CN112063257A - 一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防水涂料技术领域，具体公开了一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，按重量份计，包括以下组分：改性乳化沥青50~75份、改性增粘树脂7~16份、消泡剂1~3份、增稠剂1~2份、防霉剂1~2份、分散剂1~2份、防冻剂3~5份、碳酸钙20~40份、水10~20份；所述改性乳化沥青由以下重量份原料组成：基质沥青45~55份、反应型乳化剂8~10份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份、水50份、苯乙烯3~5份、丙烯酸异辛酯15~25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2~3份、马来酸二辛酯5~10份、丙烯酸2份、引发剂溶液0.3~0.5份。本发明的耐久水性非固化改性沥青防水涂料具有耐水性优异、粘结强度高、蠕变性持久、高低温耐受性强、施工简单等特性。

Description

一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水涂料技术领域，特别涉及一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料及其制备方法。
背景技术
热熔非固化橡胶沥青防水涂料和自粘橡胶沥青卷材的配套使用，解决了由于基础应力变化对卷材的破坏，从而延长了防水层的使用寿命。但是，热熔型非固化橡胶沥青防水涂料仍然存在很多明显的不足：1)加热温度高达190℃左右，能耗大，烟气浓，耐久性差；2)高温施工非固化橡胶沥青防水涂料时，会释放小分子有害成分，污染环境和损害人体健康；3)该防水材料的内聚力比较差，随着时间延长，会失去蠕变性；4)该材料无法在潮湿的基础面施工。综上所述，迫切需要开发新的产品逐步取代。
针对上述问题，多家公司推出了水性非固化沥青防水涂料，水性非固化改性沥青防水涂料具有环保，常温施工，潮湿基础面施工等多方面优点。特别随着全社会环保意识增强以及国家层面相关法律的严格实施，水性非固化沥青防水涂料越来越受到重视。水性非固化改性沥青防水涂料有单组分和双组分两种，其中双组分速凝喷涂的非固化材料，需要专业设备施工，此外由于反应成膜后，有大量水析出，严重影响了施工效率，同时，其蠕变性能否长时间保持，也有待验证；单组分非固化则具有开盖即用，既提高了施工效率，又提升了操作安全性。目前报道的单组分水性非固化沥青防水涂料较少，公开号为CN 110643284A的专利文献报道了一种单组份水性非固化改性沥青防水涂料，但是该防水涂料中，乳液和树脂成分掺入量大，游离乳化剂容易分散在涂膜与基料界面，改变树脂性能，导致耐水性差，产品的成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，为耐水性好、粘结强度高的单组分水性非固化沥青防水涂料，并相应提供耐久水性非固化改性沥青防水涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，按重量份计，包括以下组分：改性乳化沥青50～75份、改性增粘树脂7～16份、消泡剂1～3份、增稠剂1～2份、防霉剂1～2份、分散剂1～2份、防冻剂3～5份、碳酸钙20～40份、水10～20份；
所述改性乳化沥青由以下重量份原料组成：基质沥青45～55份、反应型乳化剂8～10份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份、水50份、苯乙烯3～5份、丙烯酸异辛酯15～25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2～3份、马来酸二辛酯5～10份、丙烯酸2份、引发剂溶液0.3～0.5份。
优选的，上述耐久水性非固化改性沥青防水涂料中所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、烯丙基醚类磺酸盐、丙烯酰胺基磺酸盐中一种或两种。
优选的，上述耐久水性非固化改性沥青防水涂料中，所述改性增粘树脂为石油树脂乳液、萜烯树脂、水溶性松香树脂或松香乳液中的一种或几种。
优选的，上述耐久水性非固化改性沥青防水涂料中，所述消泡剂为HTK-208改性有机硅消泡剂，所述分散剂为HTK998，所述防霉剂为苯并异噻唑啉酮，所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，所述增稠剂为硅酸镁铝或羟乙基纤维素。
优选的，上述耐久水性非固化改性沥青防水涂料中，所述引发剂溶液为过硫酸钾溶液，所述过硫酸钾溶液的质量浓度为1～5％。
一种如权利要求1～5任一项所述的耐久水性非固化改性沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将基质沥青加热150～170℃；
(2)将反应型乳化剂、烧碱、聚乙烯醇和水的混合液加热到80～90℃；
(3)将步骤(1)的基质沥青和步骤(2)的混合液混合，通过胶体磨乳化，得到乳化沥青；
