CN116004073B - 一种聚合物水泥防水涂料 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及防水涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种聚合物水泥防水涂料。一种聚合物水泥防水涂料，包含液料和粉料；以重量份计，液料包含改性丙烯酸酯乳液100份；以重量份计，粉料包含硅酸盐水泥35‑60份、填料10‑25份、单宁酸2‑15份；改性丙烯酸酯乳液由丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、端烯基环氧树脂按照质量比10:（20‑30）:（5‑15）反应制得。本申请的聚合物水泥防水涂料具有耐水性能好的优点。
Description
技术领域
本申请涉及防水涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种聚合物水泥防水涂料。
背景技术
聚合物水泥防水涂料，又称JS复合防水涂料，是一种由液料和粉料两大部分组成的双组分防水涂料。其中，液料的主要成分是乳液和助剂，粉料的主要成分是水泥和填料。
聚合物水泥防水涂料在防水和环保方面具有明显的优势。但是，众所周知，水性防水涂料普遍存在吸水率大、耐水性较差的问题，在长期浸水后水性防水涂料会出现防水性能严重衰减的现象。例如，将JS复合防水涂料应用于游泳池、景观池等长期浸水环境中会出现起泡等现象，其防水性能将大打折扣，限制了JS复合防水涂料的应用。因此，亟需提高聚合物水泥防水涂料的耐水性能。
发明内容
为了解决聚合物水泥防水涂料耐水性能不佳的问题，本申请提供一种聚合物水泥防水涂料。
第一方面，本申请提供一种聚合物水泥防水涂料，采用如下的技术方案：
一种聚合物水泥防水涂料，包含液料和粉料；
以重量份计，所述液料包含改性丙烯酸酯乳液100份；
以重量份计，所述粉料包含硅酸盐水泥35-60份、填料10-25份、单宁酸2-15份；
所述改性丙烯酸酯乳液由丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、含烯基环氧树脂按照质量比10:(20-30):(5-15)反应制得。
通过采用上述技术方案，液料中的改性丙烯酸酯乳液由丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和含烯基环氧树脂反应制得，向丙烯酸酯大分子链上引入环氧基等活性基团。将粉料与液料混合后，水泥遇水开始水化，粉料中的单宁酸能够与水泥水化产物螯合，能够与无机填料上的活性基团交联，还能够与改性丙烯酸酯乳液上的环氧基等活性基团反应交联，一方面使得改性丙烯酸酯乳液、水泥水化产物以及填料之间结合得更加紧密，另一方面提高了聚合物乳液的交联程度，粉料与液料相互配合，随着水分和挥发和水泥水化反应的进行，逐渐形成了交联程度高、致密的防水膜层，从而提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
优选的，所述丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、含烯基环氧树脂的质量比为10:(20-30):(8-12)。
优选的，所述单宁酸的重量份为5-10份。
优选的，所述粉料中还包含2-5份柠檬酸。
通过采用上述技术方案，柠檬酸也能与水泥水化产物螯合，并且含有较多的活性基团，将柠檬酸加入粉料中，能够与单宁酸互相配合，使得改性丙烯酸酯乳液、水泥水化产物以及填料之间结合得更加紧密，进一步提高了聚合物乳液的交联程度，得到致密度更高，防水性能更好的防水膜层，进一步提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
优选的，所述粉料中还包含2-7重量份的硅烷偶联剂微胶囊；所述硅烷偶联剂微胶囊以端氨基硅烷偶联剂为芯材，以亲水性高分子材料为壁材。
通过采用上述技术方案，在端氨基硅烷偶联剂外包覆亲水性壁材，制得硅烷偶联剂微胶囊，再将硅烷偶联剂微胶囊加入粉料中，使用聚合物水泥防水涂料时，将粉料与液料混合，硅烷偶联剂微胶囊表面的亲水性壁材在水的作用下溶解，释放端氨基硅烷偶联剂，端氨基硅烷偶联剂能够进一步提高改性丙烯酸酯乳液、水泥水化产物以及填料之间结合的紧密程度，进一步提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
若直接将硅烷偶联剂加入液料中，硅烷偶联剂在料液中会水解缩合，破坏改性丙烯酸酯乳液的稳定性。而本申请用壁材保护端氨基硅烷偶联剂，在储存期间将其与周围的环境隔开，并将其加入粉料中，避免储存期间硅烷偶联剂对防水涂料中其他组分产生影响，提高了聚合物水泥防水涂料的贮藏稳定性。
优选的，所述亲水性高分子材料为海藻酸钠、聚乙烯醇、辛烯基琥珀酸淀粉钠中的一种或多种。
优选的，所述亲水性高分子材料由海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠按照质量比为1:(2-6)复配而成。
通过采用上述技术方案，辛烯基琥珀酸淀粉钠和海藻酸钠具有良好的成膜性，且辛烯基琥珀酸淀粉钠具有良好的乳化性能，因此在制备微胶囊的过程中不需要额外添加小分子乳化剂，避免小分子乳化剂在聚合物水泥防水涂料成膜过程中迁移和富集到基材的界面，影响防水膜层的耐水性能。
优选的，所述海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比为1:(3-5)。
优选的，所述填料为重质碳酸钙粉、石英粉、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、端烯基环氧树脂反应制得改性丙烯酸酯乳液，将改性丙烯酸酯乳液作为聚合物水泥防水涂料的液料；聚合物水泥防水涂料的粉料中包含水泥、填料和单宁酸。将粉料与液料混合后，水泥遇水开始水化，粉料中的单宁酸能够与水泥水化产物螯合，能够与无机填料上的活性基团交联，还能够与改性丙烯酸酯乳液上的环氧基等活性基团反应交联，一方面使得改性丙烯酸酯乳液、水泥水化产物以及填料之间结合得更加紧密，另一方面提高了聚合物乳液的交联程度，粉料与液料相互配合，随着水分和挥发和水泥水化反应的进行，逐渐形成了交联程度高、致密的防水膜层，从而提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
