CN115537075B - 水性橡胶防水涂料及其制备方法 - Google Patents

水性橡胶防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种水性橡胶防水涂料及其制备方法。水性橡胶防水涂料，包括以重量份数计的如下原料组分：羧基丁苯橡胶乳液，20‑40份；改性丙烯酸酯乳液，5‑20份；增粘乳液，1‑15份；水，1‑30份；填料，20‑50份；加工助剂，0.8‑5份；其中，羧基丁苯橡胶乳液的聚合物粒子的粒径、改性丙烯酸酯乳液的聚合物粒子的粒径和增粘乳液中的聚合物粒子的粒径呈梯度分布；改性丙烯酸酯乳液选自硅丙乳液或含有式1所示的结构，式1中，R1选自氢或C1‑C2的烷基；R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2‑C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1‑C2的烷基；或R2、R3和R4每次出现时三者均为C1‑C2的烷基。

Description

水性橡胶防水涂料及其制备方法
技术领域
本申请属于防水涂料技术领域，具体涉及一种水性橡胶防水涂料及其制备方法。
背景技术
水性橡胶防水涂料是以橡胶乳液为基料，辅以优质的丙烯酸酯乳液、填料以及功能助剂制成的单组分防水涂料，该产品在施工后可以形成优质的漆膜，其防水效果好，与混凝土以及金属等界面均有优质的粘结效果，因而具有广泛应用。
然而，水性橡胶涂料难以做到高强度与高延伸兼备且能长期应用到浸水或外露环境。为了解决该问题，目前已经有引入乳化沥青，将其改性为水性沥青橡胶涂料，但乳化沥青的引入会影响涂料的低温性能，在北方寒冬季节并不适用。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种水性橡胶防水涂料及其制备方法，旨在提高水性橡胶涂料的粘接性能和耐浸水性能。
一方面，本申请实施例提供了一种水性橡胶防水涂料，包括以重量份数计的如下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液，20-40份；改性丙烯酸酯乳液，5-20份；增粘乳液，1-15份；水，1-30份；填料，20-50份；加工助剂，0.8-5份；
其中，羧基丁苯橡胶乳液的聚合物粒子的粒径、改性丙烯酸酯乳液的聚合物粒子的粒径和增粘乳液中的聚合物粒子的粒径呈梯度分布；
改性丙烯酸酯乳液选自硅丙乳液及含有式1所示的结构的丙烯酸酯乳液中的一种或几种，
式1中，R1选自氢或C1-C2的烷基；
R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2-C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1-C2的烷基；或R2、R3和R4每次出现时三者均为C1-C2的烷基。
可选地，羧基丁苯橡胶乳液的重量份数为25-35份，改性丙烯酸酯乳液的重量份数为10-15份，增粘乳液的重量份数为5-10份。
可选地，羧基丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的平均粒径为200nm-300nm；
改性丙烯酸酯乳液中的聚合物粒子的平均粒径为120nm-180nm；
增粘乳液中的聚合物粒子的平均粒径为60nm-120nm。
可选地，改性丙烯酸酯乳液包括由甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的改性丙烯酸酯乳液、由丙烯酸叔丁酯改性的改性丙烯酸酯乳液和由端氨基硅烷偶联剂改性得到的改性丙烯酸酯乳液中的一种或几种。
可选地，增粘乳液包括松香乳液，松香乳液包括松香甘油酯乳液、松香季戊四醇酯乳液、氢化松香甘油酯乳液中一种或几种。
可选地，加工助剂包括增稠剂、消泡剂、杀菌剂和分散剂中的至少一种。
可选地，加工助剂以重量份数计的如下组分：
增稠剂0.1-2份，消泡剂0.1-1份，杀菌剂0.1-1份，分散剂0.5-2份。
可选地，增稠剂包括纤维素醚类、聚氨酯类、聚丙烯酸类以及疏水改性聚丙烯酸类中的一种或几种。
