CN114561135A - 一种复合乳液及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种复合乳液及其制备方法与应用。包括如下重量份数的原料：水10‑20重量份、无机防水剂40‑50重量份、低粘渗透乳液30‑50重量份、降粘表面活性剂0.1‑0.3重量份、催化剂1‑4重量份、低粘度纤维素醚0.1‑0.2重量份、消泡剂0.1‑0.4重量份。本发明选用低粘度、低表面张力的材料，最终形成的复合乳液具有超低粘度、超小表面张力，并有较好的渗透效果。其按工艺进行涂刷后，材料内部及裂缝处随着结晶量的递增与胶膜结合在一起，增强了材料整体的防水抗渗能力，并提高了整体结构的致密性与内聚力，并且还能使抗裂砂浆对保温层的粘结进行补强，减少了后续空鼓、开裂的风险。

Description

一种复合乳液及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种复合乳液及其制备方法与应用。

背景技术

外墙外保温系统在国内已经应用20多年了，各种系统配套的抗裂砂浆普遍要求：粘结强度高，能够与保温层良好粘结，且拉拔能破坏保温层；柔性好，压折比不超过3.0，抗冲击性不小于3J（这一项指标已经相当于是带涂料饰面系统的技术指标要求）；耐水性好，要求浸水后粘结强度损失不超过40%，且干燥后粘结强度能够回升恢复；面层不得渗水，吸水量要低于500g/m²（这两项指标已经相当于是带涂料饰面系统的技术指标要求）；耐冻融性好。如果抗裂砂浆完全达到这些技术指标要求，对产品的成本要求是极高的，目前只有一些一线品牌厂家能满足要求，绝大多数厂家的产品是不能全部满足指标要求的。因此为降低成本，对于影响成本很高的可再分散胶粉，很多厂家选择小品牌、低掺量，甚至选择完全没有柔性的树脂胶粉；对耐水性有帮助的助剂，很多厂家是从来都不添加的；这样造成形成的外墙外保温系统存在开裂、渗水、脱落等质量问题的风险。

目前存在大量的这种建筑，很常见的一种是跨年度的外保温工程，还有很多是由于资金链断裂、施工手续不全、环保等因素导致停工几个月到几年的外保温工程，冬季歇工前或工地停工前，通常会将保温层施工完毕，然后抗裂砂浆进行罩面，等到第二年天气暖和或复工后再进行涂料饰面的施工。但由于材料的低成本，关键原料比例的缺失，造成工程在停工等待的冬季3-5个月期间或更长时间，再加上冬季的大风、冻融破坏，等到第二年进行涂料饰面施工时，会发现大量的存在开裂、渗水、脱落等质量问题的墙面需要修复。这种修复比例不在少数，而且每年都有，放置时间较长的抗裂砂浆墙面还会出现明显强度降低的浮灰酥松层。传统的修复方法有整体拆掉抗裂砂浆层、甚至保温层重新进行安装的，这种做法成本太高，工期太长，而且造成能源极大的浪费；还有就是哪里有问题、哪里进行修复的做法，这种做法成本倒是低廉，但存在修复不彻底，后续质量难以保证，两三年以后可能会又出问题，导致反复修复的弊病。因此本发明及其修复技术，简单快捷，造价低廉，一劳永逸，相当于在涂料饰面施工前进行的“底漆涂刷”工序，不需产生单独安装吊篮或脚手架的费用，具有很大的市场。

发明内容

发明目的

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种复合乳液及其制备方法与应用。

本发明的复合乳液是一种渗透型快速固化复合乳液，具有极低的表面张力，能够迅速渗透到墙体中去，适用于已完工的建筑外墙外保温系统，且存在开裂、渗水、脱落等质量问题的墙面修复，尤其适用于还没有进行涂料饰面施工的抗裂砂浆层的开裂修复。

