CN114133795A - 一种水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性沥青防水密封材料，特别涉及一种水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法。其技术方案是：由以下重量份的原料组成：乳化沥青150～450份，弹性乳液215～500份，填充料150～250份，去离子水70～85份，消泡剂2～3份，分散剂1.5～2份，杀菌剂2～2.5份，增稠剂4～5.5份，交联剂0～2份。本发明的有益效果是：本发明使改性沥青防水密封材料集高耐热、低黏度、高粘结强度及抗卷材复合滑移等诸多性能于一体，具有冷施工、立墙施工不流挂，施工效率高等技术特征，提高其基层适应性、施工便捷性和可靠性，拓宽应用领域，与自粘卷材或热熔卷材均可组成高效“卷涂”复合防水系统，可广泛适用于工业与民用建筑地下工程和混凝土屋面工程防水。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性沥青防水密封材料，特别涉及一种水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法。
背景技术
改性沥青防水密封材料是用沥青为基料，用适量的合成高分子聚合物进行改性，加入填充料等，加工而成的防水密封材料，一般分为溶剂型、热熔型、非固化型及水乳型等，广泛应用于建筑防水、桥梁防水、基层处理及防水配套密封等。近年来随着环保意识和质量要求的增强，溶剂型市场逐步萎缩，而热熔型及非固化型由于与沥青卷材的相容性好、复合防水效果可靠性强等优势，近年来备受市场追捧，得到快速发展，但随着用量的逐步增大及安全与节能意识的逐步提高，其立墙施工操作难度大、易流挂，以及施工重融效率低、能耗高等缺陷也逐步得以暴露。而水乳型改性沥青防水密封材料施工时则不存在施工重融及能耗高等缺陷，同时水乳型改性沥青防水密封还具有环保及安全优势，因此相对而言水乳型改性沥青防水密封材料更符合未来技术发展趋势。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法，使改性沥青防水密封材料集高耐热、低黏度、高粘结强度及抗卷材复合滑移等诸多性能于一体，具有冷施工、立墙施工不流挂，施工效率高等技术特征，提高其基层适应性、施工便捷性和可靠性，拓宽应用领域。
本发明提到的一种水乳型改性沥青防水密封材料，其技术方案是：由以下重量份的原料组成：乳化沥青150～450份，弹性乳液215～500份，填充料150～250份，去离子水70～85份，消泡剂2～3份，分散剂1.5～2份，杀菌剂2～2.5份，增稠剂4～5.5份，交联剂0～2份；
其中，所述的乳化沥青采用固体含量为50～70%的阴离子乳化沥青或非离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为Defros CP19，上述按质量百分比。
所述的填充料可采用但不限于重质碳酸钙，也可以是重质碳酸钙与滑石粉或活性碳酸钙等的混合物。
优选的，上述的填充料采用重质碳酸钙，其细度400～800目，碳酸钙含量按质量百分比≥95%。
优选的，上述的增稠剂选自无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂中的至少一种。
优选的，上述的增稠剂采用触变性增稠剂。
优选的，上述的增稠剂为水溶性阴离子型增稠剂或水溶性非离子型增稠剂。
优选的，上述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1～1:1.5协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5。
优选的，上述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，其技术方案是包括以下制备步骤：
1）将去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入杀菌剂、消泡剂、分散剂及填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”30min以上，制成预制“浆料”；
2）然后调整PH值到9.0以上，搅拌状态下加入弹性乳液以60～80 r/min的搅拌速度搅拌15min以上，再加入增稠剂以80～100 r/min的搅拌速度搅拌10～20min；
3）继续搅拌状态下之后加入乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌10～20min，再加入交联剂搅拌5～10min，最后再加入增稠剂以80～100 r/min的搅拌速度搅拌10～20min，出料、过滤、计量、灌装。
其中，弹性乳液及乳化沥青宜搅拌状态下缓慢加入，增稠剂宜用5～10倍的去离子水稀释后添加，以利于物料充分溶解、分散及混合均匀，防止分散不均局部多浓而结块或疙瘩。
与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：
1.环境友好：产品水乳型设计，冷施工，节能安全环保；
2.立墙抗滑移性：产品立面施工可厚涂、不流挂、干燥速度快，立面抗滑移风险能力强；
3.使用方便：属单组分产品开盖即用、无需配比混合，施工方便；
4.粘结强度高：产品与基层及卷材的粘结强度高，与自粘卷材或热熔卷材均可组成高效“卷涂”复合防水系统；
5.延伸率高：产品延伸率高可有效适应基层应力造成的开裂及形变等；
