CN112778846A - 一种自修复型聚合物水泥防水涂料 - Google Patents

一种自修复型聚合物水泥防水涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自修复型聚合物水泥防水涂料，由液体组分和固体组分按质量比1:1.5～1:2.5组成。使用时将两种组分搅拌均匀，即可涂刷施工；所述液体组分包括以下质量百分比的物质：丙烯酸酯类乳液80％‑95％、钠盐类分散剂0.1％‑1％、润湿剂0.2％‑0.5％、丙二醇0.1％‑1％、消泡剂0.1％‑0.5％，余量为水；所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙10％‑30％、石英砂20％‑50％、硫铝酸钙型膨胀剂2％‑10％、改性水滑石1％‑10％，余量为P.O42.5水泥。本发明的聚合物水泥防水涂料各组分科学搭配，使用有机和无机修复剂，能最大程度地保持涂膜的自修复效果，在一定条件下能自我修复宽度为0.7mm的裂缝。

Description

一种自修复型聚合物水泥防水涂料
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，具体的说，是一种自修复型聚合物水泥防水涂料。
背景技术
近些年，聚合物水泥防水涂料广泛应用于各种防水工程，如卫生间、地下室、屋面以及水池、隧道等。该类防水涂料通过调节水泥和聚合物乳液的比例，可以满足不同施工部位对涂膜强度和柔韧性的需求，但当涂膜受损后往往需要破坏覆盖其上的保护装饰层来进行检修，给施工带来极大不便。
而自修复防水涂料就能解决以上痛点，它能模仿人的皮肤，在涂膜发生破损后，自我愈合，自动修复漏水点，从而保证防水涂膜的完整性，保证整个防水系统的安全。自修复聚合物水泥防水涂料由于其自闭性好、稳定性强、安全性高等特点，能更好地抵御基层开裂变形，迅速抓住客户的心理，必将成为市场竞相追逐的热点。
水滑石类化合物(LDHs)是一种廉价、易制备的阴离子型层状化合物，典型的水滑石分子式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。水滑石主体层板上的原子之间主要靠共价键联结，主体层板和层间阴离子之间主要靠离子键、氢键、范德华力联结，因此层板与层间阴离子的结合力相对更弱，更容易断裂。当与其他阴离子发生置换时，层间的客体阴离子就游离出来，并且这种置换不会改变水滑石主体层板的结构，只有层间距会发生改变，于是可以利用水滑石的这种特性，将具有自修复功能的化合物负载在水滑石的层板间。当外界环境发生改变时，如湿度、pH等变化时负载在水滑石层板间的自修复功能化合物就可以逐步释出，发生交联反应，从而完成破损部位的自我修复。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自修复型聚合物水泥防水涂料；且提供了一种赋予涂膜自修复能力的方法，并制备出具有优异性能的聚合物水泥防水涂料，该涂膜在潮湿的环境下能自我修复0.7mm宽的裂缝。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，由液体组分和固体组分按质量比1:1.5～1:2.5组成。使用时将两种组分搅拌均匀，即可涂刷施工。
所述的液体组分包括以下质量百分比的物质：丙烯酸酯类乳液80～95％，钠盐类分散剂0.1～1％，润湿剂0.2～0.5％，丙二醇0.1～1％，消泡剂0.1～0.5％，余量为水。
丙烯酸酯类乳液为苯丙乳液，纯丙乳液，丁苯乳液，硅丙乳液中的至少一种。
润湿剂为聚氧乙烯醚类表面活性剂。
所述的固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙10～30％，石英砂20～50％，硫铝酸钙型膨胀剂2～10％，改性水滑石1％～10％，余量为水泥。
石英砂粒径为70～140目，100～200目中的至少一种。
水泥为型号P.O 42.5水泥。
改性水滑石的制备方法包括如下步骤：
(1)称取1质量份的焦性没食子酸溶解到100质量份去氧-去二氧化碳的去离子水中，通N2，然后边搅拌边加入1.5质量份四硼酸钠，使之完全溶解，继续搅拌30min，该步骤中焦性没食子酸可以和硼酸根形成简单的络合物，防止焦性没食子酸的酚羟基被氧化，以利于其后续的插层反应；
(2)向步骤(1)中的溶液迅速加入1质量份的层状水滑石，然后用0.1M的NaOH溶液调节溶液的pH为8.5；在N2氛围下，将整个体系置于80℃的水浴中反应48小时；待反应结束后，冷却至室温，将溶液样品抽滤，同时用去离子水洗涤至中性，随后转移至真空干燥箱中，80℃干燥24小时，取出后干燥保存。
