CN116218374A - 一种双组分反应型涂料组合物及其制备方法和在自粘卷材中的应用 - Google Patents

一种双组分反应型涂料组合物及其制备方法和在自粘卷材中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于防水涂料领域，具体涉及一种双组分反应型涂料组合物及其制备方法和在自粘卷材中的应用。该反应型组合物包括组分A和组分B：组分A包括：沥青和/或石油树脂10‑80wt％、油0‑70wt％、橡胶0‑30wt％、可水化填料10‑80wt％、不可水化填料0‑70wt％、交联剂0‑5％；组分B包括：水性聚合物乳液。组分A和组分B生成的涂膜具有良好的耐水性能，长期浸水后与建筑物基层以及自粘卷材均保持保持良好的粘接性能。

Description

一种双组分反应型涂料组合物及其制备方法和在自粘卷材中 的应用
技术领域
本发明属于防水涂料领域，更具体地，涉及一种双组分反应型涂料组合物及其制备方法和在自粘卷材中的应用。
背景技术
建筑防水行业常见的沥青涂料有非固化沥青防水涂料、单组份非反应型水性沥青防水涂料、单组份反应型沥青防水涂料、双组分反应型沥青防水涂料。非固化沥青防水涂料需要加热软化沥青从而使其具有施工性能，加热产生沥青烟气不利于施工环境，配方体系为100％油性改性沥青成分，具有优异的耐水性能；单组份非反应型水性沥青防水涂料需要水分蒸发成膜，干燥时间与环境条件有关系，并且配方中含有乳化剂，涂膜耐水性较差，吸水率偏高；单组份反应型沥青防水涂料需要水汽固化，固化速度依赖环境温湿度条件，同时涂料包装储存过程中需要严格控制温湿度，防止涂料粘度上升；双组分反应型沥青防水涂料有水性、溶剂型和无溶剂配方体系。水性双组分反应型沥青防水涂料一般固含量低于100％，同样固化过程需要水分蒸发成膜，也存在耐水性差，吸水率偏高的问题；溶剂型双组分沥青防水涂料一般含有可挥发溶剂，安全性较差，不适用于密闭空间作业；无溶剂双组分反应型沥青防水涂料具有高固含量，反应速度可控，固化成膜不依赖于环境条件，涂膜耐水性优异，常见的有环氧体系(胺或者酸酐为固化剂)和聚氨酯反应体系(异氰酸酯为固化剂)。常见的无溶剂双组分反应体系中其中一个组分为固化剂，与另外一个组分中的树脂成分反应生成聚合物固化成膜，可应用的固化体系相比可用于改性乳化沥青的乳液种类不够丰富，而用乳液改性乳化沥青的配方耐水性不够优异。因此需要开发一种可用水性乳液与油性改性沥青组合形成的双组分无溶剂沥青涂料，该涂料具有和油性改性沥青同样优异的耐水性和低吸水率，同时可以使用品种丰富的水性乳液对油性沥青组分进行改性，且水性乳液中聚合物可进一步交联以提高涂膜耐水性。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种双组分反应型涂料组合物及其制备方法和在自粘卷材中的应用，该双组分反应型涂料组合物相对于现有技术具有较低的吸水率以及较高的浸水14天后剥离力和低温柔性，且常温即可反应固化。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种双组分反应型涂料组合物，该反应型组合物包括组分A和组分B：
组分A包括：
沥青和/或石油树脂10-80wt％、油0-70wt％、橡胶0-30wt％、可水化填料10-80wt％、不可水化填料0-70wt％、交联剂0-5％；
组分B包括：
水性聚合物乳液。
本发明的反应型组合物的反应原理是：
组分A和组分B混合之后，组分A中的可水化填料与组分B中的水性聚合物乳液中的水反应生成稳定的填料成分分散在混合物中，组分B的聚合物能够与组分A均匀混合。优选情况下，当组分A含有交联剂时，可以与组分B的聚合物及水性聚合物乳液所含可交联基团进一步交联。组分A和组分B的混合固化过程是常温可进行化学反应过程，无需加热，受环境影响小，一遍施工即可达到要求的厚度。组分A和组分B生成的涂膜具有良好的耐水性能，长期浸水后与建筑物基层以及自粘卷材均保持保持良好的粘接性能。
