含異氰酸酯橋聯(lián)劑的反應(yīng)型橡膠防水密封膏及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種密封防水領(lǐng)域，尤其涉及一種含異氰酸酯橋聯(lián)劑的反應(yīng)型橡膠防 水密封膏及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在樓房廚衛(wèi)間穿越樓板部位的PPR或PVC給排水管與混凝土樓板的線膨脹 系數(shù)相差很大，常溫下混凝土為1*10 5/°C，PPR或PVC管材為（6~7) *10 5/°C，經(jīng)過(guò)幾次 季節(jié)性冷熱凍融循環(huán)后，給排水管與混凝土樓板連接處很容易出現(xiàn)縫隙，因此，樓房廚衛(wèi) 間給排水管道施工時(shí)，穿越樓板部位PPR或PVC給排水管施工時(shí)，需要進(jìn)行密封防水處理。 現(xiàn)有的密封防水處理技術(shù)有以下的幾種方式：
[0003] 改性浙青密封處理，采用改性浙青在適宜溫度下熱熔之后進(jìn)行澆筑，該工藝施工 時(shí)操作復(fù)雜，溫度控制與涂布工藝非常關(guān)鍵。首先，熱熔浙青的時(shí)候溫度控制要恰到好處， 如果溫度太高，浙青流動(dòng)性過(guò)好，會(huì)使得浙青無(wú)法粘附與PPR或PVC管材上，無(wú)法實(shí)現(xiàn)密封， 而且當(dāng)溫度超過(guò)l〇〇°C時(shí)，容易損壞；如果溫度太低，浙青與PPR或PVC管材、以及混凝土的 粘附性能都會(huì)達(dá)不到要求。第二是施工時(shí)手法要非常注意，涂布要非常均勻，往往要進(jìn)行 數(shù)次以上的反復(fù)涂布，這是因?yàn)楦男哉闱嗯cPPR或PVC管材、以及混凝土的粘附效果不夠理 想，只有通過(guò)施工手法來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。
[0004] 浙青混合物密封膏處理，利用純浙青、纖維物和溶劑的混合制備成密封膏，該密封 膏具有常溫下成粘稠液體狀態(tài)的性質(zhì)，可以直接用于水泥和管道連接處的封涂，比如美國(guó) 亨利公司的郛稱HletPatch?牌子的屋面滲漏維修產(chǎn)品。該類密封膏，但是該類密封膏運(yùn) 用了低揮發(fā)性的有機(jī)溶劑作為溶劑，干燥時(shí)間慢，往往需要兩個(gè)星期以上的時(shí)間才能干燥， 而且在基面潮濕的情況下，因?yàn)闊o(wú)法與基面粘附，而不能施工；而且因?yàn)橹饕煞譃檎闱嗪?纖維物組成，干燥之后密封層沒有彈性，強(qiáng)度較差，不夠持久耐用。
[0005] 聚氨酯密封膏，以聚氨酯為主要成分，可在常溫下直接使用，缺點(diǎn)是與PPR或PVC 管材、以及混凝土的粘附效果不夠理想，并且在基面潮濕時(shí)無(wú)法施工。
[0006] 硅酮密封膠，以硅酸鈉和有機(jī)硅、硅酮結(jié)構(gòu)聚合物等材料為主要成分，與PPR或 PVC管材、以及混凝土的粘附效果較好，但是其穩(wěn)定性差，在陽(yáng)光照射或者潮濕狀態(tài)下不能 持久，容易脫落，強(qiáng)度也較差，不能滿足施工要求。
[0007] 聚丙烯酸樹脂密封膏，以丙烯酸樹脂類為主要成分，其制備工藝比較復(fù)雜，需要進(jìn) 行高要求的改性，制備成水性丙烯酸樹脂，然后制備成乳液。聚丙烯酸樹脂密封膏可在潮濕 基面上施工，但是其與PPR或PVC管材、以及混凝土的粘附效果較差。
[0008] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在穿越樓板部位的PPR或PVC給排水管施工時(shí)的密封處理技 術(shù)還存在諸多不足，急需找到一種制備工藝簡(jiǎn)單，施工方便，密封防水性能好，強(qiáng)度高，經(jīng)久 耐用的新型防水密封產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明旨在提供一種含異氰酸酯橋聯(lián)劑的反應(yīng)型橡膠防水密封膏及其制備方法， 該防水密封膏制備工藝簡(jiǎn)單，施工方便，密封防水性能好，強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用。
[0010] 本發(fā)明所述的防水密封膏，是由包括以下重量份數(shù)的原料制備而成的：
[0011] 合成橡膠膠乳 10~180 ;
[0012] 橋聯(lián)劑 0.1~5;
[0013] 增稠劑 0· 1~3 ;
[0014] 所述的橋聯(lián)劑為異氰酸酯硅烷，異氰酸酯硅烷的一端與水作用后生成氨基可以和 橡膠含有的羧基結(jié)合，另一端與水泥水化后產(chǎn)生的酸根結(jié)合，架起一座防水材料的防水橋 梁；