解决方案

为实现本发明目的，本发明实施例提供了一种复合乳液，包括如下重量份数的原料：水10-20重量份、无机防水剂40-50重量份、低粘渗透乳液30-50重量份、降粘表面活性剂0.1-0.3重量份、催化剂1-4重量份、低粘度纤维素醚0.1-0.2重量份、消泡剂0.1-0.4重量份。

进一步地，复合乳液包括如下重量份数的原料：水10.6-15.1重量份、无机防水剂42-48重量份、低粘渗透乳液35-45重量份、降粘表面活性剂0.1-0.3重量份、催化剂1-3重量份、低粘度纤维素醚0.1-0.2重量份、消泡剂0.2-0.4重量份。

进一步地，复合乳液包括如下重量份数的原料：水11.35-15.1重量份、无机防水剂45-48重量份、低粘渗透乳液35-40重量份、降粘表面活性剂0.2-0.3重量份、催化剂1-3重量份、低粘度纤维素醚0.15-0.2重量份、消泡剂0.3-0.4重量份。

进一步地，复合乳液包括如下重量份数的原料：水15.1重量份、无机防水剂48重量份、低粘渗透乳液35重量份、降粘表面活性剂0.3重量份、催化剂1重量份、低粘度纤维素醚0.2重量份、消泡剂0.4重量份。

进一步地，所述无机防水剂为水性渗透型无机防水剂，可选地为II型水性渗透型无机防水剂（一种深渗透结晶型防水材料）。优选为亲水性（不是憎水性，不是表面密封的水珠状），低密度渗透深度可达到30mm左右（普通砼）、抗渗等级达到P11以上，施工不需洒水养护、表面不会返碱出现白浆的DPS。本发明使用的美国涂料科技国际有限公司（简称CTI）生产的CO-MA-SEAL永凝液DPS，是一种无色无味的纯环保无机防水材料，使本发明的复合乳液真正实现对混凝土或砂浆的深度渗透结晶，从而达到防水抗渗补强耐久的功效。本发明的II型水性渗透型无机防水剂是一种亲水性、含专有催化剂和活性化学物质的无机防水材料，具有超低粘度、超小表面张力，能迅速有效地渗入水泥基材料层内部与其中的氢氧化钙、铝化钙、硅酸钙等反应，形成惰性晶体嵌入材料的毛细空隙，也可密闭微细裂缝，渗透结晶物能自我修复0.3mm以下的裂缝，这样使材料更加密实，可真正实现对材料的深度渗透结晶，从而达到防水抗渗补强耐久的功效。

进一步地，所述低粘渗透乳液为丙烯酸乳液，可选地为带环氧基团的丙烯酸乳液，可选地为平均粒径80nm以下、粘度为20mPa.s以下、渗透深度超过10mm（普通砼）的丙烯酸乳液。可选地为粘度6-20mPa.s、平均粒径50-80nm、固含量29-31%的环氧丙烯酸乳液，例如东联北方科技（北京）有限公司的BA-200乳液。此项粘度值是在25℃的条件下、使用Brookfield RVT粘度计进行粘度测量获得的。本发明的丙烯酸乳液可快速有效地实现渗透，乳液其中的环氧、丙烯酸成分随着渗入材料中，可进一步对材料空隙进行补强，使得材料的内聚力增加，尤其裂缝区域的材料加强更加明显，这些环氧丙烯酸成分最终可渗透富集于抗裂砂浆与保温层界面之间，对保温层产生一种新的粘接力，弥补材料由于胶粉掺量不够或其他原因造成对保温层的粘接以及柔性不够导致空鼓、开裂的缺陷。

进一步地，所述降粘表面活性剂为有机硅流平剂。本发明的降粘表面活性剂能够强烈降低液料的表面张力、提高基材润湿性和抗缩孔性、提高液料的表面滑爽性、光泽和抗粘连性，如：德国毕克公司的BYK-342流平剂。来进一步降低材料的粘度、表面张力，使其更容易渗透。