本发明中，组分A可以是苯乙烯嵌段共聚物改性沥青配方体系、苯乙烯嵌段聚合物与石油树脂共混配方体系、丁基胶配方体系、聚氨酯弹性体配方体系、丙烯酸弹性体配方体系，或者上述配方体系的共混物，组分A中均匀分散可水化物质。组分B为水性高分子乳液体系，组分B中水可以与A组分中可水化物质反应，形成涂膜。同时A组分中含有至少一种硅烷偶联剂或者其他可交联物质，可以与组分B中聚合物交联反应，一方面提高涂膜耐水性能，一方面提高涂膜与基层粘接性能。
本发明中，组分B可通过商购或自制获得。
作为优选方案，上述的双组分反应型涂料组合物中，
组分A包括：
沥青和/或石油树脂15-50wt％、油25-55wt％、橡胶5-20wt％、可水化填料15-40wt％、不可水化填料0-30wt％、交联剂0-3％。
作为优选方案，上述的双组分反应型涂料组合物满足如下条件至少之一：
所述沥青选自10#-200#沥青中的至少一种；
所述石油树脂选自碳五石油树脂、碳九石油树脂、松香树脂和萜烯树脂中的至少一种；
所述油选自芳烃油、环烷油和石蜡油中的至少一种；
所述可水化填料选自氧化钙、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氧化镁、氧化铝和氯氧镁水泥中的至少一种；
所述水性聚合物乳液中的聚合物选自聚氨酯、丙烯酸酯和聚氨酯共聚物、硅烷改性聚氨酯、丙烯酸(酯)聚合物、苯乙烯和丙烯酸(酯)共聚物、硅烷和丙烯酸(酯)共聚物、聚醋酸乙烯酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯醇、上述乳液的共聚乳液中的至少一种。
作为优选方案，所述水性聚合物乳液还含有可交联的包括羧基、卤原子、环氧、羟基、氨基中的至少一种杂原子官能团。
作为优选方案，所述橡胶选自苯乙烯嵌段共聚物、顺丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯弹性体和上述聚合物单体共聚组成的聚合物中的至少一种。作为进一步的优选方案，所述苯乙烯嵌段共聚物选自SBS、SEBS、SIS和SBR中的至少一种。
作为优选方案，所述交联剂选自硅烷偶联剂、多异氰酸酯和聚碳化二亚胺中的至少一种。作为进一步的优选方案，所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂、卤素硅烷偶联剂和甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的至少一种。
作为优选方案，所述不可水化填料选自碳酸钙、滑石粉、硅酸钙、膨润土、黏土、白炭黑、氧化锌、钛白、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、硅灰石、硅藻土、硫酸钡、白云石粉、高岭土、石英砂和云母粉中的至少一种。
本发明的第二方面提供上述的双组分反应型涂料组合物的制备方法，制备组分A：
(1)将沥青和/或石油树脂、任选的油加热至融化，形成均匀的液态混合物；
(2)任选地加入橡胶，加热至充分溶胀，直至橡胶充分分散在步骤(1)所得混合物中，然后任选地加入不可水化填料，搅拌均匀，同时降低温度；
(3)加入可水化填料，分散均匀；
(4)任选地加入硅烷偶联剂，分散均匀，得到组分A。
作为优选方案，步骤(1)中，加热的温度为140-200℃。
作为优选方案，步骤(2)中，加热的温度为160-200℃。
作为优选方案，步骤(2)中，降低温度至60℃以下。
作为优选方案，步骤(3)中，分散时间为10分钟以上，线速度为50m/min以上。
作为优选方案，步骤(4)中，分散时间为10分钟以上，线速度为50m/min以上。
根据本发明，在一个具体的实施方式中，组分A制备方法如下：加热沥青(或者树脂或者沥青和树脂混合物)和油到140-200℃，使得混合物融化成均匀的液态混合物。然后加入橡胶成分，160-200℃加热充分溶胀，直至橡胶成分充分分散在加热沥青和油的油性混合物中，然后加入除了可水化填料的其他填料部分，搅拌均匀，同时降低温度到60℃以下，然后加入可水化填料，使用高速分散机分散10分钟以上，线速度50m/min以上，优选的150m/min以上，最优选的250m/min以上。加入可水化填料之后，为了防止提前水化，可以根据环境条件对搅拌釜采用已有技术防止水汽进入混合物。分散完成之后，将混合物冷却至室温，封装到无水容器中。
