CN111040634B - 一种基层处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑工程防水材料技术领域，公开了一种基层处理剂及其制备方法，该基层处理剂由按照质量百分比计的以下原料制得：沥青10‑61％、软化油1‑13％、水50‑70％、乳化剂0.1‑1.7％、胶粘联合剂3‑10％、DOP增塑剂1‑13％、均相调节剂0.05‑2.1％、分散剂0.01‑0.5％、添加剂1‑11％。本发明的基层处理剂具有优异的低温适用性、高强粘结性能、良好的储存稳定性，在‑5℃以上均可保持良好的施工应用状态，八字模粘接强度可达0.9MPa以上，与卷材粘接后的剥离强度可达2.0MPa以上，在标准条件下放置10天后储存稳定性小于1％。

Description

一种基层处理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑工程防水材料技术领域，更具体地，涉及一种基层处理剂及其制备方法。

背景技术

基层处理剂是用于防水卷材施工时基层封闭、增强基层和卷材粘结力的一种涂料，其分为溶剂型和水性两大类。溶剂型基层处理剂的渗透性和粘结性好，但不宜用于潮湿基面，同时施工时对人体和环境有害，危险易燃。水性基层处理剂可用于潮湿基面，但不能在低温下使用(一般需5℃以上)，粘结性稍差，对人体和环境危害小。目前，由于基层处理剂能够显著提高沥青基防水卷材的粘结力，因此基层处理剂在防水工程施工中被大量的应用。

虽然溶剂型以及水性基层处理剂已针对不同基层条件被广泛推广应用，但对于既要保证在0℃以下低温条件下施工应用(可低至-5℃)，且具有高强粘结性的水性基层处理剂，在标准条件下10天的储存稳定性达到1％以下，市场上还没有满足上述要求的水性基层处理剂产品。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供了一种基层处理剂及其制备方法，该基层处理剂具有优异的低温适用性、高强粘结性能、良好的储存稳定性。

本发明的第一方面提供了一种基层处理剂，该基层处理剂由按照质量百分比计的以下原料制得：

沥青10-61％、软化油1-13％、水50-70％、乳化剂0.1-1.7％、胶粘联合剂3-10％、DOP增塑剂1-13％、均相调节剂0.05-2.1％、分散剂0.01-0.5％、添加剂1-11％。

本发明的第二方面提供了一种上述基层处理剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)在140-150℃的温度条件下，将所述沥青、软化油混合并搅拌均匀，得到混合物A；

2)在60-70℃的温度条件下，将水和乳化剂混合并搅拌均匀，得到皂液；

3)将混合物A与皂液混合并搅拌均匀后得到混合物C，再经胶体磨乳化，得到乳化沥青；

4)在50-60℃的温度条件下，将胶粘联合剂与DOP增塑剂混合并搅拌均匀，得到混合物B；

5)在常温状态下，向乳化沥青中依次加入混合物B和均相调节剂，进行第一阶段的搅拌混合，再依次加入分散剂和添加剂，进行第二阶段的搅拌混合，最后进行第三阶段的搅拌混合，得到所述基层处理剂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的基层处理剂具有优异的低温适用性、高强粘结性能、良好的储存稳定性：该基层处理剂具有较大的温度适用范围，可在低温条件下不结冰，具体是在-5℃以上均可保持良好的施工应用状态，且实干后成膜在温度为80℃以上的炎热条件下不流淌；该基层处理剂的八字模粘接强度可达0.9MPa以上，与卷材粘接后的剥离强度可达2.0MPa以上，解决了传统水性基层处理剂粘结强度低的问题；该基层处理剂具有良好的储存稳定性，具体地，在标准条件下放置10天后小于1％。另外，由于原料中不含有机溶剂，且本发明的基层处理剂以水为分散介质，更环保，更安全。

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。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种基层处理剂，该基层处理剂由按照质量百分比计的以下原料制得：

沥青10-61％、软化油1-13％、水50-70％、乳化剂0.1-1.7％、胶粘联合剂3-10％、DOP增塑剂1-13％、均相调节剂0.05-2.1％、分散剂0.01-0.5％、添加剂1-11％。

优选地，所述基层处理剂由按照质量百分比计的以下原料制得：

沥青15-30％、软化油1-8％、水60-70％、乳化剂0.2-1％、胶粘联合剂3-6％、DOP增塑剂1-5％、均相调节剂0.1-0.3％、分散剂0.1-0.4％、添加剂1-5％。

本发明中，所述沥青可选用沥青基基层处理剂中常用的沥青型号。例如，所述沥青可以选自70#石油沥青、90#石油沥青、140#石油沥青、180#石油沥青和200#石油沥青中的至少一种。优选地，所述沥青为90#石油沥青。