可选地，消泡剂包括聚醚类、矿物油类以及有机硅类中的一种或几种。
可选地，杀菌剂包括异噻唑啉酮盐、苯并咪唑类衍生物以及卡松类衍生物中的一种或几种。
可选地，分散剂包括分散剂包括聚羧酸钠类、聚羧酸氨盐类、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等，三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
可选地，填料包括重钙、硫酸钡、钛白粉、云母粉、滑石粉、高岭土中至少一种或几种。
另一方面，本申请实施例提供一种水性橡胶防水涂料的制备方法，包括：
按照如上的水性橡胶防水涂料所包含的原料组分和组分含量提供原料；
将羧基丁苯橡胶乳液、改性丙烯酸酯乳液、增粘乳液与水混合，得到第一浆料，
将第一浆料与其余组分进行混合，得到水性橡胶防水涂料。
可选地，方法还包括通过如下制备改性丙烯酸酯乳液：
将乳化剂、去离子水混合，得到乳化剂溶液；
将硬单体、软单体、功能性单体、改性剂和引发剂，滴加至乳化剂溶液中，在引发剂的引发温度下反应得到改性丙烯酸酯乳液；
其中，硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或多种；
软单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、叔碳酸乙烯酯中的一种或多种；
功能性单体包括丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸异冰片酯的一种或几种；
改性剂包括硅烷偶联剂或结构式为式2的物质，
式2中，其中，R1选自氢或C1-C2的烷基；
R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2-C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1-C2的烷基；或R2、R3和R4每次出现时三者均为C1-C2的烷基。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
本申请提供的水性橡胶防水涂料，一方面，通过引入不同粒径层级分布的羧基丁苯橡胶乳液、所述改性丙烯酸酯乳液和所述增粘乳液乳液，使得小粒径乳液可以有效贴合在大粒径乳液表面，而更小粒径的乳液可以往更小的缝隙填充，可以有效保护以丁苯橡胶乳液为基料的漆膜；另一方面，特殊的改性丙烯酸酯乳液中特殊功能单体可以与基料中羧基起反应，如改性丙烯酸酯乳液中的氨基或环氧基可与羧基丁苯胶乳反应，这样两种乳胶粒可以紧密贴合，且能起保护作用；或者增加硅丙乳液，其硅氧烷结构可以与无机界面有效起作用，增加界面的粘结力，同时能提高涂料的耐水性以及耐老化性能。
本申请中通过调整各组分之间的重量份数，使得涂料与基材表面很好的粘结在一起，可以在基材表面形成一层连续、具有一定的弹性和厚度的薄膜，从而起到防水和防潮的作用；各组分协同作用，不仅拉伸强度高、具备超弹性特点，同时低温柔性佳，能够适用于长期浸水环境以及外露环境。
具体实施方式
为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。
为了简便，本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及其两种以上。
在本说明书的各处，化合物的取代基以组或范围公开。明确地预期这种描述包括这些组合范围的成员的每一个单独的子组合。例如，明确地预期术语“C1～C5烷基”单独地公开C1、C2、C3、C4、C5、C1～C5、C1～C4、C1～C3、C1～C2、C2～C5、C2～C4、C2～C3、C3～C5、C3～C4、C4～C5的烷基。
水性橡胶防水涂料是以橡胶乳液为基料，辅以优质的丙烯酸酯乳液、填料以及功能助剂制成的单组分防水涂料，该产品在施工后可以形成优质的漆膜，其防水效果好，与混凝土以及金属等界面均有优质的粘结效果，因而具有广泛应用。
