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耐温变双组分水性防水涂料组合物、耐温变双组分水性防水涂料及其制备方法和应用与流程

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

耐温变双组分水性防水涂料组合物、耐温变双组分水性防水涂料及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及建筑防水涂料领域,具体地,涉及耐温变双组分水性防水涂料组合物、耐温变双组分水性防水涂料及其制备方法和应用。


背景技术:

2.目前,常用的建筑水性防水涂料主要是丙烯酸酯或乙烯

醋酸乙烯酯乳液,再配合水泥、填料等组成聚合物水泥防水涂料(简称js防水涂料)。该涂料具有良好的防水性能和粘结性能,并且绿色环保,性价比高,常用于建筑物室内家装防水,特别是厨卫、阳台等部位。
3.但是常规js防水涂料耐热性、耐老化性能较差,特别是阳台部位,长时间受太阳光照射,防水涂料防水和粘结性能衰减速度较快,容易造成涂料起鼓,与基材粘结不牢,进而影响瓷砖铺贴,甚至存在掉砖风险。
4.cn106085040a公开了一种建筑外墙用高性能双组份聚醋酸乙烯酯聚合物水泥基防水涂料及其制备方法。该防水涂料由液料a和粉料b按照质量比为1.2

1.6:1的比例组合而成,所述的液料a由聚醋酸乙烯酯乳液、液体丁腈橡胶、异辛酸锌、n

油酰基

n

甲基牛磺酸钠、甲基异噻唑啉酮、羧甲基菊粉钠等原料制成;所述的粉料b由中热硅酸盐水泥、中空二氧化硅纳米球、胶粉聚苯颗粒、膨胀矿渣、纳米硅酸锆等原料制成。该防水涂料虽然具有优异的耐温性和耐老化性,但是其液料的制备过程比较复杂,生产效率较低。
5.基于此,有必要提供一种新的建筑水性防水涂料。


技术实现要素:

6.本发明的目的是在保证耐温变性和耐老化性能的前提下,克服现有建筑水性防水涂料存在的制备工艺复杂的缺陷。
7.为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种耐温变双组分水性防水涂料组合物,该组合物中含有组分a和组分b,所述组分a中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分:复配乳液、分散剂、消泡剂、防腐剂、水;所述组分b中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分:水泥、快硬剂、石英砂、石英粉、减水剂、纤维素醚;
8.以所述组分a的总重量为基准,所述复配乳液的含量为70

90wt%,所述分散剂的含量为0.1

0.5wt%,所述消泡剂的含量为0.1

0.5wt%,所述防腐剂的含量为0.05

0.50wt%,所述水的含量为9

29wt%;
9.以所述组分b的总重量为基准,所述水泥的含量为40

60wt%,所述快硬剂的含量为1

10wt%,所述石英砂的含量为10

30wt%,所述石英粉的含量为15

30wt%,所述减水剂的含量为0.01

0.50wt%,所述纤维素醚的含量为0.01

0.20wt%;
10.在所述组合物中,所述组分a和所述组分b的含量重量比为1:1.0

2.0;
11.所述复配乳液为含量重量比为1:3.5

8.0的羧基丁腈胶乳与丙烯酸乳液的组合。
12.本发明的第二方面提供一种制备耐温变双组分水性防水涂料的方法,该方法包括,分别采用权利要求1

5中任意一项所述的组合物中的组分a和组分b中的各组分制备混合物a和混合物b,并将制备得到的混合物a和混合物b进行混合:
13.制备所述混合物a的方法包括:
14.(1)将羧基丁腈胶乳、丙烯酸乳液进行第一混合,得到混合物i;
15.(2)将所述混合物i与组分a进行第二混合,得到混合物a;所述组分a中含有分散剂、消泡剂、防腐剂、水;
16.制备所述混合物b的方法包括:
17.(i)将组分b中的各组分进行第三混合,得到混合物b;
18.其中,所述混合物a与所述混合物b的含量重量比为1:1.0

2.0,所述羧基丁腈胶乳与所述丙烯酸乳液的含量重量比为1:3.5

8.0。
19.本发明的第三方面提供一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的耐温变双组分水性防水涂料。
20.本发明的第四方面提供一种前述第三方面所述的耐温变双组分水性防水涂料在建筑防水施工中的应用。
21.本发明采用组分a和组分b的含量重量比为1:1.0