2、本申请聚合物水泥防水涂料的粉料中还包括硅烷偶联剂微胶囊，将粉料与液料混合，硅烷偶联剂微胶囊表面的亲水性壁材在水的作用下溶解，释放端氨基硅烷偶联剂，端氨基硅烷偶联剂能够进一步提高改性丙烯酸酯乳液、水泥水化产物以及填料之间结合的紧密程度，进一步提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请做进一步详细说明。
若无特殊说明，以下实施例以及对比例中所用的原料规格详见表1。
表1.原料规格信息
| 原料 | 规格 |
| 硅酸盐水泥 | 型号：PO42.5 |
| 消泡剂 | 型号：P801 |
| 减水剂 | 型号：：PC-1030 |
含烯基环氧树脂的制备例
制备例A
含烯基环氧树脂，按照如下步骤制得：
将4kg环氧氯丙烷、1.6kg4,4-二烯丙基双酚A和60g四甲基溴化铵混合，通入氮气保护，在95℃下反应2h，降温至85℃，在1h内滴完800g的50％氢氧化钠水溶液，保温1h，减压蒸除环氧氯丙烷，加入2kg甲苯和1kg的5％氢氧化钠水溶液，85℃下反应2h，加入1kg甲苯，用去离子水水洗3遍使得pH值为7，蒸除甲苯，得到含烯基环氧树脂。
改性丙烯酸酯乳液的制备例
制备例1
改性丙烯酸酯乳液，按照如下步骤制得：
将0.07kg十二烷基酚聚氧乙烯醚加入8L去离子水中，搅拌均匀后升温至50℃，依次加入丙烯酸甲酯1kg、丙烯酸甲酯2kg、制备例A制得的含烯基环氧树脂0.5kg，600r/min下搅拌1h，得到预乳化液；
将0.02kg的过硫酸钾溶于0.5L去离子水中，得到引发剂溶液，将0.03十二烷基酚聚氧乙烯醚、0.02kg碳酸氢钠和1L去离子水混合，600r/min下搅拌30min，升温至75℃，在15min内滴加1/10的预乳化液和1/3引发剂溶液，保温反应20min，再将剩余的预乳化液和引发剂溶液在3h内滴加完毕，保温反应30min后升温至80℃熟化2h，降温至25℃，得到改性丙烯酸酯乳液。
制备例2
改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的区别点在于，丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和端烯基环氧树脂的质量比不同(三者的总质量为3.5kg)，本制备例中丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、端烯基环氧树脂的质量比为10:30:15。
制备例3
改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的区别点在于，丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和端烯基环氧树脂的质量比不同(三者的总质量为3.5kg)，本制备例中丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、端烯基环氧树脂的质量比为10:25:8。
制备例4
改性丙烯酸酯乳液，与制备例1的区别点在于，丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和端烯基环氧树脂的质量比不同(三者的总质量为3.5kg)，本制备例中丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、端烯基环氧树脂的质量比为10:25:12。
改性丙烯酸酯乳液的制备对比例
制备对比例1
与制备例1的区别点在于，本制备例中不包扩含烯基环氧树脂，且丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的质量比为1:2(两者的总质量为3.5kg)。
硅烷偶联剂微胶囊的制备例
制备例a
硅烷偶联剂微胶囊，按照如下步骤制得：
将1kg海藻酸钠和2kg辛烯基琥珀酸淀粉钠溶解于5L水中，得到壁材溶液，向壁材溶液中加入2kgγ-氨丙基三乙氧基硅烷，以3000r/min的转速高速分散5min形成乳化液，用喷雾干燥机将乳化液进行干燥，得到硅烷偶联剂微胶囊。
制备例b
硅烷偶联剂微胶囊，与制备例a的区别点在于，本制备例中海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比不同(两者总质量为3kg)，本制备例中藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比为1:6。
制备例c
硅烷偶联剂微胶囊，与制备例a的区别点在于，本制备例中海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比不同(两者总质量为3kg)，本制备例中藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比为1:3。
制备例d
硅烷偶联剂微胶囊，与制备例a的区别点在于，本制备例中海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比不同(两者总质量为3kg)，本制备例中藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比为1:5。
实施例
实施例1
一种聚合物水泥防水涂料，其配方如下：
液料：制备例1制得的改性丙烯酸酯乳液10kg
粉料：硅酸盐水泥3.5kg、填料重质碳酸钙粉1kg、单宁酸0.2kg、消泡剂0.1kg、减水剂0.1kg、分散剂六偏磷酸钠0.05kg。
实施例2
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，改性丙烯酸酯乳液的来源不同，本实施例选择制备例2制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例3
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，改性丙烯酸酯乳液的来源不同，本实施例选择制备例3制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例4
