水中加入分散剂、消泡剂，然后依次加入苯丙乳液、絮凝剂，再加入粉料和促干剂，最后依次加入增稠剂、防腐剂，再经消泡后得到所述聚合物乳液建筑防水涂料。

作为优选方案，加入分散剂、消泡剂以及加入苯丙乳液、絮凝剂时的搅拌速度为150-350rpm。

作为优选方案，加入粉料和促干剂以及加入增稠剂、防腐剂的搅拌速度为500-900rpm。

作为优选方案，消泡时的搅拌速度为100-300rpm。

根据本发明一个具体的实施方式，聚合物乳液建筑防水涂料的制备方法包括：

将去离子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200r/min，依次加入分散剂、消泡剂，搅拌3分钟，依次加入苯丙乳液、絮凝剂，300r/min搅拌5分钟，缓慢加入云母粉、沉淀硫酸钡、促干剂，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入增稠剂、防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到聚合物乳液建筑防水涂料进行成品灌装。

本发明的有益效果：

本发明的苯丙乳液与絮凝剂和促干剂配合制备得到的聚合物乳液建筑防水涂料解决了该类产品低温不能施工的问题，将可施工的环境温度从目前的6℃，降低至1℃，拓宽了产品的可施工环境范围；本发明的聚合物乳液建筑防水涂料无需添加成膜剂和增塑剂，最终形成的防水膜性能稳定、持久，不会出现成膜后期因为成膜助剂、增塑剂的挥发迁移引起防水膜性能下降的问题；本发明制造简单，成本低廉，环保无污染，可量产并应用，具有实用性。

本发明提供一种可低温条件下施工的聚合物乳液防水涂料的制备方法，解决了聚合物乳液防水涂料低温条件下无法应用的问题，实现了聚合乳液防水涂料在1℃至6℃的环境下可以正常施工。本发明采用相应的苯丙乳液，并以云母粉和硫酸钡为主要填料，添加特定的絮凝剂，改变涂料的成膜过程，涂膜在低温条件下形成一种凝胶状态的聚合物网，并具有一定的机械稳定性，添加促干剂，提高涂膜内部水分挥发速度，实现防水涂料在低温条件下的成膜，有效解决了防水涂料在低温条件下不干燥、开裂、流挂等无法施工的问题，提供优异的防水效果。

本发明特定絮凝剂的应用，实现了低温条件下的正常施工。产品添加絮凝剂之后，产品在成膜过程中的初始阶段不再只是依靠水分的挥发，分散状态的聚合物和填料的颗粒逐渐靠拢，达到堆积密集状态，而是利用其基于乙酸锌和聚乙烯亚胺的特殊化学结构使聚合物和填料形成凝胶结构，在低温条件下形成聚合物网，提高防水涂料的低温下的成膜效果。

本发明中的硅铝类多孔微球有效的构建起了水分的挥发通道，涂膜内部的水分利用其特殊的多孔结构进行挥发，整体提升防水膜的干燥速度。多孔微球的晶体空穴有很强的极性，会首先吸附极性较强的水分子，当水分子随着挥发逐渐减少时，乳液会浸入到空穴中。最终在絮凝剂与多孔微球的共同作用下可以使聚合物乳液防水涂料在1-6℃的低温条件下干燥，形成持久、有效的防水层。

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。

本发明实施例各组分均来源于商购。

本发明实施例及对比例中，分散剂为罗门哈斯731A分散剂，消泡剂为三权益628消泡剂，采用的苯丙乳液为巴斯夫405乳液，絮凝剂为瓦克PRIMIS KT3000，云母粉为购自瑞达矿业公司，沉淀硫酸钡购自丰源科创公司，促干剂为上海羽唐DR313，增稠剂为罗门哈斯RM-8W增稠剂，防腐剂为索尔MBS。

实施例1：

将40重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入480重量的苯丙乳液、5重量的絮凝剂，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡、20重量的促干剂，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到聚合物乳液建筑防水涂料。

实施例2：

将40重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入480重量的苯丙乳液、8重量的絮凝剂，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡、20重量的促干剂，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到聚合物乳液建筑防水涂料。

实施例3：

将40重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入480重量的苯丙乳液、5重量的絮凝剂，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡、25重量的促干剂，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到聚合物乳液建筑防水涂料。

对比例1：

将80重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入440重量的苯丙乳液，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡，800r/min搅拌20分钟,最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min，搅拌4分钟机械消泡后得到成品。

对比例2：

将40重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入480重量的苯丙乳液，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡，800r/min搅拌20分钟,最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到成品。

对比例3：

将80重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入440重量的苯丙乳液，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入150重量的云母粉、300重量的沉淀硫酸钡，促干剂，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到成品。

对比例4：

将80重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入440重量的苯丙乳液、5重量的絮凝剂，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到成品。

