CN112341885A - 一种用于金属屋面的防锈型防水浆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于防水材料领域，公开了一种用于金属屋面的防锈型防水浆料及其制备方法。该浆料包括：粉料，液料和防锈剂，以所述浆料的总重量计，所述液料的原料包括：低玻璃化转变温度的纯丙乳液600‑900份，消泡剂0.5‑5份，分散剂0.1‑5份，粘结力促进剂1‑5份，杀菌剂0.1‑5份，水100‑300份；所述粉料的原料包括：普通硅酸盐水泥50‑600份，重钙200‑350份，硫酸钡40‑100份，重填料250‑350份，保水剂0.1‑10份，减水剂0.5‑10份；所述防锈剂的原料包括钛酸四异丙酯8‑10份和螯合剂1‑20份。本发明解决了现有的防水浆料在金属屋面粘结性能差，出现锈蚀等问题，同时解决了金属屋面防水浆料的耐候性，耐酸性，耐低温性以及出现收缩针孔等问题。

Description

一种用于金属屋面的防锈型防水浆料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水材料领域，具体地，涉及一种用于金属屋面的防锈型防水浆料及其制备方法。
背景技术
金属屋面结构由于具有自重轻、强度高、塑性及韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高以及综合经济效益显著等众多优点，被广泛应用于各类行业的厂房车间以及商务等工业与民用建筑中，但金属屋面渗漏是不争的事实，而研究表明，在金属屋面上施作防水可有效延长金属屋面的使用年限。
目前，金属屋面防水材料主要有热塑性聚烯烃卷材(TPO)、聚氨酯防水涂料和丙烯酸防水涂料等。从成本、性能以及施工的简易程度来讲，丙烯酸防水涂料成为金属屋面防水使用最广泛的材料，然而目前金属屋面用丙烯酸涂料仍存在很多弊端。由于其防水层需要直接暴露在大气中，四季更替日晒雨淋，容易使得防水层表面发生锈蚀破坏，出现屋面生锈、漏水的风险，达不到长久的保护金属屋面的目的，防水材料难以实现5年以上的使用寿命。因此，金属屋面的防水材料除了具备良好的耐候性、耐疲劳性和低温柔性，能够接受各种恶劣环境的考验外，还要对金属板材的附着力强、具有防锈功能和不易脱落才能有效保护金属表面。因此，我们必须需要一种适用于金属屋面的防水材料来彻底解决影响金属屋面耐用性的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种用于金属屋面的防锈型防水浆料及其制备方法。本发明解决了现有的防水浆料在金属屋面粘结性能差，出现锈蚀等问题，同时解决了金属屋面防水浆料的耐候性，耐酸性，耐低温性以及出现收缩针孔等问题。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于金属屋面的防锈型防水浆料，该浆料包括：粉料，液料和防锈剂，以所述浆料的总重量计，
所述液料的原料包括：低玻璃化转变温度的纯丙乳液600-900份，消泡剂0.5-5份，分散剂0.1-5份，粘结力促进剂1-5份，杀菌剂0.1-5份，水100-300份；
所述粉料的原料包括：普通硅酸盐水泥50-600份，重钙200-350份，硫酸钡40-100份，重填料250-350份，保水剂0.1-10份，减水剂0.5-10份；
所述防锈剂的原料包括钛酸四异丙酯8-10份和螯合剂1-20份。
本发明另一方面提供了一种用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1：制备所述液料：将所述水和所述低玻璃化转变温度的纯丙乳液混合搅拌后，向其内加入所述消泡剂、分散剂、粘结力促进剂和杀菌剂，继续混合搅拌，得到所述液料；
S2：制备所述粉料：将所述普通硅酸盐水泥、重钙、硫酸钡、重填料、保水剂和减水剂混合搅拌，得到所述粉料；
S3：制备所述防锈剂：将所述钛酸四异丙酯和螯合剂混合并反应，得到所述防锈剂；
S4：将所述液料、粉料和防锈剂组合包装，得到所述用于金属屋面的防锈型防水浆料。
本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明提供一种用于金属屋面的防锈型防水浆料及其制备方法，解决了现有的防水浆料在金属屋面粘结性能差，出现锈蚀等问题，同时解决了金属屋面防水浆料的耐候性，耐酸性，耐低温性以及出现收缩针孔等问题，提高防水浆料防水性，同时制备的防水浆料具有防霉、抗碱、耐候、无毒、无害、无污染等作用。本发明的制备方法简单，环保无污染，可量产并应用。
(2)本发明将所述钛酸四异丙酯和螯合剂混合反应，得到改性钛酸酯螯合物作为防锈剂，该防锈剂可以通过和金属致密结合形成钝化物来阻止水分对金属的电化学腐蚀，同时还能提高涂膜的抗腐蚀性能。
