CN112680006A - 一种新型水性纳米防水浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑防水材料技术领域，具体涉及一种新型水性纳米防水浆料及其制备方法。一种新型水性纳米防水浆料，其由质量比为（2‑3）：（1‑3）：（5‑8）的A组分、B组分和C组分组成，按重量份计，所述A组分包括柔性改性羟基丙烯酸乳液40‑70份、去离子水19‑48份、丙烯酸官能化的有机硅预聚体3‑4份、纤维素1‑2份、分散剂0.3‑0.8份、消泡剂0.2‑0.6份、增稠剂0.2‑0.5份、防沉剂2‑3份、成膜助剂0.5‑1份；所述B组分为固化剂；所述C组分为含有水泥组合物的粉料。本申请制备的新型水性纳米防水浆料，耐水性好，浸水处理后还能保持优异的拉伸强度和粘结强度，且耐候性好、高低温柔性好，去除涂层砂浆抗渗压力高。

Description

一种新型水性纳米防水浆料及其制备方法

技术领域

本申请涉及建筑防水材料技术领域，具体涉及一种新型水性纳米防水浆料及其制备方法。

背景技术

建筑防水工程质量问题日益突出，渗水、漏水的情况已成为建筑的最大通病,水分对地面或墙体的侵蚀,会引起混凝土内部钢筋的锈蚀,加快混凝土碳化,严重时影响到建筑物的使用寿命。且渗漏问题影响了人们的正常工作、生活、生产秩序,也带来了巨大的经济损失,并产生高额的维修费用。

传统的建筑防水材料分为柔性建筑防水材料和刚性建筑防水材料。柔性建筑防水材料柔性好，可在易伸缩变形部位施工，但其施工要求较高，且对施工基材含水率要求严格，否则易出现起鼓、分层、窜水的现象，且其塑性差，与地面贴合度较差，立面施工困难，耐候、耐溶剂腐蚀性差。刚性建筑防水材料施工方便简单，与地面贴合度较好，不易起鼓、分层，成本低廉，但其不具备延展性，韧性差，耐候性不佳。

针对上述相关技术，申请人认为现有的建筑防水材料均具有耐候性差等技术缺陷。

发明内容

为改善建筑防水材料的耐候性差的问题，本申请提供一种新型水性纳米防水浆料及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种新型水性纳米防水浆料，采用如下技术方案实现：

一种新型水性纳米防水浆料，其由质量比为（2-3）：（1-3）：（5-8）的A组分、B组分和C组分组成，按重量份计，所述A组分包括柔性改性羟基丙烯酸乳液40-70份、去离子水19-48份、丙烯酸官能化的有机硅预聚体3-4份、纤维素1-2份、分散剂0.3-0.8份、消泡剂0.2-0.6份、增稠剂0.2-0.5份、防沉剂2-3份、成膜助剂0.5-1份；所述B组分为固化剂；所述C组分为含有水泥组合物的粉料。

通过采取上述技术方案，采用柔性改性羟基丙烯酸乳液，其耐水性好，浸水处理后的新型水性纳米防水浆料还能保持优异的拉伸强度和粘结强度。丙烯酸官能化的有机硅预聚体的加入，不仅进一步提高了新型水性纳米防水浆料的耐水性，其与纤维素、防沉剂、消泡剂等共同作用，进一步提高了的新型水性纳米防水浆料的耐候性，且具备一定的柔性，易施工，与基面的贴合效果好，不易起鼓分层。

优选的，所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体为Silmer ACR Di-4515-0和/或Silmer ACR D2；更优选的，所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体为Silmer ACR Di-4515-0。

通过采取上述技术方案，本申请采用丙烯酸官能化的有机硅预聚体Silmer ACRDi-4515-0，具有100%活性的直链双官能团，不仅提高了柔性改性羟基丙烯酸乳液的粘结强度，还提高了柔性改性羟基丙烯酸乳液的稳定性，进一步提高了新型水性纳米防水浆料的耐水性和柔性。

优选的，所述分散剂选自聚氧化乙烯、聚羧酸、聚丙烯酸、聚醚中的一种或多种；更优选的，所述分散剂为聚丙烯酸。

通过采用上述技术方案，高分子分散剂可以提高柔性改性羟基丙烯酸乳液的稳定性，聚丙烯酸分散剂的加入可以提高新型水性纳米防水浆料的粘结强度。

优选的，所述聚丙烯酸为丙烯酸酯嵌段聚合物。

通过采用上述技术方案，丙烯酸酯嵌段聚合物，进一步提高了柔性改性羟基丙烯酸乳液的分散性和稳定性，与基面的贴合效果好，不易起鼓分层，可以进一步提高新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力和耐候性。