目前市面上得水性橡胶涂料的固含量在50％-70％之间，为了达到相应的施工厚度，需要经多次薄涂施工，影响工期；若一次性厚涂施工，则可能造成表干成膜，内部水分难以挥发，会造成起鼓现象。同时，现有的水性橡胶涂料拉伸强度不高，初始粘结力不够，界面粘结处经泡水后有串水或者涂层脱落风险，而外露使用的涂料又经不住紫外光照射，耐磨性差，现有的水性橡胶涂料在施工应用过程中存在很大的风险。
针对水性橡胶防水涂料干速慢、施工起鼓、粘结力差等问题，现有技术中通常引入乳化沥青，将其改性为水性沥青橡胶涂料，但乳化沥青的引入会影响涂料的低温性能，在北方寒冬季节并不适用。
鉴于此，本申请涉及一种水性橡胶防水涂料及其制备方法，以提高水性橡胶防水涂料的粘接性能和耐浸水性能。
水性橡胶防水涂料
一方面，本申请实施例提供了一种水性橡胶防水涂料，包括以重量份数计的如下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液，20-40份；改性丙烯酸酯乳液，5-20份；增粘乳液，1-15份；水，1-30份；填料，20-50份；加工助剂，0.8-5份；
其中，羧基丁苯橡胶乳液的聚合物粒子的粒径、改性丙烯酸酯乳液的聚合物粒子的粒径和增粘乳液中的聚合物粒子的粒径呈梯度分布；
改性丙烯酸酯乳液选自硅丙乳液及含有式1所示的结构的丙烯酸酯乳液中的一种或几种，
式1中，R1选自氢或C1-C2的烷基；
R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2-C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1-C2的烷基；或R2、R3和R4每次出现时三者均为C1-C2的烷基。
根据本申请的实施方式，改性丙烯酸酯乳液可以通过如下方法制备：
将乳化剂、去离子水混合，得到乳化剂溶液；
将硬单体、软单体、功能性单体、改性剂和引发剂，滴加至乳化剂溶液中，在引发剂的引发温度下反应得到改性丙烯酸酯乳液。
其中，硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或多种；
软单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、叔碳酸乙烯酯中的一种或多种；
功能性单体包括丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸异冰片酯的一种或几种。
根据本申请的实施方式，功能性单体一方面起交联作用，增大乳胶粒分子量，提升乳液膜的强度与延伸率，同时提升乳胶粒耐水耐候性；另一方面可以稳定乳胶粒，对涂料体系有增稠作用。
在一些实施方式中，上述步骤中，硬单体15～20份；软单体32～42份；功能性单体：1～2份；改性剂：0.2～3份；乳化剂1.5～2.5份；引发剂0.2～0.4份；去离子水30～40份。
在一些实施方式中，乳化剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，如可以选用非离子乳化剂或阴离子乳化剂。作为示例，可以选用本领域常用的羧酸盐类乳化剂、磺酸盐类乳化剂、硫酸盐类乳化剂、OP系列或S系列或T系列乳化剂。优选的，所述引发剂为无机过氧化物引发剂。
在一些实施方式中，引发剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择，作为示例，引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的一种或几种。
在一些实施方式中，改性剂包括硅烷偶联剂或结构式为式2的物质，
式2中，其中，R1选自氢或C1-C2的烷基；
R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2-C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1-C2的烷基；或R2、R3和R4每次出现时三者均为C1-C2的烷基。
硅烷偶联剂包括端氨基硅烷偶联剂。
优选地，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸叔丁酯中的一种或多种。