(4)将反应型乳化剂、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸二辛酯、丙烯酸、水混合乳化得到预乳化液；
(5)将步骤(4)的预乳化液缓慢加入步骤(3)的乳化沥青中，同时缓慢加入引发剂溶液，反应时间3～4小时，反应温度在80～85℃之间，反应完毕后，降温冷却，得到改性乳化沥青；
(6)在分散缸中加入水、增稠剂、分散剂、消泡剂和防冻剂，溶解后，加入改性增粘树脂，继续溶解，然后加入碳酸钙高速分散；再加入改性乳化沥青，搅拌均匀，加入消泡剂和防霉剂，继续搅拌均匀，得到耐久水性非固化改性沥青防水涂料。
优选的，上述耐久水性非固化改性沥青防水涂料中，所述步骤(2)中，反应型乳化剂的添加重量份为5份；所述步骤(4)中，反应型乳化剂的添加重量份为3～5份。
优选的，上述耐久水性非固化改性沥青防水涂料中，所述步骤(6)中，首次加入消泡剂与第二次加入消泡剂的重量比为1～2:1。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明在常规合成乳化沥青的基础上，用反应型乳化剂取代普通非反应型乳化剂，在乳化沥青完成以后，加入一定比例的丙烯酸酯类软单体、马来酸二辛脂和其他少量功能单体，完成共聚反应的同时，也与沥青表面的乳化剂反应，减少了表面活性剂对树脂疏水性影响，最终得到“半互穿网络”结构的耐水性优良的改性乳化沥青。在此基础上，通过加入改性增粘树脂、填料、各种助剂共混，制备得到的单组分水性非固化改性沥青防水涂料耐水性、粘结强度、低温性能、蠕变性能得到很大提升。
2.本发明中的耐久性非固化改性沥青防水涂料为单组分液态，能够在常温下施工、无需加热，更环保，蠕变性更好、更耐久，施工工艺得以简化，扩大了防水涂料的适用范围。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，由以下重量份原料组成：改性乳化沥青60份、石油树脂乳液10份、HTK-208改性有机硅消泡剂3份、硅酸镁铝2份、苯并异噻唑啉酮1份、HTK998分散剂1份、丙二醇3份、碳酸钙30份、水20份；改性乳化沥青由以下重量份原料组成：90#基质沥青50份、烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS86)8份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份、水50份、苯乙烯3份、丙烯酸异辛酯15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、马来酸二辛酯6份、丙烯酸2份、过硫酸钾溶液0.3份。过硫酸钾溶液的质量浓度为5％。
本实施例还提供一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将90#基质沥青50份加热到150℃；
(2)烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵5份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份和水40份的混合液加热到80℃；
(3)将步骤(1)的90#基质沥青和步骤(2)的混合液混合，通过胶体磨乳化，并输送至带有搅拌装置和加热装置的容器中，搅拌得到乳化沥青；
(4)将烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵3份、苯乙烯3份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、丙烯酸异辛酯15份、马来酸二辛酯6份、丙烯酸2份和水10份混合乳化得到预乳化液；
(5)将步骤(4)的预乳化液缓慢加入步骤(3)的乳化沥青中，同时缓慢加入过硫酸钾溶液0.3份，在80℃反应4小时，冷却，得到高固含量丙烯酸酯改性乳化沥青；
(6)在分散缸中加入水20份、硅酸镁铝2份、HTK998分散剂1份、HTK-208改性有机硅消泡剂2份和丙二醇3份，溶解后，加入石油树脂乳液10份，继续溶解，然后加入碳酸钙30份高速分散；再加入步骤(5)得到的改性乳化沥青60份，搅拌均匀，再加入HTK-208改性有机硅消泡剂1份和苯并异噻唑啉酮1份，继续搅拌均匀，得到耐久水性非固化改性沥青防水涂料。
实施例2
一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，由以下重量份组分组成：改性乳化沥青55份、松香乳液15份、HTK-208改性有机硅消泡剂3份、硅酸镁铝2份、苯并异噻唑啉酮1份、HTK998分散剂1份、丙二醇3份、碳酸钙35份、水15份；改性乳化沥青由以下重量份原料组成：90#基质沥青50份、烯丙基醚羟基丙烷磺酸钠(UCAN-8088)10份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份、水50份、苯乙烯5份、丙烯酸异辛酯25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3份、马来酸二辛酯8份、丙烯酸2份、过硫酸钾溶液0.5份。过硫酸钾溶液的质量浓度为3％。
