CN115322679A - 一种防水材料乳化物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及C08L95/00，具体涉及一种防水材料乳化物及其应用。至少包括碳氢化合物20‑50份，乳化剂2‑6份，分散剂1‑8份，聚氨酯类化合物1‑5份，溶剂20‑30份。本发明提供的一种防水材料乳化物软化点高，具有良好的耐高低温的稳定性，贮存稳定性好，能够与建筑材料之间具有良好的结合效果。

Description

一种防水材料乳化物及其应用

技术领域

本发明涉及C08L95/00，具体涉及一种防水材料乳化物及其应用。

背景技术

沥青的使用形式包括热沥青、稀释沥青、乳化沥青等，同其他沥青相比，乳化沥青具有成本低，避免高温加热时沥青过度老化，污染少等优点，逐渐受到人们的青睐，关于乳化沥青在涂料领域的应用也成为当前研究热点。

专利CN201410467852.1提供了一种防水粘结涂料及其制备方法，通过乳化沥青，水性封闭型聚氨酯，水性丙烯酸树脂等物质之间的相互配合制备得到的粘结涂料具有干燥速度快，粘结强度高，低温柔性好等优点。

专利CN201710195586.5一种改性沥青防水涂料的制备方法及改性沥青防水涂料及其使用方法通过对消音填料进行处理，提高消音填料与阴离子乳化沥青及聚合物乳液分子之间的吸附力，避免了消音填料的沉降。

当现有技术中制备得到碳氢化合物的乳化组合物由于耐高低温性较差，严重限制了其应用范围。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种防水材料乳化物，至少包括碳氢化合物20-50份，乳化剂2-6份，分散剂1-8份，聚氨酯类化合物1-5份，溶剂20-30份。

优选的，所述碳氢化合物的软化点(环球法)为75-90℃。

优选的，所述碳氢化合物选自沥青，C5石油树脂，C9石油树脂中的一种。

进一步优选的，所述碳氢化合物为沥青。

优选的，所述沥青中β-树脂含量≥12wt％，甲苯不溶物含量26-32wt％，喹啉不溶物含量≤10wt％，β-树脂含量≥12wt％，结焦值≥30％。

优选的，所述乳化剂选自非离子乳化剂、阴离子乳化剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂中的一种或组合。

进一步优选的，所述乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂。所述非离子乳化剂和阴离子乳化剂的质量比为(2-4)：(2-4)。

优选的，所述非离子乳化剂在10％的25％二乙二醇丁醚溶液条件下的浊点为65-70℃。(将非离子乳化剂与25％(质量分数)二乙二醇丁醚溶液按质量比1：9混合测试)

优选的，所述非离子乳化剂的HLB值为9-12。

优选的，所述非离子乳化剂的羟值为88-102mgKOH/g。

优选的，所述非离子乳化剂选自聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型乳化剂中一种或几种组合。

进一步优选的，所述非离子乳化剂包括聚氧乙烯型。

优选的，所述聚氧乙烯型包括乙氧基化蓖麻油。

优选的，所述阴离子乳化剂选自含羧基型乳化剂、含磺酸盐盐型乳化剂及硫酸盐型乳化剂中的一种或组合。

进一步优选的，所述阴离子乳化剂包括含羧基型乳化剂、含磺酸盐型乳化剂。所述含羧基型乳化剂、含磺酸盐型乳化剂的质量比为(0.8-1.5)：(3-5)。

优选的，所述含羧基型乳化剂中松香酸含量为35-45wt％，脂肪酸含量＞50wt％。

优选的，所述含羧基型乳化剂的酸值为180-188mgKOH/g。

优选的，所述羧酸盐型乳化剂为妥尔油。

优选的，所述含磺酸盐型乳化剂的CMC值为1.0-1.5mmol·L^-1。

优选的，所述含磺酸盐型乳化剂的HLB值为9-11。

优选的，所述分散剂为烷基醇醚。

优选的，所述烷基醇醚包括乙二醇醚和/或丙二醇醚。

进一步优选的，所述烷基醇醚包括乙二醇醚和丙二醇醚。

进一步优选的，所述烷基醇醚包括二乙二醇丁醚和丙二醇丁醚。所述二乙二醇丁醚和丙二醇丁醚的质量比为(5-7)：(2-4)。

优选的，所述碳氢化合物的乳化组合物还包括聚氨酯类化合物3-7份。

优选的，所述聚氨酯类化合物的制备原料包括：按重量份计，多元醇类化合物35-50份，异氰酸酯35-45份，含羟基树脂15-25份。

优选的，所述多元醇类化合物为二元醇类化合物。

优选的，所述二元醇类化合物包括聚四氢呋喃二元醇和聚丙二醇。所述聚四氢呋喃多元醇和聚丙二醇的质量比为(1-2)：(5-7)。

优选的，所述聚四氢呋喃二元醇的羟值为105-120mgKOH/g，所述聚四氢呋喃二元醇的平均分子量为950-1100。

优选的，所述聚丙二醇的羟值为102-125mgKOH/g，所述聚丙二醇的平均分子量为950-1100。

优选的，所述异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯三聚体，甲苯-2,3-二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,5-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、甲苯-3,4-二异氰酸酯、甲苯-3,5-二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯三聚体的至少一种。

