CN115181496A - 一种水性非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法，属于水性防水涂料技术领域。本发明水性非固化橡胶沥青防水涂料原料包括组分A：基质沥青50‑65份、机油3‑6份、热塑性弹性体7‑12份、乳化剂皂液20‑30份；组分B：特种纳米乳液40‑65份、功能填料15‑35份、功能添加剂4‑8份；其中，特种纳米乳液由丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四甲基四氢环四硅氧烷混合制备。本发明水性非固化橡胶沥青防水涂料各项性能优异，能够在5‑45℃广谱条件采用喷滚刷刮多方式施工，可单独作为防水层，也可在复合防水系统中与卷材防水层复合施工，具有很好的应用前景。

Description

一种水性非固化橡胶沥青防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于水性防水涂料技术领域，具体涉及一种水性非固化橡胶沥青防 水涂料及其制备方法。

背景技术

复合防水系统是一个值得建筑防水工程推广使用的防水理念，其同时具有 卷材防水层厚度可控、抗穿刺、抗形变、基础适应性广的优点，与涂料防水层 整体性好、无搭接、不窜水、施工便宜的优点；然而，复合防水系统仍天然地 存在粘结强度不足、抗滑移能力欠佳、涂料固化慢、卷材与涂料匹配时机难以 掌握等缺陷，因而在剪力墙等异形立面部位较难得到应用。

液体卷材的出现，标志着自粘卷材向水性化发展的趋势，而液体卷材的关 键技术是乳化沥青的制备，即沥青水性化。在液体卷材出现之前，防水材料体 系中存在一种非固化橡胶沥青防水涂料，其长久保持粘性状态，具有优良的抗 蠕变性、自愈性、防窜水、耐化学腐蚀特性；但是该涂料的施工方法类似热熔 施工，现场高温加热、释放有毒烟气。

基于此，2020年后防水行业推出了一种本质上为水性非固化橡胶沥青防水 涂料，其核心原理为将乳化沥青技术与橡胶改性沥青技术结合起来，加上聚合 物乳液涂料技术，三技合一制成一种新型的水性非固化橡胶沥青防水涂料。该 涂料防水层在复合防水系统中与卷材防水层复合施工，大大增强了卷材防水层 的施工可行性、粘贴牢固性、抗滑移性，使得复合防水系统得到补充和完善， 有望配合复合防水系统产品应用于工程实践当中。

发明内容

针对背景技术所提及的问题，本发明的目的在于提供一种水性非固化橡胶 沥青防水涂料及其制备方法，旨在解决复合防水系统的技术缺陷，使其实际应 用成为可能。

本发明具体是通过如下技术方案实现的：

本发明提供了一种水性非固化橡胶沥青防水涂料，所述涂料制备原料由组 分A和组分B组成：

组分A原料按重量份数计包括：基质沥青50-65份、机油3-6份、热塑性 弹性体7-12份、乳化剂皂液20-30份；

组分B原料按重量份数计包括：特种纳米乳液40-65份、功能填料15-35 份、功能添加剂4-8份；

其中，所述特种纳米乳液由丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、 四甲基四氢环四硅氧烷混合制备。

进一步地，所述基质沥青为90#沥青、110#沥青或130#沥青。

进一步地，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

进一步地，所述乳化剂皂液是将复合沥青乳化剂与去离子水混合，于 65-70℃超声制得。

进一步地，所述复合沥青乳化剂为阳离子沥青乳化剂与非离子沥青乳化剂 按质量比(3.5-6.0):1复配而得；复配时还需加入阳离子沥青乳化剂与非离子 沥青乳化剂总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀粉。

进一步地，所述阳离子沥青乳化剂为硬脂酸烷基酰胺基多胺；非离子沥青 乳化剂为OP-10。

进一步地，特种纳米乳液中丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、 四甲基四氢环四硅氧烷的质量比为10:(4-5):(2-4):(0.05-0.15)。

进一步地，所述功能填料为云母、辉石中的至少一种；所述功能添加剂包 括消泡剂、增稠剂。

本发明还提供了所述水性非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，包括如下 步骤：

1)按重量份数称取各原料备用；

2)将基质沥青和机油混合先预热至170±5℃，然后加入热塑性弹性体混合， 升温至195±3℃剪切4-5h，所得混合物与乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶 体；

