CN112094083A - 一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,由A、B、C三组分组成,其中A组分包括水泥、石英粉、硅灰石粉、粉煤灰、钛白粉、粉料助剂;B组分为水固化聚氨酯预聚体;C组分由水、减水剂、流平剂、消泡剂构成。本产品为聚合物水泥基涂料,与混凝土基面的粘接牢固;且具有不透水性强、抗冲磨性能优异、拉伸强度泡水后可持续提高以及性价比高等特点。尤其适用于潮湿、泡水环境下的水工建筑物表面防护,应用前景巨大。

Description

一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域,具体为一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料。
背景技术
随着社会发展的需要,对水工混凝土建筑物尤其是输水建筑物的防水性能提出了更高的要求,混凝土是天然的多孔结构,长期泡水环境下易发生性能劣化,从而造成渗漏、开裂、剥落等现象,影响其服役时间,并对水工建筑物的主体结构造成毁坏,研究和开发性能优异的水工建筑物专用防水材料是近年来的研究热点。
现有的高聚物改性沥青卷材、塑料防水板和聚合物防水材料是通过外包封闭的作用达到防水的目的;混凝土自身防水是从提高混凝土自身的密度和密实度提高防水效果的。前者易出现卷材边缘渗漏、防水层剥落等现象,不适用于高速水流尤其是挟砂水流冲刷的水工建筑物表面防护;后者由于混凝土自身的刚性本质易出现开裂、渗漏现象,尤其是长期高速水流冲刷下已出现坑窝麻面等缺陷。因此,亟需开发一种与混凝土粘结牢固、长期高速水流冲刷后粘结耐久性优异且防水效果好的高性能聚合物水泥基防水涂料。
发明内容
针对背景技术中指出的问题,本发明提出一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,具有不透水性强、抗冲耐磨性能优异、与潮湿混凝土基面粘结牢固、拉伸强度可持续提高,以及性价比高等特点。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:包括A组分、B组分、C组分三个组分,按重量计,所述A组分由水泥30~50份、石英粉30~50份、硅灰石粉0.1~20份、粉煤灰0.1~20份、钛白粉0.5~3份、气体吸收剂0.2~2份、增稠剂0.5~2份;所述B组分为水固化聚氨酯预聚体;所述C组分由水96~98份、减水剂1~5份、流平剂0.1~2份、消泡剂0.1~2份构成;所述A组分、B组分、C组分的重量比例为1:1.2~1.7:0.1~0.2。
作为优选的,所述水泥为强度标号42.5、42.5R、52.5、52.5R的水泥,包括普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、矿渣水泥、白水泥中的至少一种。
作为优选的,所述石英粉为不同目数级配的石英粉,包括200目~300目的石英粉一、600目~800目的石英粉二、900~1200目的石英粉三三种石英粉,石英粉一、石英粉二、石英粉三的质量比为1:5~6:2~3。
作为优选的,所述气体吸收剂为氧化钙、氢氧化钙的复配混合粉末,其中氧化钙、氢氧化钙的质量比为1:0.2~5。
作为优选的,所述增稠剂为纤维素醚类、有机膨润土类和气硅中的至少一种。
作为优选的,所述水固化聚氨酯预聚体为聚醚多元醇和二异氰酸酯反应得到的异氰酸酯封端的预聚体。其中,水固化聚氨酯预聚体的制备方法如下:
①将聚醚三元醇(聚醚330N)、聚醚二元醇(N-220)、环氧基改性聚醚(SIMALINEIE2002)按一定质量比称取500g,经减压脱水预处理后待用,预处理后的含水率(以质量分数计)低于0.05%;
②将步骤1加入0.3~0.5g的阻聚剂苯甲酰氯搅拌至均一状态,后升温至60~85℃后加入多异氰酸酯,加入有机锡类催化剂0~0.2g,反应2~4h后真空脱泡即可得到水固化聚氨酯预聚体,预聚体中异氰酸酯含量为0.5~2.5%。
上述聚醚三元醇(聚醚330N)、聚醚二元醇(N-220)、环氧基改性聚醚(SIMALINEIE2002)质量比为1:0.2~0.3:0.02~0.2,上述多异氰酸酯为二异氰酸酯,为TDI、IPDI、MDI、HMDI中的至少一种。
作为优选的,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷类、改性聚硅氧烷类中的至少一种。
作为优选的,所述消泡剂为聚醚改性硅类水泥砂浆消泡剂。
综上所述,本发明的有益效果为:
(1)本发明所提供的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,具有优异的力学性能,自然养护7天后强度达20MPa以上,延伸率达3%以上,28天水下钢球法抗冲磨强度达500h/(kg/m2)以上,不透水性(0.3MPa,30min)优异,尤其适用于混凝土和花岗岩结构的水工输水隧洞的表面防护;
(2)本发明所提供放的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,与混凝土或岩石基面的干燥、潮湿基面粘结性能优异,尤其是长期泡水/冻融下的粘结性能仍能达到2.5MPa以上;
(3)本发明所提供放的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,长期泡水后拉伸强度可持续升高,最高可达25MPa以上;
(4)本发明所提供放的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,性价比高,施工方面,可喷涂可手刷,易于推广,前景巨大。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种高性能聚合物水泥基防水涂料,包括A组分、B组分、C组分三个组分,所述A组分、B组分、C组分的重量比例为1:1.2~1.7:0.1~0.2。
所述A组分由水泥、石英粉、硅灰石粉、粉煤灰、钛白粉、气体吸收剂份、增稠剂构成;所述B组分为水固化聚氨酯预聚体;所述C组分由水、减水剂份、流平剂、消泡剂构成。