(3)本发明制备的用于金属屋面的防锈型防水浆料中的粘结力促进剂可以极大的提高低玻璃化转变温度的纯丙乳液对水泥，玻璃、金属等极性材料的粘结力力，具有优异的相容性，而具有较强的渗透性。
(4)本发明制备的用于金属屋面的防锈型防水浆料中的低玻璃化转变温度的纯丙乳液为高附着力弹性纯丙乳液，具有较低的玻璃化转变温度、优异的抗冻性，对各种基层有优异的附着力、优异的抗腐蚀性和耐紫外线等特性。
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。
本发明一方面提供了一种用于金属屋面的防锈型防水浆料，该浆料包括：粉料，液料和防锈剂，以所述浆料的总重量计，
所述液料的原料包括：低玻璃化转变温度的纯丙乳液600-900份，消泡剂0.5-5份，分散剂0.1-5份，粘结力促进剂1-5份，杀菌剂0.1-5份，水100-300份；
所述粉料的原料包括：普通硅酸盐水泥50-600份，重钙200-350份，硫酸钡40-100份，重填料250-350份，保水剂0.1-10份，减水剂0.5-10份；
所述防锈剂的原料包括钛酸四异丙酯8-10份和螯合剂1-20份。
本发明中，所述水为去离子水。
根据本发明，优选地，以所述浆料的总重量计，所述螯合剂包括三乙醇胺1-2份，乙二醇1-2份，1,3一丙二醇1-3份，乳酸1-2份，水杨酸甲酯1-3份，草酸二乙酯1-2份，乙酰丙酮1-3份和乙酰乙酸乙酯1-3份中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述粘结力促进剂选自三羟甲基丙烷、新戊二醇和乙二酸中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述消泡剂为有机硅、矿物油和聚醚中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述分散剂为脂肪酸类分散剂、聚羧酸钠盐分散剂、石蜡类分散剂、金属皂类分散剂和低分子蜡类分散剂中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述杀菌剂为异噻唑啉酮、溴硝醇和季铵盐类杀菌剂中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述重钙的粒径为200-400目；所述硫酸钡的粒径为250-350目；所述重填料的粒径为70-140目，所述重填料包括石英砂和/或河砂。
根据本发明，优选地，所述保水剂为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述减水剂为聚羧酸和或萘系减水剂。
本发明另一方面提供了一种用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1：制备所述液料：将所述水和所述低玻璃化转变温度的纯丙乳液混合搅拌后，向其内加入所述消泡剂、分散剂、粘结力促进剂和杀菌剂，继续混合搅拌，得到所述液料；
S2：制备所述粉料：将所述普通硅酸盐水泥、重钙、硫酸钡、重填料、保水剂和减水剂混合搅拌，得到所述粉料；
S3：制备所述防锈剂：将所述钛酸四异丙酯和螯合剂混合并反应，得到所述防锈剂；
S4：将所述液料、粉料和防锈剂组合包装，得到所述用于金属屋面的防锈型防水浆料。
根据本发明，优选地，步骤S1中的两次搅拌的速度依次为450-550r/min、750-850r/min，两次搅拌的时间依次为5-15min、15-25min。
本发明中，按液料配方准备各原料，将水加入到液料搅拌缸中搅拌，再将乳液加入到液料搅拌缸中降速搅拌，最后将消泡剂、分散剂、粘结力促进剂和杀菌剂加入到液料搅拌缸中共同搅拌后得到所述液料。
根据本发明，优选地，步骤S2中的搅拌的装置为无重力粉料搅拌机，搅拌的速度为550-650r/min，搅拌的时间为5-15min。
本发明中，按粉料配方准备各原料，开启无重力粉料搅拌机，将普通硅酸盐水泥加入到无重力粉料搅拌机中，将重填料、重钙和硫酸钡加入到无重力粉料搅拌机的搅拌缸中，再将保水剂、减水剂加入无重力粉料搅拌机的搅拌缸共同搅拌后得到所述粉料。
根据本发明，优选地，在步骤S3中，所述反应的温度为70-90℃。
根据本发明，优选地，所述组合包装时，所述液料：粉料：防锈剂的重量比为100：200：0.1-5。
本发明中，在使用制备的用于金属屋面的防锈型防水浆料时，选用喷涂方式，先将所述液料和所述粉料在喷涂机内部混合均匀，再将所述防锈剂在喷嘴部位与所述液料和粉料的混合物充分混合促使液料和粉料的混合物在喷涂到基层上时能快速反应。
