CN116426209B - 一种水性uv树脂改性丙烯酸盐防水涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑防水材料技术领域，特别涉及一种水性UV树脂改性丙烯酸盐喷膜防水涂料，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成。按重量份数计，所述A组分包括以下原料：丙烯酸盐水溶液60~100份、水性UV树脂15~45份、光敏剂0.01~0.05份；所述B组分包括以下原料：丙烯酸盐水溶液80~120份、重质碳酸钙15~30份、防沉剂0.2~2份、分散剂0.5~3份、润湿剂1~4份、消泡剂2~5份、防腐剂0.1~2份。本发明的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，通过加入水性UV树脂，喷膜时与丙烯酸盐共聚形成致密的交联结构，能够明显提高喷膜防水材料的耐化学腐蚀性能，喷膜防水材料经碱溶液或酸溶液处理后，不产生溶解和溶胀，保持了既有的强度和延伸率，保持良好的防水性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑防水材料技术领域，特别涉及一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料及其制备方法。
背景技术
丙烯酸盐喷膜防水涂料作为一种新型防水涂料，喷涂成膜后为弹性体材料，本身具备粘弹性，能够与地下混凝土结构产生较好的粘结性能、良好的防水性能，而且属于纯绿色环保防水材料，因此在建筑工程防水、防渗等领域显示出良好的应用前景，但在现有实际应用过程中，丙烯酸盐喷膜防水涂料存在本体强度低、失水后开裂失韧、耐化学品腐蚀性差等不足，不能满足喷膜防水涂料在隧道、地下工程中实际的应用需求。现有的丙烯酸盐喷膜防水涂料研究主要集中在改善喷膜强度和失水后开裂失韧问题，丙烯酸盐喷膜的耐化学品腐蚀性能一直未得到有效解决。现有丙烯酸盐喷膜在酸性条件下会发生溶解，在碱性条件下会发生溶胀并失去强度；丙烯酸盐喷膜在使用过程中，混凝土析出的碱性溶液与喷膜长时间接触，很容易引起喷膜层产生溶胀，严重影响喷膜层与保护层的粘接效果；另外由于一些岩土溶出、气体溶解的作用和影响，地下水中均不同程度地存在某些化学成分，如离子态的氯离子、硫酸根离子、氢氧根离子等；这些化学成分会对喷膜防水层产生侵蚀性腐蚀作用，使得防水层失效并产生漏水，严重影响隧道或地下工程的使用安全性。造成喷膜耐腐蚀性差的根本原因主要是喷膜分子结构的交联不致密和结构中的活性基团受到了碱溶液的侵蚀导致。
发明内容
本发明的目的在于一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料及其制备方法，克服丙烯酸盐喷膜防水材料耐腐蚀性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成；按重量份数计，所述A组分包括以下原料：丙烯酸盐水溶液60~100份、水性UV树脂15~45份、光敏剂0.01~0.05份、重质碳酸钙15~30份、防沉剂0.2~2份、分散剂0.5~3份、润湿剂1~4份、消泡剂2~5份、防腐剂0.1~2份；所述B组分包括以下原料：丙烯酸盐水溶液80~120份、重质碳酸钙15~30份、防沉剂0.2~2份、分散剂0.5~3份、润湿剂1~4份、消泡剂2~5份、防腐剂0.1~2份。
本发明的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料中，在丙烯酸盐水溶液中加入水性UV树脂，在喷涂成膜过程中，丙烯酸盐和一部分水性UV树脂产生分子间的自由基反应并交联形成致密结构；还有一部分水性UV树脂未参与瞬间反应而被包裹在水凝胶结构中，养护阶段随水分挥发逐渐迁移至涂膜表面层，在太阳光照射和光敏剂作用下，分子结构中的活性基团产生自交联反应，并与丙烯酸盐分子结构形成不同分子量的互穿网络结构，使得喷膜表层的结构更加致密，隔绝了酸碱分子对结构中活性基团的侵蚀。
优选的，上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料中，所述水性UV树脂为聚氨酯改性丙烯酸酯单体而得的两端带有不饱和键的乳液，由南雄科田化工有限公司生产。
优选的，上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料中，所述光敏剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，光引发剂1173。
优选的，上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料中，所述还原剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、三乙醇胺或硫代硫酸钠，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
优选的，上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料中，所述丙烯酸盐水溶液为丙烯酸镁水溶液、丙烯酸钙水溶液中的一种或两种，所述A组分中的丙烯酸盐水溶液的质量浓度为20~30%，B组分中的丙烯酸盐水溶液的质量浓度为40~50%。
本发明还提供一种上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将水性UV树脂、丙烯酸盐水溶液、光敏剂、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，高速分散，制得A组分；
（2）按重量份将丙烯酸盐水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，高速分散，制得B组分。
优选的，上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料制备方法中，所述高速分散的工艺参数为：搅拌速度为1500～2000r/min，搅拌时间为30～60min。