本申请提供的水性橡胶防水涂料，一方面，通过引入不同粒径层级分布的羧基丁苯橡胶乳液、所述改性丙烯酸酯乳液和所述增粘乳液乳液，使得小粒径乳液可以有效贴合在大粒径乳液表面，而更小粒径的乳液可以往更小的缝隙填充，可以有效保护以丁苯橡胶乳液为基料的漆膜；另一方面，特殊的改性丙烯酸酯乳液中特殊功能单体可以与基料中羧基起反应，如改性丙烯酸酯乳液中的氨基或环氧基可与羧基丁苯胶乳反应，这样两种乳胶粒可以紧密贴合，且能起保护作用；或者增加硅丙乳液，其硅氧烷结构可以与无机界面有效起作用，增加界面的粘结力，同时能提高涂料的耐水性以及耐老化性能。
本申请中通过调整各组分之间的重量份数，使得涂料与基材表面很好的粘结在一起，可以在基材表面形成一层连续、具有一定的弹性和厚度的薄膜，从而起到防水和防潮的作用；各组分协同作用，不仅拉伸强度高、具备超弹性特点，同时低温柔性佳，能够适用于长期浸水环境以及外露环境。
在一些实施方式中，羧基丁苯橡胶乳液的重量份数为25-35份，改性丙烯酸酯乳液的重量份数为10-15份，增粘乳液的重量份数为5-10份。
根据本申请的实施方式，通过调控羧基丁苯橡胶乳液、改性丙烯酸酯乳液、增粘乳液在上述范围内，可以提高由三种乳液形成的水性橡胶防水涂料的拉伸强度和粘接强度。
在一些实施方式中，羧基丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的平均粒径为200nm-300nm；
改性丙烯酸酯乳液中的聚合物粒子的平均粒径为120nm-180nm；
增粘乳液中的聚合物粒子的平均粒径为60nm-120nm。
由于乳液中聚合物粒子难以做到十分均一，所以本申请中乳液中的聚合物粒子的粒径为平均粒径。例如，羧基丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的平均粒径为200nm、220nm、240nm等值。
根据本申请的实施方式，乳液中聚合物粒子的粒径呈梯度排列，通过引入不同粒径层级分布的乳液，小粒径乳液可以有效贴合在大粒径乳液表面，而更小粒径的乳液可以往更小的缝隙填充，这样可以有效保护以丁苯橡胶乳液为基料的漆膜，形成的漆膜较为致密。其中，羧基丁苯橡胶乳液作为主要基料，其聚合物粒子直径较大，可以提供足量的弹性来源，使涂料中的水分挥发后形成具有弹性的乳胶膜，且丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的粒径处于该粒径范围内可以对填料起到良好的包裹作用，使涂料体系稳定，在成膜后更均匀，进而提升成膜效果；改性丙烯酸酯以及增粘乳液的粒径逐级递减可以有效填充在大粒径的聚合物粒子形成的缝隙中；改性丙烯酸酯乳液的用量会比增粘乳液稍多，则改性丙烯酸酯乳液中的聚合物粒子的粒径大于增粘乳液中的聚合物粒子的粒径，更有利于达到均匀的缝隙填充效果。
当改性丙烯酸酯以及增粘乳液在用量接近时，其粒径范围可以交换，即改性丙烯酸酯乳液中的聚合物粒子的粒径为60nm-120nm；增粘乳液中的聚合物粒子的粒径为120nm-180nm。
优选地，丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的平均粒径为240-260nm；改性丙烯酸酯乳液中的聚合物粒子的平均粒径为140-160nm；增粘乳液中的聚合物粒子的平均粒径为70-90nm。
在一些实施方式中，改性丙烯酸酯乳液包括由甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的改性丙烯酸酯乳液、由丙烯酸叔丁酯改性的改性丙烯酸酯乳液和由端氨基硅烷偶联剂改性得到的改性丙烯酸酯乳液中的一种或几种。
由甲基丙烯酸缩水甘油酯以及端氨基硅烷偶联剂改性得到的改性丙烯酸酯乳液中含有环氧基团以及氨基，可以与羧基丁苯胶乳中的羧基进行反应，这样两种乳胶粒可以紧密贴合，且能起保护作用；由丙烯酸叔丁酯改性得到的改性丙烯酸酯乳液，因丙烯酸叔丁酯具有吸水率低、碱性水解稳定性好、卓越的耐候性、增强涂层的遮盖力等特点，所以该乳液可以有效提升涂料的耐水耐候性。
在一些实施方式中，增粘乳液包括松香乳液，松香乳液包括松香甘油酯乳液、松香季戊四醇酯乳液、氢化松香甘油酯乳液中一种或几种。
