CN114989728B - 一种外露型水性橡胶沥青防水涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外露型水性橡胶沥青防水涂料及其制备方法和应用。包括如下组分：阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液、乳化剂、重质碳酸钙、气相白炭黑、抗氧化剂、抗UV助剂、消泡剂、卡松防腐剂、增稠剂和水。通过特定比表面积的气相白炭黑和重质碳酸钙，与适宜固含量的阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液，以及抗氧化剂、抗UV助剂与卡松防腐剂等组分的协同增效作用，改善了防水涂料所形成的涂膜的力学性能和粘结强度，进一步提高了抗滑移性能、耐热性能以及耐老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑防水材料技术领域，更具体的，涉及一种外露型水性橡胶沥青防水涂料及其制备方法和应用。
背景技术
我国建筑防水施工中广泛应用的建筑防水涂料，是通过聚合物乳液水份挥发成膜防水涂料，主要适用于室内防水，其耐酸碱、耐老化的性能差，抗流挂滑移能力差、特别是外露时日晒雨淋，防水性能更易失效，使用寿命只有1-3年。
外露型防水涂料由于其良好的防水性能、涂膜拉伸强度、延伸率、粘结强度、抗滑移性能、人工气候老化等关键指标得到明显提升，耐热性和耐老化得到明显改善，广泛应用于民用和工业建筑的外露屋面等工程防水。
现有技术公开了一种外露型高分子胶粘防水涂料及生产工艺，包括以下配方：石油沥青、乙烯和醋酸乙烯共聚物、阳离子表面活性剂NOT、钙脂松香、二异氰酸酯、水性羟基树脂、分散剂、水溶性热固性丙烯酸树脂、丙烯酸酯类流平剂、盐雾助剂、聚醚二元醇和偶联剂。虽然一定程度是改善了防水涂料的粘结强度，但耐热和耐老化性能较差，仍难以符合外露屋面10年以上的使用要求。
在某些特殊领域，要求防水涂料形成防水涂层具有较好的拉伸强度、抗滑移性能优、耐热性和耐老化性能，且能外露耐久性能优异，而现有的防水涂料难以达到以上要求。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的耐热和耐老化性能差的缺陷，提供一种外露型水性橡胶沥青防水涂料。
本发明的另一目的在于提供上述外露型水性橡胶沥青防水涂料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述外露型水性橡胶沥青防水涂料的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种外露型水性橡胶沥青防水涂料，包括如下重量份的组分：
所述阴离子乳化沥青的固含量为40～50％，所述SBR橡胶乳液的固含量为50～55％；
所述重质碳酸钙的比表面积≥11500cm2/g，所述气相白炭黑的比表面积为175～230m2/g。
发明人研究发现，阴离子乳化沥青和SBR橡胶乳液的固含量在上述范围内时，使得本发明的防水涂料涂刷、成膜后力学性能优异，断裂伸长率、拉伸强度和撕裂强度均较高，且在低温条件下耐弯折性能优异；并且上述固含量范围不会影响防水涂料的固化速率、导致使用性下降。
特定比表面积的气相白炭黑和重质碳酸钙经协同作用，在阴离子乳化沥青和橡胶乳液的体系中均匀分散，使得本发明的外露型水性橡胶沥青防水涂料成膜后骨架物料含量高，进一步提高了防水涂料的粘接强度，从而使得抗流挂性、不透水性更优。同时，在抗氧化剂、抗UV助剂与卡松防腐剂的协效作用下，防水涂料的耐热性、耐老化性得到显著改善。
优选地，所述阴离子乳化沥青在25℃条件下运动粘度为20～50s，在25℃、100g、5s条件下针入度为50～60 1/10mm，在15℃条件下延度≥40cm。
所述运动粘度的检测方法为GB/T265-1988。
阴离子乳化沥青的针入度体现了其软硬程度，延度体系了其可塑性能。在上述粘度、针入度、延度范围内的阴离子乳化沥青，可以使得本申请的外露型水性橡胶沥青防水涂料的力学性能更优，且经热处理和老化处理后力学性能保持率较高。
优选地，所述SBR橡胶乳液的粘度为10000～30000mPa.s。
优选地，所述SBR橡胶乳液中苯乙烯占30～40wt.％。
SBR橡胶(丁苯橡胶)，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。通常情况下，SBR橡胶乳液中苯乙烯占30～40wt.％。
优选地，所述乳化剂的HLB值为11.5～12.5，羟值为80～90mgKOH/g。
可选地，所述乳化剂为OP-10。OP-10为含有10个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚，又称烷基酚聚氧乙烯(10)醚。
优选地，所述重质碳酸钙为600～1000目。更优选地，所述重质碳酸钙为800目。
优选地，所述气相白炭黑为1000～1500目。更优选地，所述气相白炭黑为1200目。