优选的，上述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的使用方法，使用时，将0.5~4份还原剂加入A组分中混合均匀，将1~4份氧化剂加入B组分中混合均匀，通过专用的高压无气喷涂设备将双组份喷涂出，两组份中各成分在喷涂到空气中发生撞击混合，瞬间形成防水膜。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，通过加入水性UV树脂，喷膜时与丙烯酸盐共聚形成致密的交联结构，能够明显提高喷膜防水材料的耐化学腐蚀性能，喷膜防水材料经碱溶液或酸溶液处理后，不产生溶解和溶胀，保持了既有的强度和延伸率，保持良好的防水性能。
2. 本发明的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，在丙烯酸盐水溶液中加入水性UV树脂，在喷涂成膜过程中，丙烯酸盐和一部分水性UV树脂产生分子间的自由基反应并交联形成致密结构；还有一部分水性UV树脂未参与瞬间反应而被包裹在水凝胶结构中，养护阶段随水分挥发逐渐迁移至涂膜表面层，在太阳光照射和光敏剂作用下，分子结构中的活性基团产生自交联反应，并与丙烯酸盐分子结构形成不同分子量的互穿网络结构，使得喷膜表层的结构更加致密，最终隔绝了酸碱分子对结构中活性基团的侵蚀。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成，按重量份数计，A组分由以下原料组成：质量浓度为30%的丙烯酸镁水溶液80份、水性UV树脂20份、光敏剂0.02份、重质碳酸钙30份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；B组分由以下原料组成：质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液100份、重质碳酸钙20份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；还原剂为3份硫酸亚铁，氧化剂为3份过硫酸铵。防沉剂为气相二氧化硅，分散剂为聚丙烯酸钠，润湿剂为非离子型表面活性剂，消泡剂为有机硅消泡剂，防腐剂为苯并异噻唑啉酮类防腐剂。光敏剂为1173光引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)，水性UV树脂由南雄科田化工有限公司生产，为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，型号为7117。
本实施例还提供一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将水性UV树脂、丙烯酸镁水溶液、光敏剂、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在2000r/min高速分散30min，制得A组分。
（2）按重量份将丙烯酸镁水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在2000r/min高速分散30min，制得B组分。
使用时，将3份硫酸亚铁加入A组分中，将3份过硫酸铵加入B组分中。
实施例2
一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成，按重量份数计，A组分由以下原料组成：质量百分比浓度为25%的丙烯酸镁水溶液70份、水性UV树脂30份、光敏剂0.03份、重质碳酸钙30份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；B组分由以下原料组成：质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液100份、重质碳酸钙20份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；还原剂为3份硫酸亚铁铵，氧化剂为3份过硫酸铵。防沉剂为气相二氧化硅，分散剂为聚丙烯酸钠，润湿剂为非离子型表面活性剂，消泡剂为有机硅消泡剂，防腐剂为苯并异噻唑啉酮类防腐剂，光敏剂为1173光引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)，水性UV树脂由南雄科田化工有限公司生产，为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，型号为7117。
本实施例还提供一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将水性UV树脂、丙烯酸镁水溶液、光敏剂、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在2000r/min高速分散30min，制得A组分。
（2）按重量份将丙烯酸镁水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在2000r/min高速分散30min，制得B组分。
使用时，将3份硫酸亚铁铵加入A组分中，将3份过硫酸铵加入B组分中。
实施例3
一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成，按重量份数计，A组分由以下原料组成：质量百分比浓度为30%的丙烯酸镁水溶液60份、水性UV树脂40份、光敏剂0.04份、重质碳酸钙30份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；B组分由以下原料组成：质量浓度为45％的丙烯酸镁水溶液100份、重质碳酸钙20份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；还原剂为3份硫代硫酸钠，氧化剂为3份过硫酸钠。防沉剂为气相二氧化硅，分散剂为聚丙烯酸钠，润湿剂为非离子型表面活性剂，消泡剂为有机硅消泡剂，防腐剂为苯并异噻唑啉酮类防腐剂。光敏剂为1173光引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)，水性UV树脂由南雄科田化工有限公司生产，为水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，型号为7117。
