CN113045945A - 水性高强度外露型橡胶防水密封材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，包括如下组分：改性丙烯酸树脂40‑55份；改性丁苯树脂10‑20份；钛白粉5‑10份；硅烷基憎水剂1‑2份；润湿分散剂。改性丙烯酸树脂用于提高防水密封材料的耐候性；改性丁苯树脂用于提高强度和防水性；硅烷基憎水剂用于提高防水材料的耐水性；钛白粉能够反射紫外线；硅烷基憎水剂能够提高防水材料的耐水性且具有防紫外线的功能；润湿分散剂能够降低液体之间的界面张力，可提高防水密封材料的各组分的分散效率，缩短研磨时间，改性丙烯酸树脂、改性丁苯树脂、硅烷基憎水剂以及钛白粉在湿润分散剂的作用下，各组分的界面张力大大降低，聚合效率大大提高，形成具有高耐候性、高耐水性和高强度的防水密封材料。

Description

水性高强度外露型橡胶防水密封材料及其制备方法
技术领域
本发明属于防水材料领域，具体来说是一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料及其制备方法。
背景技术
我国防水分为卷材类和涂料类，其中涂料类又有聚合物水泥防水涂料，聚合物乳液建筑防水涂料，改性沥青防水涂料，聚氨酯防水涂料等，市面上防水密封材料以聚氨酯防水涂料，聚合物乳液建筑防水涂料和改性沥青防水涂料为主，聚合物水泥防水涂料和改性沥青防水涂料耐候型差，不适合外露，聚合物乳液建筑防水涂料存在强度低、耐水性差等弊端，而聚氨酯防水涂料属于油性的，环保性能不好，不满足国家环保要求。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料及其制备方法，解决了现有的防水材料强度低，耐候性差，耐水差的问题。
本发明提供的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，包括如下组分：
改性丙烯酸树脂40-55份；
改性丁苯树脂10-20份；
钛白粉5-10份；
硅烷基憎水剂1-2份；
润湿分散剂0.1-0.3份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括沉淀硫酸钡5-10份，所述钛白粉为5-8份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括抗闪锈剂0.4-0.8份以及杀菌防腐剂0.1-0.3份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括成膜助剂0.2-0.5份，异辛酸钴1-1.3份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括消泡剂0.2-0.4份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括流变助剂0.1-0.3份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括改性膨润土0.1-0.4份。
本发明的一个技术方案，进一步设置为，所述防水密封材料还包括云母粉5-10份。
本发明还提供了一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料的制备方法，用于制备上述任一技术方案所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，包括如下步骤：
(1)先加去离子水，开启高速分散机，转速300-500r/min；
(2)添加润湿分散剂和流变助剂，分散5min；
(3)添加杀菌防腐剂，选用卡松类，需要与水1:1稀释后缓慢添加，继续分散5min；
(4)依次加钛白粉，沉淀硫酸钡和云母粉，高速分散剂转速调至800-1200r/min，分散30min；
(5)加改性丙烯酸树脂，改性丁苯树脂，分散5min；
(6)加消泡剂，抑泡剂和成膜助剂，分散15min；
(7)添加抗闪锈剂和憎水剂，继续分散10min；
(8)添加改性膨润土，需要事先预溶，分散20min，待无颗粒气泡后可得所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料。
本发明的有益效果至少为：
(1)本发明通过加入，改性丙烯酸树脂用于提高防水密封材料的耐候性，防水材料成膜后具有透气不透水功能；改性丁苯树脂用于提高强度和防水性；硅烷基憎水剂用于提高防水材料的耐水性；钛白粉能够反射紫外线；硅烷基憎水剂能够提高防水材料的耐水性且具有防紫外线的功能；润湿分散剂能够降低液体之间的界面张力，可提高防水密封材料的各组分的分散效率，缩短研磨时间，改性丙烯酸树脂、改性丁苯树脂、硅烷基憎水剂以及钛白粉在湿润分散剂的作用下，各组分的界面张力大大降低，聚合效率大大提高，形成具有高耐候性、高耐水性和高强度的防水密封材料。