本实施例还提供一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将90#基质沥青50份加热160℃；
(2)将烯丙基醚羟基丙烷磺酸钠5份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份和水40份的混合液加热到90℃；
(3)将步骤(1)的90#基质沥青和步骤(2)的混合液混合，通过胶体磨乳化，并输送至带有搅拌装置和加热装置的容器中，搅拌得到乳化沥青；
(4)将烯丙基醚羟基丙烷磺酸钠5份、苯乙烯5份、丙烯酸异辛酯25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯3份、马来酸二辛酯8份、丙烯酸2份和水10份混合乳化得到预乳化液；
(5)将步骤(4)的预乳化液缓慢加入步骤(3)的乳化沥青中，同时缓慢加入过硫酸钾溶液0.5份，在85℃反应3小时，冷却，得到高固含量丙烯酸酯改性乳化沥青；
(6)在分散缸中加入水15份、硅酸镁铝2份、分散剂1份、HTK-208改性有机硅消泡剂2份和丙二醇3份，溶解后，加入松香乳液15份，继续溶解，然后加入碳酸钙35份高速分散；加入步骤(5)得到的改性乳化沥青55份，搅拌均匀，再加入HTK-208改性有机硅消泡剂1份和苯并异噻唑啉酮1份，继续搅拌均匀，得到耐久水性非固化改性沥青防水涂料。
实施例3
一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，由以下重量份组分组成：改性乳化沥青70份、水溶性松香树脂10份、HTK-208改性有机硅消泡剂2份、羟乙基纤维素1.5份、苯并异噻唑啉酮1份、HTK998分散剂1份、丙二醇3份、碳酸钙25份、水10份；改性乳化沥青由以下重量份原料组成：90#基质沥青50份、丙烯酰胺基异丙基磺酸钠(A-2405)8份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份、水50份、苯乙烯3份、丙烯酸异辛酯15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、马来酸二辛酯7份、丙烯酸2份、过硫酸钾溶液0.5份。过硫酸钾溶液的质量浓度为3％。
本实施例还提供一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将90#基质沥青50份加热170℃；
(2)将烯丙烯酰胺基异丙基磺酸钠5份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份和水40份的混合液加热到90℃；
(3)将步骤(1)的90#基质沥青和步骤(2)的混合液混合，通过胶体磨乳化，并输送至带有搅拌装置和加热装置的容器中，搅拌得到乳化沥青；
(4)将丙烯酰胺基异丙基磺酸钠3份、苯乙烯3份、丙烯酸异辛酯15份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2份、马来酸二辛酯7份、丙烯酸2份和水10份混合乳化得到预乳化液；
(5)将步骤(4)的预乳化液缓慢加入步骤(3)的乳化沥青中，同时缓慢加入过硫酸钾溶液0.5份，在85℃反应3小时，冷却，得到高固含量丙烯酸酯改性乳化沥青；
(6)在分散缸中加入水10份、羟乙基纤维素1.5份、HTK998分散剂1份、HTK-208改性有机硅消泡剂1份和丙二醇3份，溶解后，加入水溶性松香树脂10份，继续溶解，然后加入碳酸钙25份高速分散；加入步骤(5)得到的改性乳化沥青70份，搅拌均匀，再加入HTK-208改性有机硅消泡剂1份和苯并异噻唑啉酮1份，继续搅拌均匀，得到耐久水性非固化改性沥青防水涂料。
对比例1
本对比例的沥青防水涂料与实施例1不同之处在于：采用普通的乳化沥青代替改性乳化沥青，其他原料组成与实施例1相同。本对比例的沥青防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份，将90#基质沥青50份加热到150℃；
(2)烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵5份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份和水40份的混合液加热到80℃；
(3)将步骤(1)的90#基质沥青和步骤(2)的混合液混合，通过胶体磨乳化，并输送至带有搅拌装置和加热装置的容器中，搅拌得到乳化沥青；
(4)在分散缸中加入水20份、硅酸镁铝2份、HTK998分散剂1份、HTK-208改性有机硅消泡剂2份和丙二醇3份，溶解后，加入石油树脂乳液10份，继续溶解，然后加入碳酸钙30份高速分散；再加入步骤(3)得到的乳化沥青60份，搅拌均匀，再加入HTK-208改性有机硅1份和苯并异噻唑啉酮1份，继续搅拌均匀，得到沥青防水涂料。
对比例2
本对比例与实施例1不同之处在于：采用普通乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)代替烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS86)，其他原料组成和制备方法同实施例1。
