CN111777907A - 一种防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水涂料及其制备方法，涉及功能涂料及其制备技术领域，涂料包括P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙、氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂、去离子水。本发明使用环保无毒或低毒添加剂，降低毒性或无毒；使用耐老化耐腐蚀的乳液，提高涂料的耐候性；使用的填料能够增强涂料的抗渗作用；采用特定算法计算氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入比例，该方法计算得到的实际加入比例，可以使最终得到的防水涂料形成的涂层缺陷更少、流平性更好。

Description

一种防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能涂料及其制备技术领域，具体涉及一种防水涂料及其制备方法。
背景技术
JS聚合物水泥防水涂料的定义：J就是指聚合物，S是指水泥；即JS就是聚合物水泥防水涂料，以又称JS复合防水涂料。JS聚合物水泥防水涂料是一种以聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等聚合物乳液与各种添加剂组成的有机液料，并配合一定比例的普通硅酸水泥等无机粉料配置而成的防水材料。可用于潮湿基层,涂后经固化成为橡胶状弹性防水层。经固化形成的防水膜。鉴于其具有优良的粘结性、抗渗性、抗裂性等功效，是绿色环保材料，无毒、无味、无污染，施工安全，且JS聚合物水泥基防水涂料能与防水层外面的保护层良好的粘结，被广泛用于厨房、卫生间、水池、地下室等非外露部位的防水、防渗漏、防潮等工程。但由于现有的JS聚合物水泥防水涂料采用的成膜物质为VAE乳液或苯丙乳液，这类有机乳液的耐候性均不是十分理想，固当用此类乳液制备的防水涂料，用于无保护层外露工程时，耐候性差，当将其用于屋面、天台、天沟、外墙等涂料外露场合，经过风吹日晒雨淋，往往会造成短期内就出现涂层龟裂、起粉、爆皮、脱落等质量问题，导致防水涂层时效，不仅需要频繁修复，且会造成其他经济损失。
发明内容
基于上述现有JS聚合物水泥基防水涂料存在的由于耐候性差导致的应用范围过小的问题，本发明提供一种新的防水涂料及其制备方法，技术方案如下：
首先，本发明提供一种防水涂料，按重量份数计，包括以下组分：
P.O42.5水泥 400-500份，
石英砂 350-450份，
重质碳酸钙 15-20份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1400-1600份，
消泡剂 2-4份，
防腐剂 2-4份，
增稠剂 2-4份，
聚羧酸系减水剂 2-4份；
去离子水 200-300份。
优选地，上述防水涂料，按重量份数计，包括以下组分：
P.O42.5水泥 450份，
石英砂 400份，
重质碳酸钙 18份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1500份，
消泡剂 4份，
防腐剂 4份，
增稠剂 4份，
聚羧酸系减水剂 4份；
去离子水 224份。
优选地，所述增稠剂包括羟乙基纤维素(HEC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基纤维素(MC)中的一种。
优选地，所述消泡剂为BYK-070消泡剂、BYK071消泡剂、BYK054消泡剂、BYK530消泡剂、BYK-088消泡剂、BYK-A530消泡剂、消泡剂BYK-A530、BYK-A 530消泡剂中的一种。
优选地，所述防腐剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮、1,2苯并异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4异噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4异噻唑啉-3-酮。
优选地，上述氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入质量比可以通过以下方法计算来加以改进：氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入质量比为：(Caχa):(Cbχb):(Ccχc)；
其中，Ca:Cb:Cc为配方所需氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂质量比，范围为(1400-1600):(1-3):(1-3)；χa、χb、χc分别为氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入量修正系数；
Figure BDA0002529294310000031
Figure BDA0002529294310000032
Figure BDA0002529294310000033
其中，a、b、c分别代表氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂；ωa、ωb、ωc分别表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的摩尔百分数，所述摩尔百分数为占体系中氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂摩尔数之和的百分数；
Figure BDA0002529294310000034
表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液与消泡剂、增稠剂之间2阶相互作用系数，以此类推；
Figure BDA0002529294310000035
表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液与消泡剂、增稠剂之间1阶相互作用系数，以此类推。
第二，本发明还提供上述防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙混合搅拌，制备成粉料组分；将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，分散均匀，制备成液料组分；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，分散均匀，静置后得到防水涂料。
步骤(1)所述混合搅拌，为机械搅拌，搅拌速度为100-250rpm，搅拌时间为10-15min；所述分散均匀，使用分散机，转速为300-400rpm，分散时间为10-15min。步骤(1)所述粉料组分中各组分按配方所需量取料，液料组分中各组分按配方所需量的一半取料。
步骤(2)所述分散，使用分散机，转速为300-400rpm，分散时间为5-10min；所述静置，静置时间为3-5min。
优选地，步骤(2)所述静置前，超声30-120min。