(2)本发明选用沉淀硫酸钡和钛白粉，沉淀硫酸钡与钛白粉复配，对钛白粉有增效作用，进而减少钛白粉的用量，沉淀硫酸钡在该防水密封材料中起消泡和增加光泽的作用，添加沉淀硫酸钡不仅可以减少钛白粉的用量，其次，经过沉淀硫酸钡消泡后的防水密封材料用于施工过程中，相较于不添加沉淀硫酸钡的材料，具有更好的流动性，成膜效果更好，进一步提高了成膜的耐候性和抗冲击强度。
(3)本发明加入抗闪锈剂以及杀菌防腐剂，抗闪锈剂与杀菌防腐剂协同配合，二者加入防水密封材料后，涂料作用于铁质金属材料时，能阻止铁质金属底材的表面发生阴极化反应，其中，抗闪锈剂还能阻止铁的离子化，从而避免铁被空气中的氧所氧化，防止涂料作用在金属材料上发生闪锈，而且，杀菌防腐剂大大提高了材料的储存稳定性能，因此二者加入密封材料后，材料的耐候性和稳定性得到提高。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
除非另有指明，本申请温度均以摄氏度表示，所有聚合物分子量按数均分子量计，数均分子量的测试方法为蒸汽压法。
如果没有其他说明，所有原料都是市售的，所述份数均为重量份。
本发明提供了一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，该防水密封材料包括如下组分：
改性丙烯酸树脂40-55份；
改性丁苯树脂10-20份；
钛白粉5-10份；
硅烷基憎水剂1-2份；
润湿分散剂0.1-0.3份。
改性丙烯酸树脂用于提高防水密封材料的耐候性，防水材料成膜后具有透气不透水功能；改性丁苯树脂用于提高强度和防水性；硅烷基憎水剂用于提高防水材料的耐水性；钛白粉能够反射紫外线；硅烷基憎水剂能够提高防水材料的耐水性且具有防紫外线的功能；润湿分散剂能够降低液体之间的界面张力，可提高防水密封材料的各组分的分散效率，缩短研磨时间，改性丙烯酸树脂、改性丁苯树脂、硅烷基憎水剂以及钛白粉在湿润分散剂的作用下，各组分的界面张力大大降低，聚合效率大大提高，形成具有高耐候性、高耐水性和高强度的防水密封材料。
此外，组分中的改性丙烯酸树脂不做特别说明，可选烘干型或者自干型两种，优选烘干型，能够提高成膜的耐候性。
类似地，组分中的钛白粉不作特别说明，可选金红石钛白粉或者锐钛型两种，由于金红石型的折射率相较于锐钛型大，所以其性能优于锐钛型，本方案中优选金红石钛白粉，提高成膜的防紫外线能力，进一步提高成膜的耐候性。
优选地，防水密封材料还包括沉淀硫酸钡5-10份，钛白粉为5-8份。
沉淀硫酸钡与钛白粉复配，对钛白粉有增效作用，进而减少钛白粉的用量，沉淀硫酸钡在该防水密封材料中起消泡和增加光泽的作用，添加沉淀硫酸钡不仅可以减少钛白粉的用量，其次，经过沉淀硫酸钡消泡后的防水密封材料用于施工过程中，相较于不添加沉淀硫酸钡的材料，具有更好的流动性，成膜效果更好，进一步提高了成膜的耐候性和抗冲击强度。
优选地，防水密封材料还包括抗闪锈剂0.4-0.8份以及杀菌防腐剂0.1-0.3份。
抗闪锈剂与杀菌防腐剂协同配合，二者加入防水密封材料后，涂料作用于铁质金属材料时，能阻止铁质金属底材的表面发生阴极化反应，其中，抗闪锈剂还能阻止铁的离子化，从而避免铁被空气中的氧所氧化，防止涂料作用在金属材料上发生闪锈，而且，杀菌防腐剂大大提高了材料的储存稳定性能，因此二者加入密封材料后，材料的耐候性和稳定性得到提高。
优选地，防水密封材料还包括成膜助剂0.2-0.5份，异辛酸钴1-1.3份。
异辛酸钴成分加入防水密封材料后，能够降低成膜的色泽，提高成膜的光泽度，尤其在该材料被涂覆在铁质金属材料表面的时候，从前述技术方案可知，当该涂料为浅色时，抗闪锈剂阻止铁被氧化，成膜的色泽低，光泽度高，异辛酸钴与抗闪锈剂的协同作用，涂覆在铁质金属材料既能防止金属材料被氧化又能在表面形成光泽度佳的膜；此外，由于乳液具有成膜温度，当环境温度低于成膜温度时，乳液不易成膜，该密封材料的使用环境多为室外，施工过程中，室外的环境温度低于成膜温度时，成膜助剂能够促进液态密封材料成膜，且，成膜助剂在成膜后挥发，不与其余组分发生反应，从而不影响其余组分的功能，异辛酸钴能够加快成膜的干燥时间，具有良好的催干性能，与成膜助剂作用，促进成膜，加速成膜助剂挥发。
优选地，防水密封材料还包括消泡剂0.2-0.4份。
消泡剂加入防水密封材料中，用于消除乳液成膜过程中产生的气泡，进而增加成膜的光泽度，优选为破泡剂和抑泡剂共同使用。制备防水密封材料过程中，破泡剂和抑泡剂的加入时间不同，破泡剂添加到已经形成的泡沫中，使泡沫破灭，抑泡剂是发泡前预先添加。由于制备防水密封材料的过程中，其余组分不可避免地发生放热反应，当温度上升时，因溶解度增加，消泡效力下降，同时随着时间增加，消泡剂的效力迅速降低，二者在制备的不同时间段使用，密封材料的消泡效果得到提高，使用专用的消泡剂，沉淀硫酸钡的用量进而减少。
优选地，防水密封材料还包括流变助剂0.1-0.3份。