进一步地，所述催化剂为三乙醇胺，三乙醇胺能够催化水泥基材料内部硅酸三钙、铁铝酸四钙等水化产物的反应速率，另也可与渗透结晶材料发生络合反应，最终形成的硅酸凝胶可使材料密实度增加，提高材料的强度与耐久性。

进一步地，所述低粘度纤维素醚为粘度小于50mPa.s的纤维素醚，优选为粘度25mPa.s的甲基纤维素醚。如：泰安瑞泰纤维素有限公司的粘度为20-30mPa.s的纤维素醚75RT25。此项粘度值是在25℃的条件下、使用Brookfield RVT粘度计进行粘度测量获得的。所述低粘度纤维素醚起到保水剂、稳定剂的作用，不增加复合乳液的粘度及提高液料的表面张力，能使复合乳液混合得更加均匀一致，并能提供涂刷施工所需粘度。

进一步地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

另一方面，提供一种所述的复合乳液的制备方法，包括如下步骤：

将消泡剂分为两部分，先将一部分消泡剂与催化剂、降粘表面活性剂和低粘度纤维素醚预混合，然后加入水搅拌形成均匀无疙瘩胶液，优选在600-800rpm的高转速条件下进行搅拌；再将无机防水剂加入并搅拌2-5分钟，优选为3分钟；之后将转速调至600rpm以下后将低粘渗透乳液加入并搅拌至均匀，优选10分钟；最后加入另一部分消泡剂搅拌形成均匀无结块的胶液产品，获得所述复合乳液。

再一方面，提供一种所述的复合乳液或所述的制备方法制备的复合乳液的应用，用于墙面修复，可选地为存在开裂、渗水和/或脱落问题的墙面，可选地，用于还没有进行涂料饰面施工的抗裂砂浆层的开裂修复。

本发明还提供了上述复合乳液在外墙外保温墙体抗裂砂浆层开裂修复的技术。

（1）基层处理：使用前, 抗裂砂浆基层表面必须完全清理干净，并确保基层的空鼓、开裂、酥松得到修补。基面用水湿润，但表面不存在有明水。

（2）用复合乳液原液直接喷涂，使用前先将溶液摇匀（至少1分钟），直至起泡沫。

（3）如遇有裂缝宽度小于0.3mm的部位，不用修补裂缝，可直接用复合乳液进行修复。

（4）对于裂缝宽度大于0.3mm或空鼓、脱落的部位，需要提前检查，并按如下方法处理：遇见裂缝宽度大于0.3mm的部位，将裂缝处开V型槽，将V型槽清理干净，用清水冲洗，待自然干燥后先涂刷一遍复合乳液，再用复合乳液加水一倍与国标抗裂砂浆混合填塞V型槽抹平，不需单独养护。

（5）应根据基面的吸收情况来决定施加的份量，正常情况下，一般裂缝或节点部位先局部涂刷一遍，然后大墙面再整体喷涂二遍，就可以达到较好的效果。一般施加的份量应是0.2-0.4公斤/平方米。复合乳液涂刷后正常渗透时间为2-3小时，处理后30分钟可允许轻度碰触，喷涂24小时后，可以进行下一道工序，不需单独养护。

有益效果

（1）本发明选用低粘度、低表面张力的材料，最终形成的复合乳液具有超低粘度、超小表面张力，并有较好的渗透效果。其按工艺进行涂刷后，材料内部及裂缝处随着结晶量的递增与胶膜结合在一起，增强了材料整体的防水抗渗能力，并提高了整体结构的致密性与内聚力，并且还能使抗裂砂浆对保温层的粘结进行补强，减少了后续空鼓、开裂的风险。因此本发明及其修复技术，简单快捷，造价低廉，一劳永逸，相当于在涂料饰面施工前进行的“底漆涂刷”工序，不需产生单独安装吊篮或脚手架的费用，具有很大的市场。