以下通过实施例具体说明本发明。
以下实施例中，
所述低玻璃化转变温度的纯丙乳液选用：罗门哈斯弹性纯丙乳液EC-1791，该乳液玻璃化转变温度为-40℃和美国路博润丙烯酸乳液26930，该乳液玻璃化转变温度为-36℃；
所述粘结力促进剂为普维助粘结力促进剂AT-1001；
所述消泡剂为有机硅消泡剂，型号为DP-602，厂家为三权毅；
所述分散剂为聚羧酸钠盐类分散剂，型号为731A，厂家为陶氏化学；
所述杀菌剂为季铵盐类杀菌剂，型号为1209，厂家为索尔化学；
所述普通硅酸盐水泥的型号为42.5，厂家为东联；
所述保水剂为甲基纤维素醚，型号为P6，厂家为上海舜水；
所述减水剂为萘系减水剂，型号为UNF-G，厂家为红岩；
所述钛酸四异丙酯的型号为JTW-TPT，厂家为经天伟；
所述螯合剂的型号为RG-BNS11，厂家为瑞光。
实施例1
本实施例提供一种用于金属屋面的防锈型防水浆料，该浆料包括：粉料，液料和防锈剂，以所述浆料的总重量计，
所述液料的原料包括：EC-1791纯丙乳液550份，26930丙烯酸乳液250份，消泡剂3份，分散剂0.5份，粘结力促进剂5份，杀菌剂0.5份，水200份；
所述粉料的原料包括：普通硅酸盐水泥550份，300目重钙350份，300目硫酸钡100份，70-140目重填料350份，保水剂5份，减水剂0.5份；
所述防锈剂的原料包括钛酸四异丙酯8份和螯合剂5份。
实施例2
本实施例提供一种用于金属屋面的防锈型防水浆料，该浆料包括：粉料，液料和防锈剂，以所述浆料的总重量计，
所述液料的原料包括：EC-1791纯丙乳液550份，26930丙烯酸乳液250份，消泡剂3份，分散剂0.5份，粘结力促进剂3份，杀菌剂0.5份，水200份；
所述粉料的原料包括：普通硅酸盐水泥550份，300目重钙350份，300目硫酸钡100份，70-140目重填料350份，保水剂5份，减水剂0.5份；
所述防锈剂的原料包括钛酸四异丙酯10份和螯合剂15份。
实施例3
本实施例提供一种用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，该方法分别利用实施例1和实施例2所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料的各个原料，包括如下步骤：
S1：制备所述液料：将所述水和所述低玻璃化转变温度的纯丙乳液在液料搅拌缸中，在搅拌速度为500r/min下混合分散10min后，提升搅拌速度为800r/min下，向其内加入所述消泡剂、分散剂、粘结力促进剂和杀菌剂，混合搅拌20min，得到所述液料；
S2：制备所述粉料：开启无重力粉料搅拌机，将普通硅酸盐水泥加入到无重力粉料搅拌机中，将重填料、重钙和硫酸钡加入到无重力粉料搅拌机的搅拌缸中，再将保水剂、减水剂加入无重力粉料搅拌机的搅拌缸，在搅拌速度为600r/min下，共同搅拌10min后得到所述粉料。；
S3：制备所述防锈剂：将所述钛酸四异丙酯和螯合剂混合并反应，得到所述防锈剂；所述反应的温度为70-90℃。
S4：将所述液料、粉料和防锈剂组合包装，得到所述用于金属屋面的防锈型防水浆料。所述组合包装时，所述液料：粉料：防锈剂的重量比为100：200：5。其中，所述实施例2中防锈剂为3份，所述实施例1中防锈剂为5份。
在使用制备的用于金属屋面的防锈型防水浆料时，选用喷涂方式，先将所述液料和所述粉料在喷涂机内部混合均匀，再将所述防锈剂在喷嘴部位与所述液料和粉料的混合物充分混合促使液料和粉料的混合物在喷涂到基层上时能快速反应。
对比例1-7
对比例1-7提供一种用于金属屋面的防锈型防水浆料，所述浆料也包括：粉料，液料和防锈剂，所述液料的原料组成、所述粉料的原料组成和所述防锈剂的原料组成列于表1、2、3中。所述浆料的制备方法采用实施例3的方法。
表1所述液料的原料组成
Figure BDA0002780998300000081
表2所述粉料的原料组成
Figure BDA0002780998300000082
Figure BDA0002780998300000091
表3防锈剂的原料组成
Figure BDA0002780998300000092
测试例
对根据实施例1和2提供的各个浆料原料以及采用实施例3的方法制备的用于金属屋面的防锈型防水浆料进行测试，得到测试结果如表4所示，同时，对对比例1-7的用于金属屋面的防锈型防水浆料进行测试，得到测试结果也列于表4中。所述测试方法为标准《JC/T2090-2011聚合物水泥防水浆料》
表4各个实施例制备的用于金属屋面的防锈型防水浆料的测试结果
Figure BDA0002780998300000093
Figure BDA0002780998300000101