防水密封材料保存于容器时，防水密封材料的组分中的固体颗粒极易与基料相分离发生沉积。同时防水密封材料在施工的过程，涂料在重力的作用下会出现不同程度的流挂现象。添加流变助剂于防水密封材料中，能够改善流平现象，提高流挂性，还能使成膜保持良好的流动和流平性。
优选地，防水密封材料还包括改性膨润土0.1-0.4份。改性膨润土用于改善施工性，防止该防水密封材料产生沉淀，且几乎不影响其余成分的功能。
优选地，防水密封材料还包括云母粉5-10份。
该防水密封材料添加云母粉后，云母粉具有隔热作用，成膜涂覆于施工材料上，大大提高了膜的耐候性。
下面具体列举不同的水性高强度外露型橡胶防水密封材料的组分。
实施例1
一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其组分如下：
改性丙烯酸树脂40份；
改性丁苯树脂15份；
成膜助剂0.2份；
异辛酸钴1份；
润湿分散剂0.3份；
流变助剂0.2份；
抗闪锈剂0.5份；
消泡剂0.3份；
抑泡剂0.1份；
杀菌防腐剂0.2份；
沉淀硫酸钡10份；
金红石钛白粉10份；
云母粉10份；
硅烷基憎水剂1份；
去离子水11份；
改性膨润土0.2份。
本实施例的水性高强度外露型橡胶防水密封材料按照如下方法制备：
(1)先加去离子水，开启高速分散机，转速300-500r/min；
(2)添加润湿分散剂和流变助剂，分散5min；
(3)添加杀菌防腐剂，选用卡松类，需要与水1:1稀释后缓慢添加，继续分散5min；
(4)依次加金红石钛白粉，沉淀硫酸钡和云母粉，高速分散剂转速调至800-1200r/min，分散30min；
(5)加改性丙烯酸树脂，改性丁苯树脂，分散5min；
(6)加消泡剂，抑泡剂和成膜助剂，分散15min；
(7)添加抗闪锈剂和憎水剂，继续分散10min；
(8)添加改性膨润土，需要事先预溶，分散20min，待无颗粒气泡后可得的水性高强度外露型橡胶防水密封材料。
优选地，水性高强度外露型橡胶防水密封材料中的改性丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸共聚乳液、环氧改性丙烯酸乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液的一种或多种的组合，本发明选用有机硅改性的丙烯酸乳液是因为其具有附着力好，疏水效果好及耐候性等优点。
此外，改性丁苯树脂除了环氧改性羧基丁苯乳液外，还可以选择有机硅改性丁苯乳液，羧基丁苯，相对前两者环氧改性羧基丁苯乳具有更高的粘结力和结膜强度，机械及化学稳定性好等优点。
成膜助剂除了醇酯类外，还可以选择醇醚类，醇类，其中醇醚类的环保型较差，已被多国禁用，醇类的成膜效果一般，而醇酯类的在环保型达标的同时，具有优异的成膜性，还可以改善涂料的聚结性、耐候性、耐擦洗性及展色性。
润湿分散剂除了疏水改性丙烯酸铵盐外，还可以选择聚羧酸钠盐分散剂，这款分散剂分散效果比较出色，但耐水性及展色性均不如疏水改性丙烯酸铵盐分散剂。
流变助剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，亦可选用聚酰胺蜡流变助剂，但从流变效果及光泽度效果还是聚醚改性聚二甲基硅氧烷得比较好。
实施例2
一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其组分如下：
改性丙烯酸树脂45份；
改性丁苯树脂15份；
成膜助剂0.3份；
异辛酸钴1份；
润湿分散剂0.3份；
流变助剂0.2份；
抗闪锈剂0.6份；
消泡剂0.3份；
抑泡剂0.1份；
杀菌防腐剂0.2份；
沉淀硫酸钡10份；
金红石钛白粉5份；
云母粉10份；
硅烷基憎水剂1份；
去离子水10.8份；
改性膨润土0.2份。
本实施例的水性高强度外露型橡胶防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
实施例3
一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其组分如下：
改性丙烯酸树脂50份；
改性丁苯树脂15份；
成膜助剂0.3份；
异辛酸钴1.2份；
润湿分散剂0.3份；
流变助剂0.2份；
抗闪锈剂0.6份；
消泡剂0.3份；
抑泡剂0.1份；
杀菌防腐剂0.2份；
沉淀硫酸钡10份；
金红石钛白粉5份；
云母粉5份；
硅烷基憎水剂1.2份；
去离子水10.4份；
改性膨润土0.2份。
本实施例的水性高强度外露型橡胶防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
实施例4
一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其组分如下：
改性丙烯酸树脂55份；
改性丁苯树脂15份；