有益效果
本发明的有益效果在于：
1.本发明使用环保无毒或低毒添加剂，降低毒性或无毒；
2.本发明使用耐老化耐腐蚀的乳液，提高涂料的耐候性；
3.本发明使用的填料能够增强涂料的抗渗作用；
4.本发明采用特定算法计算氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入比例，该方法计算得到的实际加入比例，可以使最终得到的防水涂料形成的涂层缺陷更少、流平性更好。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
以下实施例中，使用到的增稠剂为羟乙基纤维素(HEC)，消泡剂为BYK-070消泡剂，防腐剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮。除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
实施例1防水涂料A的制备：
配方：
P.O42.5水泥 400份，
石英砂 350份，
重质碳酸钙 15份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1400份，
消泡剂 2份，
防腐剂 2份，
增稠剂 2份，
聚羧酸系减水剂 2份；
去离子水 200份。
(1)按配方所需量取料，将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙100rpm机械混合搅拌10min，制备成粉料组分；按配方所需量的一半取料，将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，使用分散机，300rpm分散10min，分散均匀，制备成液料组分，制备2份；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，使用分散机，300rpm分散5min，分散均匀，静置3min后得到防水涂料。
实施例2防水涂料B的制备：
配方：
P.O42.5水泥 500份，
石英砂 450份，
重质碳酸钙 20份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1600份，
消泡剂 4份，
防腐剂 4份，
增稠剂 4份，
聚羧酸系减水剂 4份；
去离子水 300份。
(1)按配方所需量取料，将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙250rpm机械混合搅拌15min，制备成粉料组分；按配方所需量的一半取料，将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，使用分散机，400rpm分散15min，分散均匀，制备成液料组分，制备2份；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，使用分散机，400rpm分散10min，分散均匀，超声120min，静置5min后得到防水涂料。
实施例3防水涂料C的制备：
配方：
P.O42.5水泥 450份，
石英砂 400份，
重质碳酸钙 18份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1500份，
消泡剂 4份，
防腐剂 4份，
增稠剂 4份，
聚羧酸系减水剂 4份；
去离子水 224份。
(1)按配方所需量取料，将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙200rpm机械混合搅拌15min，制备成粉料组分；按配方所需量的一半取料，将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，使用分散机，350rpm分散15min，分散均匀，制备成液料组分，制备2份；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，使用分散机，350rpm分散10min，分散均匀，静置5min后得到防水涂料。
实施例4防水涂料D的制备：
配方：
P.O42.5水泥 450份，
石英砂 400份，
重质碳酸钙 18份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1500份，
消泡剂 4份，
防腐剂 4份，
增稠剂 4份，
聚羧酸系减水剂 4份；
去离子水 224份。
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入质量比为：(Caχa):(Cbχb):(Ccχc)；
其中，Ca:Cb:Cc为配方所需氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂质量比，为1500:4:4；χa、χb、χc分别为氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入量修正系数；
Figure BDA0002529294310000081
Figure BDA0002529294310000082
Figure BDA0002529294310000083
其中，a、b、c分别代表氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂；ωa、ωb、ωc分别表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的摩尔百分数，所述摩尔百分数为占体系中氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂摩尔数之和的百分数；
Figure BDA0002529294310000084
表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液与消泡剂、增稠剂之间2阶相互作用系数，以此类推；
Figure BDA0002529294310000085
表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液与消泡剂、增稠剂之间1阶相互作用系数，以此类推。
(1)按配方所需量取料，将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙200rpm机械混合搅拌15min，制备成粉料组分；按实际加入量比例的一半取料，将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，使用分散机，350rpm分散15min，分散均匀，制备成液料组分，制备2份；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，使用分散机，350rpm分散10min，分散均匀，静置5min后得到防水涂料。
实施例5防水涂料E的制备：
配方：
P.O42.5水泥 450份，
石英砂 400份，
重质碳酸钙 18份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液 1500份，