组分A和组分B分别包装，使用时候混合在一起。其中组分A的包装需要密闭包装，防止水汽进入包装导致水化物提前水化。
本发明的第三方面提供上述的双组分反应型涂料组合物在自粘卷材中的应用，将所述反应型组合物的组分A和组分B混合后形成涂膜，与自粘卷材的至少一个表面复合。
根据本发明，在一个具体的实施方式中，基于该双组分配方可以制备涂膜与自粘卷材配合使用的施工方法如下：首先将组分A和组分B按照规定比例混合均匀，然后涂刷在建筑基层上，厚度0.5mm以上，优选的1.5mm以上，然后可以直接粘接自粘卷材在涂膜上。涂膜内水化反应不受到环境条件影响，在铺贴自粘防水卷材之前不需要等待涂膜完全固化，施工灵活。同时涂膜表面没有类似聚氨酯成膜之后的界面层，涂膜与自粘卷材之间的粘接良好。
本发明的有益效果：
本发明的双组分反应型涂料组合物具有100％固含量，常温即可反应固化，其中组分A中可水化物可与组分B中水反应，组分A中交联剂也可以与组分B聚合物进行交联反应。形成的涂膜具有优异的长期耐水性能，满足应用要求的低温性能和耐热性能。实施例中与自粘改性沥青防水卷材复合使用，与混凝土基层表现出良好的粘接性能，并且浸水2周后粘接性能没有衰减的趋势。
本发明的其他特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明实施例中，各组份均通过商购获得。
本发明实施例中，组分A制备方法如下：加热沥青(或者树脂或者沥青和树脂混合物)和油到140-200℃，使得混合物融化成均匀的液态混合物。然后加入橡胶成分，160-200℃加热充分溶胀，直至橡胶成分充分分散在加热沥青和油的油性混合物中，然后加入除了可水化填料的其他填料部分，搅拌均匀，同时降低温度到60℃以下，然后加入可水化填料，使用高速分散机分散10分钟以上，线速度200m/min。
组分A配方如表1所示：
表1
Figure BDA0003999244900000061
Figure BDA0003999244900000071
组分A的配方A-1～A-3含有C9石油树脂、芳烃油、线性SIS、星型SBS和SBR胶粉，水化物分别为氧化铝、硅酸盐水泥、氧化钙。配方A-4～A-6含有沥青、线性SIS、星型SBS和SBR胶粉，水化物为氧化钙，A-4含有芳烃油，A-5含有环烷油，A-6含有芳烃油和石蜡油。
组分B配方如表2所示：
表2
组分B原料 配方B-1 配方B-2 配方B-3
58％丁苯乳液 100％ \ \
54％醋酸乙烯乳液 \ 100％ \
52％丙烯酸酯乳液 \ \ 100％
组分B的配方B-1～B-3分别含有100％的丁苯乳液、醋酸乙烯乳液、丙烯酸乳液。
各实施例配方如表3所示：
表3
Figure BDA0003999244900000081
测试样品制备：
1、混合A、B组分，充分混合均匀，在粘度上升到不能操作之前进行涂刷。
2、在混凝土基层上涂刷1.5mm，然后粘贴自粘改性沥青防水卷材。在23℃、50％RH条件下养护3天。
3、测试自粘卷材/双组分涂膜复合体系与混凝土基层的180°剥离力，和上述试件浸水14天之后的剥离力。剥离测试速度：100mm/min。
4、低温柔性和耐热性的测试方法按照JC/T 2428-2017中7.8和7.9要求进行。
测试结果如表4所示：
表4
Figure BDA0003999244900000082
/>
Figure BDA0003999244900000091
由上述组分A和组分B组合的配方组合1-10均满足且超过应用要求的标准，具体包括开放时间(≥15min)、吸水率(≤2.5％)粘接性能(≥0.8N/mm)、低温柔性(≤-25℃)和耐热性能(≥70℃)。其中采用沥青和芳烃油的配方A-4得到最好的耐热性能，因为同样比例的沥青比C9树脂具有更好的高低温性能的平衡；其中采用沥青和环烷油的配方A-5具有最差的耐热性能，主要是因为环烷油的耐热性能比芳烃油略差。对比例1为市售普通水性沥青涂料，吸水率高，长期浸水后与水泥基基层粘接不良。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种双组分反应型涂料组合物，其特征在于，该反应型组合物包括组分A和组分B：