本实施例还提供一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将水性UV树脂、丙烯酸镁水溶液、光敏剂、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在2000r/min高速分散30min，制得A组分。
（2）按重量份将丙烯酸镁水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在2000r/min高速分散30min，制得B组分。
使用时，将3份硫代硫酸钠加入A组分中，将3份过硫酸钠加入B组分中。
对比例1
一种丙烯酸盐防水涂料，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成，按重量份数计，A组分由以下原料组成：质量百分比浓度为40%的丙烯酸镁水溶液100份、重质碳酸钙30份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；B组分由以下原料组成：质量百分比浓度为45％的丙烯酸镁水溶液100份、重质碳酸钙20份、防沉剂1份、分散剂2份、润湿剂3份、消泡剂4份、防腐剂1份；还原剂为3份硫酸亚铁，氧化剂为3份过硫酸铵。防沉剂为气相二氧化硅，分散剂为聚丙烯酸钠，润湿剂为非离子型表面活性剂，消泡剂为有机硅消泡剂，防腐剂为苯并异噻唑啉酮类防腐剂。
本对比例还提供一种丙烯酸盐防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将丙烯酸镁水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在搅拌速度为2000r/min搅拌30min进行高速分散，制得A组分；
（2）按重量份将丙烯酸镁水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂放入投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，在搅拌速度为2000r/min搅拌30min进行高速分散，制得B组分。
对比例2
本对比例的丙烯酸盐防水涂料与实施例1不同之处在于：采用1,4-丁二醇二丙烯酸酯替换水性UV树脂，其它同实施例1。
对比例3
本对比例的丙烯酸盐防水涂料与实施例1不同之处在于：采用水性丙烯酸乳液（广州荣东化工有限公司，丙烯酸乳液844A）替换水性UV树脂，其他同实施例1。
采用专用的高压无气喷涂设备将实施例1~3和对比例1~3的防水涂料喷涂成膜，然后紫外灯照射1小时，对各实施例和对比例制备的喷膜防水材料进行综合性能测试，按照GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》中的检测方法进行测试，测试结果见表1。
由表1可知，采用本发明实施例的防水涂料喷涂制备得到喷膜防水材料耐酸碱性能优异，经过酸处理或碱处理后，具有不透水性，拉伸强度保持率在80%以上，保持较好的机械强度和防水作用；同时喷膜防水材料具有较好的力学性能，拉伸强度保持在2.0MPa以上，断裂伸长率在280％以上。
表1各组喷膜防水材料性能数据
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，其特征在于，由A组分、B组分、还原剂和氧化剂组成；按重量份数计，所述A组分包括以下原料：丙烯酸盐水溶液60~100份、水性UV树脂15~45份、光敏剂0.01~0.05份、重质碳酸钙15~30份、防沉剂0.2~2份、分散剂0.5~3份、润湿剂1~4份、消泡剂2~5份、防腐剂0.1~2份；所述B组分包括以下原料：丙烯酸盐水溶液80~120份、重质碳酸钙15~30份、防沉剂0.2~2份、分散剂0.5~3份、润湿剂1~4份、消泡剂2~5份、防腐剂0.1~2份；所述水性UV树脂为聚氨酯改性丙烯酸酯单体而得的两端带有不饱和键的乳液，所述光敏剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
2.根据权利要求1所述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，其特征在于，所述还原剂为硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、三乙醇胺或硫代硫酸钠，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
3.根据权利要求1所述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料，其特征在于，所述丙烯酸盐水溶液为丙烯酸镁水溶液、丙烯酸钙水溶液中的一种或两种，所述A组分中的丙烯酸盐水溶液的质量浓度为20~30%，B组分中的丙烯酸盐水溶液的质量浓度为40~50%。
4.一种如权利要求1~3任一项所述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按重量份将水性UV树脂、丙烯酸盐水溶液、光敏剂、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，高速分散，制得A组分；
（2）按重量份将丙烯酸盐水溶液、防沉剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防腐剂投入分散缸，搅拌均匀，然后加入重质碳酸钙，高速分散，制得B组分。
5.根据权利要求4所述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料制备方法，其特征在于，所述高速分散的工艺参数为：搅拌速度为1500～2000r/min，搅拌时间为30～60min。
6.根据权利要求1~3任一项所述的水性UV树脂改性丙烯酸盐防水涂料的使用方法，其特征在于，使用时，将0.5~4份还原剂加入A组分中混合均匀，将1~4份氧化剂加入B组分中混合均匀，通过专用的高压无气喷涂设备将双组份喷涂出后，两组份中各成分在喷涂到空气中发生撞击混合，瞬间形成防水膜。
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