根据本申请的实施方式，松香乳液可以有效提高涂料的初粘力以及内聚力，还可以提高涂料的干燥速率，不会造成因干燥速率不一致而导致涂料表层鼓泡或者开裂问题，同时将松香乳液中的聚合物粒子的直径设置为最小粒径，可以有效填充丁苯橡胶乳液与改性丙烯酸酯乳液之间的缝隙，松香乳液的耐候性还可以提升漆膜的整体耐候性能。
在一些实施方式中，加工助剂包括增稠剂、消泡剂、杀菌剂和分散剂中的至少一种。
在一些实施方式中，加工助剂以重量份数计的如下组分：
增稠剂0.1-2份，消泡剂0.1-1份，杀菌剂0.1-1份，分散剂0.5-2份。
在一些实施方式中，增稠剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。作为示例，增稠剂包括纤维素醚类、聚氨酯类、聚丙烯酸类以及疏水改性聚丙烯酸类的一种或几种。本申请实施方式中，增稠剂可以提高涂料体系的稳定性。
在一些实施方式中，消泡剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。作为示例，消泡剂包括矿物油消泡剂、聚醚消泡剂或有机硅消泡剂等一种或几种。本申请实施方式中，消泡剂能够消除或减少涂料在生产以及施工过程的气泡，有利于提高涂层的密实性以及改善涂膜的外观。
在一些实施方式中，杀菌剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。作为示例，杀菌剂包括异噻唑啉酮盐、苯并咪唑类衍生物或卡松类衍生物中的一种或几种。本申请实施方式中，防腐剂有利于防止微生物对水性涂料体系的降解，可以解决由于细菌感染而引起的涂料的发霉、变质、发酵、发臭、破乳等一系列问题。
在一些实施方式中，分散剂的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。作为示例，分散剂包括聚羧酸钠类、聚羧酸氨盐类、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等，三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。本申请实施方式中，分散剂可以调整涂料体系的表面张力，使得涂料可以顺利润湿涂覆在基体上而不引起缩孔或针眼，从而提高涂层的均匀性。
在一些实施方式中，填料的种类没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。作为示例，填料包括重钙、硫酸钡、钛白粉、云母粉、滑石粉、高岭土中至少一种或几种。本申请实施方式中，填料主要起到补强的作用，能够增强水性橡胶防水涂料涂覆于基体上的强度。
水性橡胶防水涂料的制备方法
另一方面，本申请实施例提供一种水性橡胶防水涂料的制备方法，包括：
按照如上所述的水性橡胶防水涂料所包含的原料组分和组分含量提供原料；
S10：将羧基丁苯橡胶乳液、改性丙烯酸酯乳液、增粘乳液与水混合，得到第一浆料，
S20：将所述第一浆料与其余组分进行混合，得到水性橡胶防水涂料。
本申请对混合方式不做限定，能满足混合均匀的要求即可。示例性地，各步骤中可以采用分散机进行混合，分散机的转速和混合时间可根据组分的种类和添加量设定，保证各组分可充分混合。在一些实施方式中，在步骤S10中，将羧基丁苯橡胶乳液、改性丙烯酸酯乳液、增粘乳液与水置于高速分散机中，在转速600-800r/min的条件下分散3-5min；在一些实施方式中，在步骤S20中，在第一浆料中先加入分散剂、杀菌剂以及部分消泡剂，在转速600-800r/min转速条件下混合均匀后，向混合体系中加入填料，控制转速为800-1200rpm分散20-40min，得到水性橡胶防水涂料在将填料和第一混合物混合搅拌均匀的步骤中，转速1500r/min，搅拌时间5min；分散均匀后开始加入增稠剂，控制1500-1800rpm分散20-40min；最后加入剩余消泡剂，将转速降至300-500rpm，低速消泡，最后出料分装即可制备水性橡胶防水涂料。
根据本申请实施方式的水性橡胶防水涂料的制备方法，其工艺简单，且各组分协同作用，不仅拉伸强度高、具备超弹性特点，同时低温柔性佳，能够适用于长期浸水环境以及外露环境。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
