CN115108806B - 一种防水保护层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目的在于，提供一种防水保护层材料，包括质量份数如下的成分：混合水泥40‑50份、级配砂50‑60份、纤维素醚0.3‑0.5份、可分散乳胶粉0.5‑5份、木制纤维0.1‑0.5份、改性丁苯胶乳60‑70份、助剂、水；其中，所述混合水泥为水泥和磷酸镁水泥共混而成；所述改性丁苯胶乳为壳聚糖物理改性丁苯胶乳。本发明还包括上述防水保护层材料的制备方法。本发明采用混合水泥作为基材，更加绿色环保，同时提升了产品的耐水性和粘结性能；本发明中还通过加入改性丁苯胶乳，进一步提升了防水保护层材料的力学性能，改善了防水保护层的粘结性能和使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于防水保护层技术领域。具体地，涉及一种防水保护层材料及其制备方法。
背景技术
防水保护层主要应用于屋顶卷材的施工保护，在卷材铺设完毕后，必须及时进行保护层施工，以保护防水层免受损伤，从而延长卷材防水层的使用年限。常用的保护层做法有以下几种：块料面层保护层、水泥砂浆保护层、细石混凝土保护层。
传统防水保护层通过水泥砂浆或者细石混凝土在防水材料上经模具固定挤压制备得到，而水泥砂浆层和细石混凝土层的厚度较大，容易过度收缩开裂而失去保护层的作用；且传统施工方法一般为现场人工混合水泥和砂石，材料的配比和质量难以控制把握，导致防水保护层的抗变形等力学性能较差，无法与防水层紧密结合，容易在施工或者使用阶段受到环境冲击产生损伤；同时，传统防水保护层的防潮、耐水、耐腐蚀等性能也较差，收到雨水冲刷、阳光暴晒后容易发生松动、脱落，然后进一步造成防水层的损坏，从而导致防水能力失效，存在较多隐患和风险，难以满足实际使用的需求。此外，传统防水保护层对水泥、砂石材料的消耗量较大，亟需得到改良、优化。
综上所述，有必要研发一种绿色环保，同时力学性能、防水性能良好的新型防水保护层材料。
发明内容
为解决现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种防水保护层材料，其采用混合水泥作为基材，更加绿色环保，同时提升了产品的耐水性和粘结性能；本发明中还通过加入改性丁苯胶乳，进一步提升了防水保护层材料的力学性能，改善了防水保护层的粘结性能和使用寿命。
本发明的一个目的在于，提供一种防水保护层材料，包括质量份数如下的成分：
助剂
水；
其中，
所述混合水泥为水泥和磷酸镁水泥共混而成；
所述改性丁苯胶乳为壳聚糖改性丁苯胶乳。
进一步地，所述水泥与磷酸镁水泥的质量之比为(1-2)：1。
进一步地，所述水的质量份数为30-40份。
进一步地，所述可分散乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或多种。
进一步地，所述助剂包括缓凝剂、成膜剂、杀菌剂、防腐剂、分散剂和消泡剂中的一种或多种。
进一步地，所述缓凝剂选自偏磷酸钠、木质素磺酸钙、磷酸钠、羧甲基纤维素钠、酒石酸盐中的一种或多种；所述成膜剂选自醇酯十二、丙二醇苯醚、三丙二醇正丁醚、己二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种；所述防腐剂选自异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮中的一种或多种；所述分散剂选自聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于，提供上述防水保护层材料的制备方法，所述防水保护层材料的制备方法包括如下步骤：
S1.将混合水泥、级配砂、纤维素醚、可分散乳胶粉、木质纤维共混后，搅拌均匀得到混合物A；
S2.将改性丁苯胶乳、助剂、水共混后，搅拌均匀得到混合物B；
S3.将所述混合物A加入所述混合物B中，搅拌均匀后，得到所述防水保护层材料。
进一步地，所述改性丁苯胶乳的制备方法包括如下步骤：
将壳聚糖加入溶剂中，加热溶解后，加入丁苯胶乳中，调节pH值为6-8，得到所述改性丁苯胶乳。
进一步地，所述溶剂选自盐酸、甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、抗坏血酸中的一种或多种。