2.0的双组分,同时要求,组分a中的复配乳液为含量重量比为1:3.5

8.0的羧基丁腈胶乳与丙烯酸乳液的组合,并通过与一定重量配比的分散剂、消泡剂、防腐剂、水泥等协同复配,提供了具有良好加工性能的组合物。采用本发明的组合物制备得到的防水涂料,具有极佳的耐温变性、耐老化性,同时,还具有良好的粘结强度和耐水性。
22.本发明提供的制备耐温变双组分水性防水涂料的方法具有简单易操作的优点。
具体实施方式
23.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具有优势。
24.需要说明的是,在本发明中,所述防水涂料组合物中作为组分的水的含量不包括所述丙烯酸乳液中可能含有的水。
25.需要说明的是,本发明中的复配乳液的含量重量比是以羧基丁腈胶乳和丙烯酸乳液整个体系计。
26.如前所述,本发明的第一方面提供了一种耐温变双组分水性防水涂料组合物,该组合物中含有组分a和组分b,所述组分a中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分:复配乳液、分散剂、消泡剂、防腐剂、水;所述组分b中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分:水泥、快硬剂、石英砂、石英粉、减水剂、纤维素醚;
27.以所述组分a的总重量为基准,所述复配乳液的含量为70

90wt%,所述分散剂的含量为0.1

0.5wt%,所述消泡剂的含量为0.1

0.5wt%,所述防腐剂的含量为0.05

0.50wt%,所述水的含量为9

29wt%;
28.以所述组分b的总重量为基准,所述水泥的含量为40

60wt%,所述快硬剂的含量
为1

10wt%,所述石英砂的含量为10

30wt%,所述石英粉的含量为15

30wt%,所述减水剂的含量为0.01

0.50wt%,所述纤维素醚的含量为0.01

0.20wt%;
29.在所述组合物中,所述组分a和所述组分b的含量重量比为1:1.0

2.0;
30.所述复配乳液为含量重量比为1:3.5

8.0的羧基丁腈胶乳与丙烯酸乳液的组合。
31.优选地,所述羧基丁腈胶乳的固含量为40

50wt%,平均粒径为150nm

250nm,玻璃化温度为

18℃至

30℃。
32.优选地,所述羧基丁腈胶乳中结合丙烯腈含量为26

35wt%,羧基的含量为2.0

5.0wt%。本发明人发现,该优选情况下,获得的防水涂料具有更好的耐温变性和更好的耐老化性。
33.优选情况下,所述丙烯酸乳液选自苯丙乳液、纯丙乳液中的至少一种。更加优选地,所述丙烯酸乳液的固含量为48

58wt%。
34.优选地,所述分散剂选自聚丙烯酸盐、聚磷酸盐、聚羧酸盐中的至少一种。更加优选地,所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸铵盐中的至少一种。
35.优选地,所述消泡剂选自磷酸酯类、聚醚类、有机硅类中的至少一种。更加优选地,所述消泡剂选自磷酸三叔丁酯、聚硅氧烷中的至少一种。
36.优选情况下,所述防腐剂选自1,2

苯并异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮、甲基氯异噻唑啉酮中的至少一种。
37.优选地,所述水泥为硅酸盐水泥、高铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的至少一种。示例性地,所述硅酸盐水泥可以为p
·
o42.5r水泥。
38.根据一种优选的实施方式,所述快硬剂为含量重量比为1:5

10:0.5

4.0的非晶质铝酸钙、纳米活性碳酸钙和石膏的组合。本发明的发明人发现,该优选实施方式下,获得的防水涂料具有更好的粘结强度。
39.需要说明的是,本发明对所述非晶质铝酸钙、所述纳米活性碳酸钙和所述石膏的种类没有特别的限制,本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。示例性地,所述非晶质铝酸钙可以为用高温烧结法所合成的七铝酸十二钙,所述纳米活性碳酸钙可以为湿法表面处理工艺所合成的碳酸钙,所述石膏可以为半水石膏,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
40.优选地,所述石英砂的平均粒径为100μm

220μm。
41.优选地,所述石英粉的平均粒径为50μm

60μm。
42.优选情况下,所述减水剂选自萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。更加优选地,所述减水剂选自马来酸酐聚合物、三聚氰胺甲醛缩合物、萘系磺酸盐甲醛缩合物中的至少一种。示例性地,所述减水剂可以为540p聚羧酸减水剂。
43.根据另一种优选的实施方式,所述纤维素醚选自羟丙基甲基纤维素醚、羟甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚中的至少一种。
44.本发明对制备前述耐温变双组分水性防水涂料的方法没有特别的限制,本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。但是,为了获得耐温变性、耐老化性和耐水性更好的耐温变双组分水性防水涂料,本发明提供一种优选的具体实施方式。如前所述,本发明的第二方面提供了一种制备耐温变双组分水性防水涂料的方法,该方法包括,分别采用前述第一方面中所述的组合物中的组分a和组分b中的各组分制备混合物a和混合物
b,并将制备得到的混合物a和混合物b进行混合:
45.制备所述混合物a的方法包括:
46.(1)将羧基丁腈胶乳、丙烯酸乳液进行第一混合,得到混合物i;
47.(2)将所述混合物i与组分a进行第二混合,得到混合物a;所述组分a中含有分散剂、消泡剂、防腐剂、水;
48.制备所述混合物b的方法包括:
49.(i)将组分b中的各组分进行第三混合,得到混合物b;
50.其中,所述混合物a与所述混合物b的用量重量比为1:1.0