以下改性丙烯酸酯乳液按如下方法制备：
在带有冷凝管、滴加装置、电动搅拌、温度计的四口烧瓶中加入计量好的水、十二烷基硫酸钠(SDS)、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，加热搅拌、冷凝回流，升温至80℃左右，稳定之后开始滴加过硫酸钾(K2S2O8)水溶液与苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、改性剂(丙烯酸叔丁酯(TBA)、硅烷偶联剂或(GMA))的混合物，3-4h滴完。然后保温1.5h、冷却，同步滴加氧化剂还原剂消除残余单体，用氨水调节pH值至中性，过滤得到改性丙烯酸酯乳液，表1为制备硅丙乳液以及另外两种改性丙烯酸酯乳液的单体配比。
表1改性丙烯酸酯乳液单体配比
实施例1：
一种水性橡胶防水涂料，按照重量份数计，包括以下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液(AD5009，东莞澳达环保新材料有限公司)，35份，平均粒径为300nm；
硅丙乳液，10份，平均粒径为180nm；
松香甘油酯乳液(SBR-939，广州松宝化工有限公司)，10份，平均粒径为120nm；
钛白粉，10份；
硫酸钡，800目，25份；
消泡剂，1份；
聚羧酸钠，2份；
卡松(杀菌剂)，0.5份；
增稠剂，1.5份；
水，5份。
制备方法：将乳液、水混合均匀，在高速分散机下以700rpm速度分散5min，加入一部分消泡剂、分散剂以及杀菌剂；
向上述混合体系中缓慢加入填料，控制转速为1000rpm，分散25min，分散均匀后开始加入增稠剂，控制转速为1500rpm，分散30min；
加入消泡剂，将转速降至350rpm，低速消泡，最后出料分装即可制备所需涂料。
实施例2
一种水性橡胶防水涂料，按照重量份数计，包括以下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液(AD5009，东莞澳达环保新材料有限公司)，30份，平均粒径为260nm；
改性丙烯酸酯乳液(GMA改性)，10份，平均粒径为150nm；
松香季戊四醇酯乳液(SBR-919，广州松宝化工有限公司)，10份，平均粒径为100nm；
钛白粉，10份；
重钙，800目，25份；
消泡剂，1份；
聚羧酸钠，2份；
卡松(杀菌剂)，0.5份；
增稠剂，1.5份；
水，10份。
制备方法与实施例1相近，在此不再重复。
实施例3
一种水性橡胶防水涂料，按照重量份数计，包括以下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液(AD5009，东莞澳达环保新材料有限公司)，30份，平均粒径为240nm；
改性丙烯酸酯乳液(TBA改性)，10份，平均粒径为130nm；
氢化松香甘油酯乳液(WEG-95D，广西梧州日成林产化工股份有限公司)，10份，平均粒径为60nm；
钛白粉，5份；
硫酸钡，800目，30份；
消泡剂，1份；
聚羧酸钠，2份；
卡松(杀菌剂)，0.5份；
增稠剂，1.5份；
水，10份。
制备方法与实施例1相近，在此不再重复。
实施例4
一种水性橡胶防水涂料，按照重量份数计，包括以下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液(AD5009，东莞澳达环保新材料有限公司)，25份，平均粒径为220nm；
改性丙烯酸酯乳液(TBA改性)，15份，平均粒径为120nm；
松香甘油酯乳液(XH15-03A，广州市兴航化工科技有限)，5份，平均粒径为70nm；
钛白粉，5份；
硫酸钡，800目，20份；
云母粉，800目，10份；
消泡剂，1份；
聚羧酸钠，2份；
卡松(杀菌剂)，0.5份；
增稠剂，1.5份；
水，10份。
制备方法与实施例1相近，在此不再重复。
实施例5
一种水性橡胶防水涂料，按照重量份数计，包括以下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液(AD5009，东莞澳达环保新材料有限公司)，27份，平均粒径为200nm；