根据本发明，所述软化油可以选自芳香基油、环烷基油和白腊基油中的至少一种。

本发明中的乳化剂能够更高效的将沥青、软化油和水融合起来，形成均一的稳定相，起了关键性的桥梁作用。优选情况下，所述乳化剂为非离子乳化剂。相比于其它乳化剂，非离子乳化剂具有很高的表面活性，良好的增溶性能，刺激性小，可应用pH值范围比一般离子型表面乳化剂更宽广。

进一步优选地，所述乳化剂选自聚氧乙烯型非离子乳化剂、多元醇型非离子乳化剂和聚醚型非离子乳化剂中的一种。上述各种类型的非离子乳化剂均可根据现有技术进行常规选择。

本发明中的水可以为地下水。

根据本发明，所述胶粘联合剂的加入可提高胶黏剂含量，使基层处理剂具有高强的粘接性能。优选情况下，所述胶粘联合剂为采用IPN技术对PVA和水玻璃进行处理的复合产物。

胶粘联合剂的制备方法可参照现有技术进行，优选地，胶粘联合剂的制备方法包括：1)将10wt％的PVA水溶液80份、水玻璃8份和水20份在60℃条件下充分混匀；2)将TO-7乳化剂0.2g缓慢加入并混合均匀，随后将30wt％柠檬酸水溶液1.0g逐滴加入并混合均匀；3)在80℃条件下搅拌、乳化反应20min；4)最后，将水玻璃4份和水10份混合均匀后逐滴缓慢加入，熟化24h，即制备得到该胶粘联合剂。

本发明中，所述DOP增塑剂能够使基层处理剂具有更宽的温度适用范围，具体地，改善低温适用性，可降低施工温度至0℃以下，最低可达-5℃。所述DOP增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，简称二辛酯，是一种有机酯类化合物。

根据本发明，所述均相调节剂可以提高基层处理剂的储存稳定性，并避免胶状稳定剂在混合分散过程中存在的结块、团聚等问题。另外，均相调节剂的加入，可保持化学平衡，同时使得各原料间的表面作用力减小，表面接触面积增大，形成稳定的均一相，可减缓光、热和重力沉降的分解作用。优选情况下，所述均相调节剂为钙锌稳定剂和/或苯并三唑类紫外线吸收剂。例如，均相调节剂可以为钙锌稳定剂R218、苯并三唑类UV571(化学名称为：2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，直链或支链)。

本发明中，所述分散剂可防止粉体原料颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液，避免局部分散偏多或偏少的问题，影响基层处理剂的关键性能指标。优选地，所述分散剂为硅酸盐类分散剂和/或磷酸盐类分散剂。

根据本发明，所述添加剂为提高防水涂料力学性能的无机填料，与胶粘联合剂双重结合作用，大幅提高粘接强度。优选情况下，所述添加剂为滑石粉、碳酸钙、石墨和碳黑中的至少一种。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种上述基层处理剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

1)在140-150℃的温度条件下，将所述沥青、软化油混合并搅拌均匀，得到混合物A；

2)在60-70℃的温度条件下，将水和乳化剂混合并搅拌均匀，得到皂液；

3)将混合物A与皂液混合并搅拌均匀后得到混合物C，再经胶体磨乳化，得到乳化沥青；

4)在50-60℃的温度条件下，将胶粘联合剂与DOP增塑剂混合并搅拌均匀，得到混合物B；

5)在常温状态下，向乳化沥青中依次加入混合物B和均相调节剂，进行第一阶段的搅拌混合，再依次加入分散剂和添加剂，进行第二阶段的搅拌混合，最后进行第三阶段的搅拌混合，得到所述基层处理剂。

优选地，步骤1)中，搅拌的条件包括：转速500-800rpm，时间为15-25min。

优选地，步骤2)中，搅拌的条件包括：转速700-900rpm，时间为30-40min。

优选情况下，步骤3)中，混合的温度为80-95℃，搅拌的条件包括：转速800-1000rpm，时间为30-50min；乳化的条件包括：乳化温度85-95℃，时间为10-20min。

优选地，步骤4)中，搅拌的条件包括：转速500-600rpm，时间为20-30min。

优选地，步骤5)中，第一阶段的搅拌混合条件包括：转速为1000-1200rpm，时间为20-30min；第二阶段的搅拌混合条件包括：转速为1500-1800rpm，时间为30-40min；第三阶段的搅拌混合条件包括：转速为300-500rpm，时间为5-10min。另外，需要说明的是，步骤5)中的常温状态下是指温度为25℃。