2.0,所述羧基丁腈胶乳与所述丙烯酸乳液的含量重量比为1:3.5

8.0。
51.需要说明的是,本发明中对所述快硬剂的制备方法没有特别的限制,本领域技术人员可以根据本领域内已知的技术手段进行选择。本发明中示例性地提供一种优选的具体实施方式,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
52.根据一种优选的具体实施方式,所述快硬剂的制备方法包括:将所述非晶质铝酸钙、所述纳米活性碳酸钙和所述石膏进行混合i;所述混合i的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为200

500rpm,温度为20

40℃,时间为15

20min。
53.本发明的第二方面涉及的各个组分的用量、种类与本发明的第一方面所述的相应组分的含量、种类相同,在此不再赘述,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
54.优选地,在制备所述混合物a的方法中,在步骤(1)中,所述第一混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为400

600rpm,温度为5

35℃,时间为10

15min。
55.优选地,在制备所述混合物a的方法中,在步骤(2)中,所述第二混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为150

600rpm,温度为5

35℃,时间为15

20min。
56.根据一种优选的实施方式,在制备所述混合物b的方法中,在步骤(i)中,所述第三混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为10

20rpm,温度为5

35℃,时间为15

20min。
57.根据另一种优选的实施方式,将所述混合物a和所述混合物b进行混合的条件至少满足:在搅拌下进行,且搅拌的转速为600

1000rpm,温度为5

35℃,时间为5

10min。
58.如前所述,本发明的第三方面提供了一种由前述第二方面中所述的方法制备得到的耐温变双组分水性防水涂料。
59.如前所述,本发明的第四方面提供了一种前述第三方面所述的耐温变双组分水性防水涂料在建筑防水中的应用。
60.以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实施例中,在没有特别说明的情况下,使用的各种原料均为市售品。
61.需要说明的是,本发明中的室温为25
±
2℃。
62.组分a
63.羧基丁腈胶乳i:牌号qd

1001,固含量为44wt%,平均粒径为190nm,玻璃化温度为

25℃,结合丙烯腈含量为28wt%,羧基的含量为3.0wt%,购自淄博齐翔腾达化工股份有限公司。
64.羧基丁腈胶乳ⅱ:牌号ld

102,固含量为45wt%,平均粒径为200nm,玻璃化温度为

16℃,结合丙烯腈含量为30wt%,羧基的含量为2.6wt%,购自广州隆渡贸易有限公司。
65.丙烯酸乳液:苯丙乳液,牌号rs

300s,固含量为57wt%,购自佛山市巴德富实业有限公司。
66.复配乳液i:羧基丁腈胶乳i与丙烯酸乳液的含量重量比为1:6.5。
67.复配乳液ii:羧基丁腈胶乳i与丙烯酸乳液的含量重量比为1:4.7。
68.复配乳液iii:羧基丁腈胶乳i与丙烯酸乳液的含量重量比为1:7.8。
69.复配乳液iv:羧基丁腈胶乳ii与丙烯酸乳液的含量重量比为1:6.5。
70.复配乳液v:羧基丁腈胶乳i与丙烯酸乳液的含量重量比为1:3.0。
71.分散剂i:
72.聚丙烯酸钠盐:牌号sn

5040,购自日本圣诺普科公司。
73.消泡剂i:
74.有机硅消泡剂:牌号byk

022,购自毕克助剂(上海)有限公司。
75.防腐剂:
76.防腐剂i:1,2

苯并异噻唑啉酮,牌号bit20n,购自朗盛化学有限公司。
77.防腐剂ii:含量重量比为1:3的甲基异噻唑啉酮和甲基氯异噻唑啉酮,牌号mergalk9n,购自上海特洛伊化学品有限公司。
78.水:去离子水。
79.组分b
80.水泥:硅酸盐水泥:p
·
o42.5r水泥,购自佛山海螺水泥有限责任公司。
81.快硬剂:
82.非晶质铝酸钙:七铝酸十二钙,牌号denka beform,购自日本电气化学公司。
83.纳米活性碳酸钙:碳酸钙,牌号ccr