3)取步骤2)所得水乳沥青胶体与特种乳液、功能填料、功能添加剂混合 搅拌30-40min，随后剪切1-2h，最终得到一种均匀的乳状液材料即为所述水 性非固化橡胶沥青防水涂料。

进一步地，步骤2)所述剪切转速为4000-5500rpm；步骤3)所述剪切转 速为9000-11000rpm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明防水涂料体系能够适用于90号沥青、110号沥青、130号沥青，本 发明工艺首先采用阳离子沥青乳化剂按适当比例复配非离子沥青乳化剂，一定 程度克服了单一乳化剂对不同针入度沥青适用性不佳的缺陷，同时也增加了乳 化沥青的稳定性。本发明还提供了一种由丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸 乙烯乳液、四甲基四氢环四硅氧烷混合的特种乳液，充分应用聚合物乳液涂料 技术，配合复合沥青乳化剂有效改善了非固化橡胶改性沥青加工及性能缺陷， 大幅度提高了涂料的粘结强度等力学性能，使其能够在复合防水系统中与卷材 防水层复合施工，大大增强了卷材防水层的施工可行性、粘贴牢固性、抗滑移 性。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发 明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规 条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以 通过市售购买获得的常规产品。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明技术领域的技 术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书所使用的术语只是为了描述具 体实施例的目的，并非用于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或 多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

1、按重量份数称取组分A原料：110#沥青60份、机油5份、氢化苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、乳化剂皂液28份；组分B原料：特种纳米 乳液55份、辉石粉20份、磷酸丁酯消泡剂3份、羟乙基纤维素2份。

其中，乳化剂皂液：将硬脂酸烷基酰胺基多胺与OP-10按质量比4.5:1复配 得到复合沥青乳化剂(复配时还需加入二者总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀 粉)，所得复合沥青乳化剂与去离子水按质量比1:50混合，66℃超声制得乳 化剂皂液。特种纳米乳液：丙烯酸酯乳液(苏州旭铭赐博化学新材料有限公司， 下同)、水性醇酸乳液(广州桐达化工工程有限公司，下同)、醋酸乙烯乳液 (东莞智顺胶粘剂制品有限公司，下同)、四甲基四氢环四硅氧烷(深圳欧斯 邦新材料有限公司，下同)按质量比10:5:3:0.1混合制得特种纳米乳液。

2、将110#沥青和机油混合先预热至170℃，然后加入氢化苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物混合，升温至195℃剪切(5000rpm)4.5h，所得混合物与 乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体。

3、将所得水乳沥青胶体与特种乳液、辉石粉、磷酸丁酯消泡剂、羟乙基纤 维素混合搅拌35min，随后剪切(10000rpm)1.5h，最终得到一种均匀的乳 状液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

对本实施例制备所得水性非固化橡胶沥青防水涂料进行性能检测：粘结强 度1.24MPa，断裂伸长率≥1000％，耐热度110℃5h无流淌、滴落、滑动，低 温柔性-20℃无裂纹，剥离强度3.2N/mm，剪切强度0.45MPa，表干时间1.5h， 实干时间2.8h。

实施例2

1、按重量份数称取组分A原料：110#沥青50份、机油4份、氢化苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、乳化剂皂液22份；组分B原料：特种纳米 乳液60份、辉石粉20份、磷酸丁酯消泡剂3份、羟乙基纤维素2份。

其中，乳化剂皂液：将硬脂酸烷基酰胺基多胺与OP-10按质量比4.5:1复配 得到复合沥青乳化剂(复配时还需加入二者总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀 粉)，所得复合沥青乳化剂与去离子水按质量比1:50混合，66℃超声制得乳 化剂皂液。特种纳米乳液：丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四 甲基四氢环四硅氧烷按质量比10:5:3:0.1混合制得特种纳米乳液。

2、将110#沥青和机油混合先预热至170℃，然后加入氢化苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物混合，升温至195℃剪切(5000rpm)4.5h，所得混合物与 乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体。

3、将所得水乳沥青胶体与特种乳液、辉石粉、磷酸丁酯消泡剂、羟乙基纤 维素混合搅拌35min，随后剪切(10000rpm)1.5h，最终得到一种均匀的乳 状液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

对本实施例制备所得水性非固化橡胶沥青防水涂料进行性能检测：粘结强 度1.11MPa，断裂伸长率≥1000％，耐热度110℃5h无流淌、滴落、滑动，低 温柔性-20℃无裂纹，剥离强度3.0N/mm，剪切强度0.32MPa，表干时间2.3h， 实干时间3.7h。