进一步地，所述壳聚糖与丁苯胶乳的质量之比为(1-5)：100。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明中使用磷酸镁水泥代替部分普通水泥，更加绿色环保，降低了碳排放，并且磷酸镁水泥具有致密性好、耐水性强、粘结性能好、强度高的特点，减小了保护层的厚度，保证了防水保护层与防水层紧密粘结，避免了防水保护层干缩开裂，并且提升了防水保护层的力学性能；
2.本发明中的防水保护层材料为分步法合成，其中，首先制备的改性丁苯胶乳为壳聚糖物理改性丁苯胶乳，壳聚糖溶解于乙酸后生成壳聚糖凝胶，与丁苯胶乳共混后，能在乳液体系中形成连续网状结构，有效提升了丁苯胶乳的力学性能；同时，壳聚糖结构中具有大量氨基，能与丁苯胶乳中的羧基连接，通过形成分子键增强界面结合力，大大加强了改性丁苯胶乳的反应活性，在防水保护层与防水层接触时，产生化学键合吸附作用，粘结性能大幅提高，使防水保护层与防水层的结合更加紧密，进一步提高了防水保护层的防护效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。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。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
本发明实施例和对比例中的木质纤维为武汉市恒沃科技有限公司木质纤维。
本发明实施例和对比例中的壳聚糖为西安康诺化工有限公司壳聚糖。
本发明实施例和对比例中的丁苯胶乳为武汉卡米克科技有限公司丁苯胶乳。
实施例1-3和对比例1-2的原料组分如表1所示，数值所表示的为质量份数。说明书中所涉及的“份”，也均指质量份数。
表1实施例1-3和对比例1-2的防水保护层材料的成分(单位：份)
上述实施例1-3和对比例1-2的防水保护层材料的制备方法如下所述。
实施例1
(1)制备改性丁苯胶乳
将1份壳聚糖加入浓度为1％乙酸中，50℃加热溶解后，加入100份丁苯胶乳中，搅拌均匀后，用饱和碳酸氢钠调节pH值为7，得到所述改性丁苯胶乳。
(2)制备防水保护层材料
S1.按表1所述质量份数将水泥(硅酸盐水泥，P.O 42.5)、磷酸镁水泥、级配砂、纤维素醚(羟丙基甲基纤维素醚，采购自河北彦川建筑材料有限公司)、可分散乳胶粉(醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉，采购自河北华海外加剂有限公司)、木质纤维共混后，搅拌均匀得到混合物A；
S2.将改性丁苯胶乳、缓凝剂(偏磷酸钠)、成膜剂(醇酯十二)、防腐剂(异噻唑啉酮)、分散剂(聚丙烯酸)、消泡剂(二甲基硅油)、水共混后，搅拌均匀得到混合物B；
S3.将所述混合物A加入所述混合物B中，搅拌均匀后，得到所述防水保护层材料。
实施例2
(1)制备改性丁苯胶乳
将2份壳聚糖加入浓度为1％乳酸中，50℃加热溶解后，加入100份丁苯胶乳中，搅拌均匀后，用饱和碳酸氢钠调节pH值为7.5，得到所述改性丁苯胶乳。
(2)制备防水保护层材料
S1.按表1所述质量份数将水泥(硅酸盐水泥，P.O 52.5)、磷酸镁水泥、级配砂、纤维素醚(羟乙基纤维素醚，采购自山东汇舜通新材料有限公司)、可分散乳胶粉(丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉，采购自北京万图明科技有限公司)、木质纤维共混后，搅拌均匀得到混合物A；
S2.将改性丁苯胶乳、缓凝剂(木质素磺酸钙)、成膜剂(丙二醇苯醚)、防腐剂(异噻唑啉酮)、分散剂(聚丙烯酸)、消泡剂(二甲基硅油)、水共混后，搅拌均匀得到混合物B；
S3.将所述混合物A加入所述混合物B中，搅拌均匀后，得到所述防水保护层材料。
实施例3
(1)制备改性丁苯胶乳
将5份壳聚糖加入浓度为1％盐酸中，50℃加热溶解后，加入100份丁苯胶乳中，搅拌均匀后，用饱和碳酸氢钠调节pH值为7，得到所述改性丁苯胶乳。
(2)制备防水保护层材料
S1.按表1所述质量份数将水泥(硅酸盐水泥，P.O 32.5)、磷酸镁水泥、级配砂、纤维素醚(羟乙基纤维素醚，采购自山东汇舜通新材料有限公司)、可分散乳胶粉(苯乙烯与丁二烯共聚胶粉，采购自大城县付庄兴华建筑材料助剂厂)、木质纤维共混后，搅拌均匀得到混合物A；
S2.将改性丁苯胶乳、缓凝剂(磷酸钠)、成膜剂(丙二醇苯醚)、防腐剂(异噻唑啉酮)、分散剂(聚丙烯酸乙酯)、消泡剂(二甲基硅油)、水共混后，搅拌均匀得到混合物 B；