6.适应范围广：产品的基层适应能力强，潮湿基层亦可施工。采用机械喷涂或辊涂法施工，施工效率高，可广泛适用于工业与民用建筑地下工程和混凝土屋面工程防水等。
附图说明
图1是本发明与防水卷材涂刷施工固化时的复合效果对比图；
图2是本发明与防水卷材户外放置曝晒17月后的复合效果对比图；
上图中：1 三元乙丙（EPDM）橡胶硫化防水卷材、2聚氯乙烯（PVC）防水卷材、3本发明的水乳型改性沥青防水密封材料。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1～5是本发明的水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法的具体实施方式，实施例6～8是申请人设计的对比实施例：
实施例1：
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料，由以下重量份的原料组成：乳化沥青150份，弹性乳液500份，填充料250份，去离子水80份，消泡剂3份，分散剂2份，杀菌剂2份，增稠剂5份，交联剂2份。
其中，所述的乳化沥青采用固体含量70%的阴离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为Defros CP19，上述按质量百分比。
所述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1.5协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5；
所述的填充料采用重质碳酸钙，其细度400目，碳酸钙含量按质量百分比为≥95%；所述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，包括如下过程：
1）将80份去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入2份杀菌剂、3份消泡剂、2份分散剂及250份填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”45min，制成预制“浆料”；
2）然后调整PH值到9.0以上，搅拌状态下缓慢加入500份阴离子型苯丙弹性乳液以80 r/min的搅拌速度搅拌20min，再快速加入2份增稠剂以100r/min的搅拌速度搅拌20min；
3）继续搅拌状态下之后缓慢加入150份阴离子乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌20min，再加入2份交联剂搅拌10min，最后再快速加入3份增稠剂以100 r/min的搅拌速度搅拌20min，出料、过滤、计量、灌装；
进一步说明的是增稠剂加入前用9倍的去离子水稀释后添加，以利于物料充分溶解、分散及混合均匀，防止分散不均局部多浓而结块或疙瘩等。
实施例2：
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料，由以下重量份的原料组成：乳化沥青200份，弹性乳液450份，填充料200份，去离子水80份，消泡剂3份，分散剂2份，杀菌剂2份，增稠剂5份，交联剂1份。
其中，所述的乳化沥青采用固体含量50%的阴离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为Defros CP19，上述按质量百分比。
所述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1.5协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5；
所述的填充料采用重质碳酸钙，其细度800目，碳酸钙含量按质量百分比为≥95%；所述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，包括如下过程：
1）将80份去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入2份杀菌剂、3份消泡剂、2份分散剂及250份填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”30min，制成预制“浆料”；
2）然后调整PH值到9.0以上，搅拌状态下缓慢加入450份阴离子型苯丙弹性乳液以60 r/min的搅拌速度搅拌15min，再快速加入2份增稠剂以80r/min的搅拌速度搅拌20min；
3）继续搅拌状态下之后缓慢加入200份阴离子乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌15min，再加入2份交联剂搅拌10min，最后再快速加入3份增稠剂以80 r/min的搅拌速度搅拌15min，出料、过滤、计量、灌装；
进一步说明的是增稠剂加入前用10倍的去离子水稀释后添加。
实施例3：
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料，由以下重量份的原料组成：乳化沥青300份，弹性乳液350份，填充料200份，去离子水85份，消泡剂3份，分散剂1.5份，杀菌剂2份，增稠剂5.5份。
其中，所述的乳化沥青采用固体含量为60%的阴离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为Defros CP19，上述按质量百分比。