本发明的自修复原理如下：聚合物水泥防水涂料在干燥成膜过程中，负载水滑石上的络合焦性没食子酸由于缓释作用能大量地稳定保存在体系中。当干燥的涂膜发生破损后，裂缝部位产生渗漏，此时在水、高浓度的OH～作用下，络合焦性没食子酸逐渐从水滑石中释出。由于焦性没食子酸的酚羟基具有较高的活性，可以和体系中的水、氧气等发生氧化反应生成苯醌结构，在破损的界面处产生氢键和π～π堆积等非共价作用，而且焦性没食子酸本身也能发生聚合，填充到破损部位的缝隙中，此一过程较为复杂，其原理简图如图1所示；而与此同时，粉料中尚未反应完全的硫铝酸钙型膨胀剂也会参与进来继续发生反应，生成钙矾石结晶，堵塞缝隙，从而修补裂缝。从机理上可以理解为有机、无机双重自修复作用。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明所述聚合物水泥防水涂料使用有机和无机修复剂，能最大程度地保持涂膜的自修复效果，在一定条件下能自我修复宽度为0.7mm的裂缝。
附图说明
图1是本发明的焦性没食子酸作为自修复剂的反应原理简图。
具体实施方式
以下提供本发明一种自修复型聚合物水泥防水涂料的具体实施方式。
实施例1
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，该涂料由液体组分和固体组分按质量比1:1.5组成。
所述液体组分包括以下质量百分比的物质：苯丙乳液90％、钠盐类分散剂1％、润湿剂0.3％、丙二醇0.2％、消泡剂0.3％，水8.2％。
所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙10％、70～140目石英砂15％、100～200目石英砂25％、硫铝酸钙型膨胀剂5％、改性水滑石5％，P.O 42.5水泥40％。
分别将上述液料和粉料单独混合均匀后，按照1:1.5的质量比将粉料缓慢加入到液料中，持续搅拌5min，待两者混合均匀后制得聚合物水泥防水涂料，然后刮涂成膜，测试其性能。
实施例2
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，该涂料由液体组分和固体组分按质量比1:2组成。
所述液体组分包括以下质量百分比的物质：纯丙乳液95％、钠盐类分散剂0.8％、润湿剂0.4％、丙二醇0.5％、消泡剂0.3％，水3％。
所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙15％、70～140目石英砂18％、100～200目石英砂30％、硫铝酸钙型膨胀剂2％、改性水滑石1％，P.O 42.5水泥34％。
分别将上述液料和粉料单独混合均匀后，按照1:2的质量比将粉料缓慢加入到液料中，持续搅拌5min，待两者混合均匀后制得聚合物水泥防水涂料，然后刮涂成膜，测试其性能。
实施例3
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，该涂料由液体组分和固体组分按质量比1:2组成。
所述液体组分包括以下质量百分比的物质：丁苯乳液85％、钠盐类分散剂0.5％、润湿剂0.5％、丙二醇0.6％、消泡剂0.5％，水12.9％。
所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙16％、70～140目石英砂10％、100～200目石英砂26％、硫铝酸钙型膨胀剂8％、改性水滑石10％，P.O42.5水泥30％。
分别将上述液料和粉料单独混合均匀后，按照1:2的质量比将粉料缓慢加入到液料中，持续搅拌5min，待两者混合均匀后制得聚合物水泥防水涂料，然后刮涂成膜，测试其性能。
实施例4
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，该涂料由液体组分和固体组分按质量比1:2.5组成。
所述液体组分包括以下质量百分比的物质：硅丙乳液80％、钠盐类分散剂0.2％、润湿剂0.5％、丙二醇1％、消泡剂0.5％，水17.8％。
所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙25％、70～140目石英砂10％、100～200目石英砂17％、硫铝酸钙型膨胀剂1％、改性水滑石2％，P.O 42.5水泥45％。