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，改性丙烯酸酯乳液的来源不同，本实施例选择制备例4制得的改性丙烯酸酯乳液。
实施例5-7
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，粉料的组成不同，具体组成如下表2所示：
表2.粉料的组成
实施例8
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.2kg柠檬酸。
实施例9
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.5kg柠檬酸。
实施例10
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.2kg制备例a制得的硅烷偶联剂微胶囊。
实施例11
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.7kg制备例a制得的硅烷偶联剂微胶囊。
实施例12
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.2kg制备例b制得的硅烷偶联剂微胶囊。
实施例13
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.2kg制备例c制得的硅烷偶联剂微胶囊。
实施例14
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本实施例的粉料中新增0.2kg制备例d制得的硅烷偶联剂微胶囊。
实施例15
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，填料的选择不同，本实施例将重质碳酸钙粉等质量更换为滑石粉。
对比例
对比例1
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，改性丙烯酸酯乳液的来源不同，本对比例选择制备对比例1制得的改性丙烯酸酯乳液。
对比例2
一种聚合物水泥防水涂料，与实施例1的区别点在于，本对比例中不含单宁酸。
检测方法
将实施例1-15和对比例1-2制得的聚合物水泥防水涂料的液料与粉料按质量比1.2:1混合后搅拌5min，分三次涂覆于自制的模具中，须等前道涂覆实干后方可进行后道涂覆，两道涂覆之间间隔12小时，使最终试样的厚度达到1.5±0.2mm。最后一道涂覆刮平后，将涂膜在标准条件下养护96h后脱模。将脱模后的试样翻面置于40±2℃的烘箱中养护48h，将试样取出置于干燥器中冷却至室温。
将试样冲切成80×40mm的方块称重为M1，再浸入25℃的去离子水中，浸泡7d后用滤纸吸干表面的水分再称重为M2，吸水率＝(M2-M1)/M1。以此表征聚合物水泥防水涂料的耐水性能，7d吸水率越低，表明其耐水性能越好，具体检测结果如下表3所示：
表3.聚合物水泥防水涂料的性能测试
由表3可知，由本申请实施例聚合物水泥防水涂料制得的试样的7d吸水率均＜8％，吸水率较低，表明本申请实施例聚合物水泥防水涂料的耐水性能较好。
结合实施例1和对比例1并结合表3可以看出，实施例1的吸水率远低于对比例1，这可能是因为：实施例1选择制备例1制得的改性丙烯酸酯乳液，制备例1制得的改性丙烯酸酯乳液的原料中包括含烯基环氧树脂，含烯基环氧树脂向丙烯酸酯大分子链上引入环氧基等活性基团。改性丙烯酸酯乳液上的环氧基等活性基团能够与单宁酸反应交联，提高了防水膜层的交联程度和致密度，从而提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
结合实施例1和对比例2并结合表3可以看出，实施例1的吸水率远低于对比例2，这可能是因为：实施例1的粉料中包含单宁酸，单宁酸能够与水泥水化产物螯合，能够与无机填料上的活性基团交联，还能够与改性丙烯酸酯乳液上的环氧基等活性基团反应交联，一方面使得改性丙烯酸酯乳液、水泥水化产物以及填料之间结合得更加紧密，另一方面提高了聚合物乳液的交联程度，粉料与液料相互配合，随着水分和挥发和水泥水化反应的进行，逐渐形成了交联程度高、致密的防水膜层，从而提高了聚合物水泥防水涂料耐水性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于：包含液料和粉料；
以重量份计，所述液料包含改性丙烯酸酯乳液100份；
以重量份计，所述粉料包含硅酸盐水泥35-60份、填料10-25份、单宁酸2-15份；
所述改性丙烯酸酯乳液由丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、含烯基环氧树脂按照质量比10:（20-30）:（5-15）反应制得；
所述粉料中还包含2-7重量份的硅烷偶联剂微胶囊；所述硅烷偶联剂微胶囊以端氨基硅烷偶联剂为芯材，以亲水性高分子材料为壁材；
所述亲水性高分子材料由海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠按照质量比为1:（2-6）复配而成。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、含烯基环氧树脂的质量比为10:（20-30）:（8-12）。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述单宁酸的重量份为5-10份。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述粉料中还包含2-5份柠檬酸。
5.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述海藻酸钠和辛烯基琥珀酸淀粉钠的质量比为1:（3-5）。
6.根据权利要求1所述的一种聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述填料为重质碳酸钙粉、石英粉、滑石粉、云母粉中的一种或多种。
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