所述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1.2协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5；
所述的填充料采用重质碳酸钙，其细度600目，碳酸钙含量按质量百分比为≥95%；所述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，包括如下过程：
1）将85份去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入2份杀菌剂、3份消泡剂、1.5份分散剂及200份填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”30min，制成预制“浆料”；
2）然后用7份碱液调整PH值到9.0以上，搅拌状态下缓慢加入350份阴离子型苯丙弹性乳液以60 r/min的搅拌速度搅拌20min，再快速加入2份增稠剂以80r/min的搅拌速度搅拌15min；
3）继续搅拌状态下之后缓慢加入300份阴离子乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌15min，再快速加入3份增稠剂以80 r/min的搅拌速度搅拌15min，出料、过滤、计量、灌装；
进一步说明的是增稠剂加入前用8倍的去离子水稀释后添加。
实施例4：
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料，由以下重量份的原料组成：乳化沥青350份，弹性乳液300份，填充料250份，去离子水70份，消泡剂2份，分散剂2份，杀菌剂2.5份，增稠剂4.5份，交联剂1.5份。
其中，所述的乳化沥青采用固体含量为50%的阴离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为Defros CP19，上述按质量百分比。
所述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1.25协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量为按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5；
所述的填充料采用重质碳酸钙，其细度800目，碳酸钙含量按质量百分比为≥95%；所述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，包括如下过程：
1）将70份去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入2.5份杀菌剂、2份消泡剂、2份分散剂及250份填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”40min，制成预制“浆料”；
2）然后调整PH值到9.0以上，搅拌状态下缓慢加入300份阴离子型苯丙弹性乳液以80 r/min的搅拌速度搅拌15min，再快速加入2份增稠剂以90r/min的搅拌速度搅拌15min；
3）继续搅拌状态下之后缓慢加入350份阴离子乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌10min，再加入1.5份交联剂搅拌5min，再快速加入2.5份增稠剂以100 r/min的搅拌速度搅拌10min，出料、过滤、计量、灌装；
进一步说明的是增稠剂加入前用5倍的去离子水稀释后添加。
实施例5：
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料，由以下重量份的原料组成：乳化沥青450份，弹性乳液215份，填充料215份，去离子水70份，消泡剂3份，分散剂2份，杀菌剂2份，增稠剂4份，交联剂2份。
其中，所述的乳化沥青采用固体含量为50%的阴离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为Defros CP19，上述按质量百分比。
所述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量为按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5；
所述的填充料采用重质碳酸钙，其细度600目，碳酸钙含量按质量百分比为≥95%；所述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
本发明提到的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，包括以下过程：
1）将70份去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入2份杀菌剂、3份消泡剂、2份分散剂及215份填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”40min，制成预制“浆料”；
2）然后调整PH值到9.0以上，搅拌状态下缓慢加入215份阴离子型苯丙弹性乳液以70 r/min的搅拌速度搅拌20min，再快速加入2份增稠剂以90r/min的搅拌速度搅拌10min；
3）继续搅拌状态下之后缓慢加入450份阴离子乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌15min，再加入2份交联剂搅拌5min，再快速加入2份增稠剂以90 r/min的搅拌速度搅拌15min，出料、过滤、计量、灌装；