按照国家标准GB/T 1733-1993中的检测方法对实施例1～3的水性非固化改性沥青防水涂料和对比例1～2中沥青防水涂料的耐水性进行测试，测试结果见表1。按照国家标准GB/T 16777-2008中的检测方法测试沥青防水涂料的粘结强度，按照行业标准JC/T2428-2017中的检测方法测试沥青防水涂料的延伸性和高低温性能，测试结果见表2。按照行业标准JC/T 2428-2017中的检测方法测试实施例1～3的沥青防水涂料的其他性能，测试结果见表3。
从表1和表2可知，本发明实施例的水性非固化改性沥青防水涂料的耐水性、粘结强度、延伸性和高低温性明显优于对比例的沥青防水涂料，说明本发明对乳化沥青进行改性，通过用反应型乳化剂取代普通非反应型乳化剂，加入一定比例的丙烯酸酯类软单体、马来酸二辛脂和其他少量功能单体，进行共聚反应，同时乳化剂液参与聚合反应，最终形成“半互穿网络”结构的改性乳化沥青，使得制备得到的水性非固化改性沥青防水涂料的性能明显得到提高，耐水性明显提升，其粘结强度、延伸性和高低温性能液得到了很大提高，具有好的蠕变性能。从表3中可知，本发明的水性非固化改性沥青防水涂料还具有优异的抗热老化性、耐化学性等。
表1实施例和对比例中防水涂料的耐水性测试结果
组别 耐水性
实施例1 240h无气泡，不生锈
实施例2 240h无气泡，不生锈
实施例3 240h无气泡，不生锈
对比例1 240h无气泡，生锈
对比例2 240h无气泡，生锈
表2实施例和对比例中防水涂料的粘结强度、延伸性和高低温性
Figure BDA0002665633790000081
表3本发明实施例制得的水性非固化沥青防水涂料其他性能技术参数
Figure BDA0002665633790000091
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种耐久水性非固化改性沥青防水涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：改性乳化沥青50~75份、改性增粘树脂7~16份、消泡剂1~3份、增稠剂1~2份、防霉剂1~2份、分散剂1~2份、防冻剂3~5份、碳酸钙20~40份、水10~20份；
所述改性乳化沥青由以下重量份原料组成：基质沥青45~55份、反应型乳化剂8~10份、烧碱0.2份、聚乙烯醇3份、水50份、苯乙烯3~5份、丙烯酸异辛酯15~25份、甲基丙烯酸缩水甘油酯2~3份、马来酸二辛酯5~10份、丙烯酸2份、引发剂溶液0.3~0.5份。
2.根据权利要求1所述的耐久水性非固化改性沥青防水涂料，其特征在于，所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸盐、烯丙基醚类磺酸盐、丙烯酰胺基磺酸盐中一种或两种。
3.根据权利要求1所述的耐久水性非固化改性沥青防水涂料，其特征在于，所述改性增粘树脂为石油树脂乳液、萜烯树脂、水溶性松香树脂或松香乳液中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐久水性非固化改性沥青防水涂料，其特征在于，所述消泡剂为HTK-208改性有机硅消泡剂，所述分散剂为HTK998，所述防霉剂为苯并异噻唑啉酮，所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，所述增稠剂为硅酸镁铝或羟乙基纤维素。
5.根据权利要求1所述的耐久水性非固化改性沥青防水涂料，其特征在于，所述引发剂溶液为过硫酸钾溶液，所述过硫酸钾溶液的质量浓度为1~5%。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的耐久水性非固化改性沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将基质沥青加热150~170℃；
（2）将反应型乳化剂、烧碱、聚乙烯醇和水的混合液加热到80~90℃；
（3）将步骤（1）的基质沥青和步骤（2）的混合液混合，通过胶体磨乳化，得到乳化沥青；
（4）将反应型乳化剂、苯乙烯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸二辛酯、丙烯酸、水混合乳化得到预乳化液；
（5）将步骤（4）的预乳化液缓慢加入步骤（3）的乳化沥青中，同时缓慢加入引发剂溶液，反应时间3~4小时，反应温度在80~85℃之间，反应完毕后，降温冷却，得到改性乳化沥青；
（6）在分散缸中加入水、增稠剂、分散剂、消泡剂和防冻剂，溶解后，加入改性增粘树脂，继续溶解，然后加入碳酸钙高速分散；再加入改性乳化沥青，搅拌均匀，加入消泡剂和防霉剂，继续搅拌均匀，得到耐久水性非固化改性沥青防水涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，反应型乳化剂的添加重量份为5份；所述步骤（4）中，反应型乳化剂的添加重量份为3~5份。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，首次加入消泡剂与第二次加入消泡剂的重量比为1~2:1。
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