优选的，所述防沉剂为气相二氧化硅。

通过采用上述技术方案，本申请采用气相二氧化硅作为防沉剂，提高了柔性改性羟基丙烯酸乳液的稳定性，可以提高新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力和耐候性。

优选的，按重量份计，所述A组分还包括防冻剂1-3份、杀菌剂0.4-0.7份。

通过采用上述技术方案，本申请加入抗冻剂和杀菌剂，可以提高新型水性纳米防水浆料的低温柔性和抗菌性。

优选的，按重量份计，所述C组分包括水泥20-50份、石英粉30-60份、高岭土10-20份、粉末消泡剂1-2份、甲基硅酸盐5-10份。

通过采用上述技术方案，本申请加入粉末消泡剂消泡抑泡力度持久，甲基硅酸盐的加入使渗透结晶性得到明显提高，与水泥、石英粉和高岭土共同作用，提高了新型水性纳米防水浆料的机械性能，尤其是浸水后的粘结强度和拉伸强度。

优选的，所述石英粉的平均粒径为200-500目。

通过采用上述技术方案，本申请控制石英粉的粒径，可以更好的与水泥和高岭土混合均匀，提高新型水性纳米防水浆料的机械性能。

优选的，所述B组分为多异氰酸酯类固化剂。

通过采用上述技术方案，本申请采用多异氰酸酯类固化剂，有助于将含有柔性改性羟基丙烯酸乳液、丙烯酸官能化的有机硅预聚体的A组分与C组分的固化效果，进一步提高新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力。

第二方面，本申请提供一种新型水性纳米防水浆料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种新型水性纳米防水浆料的制备方法，包括如下步骤：

A组分制备：将分散剂、防冻剂、杀菌剂加入到去离子水中，然后加入纤维素，以200-400rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入柔性改性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂，以450-550rpm的搅拌速度搅拌均匀，加入消泡剂、丙烯酸官能化的有机硅预聚体、防沉剂、增稠剂，以550-650rpm的搅拌速度搅拌均匀，包装，得A组分；

C组分制备：将水泥、石英粉、高岭土、粉末消泡剂、甲基硅酸盐按比例混合均匀，包装，得C组分；

将A组分、B组分和C组分按比例混合均匀，即得新型水性纳米防水浆料。

通过采用上述技术方案，本申请先将纤维素溶解后，更好的与柔性改性羟基丙烯酸乳液、丙烯酸官能化的有机硅预聚体混合，可以提高体系的稳定性，进一步提高新型水性纳米防水浆料的粘结强度和耐水性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请加入柔性改性羟基丙烯酸乳液，其耐水性好，浸水处理后的新型水性纳米防水浆料还能保持优异的拉伸强度和粘结强度。丙烯酸官能化的有机硅预聚体的加入，不仅进一步提高了新型水性纳米防水浆料的耐水性，其与纤维素、防沉剂、消泡剂等共同作用，进一步提高了新型水性纳米防水浆料的耐候性，且具备一定的柔性，易施工，与基面的贴合效果好，不易起鼓分层；

2、本申请采用丙烯酸酯嵌段聚合物，提高了柔性改性羟基丙烯酸乳液的分散性和稳定性，可以进一步提高新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力和耐候性；

3、本申请采用粉末消泡剂消泡抑泡力度持久，甲基硅酸盐的加入使渗透结晶性得到明显提高，与水泥、石英粉和高岭土共同作用，提高了新型水性纳米防水浆料的机械性能，尤其是浸水后的粘结强度和拉伸强度；

4、本申请先将纤维素溶解后，更好的与柔性改性羟基丙烯酸乳液、丙烯酸官能化的有机硅预聚体混合，可以提高体系的稳定性，进一步提高新型水性纳米防水浆料的粘结强度和耐水性。

具体实施方式

为了改善建筑防水材料的耐候性差的问题，本申请研发一种新型水性纳米防水浆料，兼具柔性建筑防水材料和刚性建筑防水材料两者的优点。新型水性纳米防水浆料是一种由水性聚合物乳液、无机凝胶材料和固化剂组成的，对环境无污染，刚柔结合，在提高去除涂层砂浆抗渗压力的前提下，解决耐候性不好的问题，使新型水性纳米防水浆料在浸水处理后、紫外处理、热处理、碱处理后依旧保持较高的粘结强度和拉伸强度。本申请就是在此基础上得出的。