进一步优选的，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯三聚体。所述六亚甲基二异氰酸酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯的质量比为(3-5)：(3-5)。

优选的，所述含羟基树脂的环氧当量为184-190g/mol，在25℃时的粘度为12000-15000cps。

一种防水材料乳化物的制备方法，包括以下步骤：

1)羟基聚氨酯的制备：在温度为85-95℃条件下，将多元醇搅拌融化，升温到110-125℃抽真空，然后降温至85-95℃加入多异氰酸酯，反应4-5h，加入锚定剂继续反应4-5h，然后加入含羟基树脂以及催化剂，反应1-2h，出料即得。

2)将碳氢化合物加热融化，加入乳化剂，分散剂，羟基聚氨酯搅拌1.5-3h；

3)降温后缓慢滴加溶剂，反应3.5-4h，出料即得。

优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

本发明的第二个方面提供了一种防水材料乳化物在涂料领域的应用。

有益效果：

1)本发明通过限制体系中各原料的具体种类和含量，采用碳氢化合物份，乳化剂，分散剂，羟基聚氨酯，溶剂等物质共同作用制备得到的碳氢化合物的乳化组合物，具有优异的耐高低温性，贮存稳定性高，适合在环境温度变化大的情况下使用。

2)现有技术中制备得到的聚氨酯表面活性剂的临界胶束浓度不高，表面活性低，无法发挥很好的乳化效果，本发明通过采用聚四氢呋喃二元醇和聚丙二醇复配，与水形成氢键，促进稳定分散能力的提升，并且本发明进一步限定羟值为105-120mgKOH/g，平均分子量为950-1100的聚四氢呋喃二元醇，进一步控制浊点，提高对沥青的乳化效果，进一步提高碳氢化合物的软化点和粘度。

3)沥青主要成分为饱和分，芳香分等成分，很难与聚氨酯中的异氰酸酯基团反应，分子量相差较大，难以形成长期稳定的均相体系。本发明通过限制体系中非离子乳化剂在10％的25％(质量分数)二乙二醇丁醚溶液条件下的浊点为65-70℃。所述非离子乳化剂的HLB值为10，与体系中CMC值为1.0-1.5mmol·L-1，HLB值为9-11含磺酸盐型乳化剂以及妥尔油进行复配，促进聚氨酯与沥青相互溶胀，溶解，形成具有一定弹性体的网状结构相容性更好，形成相互缠绕的网状结构进一步完善，促使形成的碳氢化合物具有更高的软化点和粘度。

4)本发明通过采用含沥青软化点(环球法)为75-90℃，β-树脂含量≥12wt％，甲苯不溶物含量26-32wt％，喹啉不溶物含量≤10wt％，β-树脂含量≥12wt％，结焦值≥30％煤沥青具有较强的亲和力，提高与体系中其他物质的结合性，使界面模糊，进一步提高体系的稳定性。

5)本发明通过不同物质原料之间的相互配合制备得到碳氢化合物的乳化组合物对沥青具有良好的分散稳定效果，可以使沥青与建筑材料之间具有良好的结合效果，使用时具有较好的耐热性和低温脆性，拉伸强度高，力学性能好。

具体实施方式

实施例

实施例1

一种防水材料乳化物，按重量份计，包括碳氢化合物35份，乳化剂4份，分散剂5份，聚氨酯类化合物3份，溶剂25份。

所述碳氢化合物为煤沥青。所述沥青软化点(环球法)为75-90℃，β-树脂含量≥12wt％，甲苯不溶物含量26-32wt％，喹啉不溶物含量≤10wt％，β-树脂含量≥12wt％，结焦值≥30％，购自河北伟翔化工科技有限公司。

所述乳化剂包括非离子乳化剂和阴离子乳化剂。所述非离子乳化剂和阴离子乳化剂的质量比为3：3。

所述非离子乳化剂在10％的25％(质量分数)二乙二醇丁醚溶液条件下的浊点为65-70℃。所述非离子乳化剂的HLB值为10。所述非离子乳化剂的羟值为88-102mgKOH/g。所述聚氧乙烯型为乙氧基化蓖麻油，购自山东开普勒生物科技有限公司，型号：EL-20。