改性丙烯酸酯乳液(TBA改性)，15份，平均粒径为150nm；
松香甘油酯乳液(XH15-03A，广州市兴航化工科技有限)，8份，平均粒径为80nm；
钛白粉，5份；
硫酸钡，800目，10份；
云母粉，800目，20份；
消泡剂，1份；
聚羧酸钠，2份；
卡松(杀菌剂)，0.5份；
增稠剂，1.5份；
水，10份。
制备方法与实施例1相近，在此不再重复。
对比例1
原料组分和制备方法与实施例2相近，区别在于所用羧基丁苯橡胶乳液、改性丙烯酸酯乳液(GMA改性)和松香甘油酯乳液中聚合物粒子的平均粒径均为200nm。
对比例2
原料组分和制备方法与实施例2相近，区别在于所用羧基丁苯橡胶乳液替换为丁苯橡胶乳液(巴斯夫STYROFAN 7190G)。
对比例3
原料组分和制备方法与实施例2相近，区别在于所用改性丙烯酸酯乳液(GMA改性)替换为丙烯酸酯乳液(广东恒和永盛集团LR-208A防水乳液)。
对比例4
原料组分和制备方法与实施例2相近，区别在于所用羧基丁苯橡胶乳液的平均粒径为150nm；改性丙烯酸酯乳液(GMA改性)的平均粒径为260nm。
测试部分
将上述实施例1～5及对比例1～4中的水性橡胶防水涂料进行相关性能测试，测试结果见表1～3：
拉伸性能按照GB/T 16777-2008第9章进行试验，拉伸速度为200mm/min，涂膜养护、检测环境均在(23±2)℃、相对湿度(50±10)％条件下进行。
表2实施例1～5及对比例1～4的拉伸性能测试数据
粘结强度与浸水后粘结强度性能的测试按照GB/T 16777-2008第7.1中A法进行试验，拉伸速度为(5±1)mm/min。
表3实施例1～5及对比例1～4的粘结强度测试数据
低温柔性按照GB/T 16777-2008第13.2.1进行，老化后低温按照13.2.6进行。
表4实施例1～5及对比例1～4低温柔性测试数据
根据上述性能测试结果可知，实施例1～5的水性橡胶防水涂料的组分重量份数及粒径分布在本申请的范围内，做到拉伸强度高、具备超弹性特点，同时低温柔性佳，能够适用于长期浸水环境。以及外露环境延展性、粘接性能表现优异，其形成的涂膜也具有良好的耐热老化性能、耐水解性能、耐酸碱性能、耐盐性能。而对比例1的水性橡胶防水涂料的乳液中的聚合物粒子的粒径相同，涂料膜无处理性能差距不明显，但三种乳液粒径相同，乳液的聚合物粒子之间的填充作用不明显，其耐水耐候性明显不如实施例2；对比例2的水性橡胶防水涂料使用丁苯乳液，缺少-COOH官能团，改性丙烯酸酯乳液与丁苯乳液没有化学键作用，其耐水性相对于实施例2也有一定程度的衰减，耐候性相对衰减严重；对比例3的水性橡胶防水涂料使用苯丙乳液，其效果与对比例2类似，其性能不如实施例2的水性橡胶防水涂料，对比例4的水性橡胶防水涂料中份数较多的羧基丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的粒径小于份数较少的改性丙烯酸酯乳液(GMA改性)乳液中的聚合物粒子的粒径，不能实现紧凑均匀的缝隙填充效果，力学强度较差，其耐水性和耐候性相对于实施例2衰减严重。
本申请通过引入不同粒径层级分布的乳液，小粒径乳液可以有效贴合在大粒径乳液表面，而更小粒径的乳液可以往更小的缝隙填充，这样可以有效保护以丁苯橡胶乳液为基料的漆膜，同时，特殊的改性丙烯酸酯乳液中特殊功能单体可以与基料中羧基起反应，如GMA改性丙烯酸酯可与羧基丁苯胶乳反应，这样两种乳胶粒可以紧密贴合，且能起保护作用；或者是引入硅丙乳液，通过浸水测试以及人工气候老化测试可以知道，其硅氧烷结构可以与无机界面有效起作用，增加界面的粘结力，同时能提高涂料的耐水性以及耐老化性能。同时，松香乳液可以有效提高涂料的初粘力以及内聚力，还可以提高涂料的干燥速率，不会造成因干燥速率不一致而导致涂料表层鼓泡或者开裂问题，同时其为最小粒径胶乳，可以有效填充丁苯与改性丙烯酸酯胶乳之间的缝隙，松香乳液的耐候性可以提升漆膜的整体耐候性能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种水性橡胶防水涂料，其特征在于，包括以重量份数计的如下原料组分：
羧基丁苯橡胶乳液，20-40份；
改性丙烯酸酯乳液，5-20份；
增粘乳液，1-15份；