组分A包括：
沥青和/或石油树脂10-80wt％、油0-70wt％、橡胶0-30wt％、可水化填料10-80wt％、不可水化填料0-70wt％、交联剂0-5％；
组分B包括：
水性聚合物乳液。
2.根据权利要求1所述的双组分反应型涂料组合物，其中，
组分A包括：
沥青和/或石油树脂15-50wt％、油25-55wt％、橡胶5-20wt％、可水化填料15-40wt％、不可水化填料0-30wt％、交联剂0-3％。
3.根据权利要求1或2所述的双组分反应型涂料组合物，其中，满足如下条件至少之一：
所述沥青选自10#-200#沥青中的至少一种；
所述石油树脂选自碳五石油树脂、碳九石油树脂、松香树脂和萜烯树脂中的至少一种；
所述油选自芳烃油、环烷油和石蜡油中的至少一种；
所述可水化填料选自氧化钙、硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、氧化镁、氧化铝和氯氧镁水泥中的至少一种；
所述水性聚合物乳液中的聚合物选自聚氨酯、丙烯酸酯和聚氨酯共聚物、硅烷改性聚氨酯、丙烯酸(酯)聚合物、苯乙烯和丙烯酸(酯)共聚物、硅烷和丙烯酸(酯)共聚物、聚醋酸乙烯酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯醇、上述乳液的共聚乳液中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的双组分反应型涂料组合物，其中，
所述水性聚合物乳液还含有可交联的包括羧基、卤原子、环氧、羟基、氨基中的至少一种杂原子官能团。
5.根据权利要求1或2所述的双组分反应型涂料组合物，其中，
所述橡胶选自苯乙烯嵌段共聚物、顺丁橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯弹性体和上述聚合物单体共聚组成的聚合物中的至少一种；
所述交联剂选自硅烷偶联剂、多异氰酸酯和聚碳化二亚胺中的至少一种；
所述不可水化填料选自碳酸钙、滑石粉、硅酸钙、膨润土、黏土、白炭黑、氧化锌、钛白、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、硅灰石、硅藻土、硫酸钡、白云石粉、高岭土、石英砂和云母粉中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的双组分反应型涂料组合物，其中，
所述苯乙烯嵌段共聚物选自SBS、SEBS、SIS和SBR中的至少一种；
所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂、卤素硅烷偶联剂和甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的至少一种。
7.权利要求1-6中任意一项所述的双组分反应型涂料组合物的制备方法，其特征在于：
制备组分A：
(1)将沥青和/或石油树脂、任选的油加热至融化，形成均匀的液态混合物；
(2)任选地加入橡胶，加热至充分溶胀，直至橡胶充分分散在步骤(1)所得混合物中，然后任选地加入不可水化填料，搅拌均匀，同时降低温度；
(3)加入可水化填料，分散均匀；
(4)任选地加入硅烷偶联剂，分散均匀，得到组分A。
8.根据权利要求7所述的双组分反应型涂料组合物的制备方法，其中，
步骤(1)中，加热的温度为140-200℃；
步骤(2)中，加热的温度为160-200℃；
步骤(2)中，降低温度至60℃以下；
步骤(3)中，分散时间为10分钟以上，线速度为50m/min以上；
步骤(4)中，分散时间为10分钟以上，线速度为50m/min以上。
9.权利要求1-6中任意一项所述的双组分反应型涂料组合物在自粘卷材中的应用，其特征在于，将所述反应型组合物的组分A和组分B混合后形成涂膜，与自粘卷材的至少一个表面复合。
10.根据权利要求9所述的双组分反应型涂料组合物在自粘卷材中的应用，其中，涂膜的厚度≥0.5mm。
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