重质碳酸钙和气相白炭黑的细度会影响其在防水涂料中的分散效果，进而影响到材料的老化性能和耐热性能。重质碳酸钙和气相白炭黑在上述细度范围内时，制得的防水涂料经涂刷后耐热耐老化效果更好。
优选地，所述重质白炭黑的白度≥95％，水份≤0.2％，吸油量为15～20g/100g，pH＝8.5～9.5。
优选地，所述气相白炭黑的pH＝83.5～4.5，加热减量(110℃，2h)≤3％，灼烧减量(900℃，2h)≤3％，表观密度≤60g/1。
优选地，所述抗氧化剂可以为抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂中的一种或多种。
优选地，所述抗UV助剂的UVA透射率≤5％、UVB透射率≤1％、UPF≥50。
可选地，所述抗UV助剂可以为UV-O、UV-P或UV-9中的一种或多种。
优选地，所述增稠剂为水溶性聚丙烯酸盐，固含量为33～38％。
所述卡松防腐剂是2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)和2-甲基-5-氯-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)及无机盐稳定剂的混合物。
优选地，所述卡松防腐剂的闪点为60～70℃、pH＝2～5、粘度为8～10mPas、抗菌活性值≥2.0、抗菌率≥99％。
本发明还保护外露型水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
将阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液、乳化剂、重质碳酸钙和气相白炭黑混合均匀，研磨后，得到混合料；
将抗氧化剂、抗UV助剂、消泡剂、卡松防腐剂、增稠剂、水与混合料混合均匀，得到混合液，即为所述外露型水性橡胶沥青防水涂料。
优选地，所述研磨为在球磨设备中研磨。
本发明还保护上述外露型水性橡胶沥青防水涂料作为防水材料中的应用。
所述外露型水性橡胶沥青防水涂料可以用于外露型水平型、斜面型、垂直型基面的防水施工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明开发了一种外露型水性橡胶沥青防水涂料。通过特定比表面积的气相白炭黑和重质碳酸钙，与适宜固含量的阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液，以及抗氧化剂、抗UV助剂与卡松防腐剂等组分的协同增效作用，改善了防水涂料所形成的涂膜的力学性能和粘结强度，进一步提高了抗滑移性能、耐热性能以及耐老化性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例中的原料均可通过市售得到，具体种类及来源如下：
阴离子乳化沥青-1，市售，固含量为40％；
阴离子乳化沥青-2，市售，固含量为45％；
阴离子乳化沥青-3，市售，固含量为50％；
阴离子乳化沥青-4，采购自山东豪邦，固含量为58％；
SBR橡胶乳液-1，采购自山东显元，固含量为50％；SBR橡胶乳液-2，采购自山东显元，固含量为52％；SBR橡胶乳液-3，采购自山东显元，固含量为55％；
SBR橡胶乳液-4，采购自日本爱宇隆AL-3001A，固含量为40％；
本发明实施例和对比例所使用的SBR橡胶乳液中的苯乙烯含量均为30～40wt.％；
乳化剂，采购自广州凯聚OP-10，
重质碳酸钙-1，采购自广州凯聚CA-800，为800目重质碳酸钙，比表面积为12300cm2/g，
重质碳酸钙-2，采购自安徽永腾粉体有限公司，为800目重质碳酸钙，比表面积为10050cm2/g；
气相白炭黑-1，采购自广州凯聚C-1200，为1200目气相白炭黑，比表面积为210m2/g；
气相白炭黑-2，采购自德固赛A200，为1200目气相白炭黑，比表面积为190m2/g；
气相白炭黑-3，采购自德固赛白碳黑AEROSIL R974，比表面积为160m2/g；
抗氧化剂，抗氧剂1010；
抗UV助剂，UV-9。
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1～11
实施例1～11分别提供一种外露型水性橡胶沥青防水涂料，组分含量见表1，制备方法如下：
将阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液、乳化剂、重质碳酸钙和气相白炭黑混合均匀，研磨，得到混合料；
将抗氧化剂、抗UV助剂、消泡剂、卡松防腐剂、增稠剂、水与混合料混合均匀，得到混合液，即为外露型水性橡胶沥青防水涂料。
表1实施例1～11的外露型水性橡胶沥青防水涂料的组分含量(重量份)
对比例1～3
对比例1～3分别提供一种防水涂料，组分含量见表2，制备方法如下：
将阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液、乳化剂、重质碳酸钙(如有)和气相白炭黑(如有)混合均匀，研磨，得到混合料；