分别将上述液料和粉料单独混合均匀后，按照1:2.5的质量比将粉料缓慢加入到液料中，持续搅拌5min，待两者混合均匀后制得聚合物水泥防水涂料，然后刮涂成膜，测试其性能。
对比例1
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，该涂料由液体组分和固体组分按质量比1:1.5组成。
所述液体组分包括以下质量百分比的物质：苯丙乳液90％、钠盐类分散剂1％、润湿剂0.3％、丙二醇0.2％、消泡剂0.3％，水8.2％。
所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙15％、70～140目石英砂15％、100～200目石英砂25％、硫铝酸钙型膨胀剂5％、P.O 42.5水泥40％。
分别将上述液料和粉料单独混合均匀后，按照1:1.5的质量比将粉料缓慢加入到液料中，持续搅拌5min，待两者混合均匀后制得聚合物水泥防水涂料，然后刮涂成膜，测试其性能。
对比例2
一种自修复型聚合物水泥防水涂料，该涂料由液体组分和固体组分按质量比1:2组成。
所述液体组分包括以下质量百分比的物质：纯丙乳液95％、钠盐类分散剂0.8％、润湿剂0.4％、丙二醇0.5％、消泡剂0.3％，水3％。
所述固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙18％、70～140目石英砂18％、100～200目石英砂30％、硫铝酸钙型膨胀剂2％、改性水滑石1％，P.O 42.5水泥34％。
分别将上述液料和粉料单独混合均匀后，按照1:2的质量比将粉料缓慢加入到液料中，持续搅拌5min，待两者混合均匀后制得聚合物水泥防水涂料，然后刮涂成膜，测试其性能。
将实施例1-4与对比例1-2参照《GB/T 23445-2009聚合物水泥防水涂料》标准养护，然后用刀片在防水涂膜上割出10mm长，0.7mm宽度的裂缝，在涂膜一侧保持300mm高度的水柱，以使裂缝处产生渗漏，水滴逐滴落下。试验结果如下表所示。
表1聚合物水泥防水涂料的自修复情况
Figure BDA0002892907840000061
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，由液体组分和固体组分按质量比1:1.5～1:2.5组成。
2.根据权利要求1所述的一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述的液体组分包括以下质量百分比的物质：丙烯酸酯类乳液80～95％，钠盐类分散剂0.1～1％，润湿剂0.2～0.5％，丙二醇0.1～1％，消泡剂0.1～0.5％，余量为水。
3.根据权利要求2所述的一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，丙烯酸酯类乳液为苯丙乳液，纯丙乳液，丁苯乳液，硅丙乳液中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，润湿剂为聚氧乙烯醚类表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，所述的固体组分包括以下质量百分比的物质：重钙10～30％，石英砂20～50％，硫铝酸钙型膨胀剂2～10％，改性水滑石1％～10％，余量为水泥。
6.根据权利要求5所述的一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，石英砂粒径为70～140目或者100～200目中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的一种自修复型聚合物水泥防水涂料，其特征在于，改性水滑石的制备方法包括如下步骤：
(1)称取1质量份的焦性没食子酸溶解到100质量份去氧-去二氧化碳的去离子水中，通N2，然后边搅拌边加入1.5质量份四硼酸钠，使之完全溶解，继续搅拌30min，该步骤中焦性没食子酸可以和硼酸根形成简单的络合物，防止焦性没食子酸的酚羟基被氧化，以利于其后续的插层反应；
(2)向步骤(1)中的溶液迅速加入1质量份的层状水滑石，然后用0.1M的NaOH溶液调节溶液的pH为8.5；在N2氛围下，将整个体系置于80℃的水浴中反应48小时；待反应结束后，冷却至室温，将溶液样品抽滤，同时用去离子水洗涤至中性，随后转移至真空干燥箱中，80℃干燥24小时，取出后干燥保存。
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