作为优选的,所述水泥为强度标号42.5、42.5R、52.5、52.5R的水泥,包括普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、矿渣水泥、白水泥中的至少一种。
作为优选的,所述石英粉为不同目数级配的石英粉,包括200目~300目的石英粉一、600目~800目的石英粉二、900~1200目的石英粉三三种石英粉,石英粉一、石英粉二、石英粉三的质量比为1:5~6:2~3。
作为优选的,所述气体吸收剂为氧化钙、氢氧化钙的复配混合粉末,其中氧化钙、氢氧化钙的质量比为1:0.2~5。
作为优选的,所述增稠剂为纤维素醚类、有机膨润土类和气硅中的至少一种,所述增稠剂能提高涂料的粘度和触变性。
作为优选的,所述水固化聚氨酯预聚体为聚醚多元醇和二异氰酸酯的预聚体,其中,水固化聚氨酯预聚体的制备方法如下:
①将聚醚三元醇(聚醚330N)、聚醚二元醇(N-220)、环氧基改性聚醚(SIMALINEIE2002)按一定质量比称取500g,经减压脱水预处理后待用,预处理后的含水率(以质量分数计)低于0.05%;
②将步骤1加入0.3~0.5g的阻聚剂苯甲酰氯搅拌至均一状态,后升温至60~85℃后加入多异氰酸酯,加入有机锡类催化剂0~0.2g,反应2~4h后真空脱泡即可得到水固化聚氨酯预聚体,预聚体中异氰酸酯含量为0.5~2.5%。
作为优选的,所述聚醚三元醇(聚醚330N)、聚醚二元醇(N-220)、环氧基改性聚醚(SIMALINE IE2002)质量比为1:0.2~0.3:0.02~0.2,上述多异氰酸酯为二异氰酸酯,为TDI、IPDI、MDI、HMDI中的至少一种。
作为优选的,所述流平剂为聚二甲基硅氧烷类、改性聚硅氧烷类中的至少一种。所述消泡剂为聚醚改性硅类水泥砂浆消泡剂,所述消泡剂能抑制涂料中产生气泡。
实施例一:
一种高性能聚合物水泥基防水涂料,按重量计,由52.5普通硅酸盐水泥21份、52.5白水泥25份、石英粉一6份、石英粉二30份、石英粉三12份、硅灰石粉0.1份、粉煤灰0.2份、钛白粉2份、氧化钙1份、氢氧化钙1.7份、气硅1份,NCO含量为0.5%的水固化聚氨酯预聚体120份、水10.5份、减水剂1.1份、流平剂0.55份、消泡剂0.55构成。
实施例二:
一种高性能聚合物水泥基防水涂料,按重量计,由42.5普通硅酸盐水泥21份、52.5白水泥25份、石英粉一5份、石英粉二28份、石英粉三15份、硅灰石粉0.1份、粉煤灰0.2份、钛白粉2.5份、氧化钙1份、氢氧化钙1.7份、气硅1.5份,NCO含量为1%的水固化聚氨酯预聚体120份、水11份、减水剂1.2份、流平剂0.6份、消泡剂0.6构成。
实施例三:
一种高性能聚合物水泥基防水涂料,按重量计,由52.5普通硅酸盐水泥16份、52.5白水泥30份、石英粉一6份、石英粉二30份、石英粉三12份、硅灰石粉0.1份、粉煤灰0.2份、钛白粉2份、氧化钙1.3份、氢氧化钙1.4份、NCO含量为2%的水固化聚氨酯预聚体120份、水10.5份、减水剂1.1份、流平剂0.55份、消泡剂0.55构成。
采用上述技术方案所制得的高性能聚合物水泥基防水涂料,经试验测得,与市场JS涂料产品其对比效果如表1:
表1:实施例与对比例测试结果对比
Figure BDA0002428228730000061
Figure BDA0002428228730000071
表中拉伸强度、干燥粘结、潮湿粘结和不透水性依据GB/T 23445-2009测试;浸水养护条件为:依据GB/T 23445-2009标准环境下养护7天,并继续室温浸水养护7天;浸水粘结养护条件同浸水拉伸;抗冲磨性能依据SL352-2006测试。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:包括A组分、B组分、C组分三个组分,按重量计,所述A组分由水泥30~50份、石英粉30~50份、硅灰石粉0.1~20份、粉煤灰0.1~20份、钛白粉0.5~3份、气体吸收剂0.2~2份、增稠剂0.5~2份;所述B组分为水固化聚氨酯预聚体;所述C组分由水96~98份、减水剂1~5份、流平剂0.1~2份、消泡剂0.1~2份构成;所述A组分、B组分、C组分的重量比例为1:1.2~1.7:0.1~0.2。
2.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述水泥为强度标号42.5、42.5R、52.5、52.5R的水泥,包括普通硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、矿渣水泥、白水泥中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述石英粉为不同目数级配的石英粉,包括200目~300目的石英粉一、600目~800目的石英粉二、900~1200目的石英粉三三种石英粉,石英粉一、石英粉二、石英粉三的质量比为1:5~6:2~3。
4.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述气体吸收剂为氧化钙、氢氧化钙的复配混合粉末,其中氧化钙、氢氧化钙的质量比为1:0.2~5。
5.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述增稠剂为纤维素醚类、有机膨润土类和气硅中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述水固化聚氨酯预聚体为聚醚多元醇和二异氰酸酯反应得到的异氰酸酯封端的预聚体。
7.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述流平剂为聚二甲基硅氧烷类、改性聚硅氧烷类中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种水工建筑物用高性能聚合物水泥基防水涂料,其特征在于:所述消泡剂为聚醚改性硅类水泥砂浆消泡剂。
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