（2）本发明的水性渗透型无机防水剂可整体渗透到水泥基砂浆里，在水泥基材料内部发生化学反应，能有效地堵塞材料内部微细裂缝和毛细空隙，使材料结构具有持久的防水功能和更好的密实度及抗压强度；另一种同时渗透进去的环氧丙烯酸乳液，可进一步对这些空隙进行补强，使得材料的内聚力增加，尤其裂缝区域的材料加强更加明显，这些环氧丙烯酸成分最终可渗透富集于抗裂砂浆与保温层界面之间，对保温层产生一种新的粘接力，弥补材料由于胶粉掺量不够或其他原因造成对保温层的粘接以及柔性不够导致空鼓、开裂的缺陷；随着时间(一般为 1-7d)地推移，材料内部及裂缝处结晶量递增与胶膜结合在一起，增强了材料整体的防水抗渗能力，并提高了整体结构的致密性与内聚力，并且这个增长会一直持续。该复合乳液的制备方法简单易行，施工简单快捷，施工完成24h可进行下一道工序。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

本发明的实施例中，各原料均为市售产品，例如水性渗透型无机防水剂为美国涂料科技国际有限公司的CO-MA-SEAL永凝液DPS，低粘渗透乳液为东联北方科技（北京）有限公司的BA-200乳液，降粘表面活性剂为德国毕克公司的BYK-342流平剂，催化剂为市售的三乙醇胺，特低粘度纤维素醚为泰安瑞泰纤维素有限公司的粘度为20-30mPa.s的纤维素醚75RT25，消泡剂为海川化工的矿物油类消泡剂NXZ。

表1为复合乳液3个具体实施例的各原料质量份配比。

表1 复合乳液各实施例制备配方（wt%)

原料序号	原料名称	实施例1	实施例2	实施例3
					1	表面活性剂	0.1	0.2	0.3
2	催化剂	2	3	1
					3	消泡剂	0.1	0.15	0.2
4	纤维素醚	0.1	0.15	0.2
					5	水	10.6	11.35	15.1
6	无机防水剂	42	45	48
					7	丙烯酸乳液	45	40	35
8	消泡剂	0.1	0.15	0.2

*表1中的序号3的消泡剂、序号8的消泡剂均为消泡剂NXZ，因加入顺序不同分编为两个序号。

3个实施例的制备方法为：按照表1所列各实施例中各原料配比，通过以下方法分别制备各实施例产品：将各原料按比例称量好；按表1顺序先将序号1-4（分别为表面活性剂、催化剂、消泡剂和纤维素醚）的原料预混合，然后缓缓加入序号5的原料（水）搅拌形成均匀无疙瘩胶液，调转速在800rpm的高转速条件下进行搅拌；再将序号6（无机防水剂）的原料加入并搅拌3分钟；之后将转速调至600rpm以下后，将序号7（丙烯酸乳液）的原料加入并搅拌10分钟至均匀；最后加入序号8（消泡剂）的原料搅拌形成均匀无结块的胶液产品，卸出进行包装，分别得到实施例1、2、3的产品。

对实施例1-3的产品性能进行测试，结果如表2。

表2实施例1-3的复合乳液的主要性能测试结果

由表2可知，本发明的复合乳液符合标准要求，尤其是实施例3明显优于实施例1，说明特定的原料配比对复合乳液的性能具有较大影响。且本发明对于不合格的抹面砂浆（低掺量胶粉）增强效果明显，按要求喷涂养护后能够达到合格产品的要求，这对于实际应用意义重大。