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1-6

以下以实施例1为例进行说明。

实施例1提供的一种新型水性纳米防水浆料的制备方法，其制备步骤为：

A组分制备：将3kg分散剂、10kg防冻剂、5kg杀菌剂加入到190kg去离子水中，然后加入10kg纤维素，以300rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入400kg柔性改性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂，以450rpm的搅拌速度搅拌均匀，加入5kg消泡剂、30kg丙烯酸官能化的有机硅预聚体、10kg防沉剂、2kg增稠剂，以550rpm的搅拌速度搅拌均匀，包装，得A组分；

C组分制备：将200kg水泥、300kg石英粉、100kg高岭土、10kg粉末消泡剂、50kg甲基硅酸盐按比例混合均匀，包装，得C组分；

将A组分、B组分和C组分按质量比为2:1:5混合均匀，即得新型水性纳米防水浆料；

其中，所述分散剂为十二烷基硫酸钠，CAS号为151-21-3；

所述防冻剂为乙二醇；

所述杀菌剂为甲基异噻唑啉酮，CAS号为26172-55-4；

所述纤维素为乙基-2-羟基乙基纤维素，CAS号为9004-58-4，购买自玛雅试剂；

所述柔性改性羟基丙烯酸乳液的牌号为YL-MY7500，购买自也乐化学；

所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯物，CAS号为25265-77-4；

所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂，牌号为EX-103，购买自东莞市希尔新材料有限公司；

所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体的牌号为Silmer ACR Di-1508，购买自广州市坚毅化工进出口有限公司；

所述防沉剂为亲水型气相二氧化硅，牌号为HDK V15，购买自德国瓦克；

所述增稠剂为聚丙烯酸酯增稠剂，牌号为C-150，购买自广东中联邦精细化工有限公司；

所述水泥为PI42.5水泥，购买自杭州钥炜建材科技有限公司；

所述石英粉的目数为100目，购买自广东源磊粉体有限公司；

所述高岭土为煅烧高领土，目数为1250目，购买自常州市乐环商贸有限公司；

所述粉末消泡剂的牌号为EX-A01，购买自东莞市希尔新材料有限公司；

所述甲基硅酸盐为甲基硅酸钠，牌号为80N，购买自济南兴隆达化工有限公司；

所述B组分为拜耳固化剂N3390，购买自东莞市厚街森悦化工产品经营部。

如表1所示，实施例1-6的新型水性纳米防水浆料的区别仅在于其原料的质量不同。

表1

实施例7-8

实施例7-8，同实施例3，不同之处仅在于：所述A组分制备方法不同：

实施例7，不同的是：将分散剂、防冻剂、杀菌剂加入到去离子水中，然后加入纤维素，以200rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入柔性改性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂，以450rpm的搅拌速度搅拌均匀，加入消泡剂、丙烯酸官能化的有机硅预聚体、防沉剂、增稠剂，以550rpm的搅拌速度搅拌均匀，包装，得A组分。

实施例8，不同的是：将分散剂、防冻剂、杀菌剂加入到去离子水中，然后加入纤维素，以400rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入柔性改性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂，以550rpm的搅拌速度搅拌均匀，加入消泡剂、丙烯酸官能化的有机硅预聚体、防沉剂、增稠剂，以650rpm的搅拌速度搅拌均匀，包装，得A组分。

实施例9-10

实施例9-10，同实施例3，不同之处在于所述防冻剂、杀菌剂的质量不同：

实施例9，不同的是：所述防冻剂的质量为0kg。

实施例10，不同的是：所述杀菌剂的质量为0kg。

实施例11-12

实施例11-12，同实施例3，不同之处仅在于所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体不同：

实施例11，不同的是：所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体的牌号为Silmer ACRD2，购买自广州市坚毅化工进出口有限公司。

实施例12，不同的是：所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体的牌号为Silmer ACRDi-4515-0，购买自广州市坚毅化工进出口有限公司。