对比例5：

将80重量的去离子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200r/min，依次加入6重量的分散剂，8重量的消泡剂，搅拌3分钟，依次加入440重量的苯丙乳液，300r/min搅拌5分钟，依次缓慢加入100重量的云母粉、350重量的沉淀硫酸钡、20重量的促干剂，800r/min搅拌20分钟，最后依次缓慢加入2重量的增稠剂、2重量的防腐剂，600r/min搅拌8分钟。降低转速至200r/min搅拌4分钟机械消泡后得到成品。

测试例

以上各实施例、对比例按照JC/T 864-2008《聚合物乳液建筑防水涂料》中I型规定的性能指标检测拉伸强度、断裂延伸率、低温柔性、不透水性，其中表干时间、实干时间除在标准试验条件(温度23±2℃，湿度50±10％)下检测外，增加温度为3℃，湿度为50％的低温检测条件，对应的性能测试结果如下：

表1力学性能测试结果

表2实干测试结果

由对比例1、对比例2、实施例1可以看出随着产品体系中苯丙乳液、絮凝剂、促干剂的增加，聚合物乳液建筑防水涂料的断裂延伸率、拉伸强度均呈上升趋势，并且促凝剂和促干剂产生协同作用，产品的表干时间、实干时间可以大幅缩短。

由实施例1、实施例2对比可以看出，随着产品体系中实絮凝剂的增加，聚合物乳液建筑防水涂料的断裂延伸率、拉伸强度变化不明显，但是表干时间、实干时间均会缩短，并且在低温条件下，表干时间缩短会更为明显；

由实施例1、实施例3对比可以看出，随着产品体系中实絮凝剂的增加，聚合物乳液建筑防水涂料的断裂延伸率、拉伸强度变化不明显，但是表干时间、实干时间均会缩短，并且在低温条件下，实干时间缩短会更为明显；

由对比例1、对比例2可以看出随着苯丙乳液的增加，聚合物乳液建筑防水涂料的断裂延伸率、拉伸强度均呈上升趋势，并且不同条件下的表干时间、实干时间均缩短；

由对比例1、对比例3可以看出随着产品体系中云母粉的增加，云母的片层结构导致产品的断裂延伸率呈上升趋势，但拉伸强度呈下降趋势，表干时间、实干时间变化不明显；

由对比例1、对比例4可以看出随着絮凝剂的增加，聚合物乳液建筑防水涂料的断裂延伸率、拉伸强度变化不明显，表干时间、实干时间均会缩短，絮凝剂快速形成胶凝结构的聚合物网，低温下表干时间缩短幅度更大；

由对比例1、对比例5可以看出随着产品体系中促干剂的增加，聚合物乳液建筑防水涂料的断裂延伸率、拉伸强度变化不明显，表干时间、实干时间均会缩短，促干剂构建的挥发通道使涂膜内部的水分可以更快挥发，低温下实干时间缩短幅度更大。

将对比例1-5与实施例1-3比较，当聚合物乳液建筑防水涂料各组分均存在并满足上述用量时，其各性能最为优异。

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)

1.一种聚合物乳液建筑防水涂料，其特征在于，该聚合物乳液建筑防水涂料包括：

苯丙乳液400-520重量份、分散剂2-10重量份、消泡剂4-12重量份、水20-100重量份、絮凝剂2-10重量份、增稠剂0.5-5重量份、促干剂10-30重量份、粉料250-600重量份、防腐剂0.5-5重量份；

所述苯丙乳液的玻璃化温度≤-20℃；

所述絮凝剂为含有乙酸锌和聚乙烯亚胺结构的高分子物质；

所述促干剂为硅铝类多孔微球。

2.根据权利要求1所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，该聚合物乳液建筑防水涂料包括：

苯丙乳液440-480重量份、分散剂4-8重量份、消泡剂6-10重量份、水40-80重量份、絮凝剂4-8重量份、增稠剂1-3重量份、促干剂15-25重量份、粉料350-500重量份、防腐剂1-3重量份。

3.根据权利要求1所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐分散剂、聚丙烯酸铵盐分散剂、聚羧酸钠盐分散剂和聚丙烯酸钾盐分散剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，所述消泡剂选自聚醚型消泡剂、有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂和聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，所述消泡剂为聚醚型消泡剂。

6.根据权利要求1所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，所述增稠剂选自缔合型聚氨酯型增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂、疏水改性非聚氨酯增稠剂中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，所述增稠剂为缔合型聚氨酯型增稠剂。

8.根据权利要求1所述的聚合物乳液建筑防水涂料，其中，所述粉料中云母粉和沉淀硫酸钡的重量比为100-150：250-350。

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

在搅拌条件下依次向水中加入分散剂、消泡剂，然后依次加入苯丙乳液、絮凝剂，再加入粉料和促干剂，最后依次加入增稠剂、防腐剂，再经消泡后得到所述聚合物乳液建筑防水涂料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，

加入分散剂、消泡剂以及加入苯丙乳液、絮凝剂时的搅拌速度为150-350rpm；

加入粉料和促干剂以及加入增稠剂、防腐剂的搅拌速度为500-900rpm；

消泡时的搅拌速度为100-300rpm。