对比试验

（1）对不同水性渗透型无机防水剂进行对比， I型防水剂由于强碱性（PH12-14），有初凝时间，不利于渗透，且容易发生返碱的现象不能使用，因此我们选择II型防水剂。但市场上存在的II型防水剂大多质量太差，渗透效果不好，气味大，容易返碱。合格的II型防水剂应满足以下的几项指标要求：①外观：无色透明液体、无气味；②PH值在10-12，否则碱性太强，容易对结构产生破坏；③没有初凝时间，因凝结与渗透不可能同时进行，如果发生初凝或时间过短，对渗透效果就大打折扣，也很难与水泥水化物发生反应起到渗透结晶防水的效果；④亲水性产品容易渗透，憎水性产品会形成密封水珠，不利于渗透；⑤渗透深度：采用C25普通砼，2遍涂刷后观察防水剂的渗透深度，合格产品可以达到30mm；⑥抗渗等级：合格产品可以达到P11级；⑦洒水养护及返碱：合格产品无需洒水养护，干燥后表面不会出现残留的白浆。使用前，我们参照如上几项关键指标进行筛选，表3为实施例使用的无机防水剂与市售3种无机防水剂的对比结果，其中，市售防水剂A为广东火仑建材科技发展有限公司生产DPS永凝液，市售防水剂B为可慧（上海）新材科技有限公司生产DPS永凝液，市售防水剂C为广东爱迪斯新型材科技有限公司生产DPS永凝液。

表3 不同II型无机防水剂的性能对比

（2）对不同低粘渗透乳液性能进行对比，我们采用实施例中乳液与市售三款底漆渗透乳液来进行对比试验，使用抹灰砂浆DM20作为基准试件，采用目测及尺子测量的方法观察乳液渗透的深度，表4为实施例使用的乳液与市售3种乳液的对比结果，其中，底漆乳液1、2、3分别是汉高公司的1316乳液、上海保立佳化工股份有限公司的BLJ-9055乳液及BLJ-5510乳液。

表4 不同乳液的性能对比

（3）不同低粘度纤维素醚的比较，分别比较了20-30 mPa.s低粘度纤维素醚、30-200mPa.s低粘度纤维素醚、200-400mPa.s低粘度纤维素醚，结果如表5所示。

表5纤维素醚不同粘度的性能对比

由表5可知，20-30 mPa.s低粘度纤维素醚的性能更优。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合乳液，其特征在于，包括如下重量份数的原料：水10-20重量份、无机防水剂40-50重量份、低粘渗透乳液30-50重量份、降粘表面活性剂0.1-0.3重量份、催化剂1-4重量份、低粘度纤维素醚0.1-0.2重量份、消泡剂0.1-0.4重量份。

2.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，包括如下重量份数的原料：水11.35-15.1重量份、无机防水剂45-48重量份、低粘渗透乳液35-40重量份、降粘表面活性剂0.2-0.3重量份、催化剂1-3重量份、低粘度纤维素醚0.15-0.2重量份、消泡剂0.3-0.4重量份。

3.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述无机防水剂为水性渗透型无机防水剂。

4.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述低粘渗透乳液为丙烯酸乳液。

5.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述降粘表面活性剂为有机硅流平剂。

6.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述催化剂为三乙醇胺。

7.根据权利要求1所述的复合乳液，其特征在于，所述低粘度纤维素醚为粘度小于50mPa.s的纤维素醚，优选为粘度25mPa.s的甲基纤维素醚。

8.根据权利要求1至7任一所述的复合乳液，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

9.一种权利要求1至8任一所述的复合乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将消泡剂分为两部分，先将一部分消泡剂与催化剂、降粘表面活性剂和低粘度纤维素醚预混合，然后加入水搅拌形成均匀无疙瘩胶液；再将无机防水剂加入并搅拌2-5分钟；之后将转速调至600rpm以下后将低粘渗透乳液加入并搅拌至均匀；最后加入另一部分消泡剂搅拌形成均匀无结块的胶液产品，获得所述复合乳液。

10.一种权利要求1至8任一所述的复合乳液或权利要求9所述的制备方法制备的复合乳液的应用，其特征在于，用于墙面修复。