消泡剂 4份，
防腐剂 4份，
增稠剂 4份，
聚羧酸系减水剂 4份；
去离子水 224份。
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入质量比为：(Caχa):(Cbχb):(Ccχc)；
其中，Ca:Cb:Cc为配方所需氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂质量比，为1500:4:4；χa、χb、χc分别为氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的实际加入量修正系数；
Figure BDA0002529294310000091
Figure BDA0002529294310000092
Figure BDA0002529294310000093
其中，a、b、c分别代表氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂；ωa、ωb、ωc分别表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂的摩尔百分数，所述摩尔百分数为占体系中氟碳丙烯酸酯聚合物乳液、消泡剂、增稠剂摩尔数之和的百分数；
Figure BDA0002529294310000101
表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液与消泡剂、增稠剂之间2阶相互作用系数，以此类推；
Figure BDA0002529294310000102
表示氟碳丙烯酸酯聚合物乳液与消泡剂、增稠剂之间1阶相互作用系数，以此类推。
(1)按配方所需量取料，将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙200rpm机械混合搅拌15min，制备成粉料组分；按实际加入量比例的一半取料，将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，使用分散机，350rpm分散15min，分散均匀，制备成液料组分，制备2份；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，使用分散机，350rpm分散10min，分散均匀，超声60min，静置5min后得到防水涂料。
性能检测：
1、制备涂层：分别取实施例1-5制备的防水涂料A-E，制备厚度均为100μm的防水涂层。
2、性能检测：
(1)涂料性质及膜缺陷：实施例4、5制备的防水涂料，流平性极佳，与基底粘合性更好，且成膜表面更加光滑，完全无桔皮、气泡；实施例1-3制备的防水涂料，有少量桔皮现象，各方面性能优于现有涂料，但略次于实施例4、5；
(2)人工气候耐候性：分别在人工气候室制造湿度98％以上、湿度5％以下、温度40℃、温度0℃、强日晒的条件，将制备的防水涂层置于上述人工气候室中，实验时间250h，结果为：在湿度98％以上、湿度5％以下、温度40℃、温度0℃、强日晒的条件下，实施例4、5涂层完全未发生气泡、剥落、裂纹现象；在温度0℃条件下，在回复室温过程中，实施例2涂层出现少量涂层剥落现象，涂层与基底结合较实施例4、5弱。
(3)自然气候耐候性：将上述制备的防水涂层置于室外无遮挡环境下10mon，全部涂层未出现任何气泡、剥落或裂纹现象。
(4)抗渗性：执行GB/T23445-2009标准检测涂层不透水性，上述涂层均不透水。
可见，本发明提供的新的防水涂料，可应用于外露部分的防水施工，耐候性好、抗渗性佳。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种防水涂料，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分：
P.O42.5水泥400-500份，
石英砂350-450份，
重质碳酸钙15-20份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液1400-1600份，
消泡剂2-4份，
防腐剂2-4份，
增稠剂2-4份，
聚羧酸系减水剂2-4份；
去离子水200-300份。
2.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于：所述防水涂料，按重量份数计，包括以下组分：
P.O42.5水泥450份，
石英砂400份，
重质碳酸钙18份，
氟碳丙烯酸酯聚合物乳液1500份，
消泡剂4份，
防腐剂4份，
增稠剂4份，
聚羧酸系减水剂4份；
去离子水224份。
3.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于：所述增稠剂包括羟乙基纤维素(HEC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基纤维素(MC)中的一种。
4.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于：所述消泡剂为BYK-070消泡剂、BYK071消泡剂、BYK054消泡剂、BYK530消泡剂、BYK-088消泡剂、BYK-A530消泡剂、消泡剂BYK-A530、BYK-A 530消泡剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的防水涂料，其特征在于：所述防腐剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮、1,2苯并异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4异噻唑啉-3-酮或5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4异噻唑啉-3-酮。
6.一种权利要求1-5任一项所述的防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将P.O42.5水泥、石英砂、重质碳酸钙混合搅拌，制备成粉料组分；将去离子水，氟碳丙烯酸酯聚合物乳液，消泡剂，防腐剂、增稠剂、聚羧酸系减水剂混合，分散均匀，制备成液料组分；
(2)将步骤(1)所得粉料组分1份与液料组分2份混合，分散均匀，静置后得到防水涂料。
7.根据权利要求6所述的防水涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述混合搅拌，为机械搅拌，搅拌速度为100-250rpm，搅拌时间为10-15min；所述分散均匀，使用分散机，转速为300-400rpm，分散时间为10-15min；步骤(1)所述粉料组分中各组分按配方所需量取料，液料组分中各组分按配方所需量的一半取料。
8.根据权利要求6所述的防水涂料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述分散，使用分散机，转速为300-400rpm，分散时间为5-10min；所述静置，静置时间为3-5min。
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