800,购自江西省白瑞碳酸钙有限公司。
84.石膏:半水石膏,牌号p02,购自东莞市永光石膏有限公司。
85.快硬剂i:非晶质铝酸钙、纳米活性碳酸钙和石膏含量重量比为1:8:1.0。
86.快硬剂ii:非晶质铝酸钙、纳米活性碳酸钙和石膏含量重量比为1:4:1.5。
87.石英砂i:平均粒径为220μm,购自河源万川石英发展有限公司。
88.石英粉i:平均粒径为50μm,购自河源万川石英发展有限公司。
89.减水剂:
90.减水剂i:萘系减水剂,牌号fdn

c,购自上海云哲新材料科技有限公司。
91.减水剂ii:聚羧酸减水剂,牌号540p,购自西卡中国有限公司。
92.纤维素醚i:
93.羟丙基甲基纤维素醚:牌号lh20m,购自北方天普纤维素有限公司。
94.实施例1
95.本实施例用于说明本发明所述的耐温变双组分水性防水涂料组合物按照表1中的配方和工艺参数,并按如下所述的方法制备耐温变双组分水性防水涂料。
96.所述耐温变双组分水性防水涂料的制备方法包括以下步骤:
97.制备混合物a:
98.(1)室温下,将羧基丁腈胶乳、丙烯酸乳液进行第一混合,得到混合物i;
99.所述第一混合的条件为:以500rpm的转速搅拌15min;
100.(2)室温下,将所述混合物i与组分a中含有的分散剂、消泡剂、防腐剂、水进行第二
混合,得到混合物a;
101.所述第二混合的条件为:以500rpm的转速搅拌10min后,再以150rpm的转速搅拌5min;
102.制备混合物b:
103.(i)室温下,将非晶质铝酸钙、纳米活性碳酸钙、石膏进行混合i;得到快硬剂;
104.所述混合i的条件为:以300rpm的转速搅拌15min;
105.将所述快硬剂与水泥、快硬剂、石英砂、石英粉、减水剂、纤维素醚进行第三混合;
106.所述第三混合的条件为:以20rpm的转速搅拌20min后,得到混合物b;
107.室温下,将所述混合物a与所述混合物b进行混合,得到耐温变双组分水性防水涂料t1;
108.所述混合的条件为:以800rpm的转速搅拌6min。
109.实施例2
‑3110.实施例2

3采用与实施例1相同的流程进行,不同的是,本实施例中:
111.所采用的耐温变双组分水性防水涂料组合物配方和工艺参数不同,具体参见表1中。
112.分别制备得到耐温变双组分水性防水涂料t2、t3。
113.实施例4
114.本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐温变双组分水性防水涂料,所不同的是:将复配乳液i等重量替换为复配乳液iv,制备得到耐温变双组分水性防水涂料t4,具体参见表1。
115.实施例5
116.本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐温变双组分水性防水涂料,所不同的是:将快硬剂i等重量替换为快硬剂ii,制备得到耐温变双组分水性防水涂料t5,具体参见表1。
117.对比例1
118.本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐温变双组分水性防水涂料,所不同的是:将复配乳液i等重量替换为复配乳液v,制备得到耐温变双组分水性防水涂料dt1,具体参见表1。
119.对比例2
120.本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐温变双组分水性防水涂料,所不同的是:混合物a和混合物b的用量重量比为1:3.0,制备得到耐温变双组分水性防水涂料dt2,具体参见表1。
121.对比例3
122.本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐温变双组分水性防水涂料,所不同的是:组分a中的分散剂的用量为1.0kg,制备得到耐温变双组分水性防水涂料dt3,具体参见表1。
123.对比例4
124.本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备耐温变双组分水性防水涂料,所不同的是:组分b中的纤维素醚的用量为0.50kg,制备得到耐温变双组分水性防水涂料dt4,
具体参见表1。
125.测试例1
126.将实施例和对比例制备得到的耐温变双组分水性防水涂料的耐温变性和耐老化性参照标准jg/t 25

2017进行测试,热处理以及浸水处理后的粘结强度参照gb/t 23445

2009进行测试,具体测试结果见表2。
127.表1
128.[0129][0130]
注:第二混合中的转速500/150表示先500rpm搅拌10min,后150rpm搅拌5min;600/200表示先600rpm搅拌15min,后200rpm搅拌5min。
[0131]
续表1
[0132]
[0133][0134]
表2
[0135][0136][0137]
通过表2的结果可以看出,采用本发明提供的组合物制备得到的耐温变双组分水
性防水涂料应用于建筑防水时具有良好的耐热性和耐老化性,且浸水处理后与基材仍然具有较高的粘结强度。
[0138]
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。