进一步说明的是增稠剂加入前用10倍的去离子水稀释后添加。
实施例6：
本对比实施例提供的水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法，其与实施例2的区别在于，填充料调整为150份，其中重质碳酸钙100份、活性碳酸钙50份，去离子水调整为55份。
实施例7：
本对比实施例提供的水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法，其与实施例6的区别在于，填充料调整为250份，其中重质碳酸钙200份、滑石粉50份，去离子水调整为85份。
实施例8：
本对比实施例提供的水乳型改性沥青防水密封材料及制备方法，其与实施例2的区别在于，乳化沥青采用非离子乳化沥青。
性能测试
因该产品无相应国家标准及行业标准，按企业标准《Q/0500SDM037-2020 高粘抗滑水性聚合物改性沥青防水涂料》进行，实施例1～8的有关性能测试数据见表1和表2。
表1实施例1～5的检测结果
表2对比实施例6～8的检测结果
通过以上数据可看出，无论是申请人设计的实施例还是对比实施例均具有优异的物理性能，性能完全满足或高于其企业标准《Q/0500SDM037-2020 高粘抗滑水性聚合物改性沥青防水涂料》的性能要求。
需要进一步说明的是：氯乙烯（PVC）防水卷材因增塑剂及其溶解度参数等原因导致该材料是与沥青基材料的工程复合“相容性”最差的材料之一，而三元乙丙（EPDM）橡胶硫化防水卷材因其分子的饱和结构导致该材料是最难粘结材料之一，本发明的水乳型改性沥青防水密封材料在两者表面均有较好的涂刷附着性及粘附效果（图1所示），户外放置曝晒17月后仍未见分离脱落迹象（图2所示）。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：由以下重量份的原料组成：乳化沥青150～450份，弹性乳液215～500份，填充料150～250份，去离子水70～85份，消泡剂2～3份，分散剂1.5～2份，杀菌剂2～2.5份，增稠剂4～5.5份，交联剂0～2份；
其中，所述的乳化沥青采用固体含量为50～70%的阴离子乳化沥青或非离子乳化沥青，所述的弹性乳液为固体含量≥50%的阴离子型苯丙弹性乳液；所述的分散剂是低分子量聚丙烯酸的钠盐分散剂，所述的消泡剂为非离子型金属皂类消泡剂，所述的杀菌剂为DefrosCP19，上述按质量百分比。
2.根据权利要求1所述的水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：所述的填充料采用重质碳酸钙，或重质碳酸钙与滑石粉和活性碳酸钙的混合物，其中重质碳酸钙的细度400～800目，碳酸钙含量按质量百分比为≥95%。
3.根据权利要求1所述的水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：所述的增稠剂选自无机增稠剂、纤维素类、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯增稠剂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：所述的增稠剂采用触变性增稠剂。
5.根据权利要求4所述的水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：所述的增稠剂为水溶性阴离子型增稠剂或水溶性非离子型增稠剂。
6.根据权利要求1所述的水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：所述的增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂与缔合型疏水碱溶胀增稠剂，按质量比1:1～1:1.5协同配合使用，分别用于增稠弹性乳液和沥青乳液，具有协同增稠效应；主要指标为：非挥发性固体含量按质量百分比为25%～35%，pH值2.0～3.5。
7.根据权利要求1所述的水乳型改性沥青防水密封材料，其特征是：所述的交联剂是一种碳氢化合物，其典型物性指标为：密度为0.87～0.90g/cm3，苯胺点13～17℃，25℃时的表面张力为28～40mN/m，溶度参数δ=6.0～9.0，馏程为150～215℃。
8.一种如权利要求1～7中任一种所述的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，其特征是：包括以下制备步骤：
1）将去离子水加入配料釜中，然后在搅拌状态下依次加入杀菌剂、消泡剂、分散剂及填充料等，以不低于120 r/min的搅拌速度高速“打浆”30min以上，制成预制“浆料”；
2）然后调整PH值到9.0以上，搅拌状态下加入弹性乳液以60～80 r/min的搅拌速度搅拌15min以上，再加入增稠剂以80～100 r/min的搅拌速度搅拌10～20min；
3）继续搅拌状态下之后加入乳化沥青以80 r/min的搅拌速度搅拌10～20min，再加入交联剂搅拌5～10min，最后再加入增稠剂以80～100 r/min的搅拌速度搅拌10～20min，出料、过滤、计量、灌装。
9.根据权利要求8所述的水乳型改性沥青防水密封材料的制备方法，其特征是：弹性乳液及乳化沥青宜搅拌状态下缓慢加入，增稠剂宜用5～10倍的去离子水稀释后添加，以利于物料充分溶解、分散及混合均匀，防止分散不均局部多浓而结块或疙瘩。
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