水，1-30份；
填料，20-50份；
加工助剂，0.8-5份；
其中，所述羧基丁苯橡胶乳液的聚合物粒子的粒径、所述改性丙烯酸酯乳液的聚合物粒子的粒径和所述增粘乳液中的聚合物粒子的粒径呈梯度分布；所述羧基丁苯橡胶乳液中的聚合物粒子的平均粒径为200nm-300nm；所述改性丙烯酸酯乳液中的聚合物粒子的平均粒径为120nm-180nm；所述增粘乳液中的聚合物粒子的平均粒径为60nm-120nm；
所述改性丙烯酸酯乳液包括硅丙乳液及含有式1所示的结构的丙烯酸酯乳液中的一种或几种，
式1中，R1选自氢或C1-C2的烷基；
R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2-C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1-C2的烷基。
2.根据权利要求1所述的水性橡胶防水涂料，其特征在于，所述羧基丁苯橡胶乳液的重量份数为25-35份，所述改性丙烯酸酯乳液的重量份数为10-15份，所述增粘乳液的重量份数为5-10份。
3.根据权利要求1或2任一项所述的水性橡胶防水涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯乳液包括由甲基丙烯酸缩水甘油酯改性得到的改性丙烯酸酯乳液、由丙烯酸叔丁酯改性得到的改性丙烯酸酯乳液和由端氨基硅烷偶联剂改性得到的改性丙烯酸酯乳液中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2任一项所述的水性橡胶防水涂料，其特征在于，所述增粘乳液包括松香乳液，所述松香乳液包括松香甘油酯乳液、松香季戊四醇酯乳液、氢化松香甘油酯乳液中一种或几种。
5.根据权利要求1或2任一项所述的水性橡胶防水涂料，其特征在于，所述加工助剂以重量份数计的如下组分：
增稠剂0.1-2份，消泡剂0.1-1份，杀菌剂0.1-1份，分散剂0.5-2份。
6.根据权利要求5所述的水性橡胶防水涂料，其特征在于，所述增稠剂包括纤维素醚类、聚氨酯类、聚丙烯酸类以及疏水改性聚丙烯酸类中的一种或几种；和/或，
所述消泡剂包括聚醚类、矿物油类以及有机硅类中的一种或几种；和/或，
所述杀菌剂包括异噻唑啉酮盐、苯并咪唑类衍生物以及卡松类衍生物中的一种或几种；和/或，
所述分散剂包括聚羧酸钠类、聚羧酸氨盐类、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2任一项所述的水性橡胶防水涂料，其特征在于，所述填料包括重钙、硫酸钡、钛白粉、云母粉、滑石粉、高岭土中至少一种或几种。
8.一种水性橡胶防水涂料的制备方法，其特征在于，包括：
按照权利要求1至7任一项所述的水性橡胶防水涂料所包含的组分和组分含量提供原料；
将羧基丁苯橡胶乳液、改性丙烯酸酯乳液、增粘乳液与水混合，得到第一浆料，
将所述第一浆料与其余组分进行混合，得到水性橡胶防水涂料。
9.根据权利要求8所述的水性橡胶防水涂料的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过如下制备改性丙烯酸酯乳液：
将乳化剂、去离子水混合，得到乳化剂溶液；
将硬单体、软单体、功能性单体、改性剂和引发剂，滴加至乳化剂溶液中，在引发剂的引发温度下反应得到改性丙烯酸酯乳液；
其中，所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或多种；
所述软单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、叔碳酸乙烯酯中的一种或多种；
所述功能性单体包括丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸异冰片酯的一种或几种；
所述改性剂包括硅烷偶联剂或结构式为式2的物质，
式2中，其中，R1选自氢或C1-C2的烷基；
R2、R3和R4每次出现时有且仅有一者选自氨基和C2-C3环氧基中的一种，其余两者选自氢或C1-C2的烷基。
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