实施例3

1、按重量份数称取组分A原料：130#沥青60份、机油5份、氢化苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、乳化剂皂液28份；组分B原料：特种纳米 乳液65份、辉石粉20份、磷酸丁酯消泡剂3份、羟乙基纤维素2份。

其中，乳化剂皂液：将硬脂酸烷基酰胺基多胺与OP-10按质量比5.5:1复配 得到复合沥青乳化剂(复配时还需加入二者总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀 粉)，所得复合沥青乳化剂与去离子水按质量比1:50混合，66℃超声制得乳 化剂皂液。特种纳米乳液：丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四 甲基四氢环四硅氧烷按质量比10:4:3:0.12混合制得特种纳米乳液。

2、将130#沥青和机油混合先预热至170℃，然后加入氢化苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物混合，升温至195℃剪切(5500rpm)4.5h，所得混合物与 乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体。

3、将所得水乳沥青胶体与特种乳液、辉石粉、磷酸丁酯消泡剂、羟乙基纤 维素混合搅拌35min，随后剪切(10000rpm)1.5h，最终得到一种均匀的乳 状液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

对本实施例制备所得水性非固化橡胶沥青防水涂料进行性能检测：粘结强 度1.19MPa，断裂伸长率≥1000％，耐热度110℃5h无流淌、滴落、滑动，低 温柔性-20℃无裂纹，剥离强度3.2N/mm，剪切强度0.43MPa，表干时间1.6h， 实干时间3.1h。

实施例4

1、按重量份数称取组分A原料：90#沥青60份、机油5份、氢化苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、乳化剂皂液28份；组分B原料：特种纳米 乳液50份、辉石粉20份、磷酸丁酯消泡剂3份、羟乙基纤维素2份。

其中，乳化剂皂液：将硬脂酸烷基酰胺基多胺与OP-10按质量比4.5:1复配 得到复合沥青乳化剂(复配时还需加入二者总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀 粉)，所得复合沥青乳化剂与去离子水按质量比1:50混合，66℃超声制得乳 化剂皂液。特种纳米乳液：丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四 甲基四氢环四硅氧烷按质量比10:4:4:0.12混合制得特种纳米乳液。

2、将90#沥青和机油混合先预热至170℃，然后加入氢化苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物混合，升温至195℃剪切(5000rpm)4.5h，所得混合物与 乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体。

3、将所得水乳沥青胶体与特种乳液、辉石粉、磷酸丁酯消泡剂、羟乙基纤 维素混合搅拌35min，随后剪切(9000rpm)1.5h，最终得到一种均匀的乳状 液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

对本实施例制备所得水性非固化橡胶沥青防水涂料进行性能检测：粘结强 度1.16MPa，断裂伸长率≥1000％，耐热度110℃5h无流淌、滴落、滑动，低 温柔性-20℃无裂纹，剥离强度3.1N/mm，剪切强度0.41MPa，表干时间1.8h， 实干时间3.5h。

对比例1

1、按重量份数称取组分A原料：110#沥青60份、机油5份、氢化苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、乳化剂皂液28份；组分B原料：特种纳米 乳液55份、辉石粉20份、磷酸丁酯消泡剂3份、羟乙基纤维素2份。

其中，乳化剂皂液：将硬脂酸烷基酰胺基多胺与OP-10按质量比3:1复配 得到复合沥青乳化剂(复配时还需加入二者总质量0.5％的淀粉)，所得复合 沥青乳化剂与去离子水按质量比1:50混合，66℃超声制得乳化剂皂液。特种 纳米乳液：丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四甲基四氢环四硅 氧烷按质量比10:5:3:0.1混合制得特种纳米乳液。

2、将110#沥青和机油混合先预热至170℃，然后加入氢化苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物混合，升温至195℃剪切(5000rpm)4.5h，所得混合物与 乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体。

3、将所得水乳沥青胶体与特种乳液、辉石粉、磷酸丁酯消泡剂、羟乙基纤 维素混合搅拌35min，随后剪切(10000rpm)1.5h，最终得到一种均匀的乳 状液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

对本对比例制备所得非固化橡胶沥青防水涂料进行性能检测：粘结强度0.79MPa，断裂伸长率≥800％，耐热度110℃3h无流淌、滴落、滑动，低温柔 性-20℃无裂纹，剥离强度2.4N/mm，剪切强度0.25MPa，表干时间4.5h，实 干时间10h。