本发明在常规水性基层处理剂的基础上引入胶粘联合剂，用IPN技术对PVA和水玻璃进行复合，形成良好的性能协同效应，大幅提升粘接强度；引入DOP增塑剂，扩大了该基层处理剂的温度适用范围，尤其提高低温适用性，可在低温条件下不结冰，具体是在-5℃以上均可保持良好的施工应用状态；代替传统稳定剂，引入均相调节剂，解决了传统稳定剂在分散过程中容易团聚、分散不均匀、分散时间长的问题，解决了水性产品稳定性差，具体地，达到在标准条件下放置10天后的储存稳定性小于1％；通过制备工艺调整优化，将胶粘联合剂与DOP增塑剂提前在特定温度下预混分散，二者并未发生化学反应，而是胶粘联合剂中的PVA组分充分发挥表面活性剂的作用，突破了油性DOP增塑剂与水性体系直接混合后不相容以及混合后出现对乳化剂的“争夺”从而发生破乳的技术瓶颈。

下面结合实施例，进一步说明本发明。但不受这些实施例的限制。

在以下实施例和对比例中：

非离子乳化剂异构醇TO-7、异构醇醚XL-90，购自BASF。

胶粘联合剂为自制，所包含PVA购自山东三越新材料有限公司，所包含水玻璃购自济南汇丰达化工有限公司，所包含乳化剂为上述非离子乳化剂TO-7，所包含柠檬酸为常规食品级柠檬酸。

DOP增塑剂，购自上海南木化工有限公司。

均相调节剂钙锌稳定剂R218，购自青阳县瑞盈塑胶化工销售有限公司；均相调节剂苯并三唑类UV-571，购自杭州宝鑫化工有限公司。

分散剂TY-5110，购自广州亿峰化工科技有限公司；分散剂A11，购自深圳市格雷森化学新材料有限公司。

各原料份数均以质量计。

实施例1-3用于说明本发明的基层处理剂及其制备方法。

实施例1

将90#石油沥青22份、环烷基油2份加入高速搅拌器中，在140℃温度条件下，以转速600rpm搅拌15min，得到混合物A；将水65份加热至60℃，向其中加入异构醇TO-7非离子乳化剂0.5份，以转速700rpm搅拌30min，得到皂液；将皂液加入高速搅拌器中与混合物A混合，在80℃温度条件下，以转速800rpm搅拌30min，得到混合物C；将混合物C加入至胶体磨中研磨10min，得到乳化沥青；将胶粘联合剂4份加热至50℃，向其中加入DOP增塑剂2份，以转速500rpm搅拌25min，得到混合物B；依次将混合物B、UV-571均相调节剂0.1份加入至乳化沥青中，在高速搅拌条件下，以转速1000rpm搅拌20min；再依次向高速搅拌器中加入TY-5110分散剂0.4份、碳酸钙添加剂4份，以转速1500rpm搅拌30min；最后，调整转速至300rpm搅拌10min，制得基层处理剂。

实施例2

将90#石油沥青20份、白蜡基油3份加入高速搅拌器中，在140℃温度条件下，以转速600rpm搅拌15min，得到混合物A；将水70份加热至60℃，向其中加入异构醇醚XL-90非离子乳化剂0.6份，以转速700rpm搅拌30min，得到皂液；将皂液加入高速搅拌器中与混合物A混合，在80℃温度条件下，以转速800rpm搅拌30min，得到混合物C；将混合物C加入至胶体磨中研磨10min，得到乳化沥青；将胶粘联合剂3份加热至50℃，向其中加入DOP增塑剂1份，以转速500rpm搅拌25min，得到混合物B；依次将混合物B、R218均相调节剂0.1份加入至乳化沥青中，在高速搅拌条件下，以转速1000rpm搅拌20min；再依次向高速搅拌器中加入TY-5110分散剂0.3份、碳酸钙添加剂2份，以转速1500rpm搅拌30min；最后，调整转速至300rpm搅拌10min，制得基层处理剂。

实施例3

将90#石油沥青18份、环烷基油6份加入高速搅拌器中，在140℃温度条件下，以转速600rpm搅拌15min，得到混合物A；将水65份加热至60℃，向其中加入异构醇TO-7非离子乳化剂0.5份，以转速700rpm搅拌30min，得到皂液；将皂液加入高速搅拌器中与混合物A混合，在80℃温度条件下，以转速800rpm搅拌30min，得到混合物C；将混合物C加入至胶体磨中研磨10min，得到乳化沥青；将胶粘联合剂6份加热至50℃，向其中加入DOP增塑剂3份，以转速500rpm搅拌25min，得到混合物B；依次将混合物B、UV-571均相调节剂0.1份加入至乳化沥青中，在高速搅拌条件下，以转速1000rpm搅拌20min；再依次向高速搅拌器中加入TY-5110分散剂0.4份、碳酸钙添加剂1份，以转速1500rpm搅拌30min；最后，调整转速至300rpm搅拌10min，制得基层处理剂。