S3.将所述混合物A加入所述混合物B中，搅拌均匀后，得到所述防水保护层材料。
对比例1
本对比例相比于实施例1而言，区别在于：本对比例使用未改性丁苯胶乳代替改性丁苯胶乳，其余条件保持不变。
对比例2
本对比例相比于实施例1而言，区别在于：本对比例未提前对丁苯胶乳进行改性处理，步骤S2中，直接将丁苯胶乳、壳聚糖、助剂和水共混，搅拌均匀得到混合物B，其余条件保持不变。
测试例
对实施例1-3及对比例1-2所得防水保护层材料进行性能测试。
测试方法：
粘结性能：采用GBT23445-2009聚合物水泥防水涂料中的方法；
抗压强度：采用GB/T 25181-2019中的方法；
抗渗性能：采用GBT23445-2009聚合物水泥防水涂料中的方法；
收缩率：采用GB/T 25181-2019中的方法。
测试结果如表2所示：
表2防水保护层材料性能测试结果
根据表2可以得出，本发明实施例1-3制备的防水保护层材料相较对比例1-2具有良好的粘结性能，有效提升了防水保护层与防水层之间的结合度，使二者紧密结合在一起，避免了保护层脱落使防水层暴露的风险。其中，对比例2在步骤S2中采用一步法将丁苯胶乳、壳聚糖、助剂和水共混制备混合物B，推测可能存在以下机制：助剂中的缓凝剂、消泡剂等物质中含有大量羟基、金属阳离子等基团，减小了丁苯胶乳和壳聚糖的结合度，并且羟基、氨基、羧基均易与水分子通过氢键缔合形成水膜，进一步屏蔽了丁苯胶乳与壳聚糖产生化学键合作用，导致对比例2的粘结性能提升较小；同时，本发明的抗压强度和收缩率等力学性能也得到显著提升，大大降低了防水保护层因环境影响而开裂、损坏的风险，延长了防水保护层的使用寿命；并且，本发明中防水保护层的抗渗性能也得到了改善，有效防止了因雨水冲刷、渗入造成的保护层失效。以上数据充分反映了本发明技术方案相对于对比例的先进性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种防水保护层材料，其特征在于，所述防水保护层材料包括质量份数如下的成分：
混合水泥 40-50份
级配砂 50-60份
纤维素醚 0.3-0.5份
可分散乳胶粉 0.5-5份
木制纤维 0.1-0.5份
改性丁苯胶乳 60-70份
助剂
水；
其中，
所述混合水泥为硅酸盐水泥和磷酸镁水泥共混而成；
所述改性丁苯胶乳为壳聚糖改性丁苯胶乳；
所述壳聚糖与丁苯胶乳的质量之比为（1-5）:100；
所述硅酸盐水泥与磷酸镁水泥的质量之比为（1-2）:1；
所述防水保护层材料的制备方法包括如下步骤：
S1. 将混合水泥、级配砂、纤维素醚、可分散乳胶粉、木质纤维共混后，搅拌均匀得到混合物A；
S2. 将改性丁苯胶乳、助剂、水共混后，搅拌均匀得到混合物B；
S3. 将所述混合物A加入所述混合物B中，搅拌均匀后，得到所述防水保护层材料；
所述制备方法还包括改性丁苯胶乳的制备方法，所述改性丁苯胶乳的制备方法包括如下步骤：
将壳聚糖加入溶剂中，加热溶解后，加入丁苯胶乳中，调节pH值为6-8，得到所述改性丁苯胶乳。
2.根据权利要求1所述的一种防水保护层材料，其特征在于，所述水的质量份数为30-40份。
3.根据权利要求1所述的一种防水保护层材料，其特征在于，所述可分散乳胶粉选自醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉、醋酸乙烯酯均聚胶粉、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种防水保护层材料，其特征在于，所述助剂包括缓凝剂、成膜剂、防腐剂、分散剂和消泡剂中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种防水保护层材料，其特征在于，所述缓凝剂选自偏磷酸钠、木质素磺酸钙、磷酸钠、羧甲基纤维素钠、酒石酸盐中的一种或多种；所述成膜剂选自醇酯十二、丙二醇苯醚、三丙二醇正丁醚、己二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种；所述防腐剂选自异噻唑啉酮、苯并异噻唑啉酮中的一种或多种；所述分散剂选自聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种防水保护层材料，其特征在于，所述溶剂选自盐酸、甲酸、乙酸、乳酸、苹果酸、抗坏血酸中的一种或多种。
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