实施例13-17

实施例13-17，同实施例12，不同之处仅在于所述分散剂不同：

实施例13，不同的是：所述分散剂的牌号为MH-PEO，购买自山东满航化工科技有限公司。

实施例14，不同的是：所述分散剂的牌号为CM-301，购买自广东顺德世邦佳明化工有限公司。

实施例15，不同的是：所述分散剂的牌号为爱森SNF FLOSPERSE 3000，购买自佛山市科尔勒建材有限公司。

实施例16，不同的是：所述分散剂的牌号为LD-6408，购买自扬州市立达树脂有限公司。

实施例17，不同的是：所述分散剂的牌号为7011W，购买自扬州天达化工有限公司。

实施例18-20

实施例18-20，同实施例16，不同之处在于所述防沉剂不同：

实施例18，不同的是：所述防沉剂为亲水型气相二氧化硅，牌号为HDK N20，购买自德国瓦克。

实施例19，不同的是：所述防沉剂为亲水型气相二氧化硅，牌号为HDK T40，购买自德国瓦克。

实施例20，不同的是：所述防沉剂为疏水型气相二氧化硅，牌号为HDK H20，购买自德国瓦克。

实施例21-22

实施例21-22，同实施例19，不同之处在于所述消泡剂不同：

实施例21，不同的是：所述消泡剂为聚醚消泡剂，牌号为AT2021，购买自东莞市安泰精细化工有限公司。

实施例22，不同的是：所述消泡剂为聚醚改性消泡剂，牌号为EX-604，购买自东莞市希尔新材料有限公司。

实施例23-27

实施例23-27，同实施例3，不同之处仅在于所述C组分的制备原料不同：

实施例23，不同的是：所述石英粉的目数为200目，购买自广东源磊粉体有限公司。

实施例24，不同的是：所述石英粉的目数为500目，购买自广东源磊粉体有限公司。

实施例25，不同的是：所述水泥为PI52.5水泥，购买自金华市晨明建材有限公司。

实施例26，不同的是：所述粉末消泡剂替换为聚醚改性消泡剂EX-603。

实施例27，不同的是：所述甲基硅酸钠替换为九水偏硅酸钠，CAS号为13517-24-3，购买自南京化学试剂股份有限公司。

实施例28-29

实施例28-29，同实施例3，不同之处在仅于所述A组分不同：

实施例28，不同的是：所述防沉剂为KYC-426，购买自广州市晏古贸易有限公司。

实施例29，不同的是：所述乙基-2-羟基乙基纤维素替换为羟丙甲纤维素，CAS号为9004-65-3，购买自浙江海申新材料有限公司。

实施例30

实施例30，同实施例3，不同之处仅在于所述B组分为聚氨酯固化剂BD-PU750K，购买自广德巴德士化工有限公司。

对比例

对比例1-3

对比例1-3，同实施例2，不同之处仅在于所述A组分的制备原料不同：

对比例1，不同的是：所述柔性改性羟基丙烯酸乳液替换为VAE707乳液，购买自济南汇锦川化工有限公司。

对比例2，不同的是：所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体替换为环氧官能化的有机硅预聚体，牌号为Silmer EP Di-100，购买自广州市坚毅化工进出口有限公司。

对比例3，不同的是：所述A组分制备方法：

将柔性改性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂、分散剂、防冻剂、杀菌剂、纤维素加入到去离子水中，以450rpm的搅拌速度搅拌均匀，加入消泡剂、丙烯酸官能化的有机硅预聚体、防沉剂、增稠剂，以550rpm的搅拌速度搅拌均匀，包装，得A组分。

性能检测试验

针对本申请实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料，进行如下的性能检测：

1.挥发性有机化合物含量：参照JC/T 1066-2008《建筑防水涂料中有害物质限量》的标准，分别测定实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料的挥发性有机化合物含量，测试结果为：实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料均未检出挥发性有机化合物。

2.拉伸强度：参照GB/T 23445-2009《聚合物水泥防水涂料》的标准，分别测定实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料无处理拉伸强度、碱处理后拉伸强度、浸水处理后拉伸强度、紫外处理后拉伸强度，测试结果见表2。

表2

3.粘结强度：参照GB/T 23445-2009《聚合物水泥防水涂料》的标准，分别测定实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料的无处理粘结强度、碱处理粘结强度、浸水处理粘结强度，测试结果见表3。

表3

4.去除涂层砂浆抗渗压力：参照GB/T 18445-2012《水泥基渗透结晶型防水材料》的标准，分别测定实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力，测试结果见表4。