由对比例1可看出没有添加防锈剂和粘结力促进剂，粘结强度和防锈能力最差，说明没有防锈剂和粘结力促进剂会导致防水层与金属屋面脱落和导致锈蚀。
由实施例2可看出添加防锈剂和粘结力促进剂，可以使防水涂膜与基层有非常高的粘结强度和防锈能力。说明实施例2的防锈剂和粘结力促进剂添加量适合效果最好。
由对比例7可以看出虽然粘结力促进剂添加量大，但防水涂膜与基层的粘结强度却低于实施例2，说明粘结力促进剂添加量过多，导致性能下降。
由其他实施例可以看出粘结强度和防锈能力均没有实施例2效果好，说明防锈剂和粘结力促进剂添加量没有达到最优配比。
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)

1.一种用于金属屋面的防锈型防水浆料，其特征在于，该浆料包括：粉料，液料和防锈剂，以所述浆料的总重量计，
所述液料的原料包括：低玻璃化转变温度的纯丙乳液600-900份，消泡剂0.5-5份，分散剂0.1-5份，粘结力促进剂1-5份，杀菌剂0.1-5份，水100-300份；
所述粉料的原料包括：普通硅酸盐水泥50-600份，重钙200-350份，硫酸钡40-100份，重填料250-350份，保水剂0.1-10份，减水剂0.5-10份；
所述防锈剂的原料包括钛酸四异丙酯8-10份和螯合剂1-20份。
2.根据权利要求1所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料，其中，以所述浆料的总重量计，所述螯合剂包括三乙醇胺1-2份，乙二醇1-2份，1,3一丙二醇1-3份，乳酸1-2份，水杨酸甲酯1-3份，草酸二乙酯1-2份，乙酰丙酮1-3份和乙酰乙酸乙酯1-3份中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料，其中，
所述粘结力促进剂选自三羟甲基丙烷、新戊二醇和乙二酸中的至少一种；
所述消泡剂为有机硅、矿物油和聚醚中的至少一种；
所述分散剂为脂肪酸类分散剂、聚羧酸钠盐分散剂、石蜡类分散剂、金属皂类分散剂和低分子蜡类分散剂中的至少一种；
所述杀菌剂为异噻唑啉酮、溴硝醇和季铵盐类杀菌剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料，其中，
所述重钙的粒径为200-400目；所述硫酸钡的粒径为250-350目；所述重填料的粒径为70-140目，所述重填料包括石英砂和/或河砂。
5.根据权利要求1所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料，其中，
所述保水剂为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维醚、乙基纤维素醚、羟乙基纤维素醚和羟丙基甲基纤维素中的至少一种；
所述减水剂为聚羧酸和/或萘系减水剂。
6.权利要求1-5中任意一项所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1：制备所述液料：将所述水和所述低玻璃化转变温度的纯丙乳液混合搅拌后，向其内加入所述消泡剂、分散剂、粘结力促进剂和杀菌剂，继续混合搅拌，得到所述液料；
S2：制备所述粉料：将所述普通硅酸盐水泥、重钙、硫酸钡、重填料、保水剂和减水剂混合搅拌，得到所述粉料；
S3：制备所述防锈剂：将所述钛酸四异丙酯和螯合剂混合并反应，得到所述防锈剂；
S4：将所述液料、粉料和防锈剂组合包装，得到所述用于金属屋面的防锈型防水浆料。
7.根据权利要求6所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，其中，步骤S1中的两次搅拌的速度依次为450-550r/min、750-850r/min，两次搅拌的时间依次为5-15min、15-25min。
8.根据权利要求6所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，其中，步骤S2中的搅拌的装置为无重力粉料搅拌机，搅拌的速度为550-650r/min，搅拌的时间为5-15min。
9.根据权利要求6所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，其中，在步骤S3中，所述反应的温度为70-90℃。
10.根据权利要求6所述的用于金属屋面的防锈型防水浆料的制备方法，其中，所述组合包装时，所述液料：粉料：防锈剂的重量比为100：200：0.1-5。
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