所述阴离子乳化剂包括含羧基型乳化剂、含磺酸盐型乳化剂。所述含羧基型乳化剂、含磺酸盐型乳化剂的质量比为1.2：4.8。

所述妥尔油中松香酸含量为37-41wt％，脂肪酸含量＞52wt％，酸值为180-188mgKOH/g。所述羧酸盐型乳化剂为妥尔油。购自福建沙县金龙香料化工有限公司，型号DTO-40。

所述含磺酸盐型乳化剂的CMC值为1.2mmol·L^-1。所述含磺酸盐型乳化剂的HLB值为10.638，购自潍坊恒瑞通新材料有限公司，型号：四聚丙烯基苯磺酸钠。

所述分散剂为烷基醇醚。所述烷基醇醚包括二乙二醇丁醚和丙二醇丁醚。所述二乙二醇丁醚和丙二醇丁醚的质量比为6：3。

所述聚氨酯类化合物的制备原料包括：按重量份计，多元醇类化合物40份，异氰酸酯40份，含羟基树脂20份。

所述多元醇类化合物为二元醇类化合物。所述二元醇类化合物包括聚四氢呋喃二元醇和聚丙二醇。所述聚四氢呋喃多元醇和聚丙二醇的质量比为1.5：6.5。

所述聚四氢呋喃二元醇的羟值为109.5-115.1mgKOH/g，所述聚四氢呋喃二元醇的平均分子量为975-1025。购自广州昊毅新材料科技股份有限公司，型号：巴斯夫PTMEG1000。

所述聚丙二醇的羟值为102-125mgKOH/g，所述聚四氢呋喃二元醇的平均分子量为950-1100。购自南通嘉贤国际贸易有限公司，型号：PPG1000。

所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯。所述六亚甲基二异氰酸酯和甲苯-2,4-二异氰酸酯的质量比为4：4。

所述含羟基树脂的环氧当量为184-190g/mol，在25℃时的粘度为12000-15000cps。型号：NPEL-128，购自万青化学科技有限公司。

所述溶剂为去离子水。

一种防水材料乳化物的制备方法，包括以下步骤：

1)羟基聚氨酯的制备：在温度为87℃条件下，将多元醇搅拌融化，升温到118℃抽真空，然后降温至82℃加入多异氰酸酯，反应4.5h，加入锚定剂继续反应4.5h，然后加入含羟基树脂以及催化剂，反应1.2h，出料即得。

2)将碳氢化合物加热融化，加入乳化剂，分散剂，羟基聚氨酯搅拌2h；

3)降温后缓慢滴加溶剂，反应3.5h，出料即得。

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

实施例2

一种防水材料乳化物，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述二乙二醇丁醚和丙二醇丁醚的质量比为7：4。

实施例3

一种防水材料乳化物，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述原料包括碳氢化合物50份，乳化剂6份，分散剂8份，聚氨酯类化合物5份，溶剂30份。

对比例1

一种防水材料乳化物，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述聚四氢呋喃二元醇的羟值为166.2-179.5mgKOH/g，所述聚四氢呋喃二元醇的平均分子量为625-675。购自广州昊毅新材料科技股份有限公司，型号：巴斯夫PTMEG 650。

对比例2

一种防水材料乳化物，具体实施方式同实施例1，不同之处在于所述含羧基型乳化剂、含磺酸盐型乳化剂的质量比为0.5：4.8。

性能测试

1.软化点测试：按照GB/T 4057-2010进行测试；

2.低温延度测试：按照GB/T 4508-2010进行测试；

3.贮存稳定性测试：按照SH/T 0099.5-1998进行储存稳定性测试。

表1性能测试结果

Claims (10)

1.一种防水材料乳化物，其特征在于，至少包括碳氢化合物20-50份，乳化剂2-6份，分散剂1-8份，聚氨酯类化合物1-5份，溶剂20-30份。

2.根据权利要求1所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述碳氢化合物的软化点为75-90℃。

3.根据权利要求1或2所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述碳氢化合物选自沥青，C5石油树脂，C9石油树脂中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述乳化剂选自非离子乳化剂、阴离子乳化剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂中的一种或组合。

5.根据权利要求4所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述非离子乳化剂在10％的25％二乙二醇丁醚溶液条件下的浊点为65-70℃。

6.根据权利要求4所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述阴离子乳化剂选自含羧基型乳化剂、含磺酸盐型乳化剂及硫酸盐型乳化剂中的一种或组合。

7.根据权利要求6所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述含羧基型乳化剂中松香酸含量为35-45wt％，脂肪酸含量＞50wt％。

8.根据权利要求6所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述含磺酸盐型乳化剂的CMC值为1.0-1.5mmol·L^-1。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种防水材料乳化物，其特征在于，所述分散剂为烷基醇醚。

10.一种根据权利要求1所述的一种防水材料乳化物的应用，其特征在于，所述防水材料乳化物在涂料领域的应用。