成膜助剂0.3份；
异辛酸钴1.2份；
润湿分散剂0.3份；
流变助剂0.2份；
抗闪锈剂0.6份；
消泡剂0.3份；
抑泡剂0.1份；
杀菌防腐剂0.2份；
沉淀硫酸钡5份；
金红石钛白粉5份；
云母粉5份；
硅烷基憎水剂1.2份；
去离子水10.4份；
改性膨润土0.2份。
本实施例的水性高强度外露型橡胶防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
实施例5
一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其组分如下：
改性丙烯酸树脂55份；
改性丁苯树脂20份；
成膜助剂0.2份；
异辛酸钴1份；
润湿分散剂0.2份；
流变助剂0.2份；
抗闪锈剂0.5份；
消泡剂0.2份；
抑泡剂0.1份；
杀菌防腐剂0.2份；
沉淀硫酸钡5份；
金红石钛白粉5份；
云母粉5份；
硅烷基憎水剂1份；
去离子水6.8份；
改性膨润土0.2份。
本实施例的水性高强度外露型橡胶防水密封材料的制备方法与实施例1基本相同。
将实施例1-5制备得到的水性高强度外露型橡胶防水密封材料通过刮涂方法分别制1.5±0.2mm厚度的干涂膜样块，以及涂覆在水泥砂浆块、铝板、PVC板、HDPE板、玻璃板、钢板上，按照标准实验室条件养护，根据GB/T 16777-2008用拉力机对其进行拉伸性能、延伸率、粘结性能等测试，用指触法测试干燥时间，用电子天平测试吸水率，再根据JG/T375-2012进行剥离粘结性能测试。拉伸强度和断裂延伸率远远满足标准，干燥时间短，吸水率比较低，7天吸水率都低于10％，粘接强度除了实施例1为1.9MPa，其他几个都超过了2MPa，撕裂强度在19.5-20.5N/mm，满足标准要求，耐低温均过-20℃，剥离粘接性也都超过标准要求。水性高强度外露型橡胶防水密封材料的测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002992819260000131
Figure BDA0002992819260000141
Figure BDA0002992819260000151
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，包括如下组分：改性丙烯酸树脂40-55份；
改性丁苯树脂10-20份；
钛白粉5-10份；
硅烷基憎水剂1-2份；
润湿分散剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括沉淀硫酸钡5-10份，所述钛白粉为5-8份。
3.根据权利要求1或2所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括抗闪锈剂0.4-0.8份以及杀菌防腐剂0.1-0.3份。
4.根据权利要求3所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括成膜助剂0.2-0.5份，异辛酸钴1-1.3份。
5.根据权利要求2所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括消泡剂0.2-0.4份。
6.根据权利要求2所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括流变助剂0.1-0.3份。
7.根据权利要求1或6所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括改性膨润土0.1-0.4份。
8.根据权利要求1所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，所述防水密封材料还包括云母粉5-10份。
9.一种水性高强度外露型橡胶防水密封材料的制备方法，用于制备如权利要求1-8任一权利要求所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料，其特征在于，包括如下步骤：
(1)先加去离子水，开启高速分散机，转速300-500r/min；
(2)添加润湿分散剂和流变助剂，分散5min；
(3)添加所述杀菌防腐剂，选用卡松类，需要与水1:1稀释后缓慢添加，继续分散5min；
(4)依次加钛白粉，沉淀硫酸钡和云母粉，高速分散剂转速调至800-1200r/min，分散30min；
(5)加所述改性丙烯酸树脂，所述改性丁苯树脂，分散5min；
(6)加消泡剂，抑泡剂和成膜助剂，分散15min；
(7)添加抗闪锈剂和硅烷基憎水剂，继续分散10min；
(8)添加改性膨润土，需要事先预溶，分散20min，待无颗粒气泡后可得所述的水性高强度外露型橡胶防水密封材料。
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