5.柔性：将实施例1-25和对比例1-3提供的新型水性纳米防水浆料在-20℃、120℃制成直径为10mm棒，观察有无裂纹，测试结果见表4。

表4

以下结合表2、表3和表4提供的检测数据，详细说明本申请。

从本申请实施例1-6和对比例1-2可知，柔性改性羟基丙烯酸乳液可以提高耐水性，浸水处理后的新型水性纳米防水浆料还能保持优异的拉伸强度和粘结强度；丙烯酸官能化的有机硅预聚体，提高了柔性改性羟基丙烯酸乳液的稳定性，进一步提高了防水浆料的柔性、碱处理和紫外处理后的拉伸强度、碱处理后的粘结强度。综合考虑，实施例3较优。

从本申请实施例3、实施例7-8、对比例3可知，先将纤维素溶解，可以提高体系的稳定性，进一步提高新型水性纳米防水浆料的粘结强度和耐水性。

从本申请实施例3、9-10可知，防冻剂和杀菌剂的加入可以提高防水浆料在低温下的柔性和抗菌性。

从本申请实施例3、11-12可知，采用具有100%活性的直链双官能团的丙烯酸官能化的有机硅预聚体Silmer ACR Di-4515-0，提高了新型水性纳米防水浆料的耐水性和高低温柔性。

从本申请实施例12-17可知，采用高分子分散剂可以提高新型水性纳米防水浆料的粘结强度，丙烯酸酯嵌段聚合物，尤其是LD-6408分散剂，具有梳型分子结构，吸附能力强，可以进一步提高新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力和耐候性。

从本申请实施例16、18-20可知，采用比表面积为200-400m²/g的气相二氧化硅，尤其是比表面积为400m²/g的亲水型气相二氧化硅HDK T40，防沉效果好，且进一步提高新型水性纳米防水浆料的去除涂层砂浆抗渗压力和耐候性。

从本申请实施例19、21-22可知，采用聚醚改性消泡剂EX-604对防水浆料的消泡效果好，且提高了防水浆料的耐水性、去除涂层砂浆抗渗压力和耐候性。

从本申请实施例3、26-27可知，粉末消泡剂和甲基硅酸钠可以提高防水浆料的粘结强度和拉伸强度。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种新型水性纳米防水浆料，其由质量比为（2-3）：（1-3）：（5-8）的A组分、B组分和C组分组成，其特征在于，按重量份计，所述A组分包括柔性改性羟基丙烯酸乳液40-70份、去离子水19-48份、丙烯酸官能化的有机硅预聚体3-4份、纤维素1-2份、分散剂0.3-0.8份、消泡剂0.2-0.6份、增稠剂0.2-0.5份、防沉剂2-3份、成膜助剂0.5-1份；所述B组分为固化剂；所述C组分为含有水泥组合物的粉料。

2.根据权利要求1所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，所述丙烯酸官能化的有机硅预聚体为Silmer ACR Di-4515-0和/或Silmer ACR D2。

3.根据权利要求1所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，所述分散剂选自聚氧化乙烯、聚羧酸、聚丙烯酸、聚醚中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，所述聚丙烯酸为丙烯酸酯嵌段聚合物。

5.根据权利要求1所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，所述防沉剂为气相二氧化硅。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，按重量份计，所述A组分还包括防冻剂1-3份、杀菌剂0.4-0.7份。

7.根据权利要求6所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，按重量份计，所述C组分包括水泥20-50份、石英粉30-60份、高岭土10-20份、粉末消泡剂1-2份、甲基硅酸盐5-10份。

8.根据权利要求7所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，所述石英粉的平均粒径为200-500目。

9.根据权利要求1所述的一种新型水性纳米防水浆料，其特征在于，所述B组分为多异氰酸酯类固化剂。

10.权利要求7所述的一种新型水性纳米防水浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A组分制备：将分散剂、防冻剂、杀菌剂加入到去离子水中，然后加入纤维素，以200-400rpm的搅拌速度搅拌均匀，再加入柔性改性羟基丙烯酸乳液、成膜助剂，以450-550rpm的搅拌速度搅拌均匀，加入消泡剂、丙烯酸官能化的有机硅预聚体、防沉剂、增稠剂，以550-650rpm的搅拌速度搅拌均匀，包装，得A组分；

C组分制备：将水泥、石英粉、高岭土、粉末消泡剂、甲基硅酸盐按比例混合均匀，包装，得C组分；

将A组分、B组分和C组分按比例混合均匀，即得新型水性纳米防水浆料。