对比例2

1、按重量份数称取组分A原料：110#沥青60份、机油5份、氢化苯乙烯- 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10份、乳化剂皂液28份；组分B原料：特种纳米 乳液55份、辉石粉20份、磷酸丁酯消泡剂3份、羟乙基纤维素2份。

其中，乳化剂皂液：将硬脂酸烷基酰胺基多胺与OP-10按质量比4.5:1复配 得到复合沥青乳化剂(复配时还需加入二者总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀 粉)，所得复合沥青乳化剂与去离子水按质量比1:50混合，66℃超声制得乳 化剂皂液。特种纳米乳液：丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液按质 量比10:5:3混合制得特种纳米乳液。

2、将110#沥青和机油混合先预热至170℃，然后加入氢化苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯嵌段共聚物混合，升温至195℃剪切(5000rpm)4.5h，所得混合物与 乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体。

3、将所得水乳沥青胶体与特种乳液、辉石粉、磷酸丁酯消泡剂、羟乙基纤 维素混合搅拌35min，随后剪切(10000rpm)1.5h，最终得到一种均匀的乳 状液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

对本对比例制备所得非固化橡胶沥青防水涂料进行性能检测：粘结强度0.52MPa，断裂伸长率≥800％，耐热度110℃3h无流淌、滴落、滑动，低温柔 性-20℃无裂纹，剥离强度1.9N/mm，剪切强度0.21MPa，表干时间5.5h，实 干时间12.5h。

由上述实验数据可以看出，本发明制备的水性非固化橡胶沥青防水涂料各 项性能指标均远超标准要求，表现出优异的性能。此外，本发明防水涂料能够 在5-45℃广谱条件采用喷滚刷刮多方式施工，可单独作为防水层，也可在复合 防水系统中与卷材防水层复合施工，具有很好的应用前景。

以上所描述的实施例仅表达了本发明的几种优选实施例，其描述较为具体 和详细，但并不用于限制本发明。应当指出，对于本领域的技术人员来说，本 发明还可以有各种变化和更改，凡在本发明的构思和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述涂料制备原料由组分A和组分B组成：

组分A原料按重量份数计包括：基质沥青50-65份、机油3-6份、热塑性弹性体7-12份、乳化剂皂液20-30份；

组分B原料按重量份数计包括：特种纳米乳液40-65份、功能填料15-35份、功能添加剂4-8份；

其中，所述特种纳米乳液由丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四甲基四氢环四硅氧烷混合制备。

2.根据权利要求1所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述基质沥青为90#沥青、110#沥青或130#沥青。

3.根据权利要求1所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述热塑性弹性体为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述乳化剂皂液是将复合沥青乳化剂与去离子水混合，于65-70℃超声制得。

5.根据权利要求4所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述复合沥青乳化剂为阳离子沥青乳化剂与非离子沥青乳化剂按质量比(3.5-6.0):1复配而得；复配时还需加入阳离子沥青乳化剂与非离子沥青乳化剂总质量1.2％的氯化铵和0.5％的淀粉。

6.根据权利要求5所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述阳离子沥青乳化剂为硬脂酸烷基酰胺基多胺；非离子沥青乳化剂为OP-10。

7.根据权利要求1所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，特种纳米乳液中丙烯酸酯乳液、水性醇酸乳液、醋酸乙烯乳液、四甲基四氢环四硅氧烷的质量比为10:(4-5):(2-4):(0.05-0.15)。

8.根据权利要求1所述水性非固化橡胶沥青防水涂料，其特征在于，所述功能填料为云母、辉石中的至少一种；所述功能添加剂包括消泡剂、增稠剂。

9.如权利要求1-8任一项所述水性非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按重量份数称取各原料备用；

2)将基质沥青和机油混合先预热至170±5℃，然后加入热塑性弹性体混合，升温至195±3℃剪切4-5h，所得混合物与乳化剂皂液混合乳化得到水乳沥青胶体；

3)取步骤2)所得水乳沥青胶体与特种乳液、功能填料、功能添加剂混合搅拌30-40min，随后剪切1-2h，最终得到一种均匀的乳状液材料即为所述水性非固化橡胶沥青防水涂料。

10.根据权利要求9所述水性非固化橡胶沥青防水涂料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述剪切转速为4000-5500rpm；步骤3)所述剪切转速为9000-11000rpm。