对比例1

按照实施例1的方法制备基层处理剂，不同之处在于，不添加DOP增塑剂，从而制得基层处理剂。

对比例2

按照实施例1的方法制备基层处理剂，不同之处在于，不添加UV-571均相调节剂，从而制得基层处理剂。

对比例3

按照实施例1的方法制备基层处理剂，不同之处在于，不添加胶粘联合剂，从而制得基层处理剂。

将实施例1-3和对比例1-3制得的基层处理剂进行物理力学性能测定，具体测定方法采用常规方法进行，例如，表干时间、固体含量等按照JC/T1069-2008《沥青基防水卷材用基层处理剂》进行，其中，部分测试项目的典型技术指标及测试结果如表1所示。

表1

由表1可知，实施例1-3的基层处理剂在0℃以下低温条件下能实现正常施工，不结冰，低温柔韧性好，剥离强度大，1d储存稳定性可达1.0％以下；而对比例1的基层处理剂可施工温度为4℃，无法满足0℃以下施工条件；对比例2的基层处理剂在7d储存稳定性在2％以上，易发生分层离析现象；对比例3的基层处理剂剥离强度仅为1.1N/mm，剥离强度下降50％左右。

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)

1.一种基层处理剂，其特征在于，该基层处理剂由按照质量百分比计的以下原料制得：

沥青10-61%、软化油1-13%、水50-70%、乳化剂0.1-1.7%、胶粘联合剂3-10%、DOP增塑剂1-13%、均相调节剂0.05-2.1%、分散剂0.01-0.5%、添加剂1-11%；

所述胶粘联合剂为采用IPN技术对PVA和水玻璃进行处理的复合产物；

所述均相调节剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。

2.根据权利要求1所述的基层处理剂，其中，所述基层处理剂由按照质量百分比计的以下原料制得：

沥青15-30%、软化油1-8%、水60-70%、乳化剂0.2-1%、胶粘联合剂3-6%、DOP增塑剂1-5%、均相调节剂0.1-0.3%、分散剂0.1-0.4%、添加剂1-5%。

3.根据权利要求1或2所述的基层处理剂，其中，所述沥青选自70#石油沥青、90#石油沥青、140#石油沥青、180#石油沥青和200#石油沥青中的至少一种；

所述软化油选自芳香基油、环烷基油和白腊基油中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的基层处理剂，其中，所述乳化剂为非离子乳化剂，其选自聚氧乙烯型非离子乳化剂、多元醇型非离子乳化剂和聚醚型非离子乳化剂中的一种；

所述水为地下水。

5.根据权利要求1或2所述的基层处理剂，其中，

所述分散剂为硅酸盐类分散剂和/或磷酸盐类分散剂；

所述添加剂为滑石粉、碳酸钙、石墨和碳黑中的至少一种。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的基层处理剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

1）在140-150℃的温度条件下，将所述沥青、软化油混合并搅拌均匀，得到混合物A；

2）在60-70℃的温度条件下，将水和乳化剂混合并搅拌均匀，得到皂液；

3）将混合物A与皂液混合并搅拌均匀后得到混合物C，再经胶体磨乳化，得到乳化沥青；

4）在50-60℃的温度条件下，将胶粘联合剂与DOP增塑剂混合并搅拌均匀，得到混合物B；

5）在常温状态下，向乳化沥青中依次加入混合物B和均相调节剂，进行第一阶段的搅拌混合，再依次加入分散剂和添加剂，进行第二阶段的搅拌混合，最后进行第三阶段的搅拌混合，得到所述基层处理剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤1）中，搅拌的条件包括：转速500-800rpm，时间为15-25min；

步骤2）中，搅拌的条件包括：转速700-900rpm，时间为30-40min。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，步骤3）中，混合的温度为80-95℃，搅拌的条件包括：转速800-1000rpm，时间为30-50min；乳化的条件包括：乳化温度80-95℃，时间为10-20min；

步骤4）中，搅拌的条件包括：转速500-600rpm，时间为20-30min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其中，步骤5）中，第一阶段的搅拌混合条件包括：转速为1000-1200rpm，时间为20-30min；第二阶段的搅拌混合条件包括：转速为1500-1800rpm，时间为30-40min；第三阶段的搅拌混合条件包括：转速为300-500rpm，时间为5-10min。