将抗氧化剂、抗UV助剂、消泡剂、卡松防腐剂、增稠剂、水与混合料混合均匀，得到混合液，即为外露型水性橡胶沥青防水涂料。
表2对比例1～4的防水涂料的组分含量(重量份)
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| 阴离子乳化沥青-1 | 50 | 50 | - | 50 |
| 阴离子乳化沥青-4 | - | - | 50 | |
| SBR橡胶乳液-1 | 22 | 22 | 22 | - |
| SBR橡胶乳液-4 | - | - | - | 22 |
| 乳化剂OP-10 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 重质碳酸钙-1 | 6 | - | 6 | 6 |
| 重质碳酸钙-2 | - | 6 | - | - |
| 气相白炭黑-1 | - | 12 | 12 | 12 |
| 气相白炭黑-3 | 12 | - | - | - |
| 抗氧化剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 抗UV助剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 消泡剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 卡松防腐剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 增稠剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 水 | 10 | 10 | 10 | 10 |
性能测试
将上述实施例及对比例制得的外露型水性橡胶沥青防水涂料或防水涂料，涂刷至水泥板表面，涂刷厚度为2mm，成膜养护7天后，按照T/SZWA004-2021测试。
测试项目及技术指标如下：
上述实施例和对比例的测试结果如下：
表3实施例和对比例的测试结果
根据表3的测试结果，可以看出，本发明制备的防水涂料的综合性能优异，特别是在热处理和老化处理后，拉伸强度和断裂伸长率保持率均较高，这说明本发明的外露型水性橡胶沥青防水涂料具有优异的耐热、耐老化性能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
所述阴离子乳化沥青的固含量为40～50％，所述SBR橡胶乳液的固含量为50～55％；
所述重质碳酸钙的比表面积≥11500cm2/g，所述气相白炭黑的比表面积为175～230m2/g；
所述重质碳酸钙为600～1000目；所述气相白炭黑为1000～1500目。
2.根据权利要求1所述外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述阴离子乳化沥青在25℃条件下运动粘度为20～50s，在25℃、100g、5s条件下针入度为50～60 1/10mm，在15℃条件下延度≥40cm。
3.根据权利要求1所述外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述SBR橡胶乳液的粘度为10000～30000mPa.s。
4.根据权利要求1所述外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述SBR橡胶乳液中苯乙烯占30～40wt.％。
5.根据权利要求1所述外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述乳化剂的HLB值为11.5～12.5，羟值为80～90mgKOH/g。
6.根据权利要求1所述外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述重质碳酸钙为800目。
7.根据权利要求1所述外露型水性橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述气相白炭黑为1200目。
8.权利要求1～7任一项所述外露型水性橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将阴离子乳化沥青、SBR橡胶乳液、乳化剂、重质碳酸钙和气相白炭黑混合均匀，研磨后，得到混合料；
将抗氧化剂、抗UV助剂、消泡剂、卡松防腐剂、增稠剂、水与混合料混合均匀，得到混合液，即为所述外露型水性橡胶沥青防水涂料。
9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述研磨为在球磨机中研磨。
10.权利要求1～7任一项所述外露型水性橡胶沥青防水涂料作为防水材料中的应用。
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