[0015] 其通式如下：
[0016]
[0017]其中，
[0018] X為Cl、-0CnH2n+13 或CH3 ;
[0019] η為1-10之間的自然數(shù)值。
[0020] 所述的合成橡膠膠乳的固含量為20% -80%。
[0021] 所述的合成橡膠膠乳為丁苯橡膠膠乳、羧基丁苯膠膠乳、氯丁橡膠膠乳、SBS橡膠 膠乳、聚丙烯酸酯類中的任一種或一種以上的混合物。
[0022] 建筑防水領(lǐng)域采用的橡膠，多為混合物的形式存在，因此，上述橡膠膠乳可以任何 比例進(jìn)行混合運(yùn)用。
[0023] 所述的橋聯(lián)劑與混凝土的反應(yīng)機(jī)理均一致，并且各橋聯(lián)劑之間其化學(xué)性質(zhì)也相 似，因此可以任何比例混合使用。
[0024] 所述的增稠劑是纖維素醚及其衍生物、堿溶脹型增稠劑、聚氨酯增稠劑、疏水改性 非聚氨酯增稠劑、無(wú)機(jī)增稠劑、絡(luò)合型有機(jī)金屬化合物類增稠劑、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、 羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉中的一種或者一種以上的混合物。
[0025] 所述的纖維素醚及其衍生物包括羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基 纖維素、甲基羥丙基纖維素、甲基纖維素、疏水改性纖維素、黃原膠、瓜爾膠。
[0026] 所述的堿溶脹型增稠劑包括非締合型聚丙烯酸鹽堿溶脹型乳液、締合型聚丙烯酸 鹽堿溶脹型乳液。
[0027] 所述的聚氨酯增稠劑和疏水改性非聚氨酯增稠劑包括陰離子型締合聚氨酯增稠 劑、陽(yáng)離子型締合聚氨酯增稠劑、非離子型締合聚氨酯增稠劑、疏水改性氨基增稠劑、疏水 改性聚醚增稠劑、疏水改性聚脲增稠劑。
[0028] 所述的無(wú)機(jī)增稠劑包括膨潤(rùn)土、凹凸棒土、氣相二氧化硅。
[0029] 所述的橋聯(lián)劑包括Υ-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、Υ-異氰酸酯基丙基三乙 氧基??圭燒。
[0030] 所述的防水密封膏，其生產(chǎn)方法包括以下步驟：將合成橡膠膠乳、橋聯(lián)劑注入釜 內(nèi)，攪拌均勻后，將增稠劑加入釜中，混合攪拌均勻。
[0031] 本發(fā)明的配方體系中加入了橋聯(lián)劑，這一成分對(duì)于提升密封膏體系對(duì)混凝土的粘 接力起到了至關(guān)重要的作用，是本發(fā)明中核心技術(shù)之一，發(fā)明人經(jīng)過(guò)了大量的篩選實(shí)驗(yàn)確 定了這些橋聯(lián)劑成分。其原理如下：橋聯(lián)劑中的異氰酸酯基在反應(yīng)釜配料過(guò)程中，一定溫度 條件下，-NC0基先與水發(fā)生反應(yīng)生成氨基-NH2，生成的氨基-NH2在一定條件下與橡膠中含 有的羧基-C00H反應(yīng)形成交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)，使橡膠分子間的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加牢靠穩(wěn) 固；同時(shí)由于混凝土是有石料與水泥共混固化而成，水泥水化后生成水化硅酸鈣（C-S-H凝 膠）和氫氧化鈣，表面含有大量的活性Si-ΟΗ基團(tuán)及帶負(fù)電的含氧無(wú)機(jī)化合物。本發(fā)明正 是通過(guò)該橋聯(lián)劑，將水泥和橡膠組成的密封膏橋聯(lián)起來(lái)，形成牢固的密封防水體系，從而獲 得了優(yōu)異的防水效果。
[0032] 其反應(yīng)機(jī)理如下：
[0033] 1、與橡膠反應(yīng)
八
[0035] 其中
[0036]
g橡膠中含有的羧基化合物。
[0037] 2、與混凝土反應(yīng)
[0038] 以硅酸鹽水泥為例：
[0039] ①常溫下水泥發(fā)生水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣（C-S-H凝膠）和Ca(0H) 2,CSH凝膠 中存在Si-ΟΗ基團(tuán)，反應(yīng)式：3Ca0 ·Si02+nH20 =xCa·Si02 ·yH20+(3-x)Ca(0H)2
[0040] ②膠層中的活性基團(tuán)遇水水解：
[0042] ③水解生成Si-ΟΗ基團(tuán)與CSH凝膠中Si-ΟΗ基團(tuán)反應(yīng)生成醚鍵，使水化硅酸鈣凝 膠與卷材表面生成化學(xué)鍵而牢固粘結(jié)。反應(yīng)如下：
[0043]
[0044] 所述的異氰酸酯硅烷的一端與鋁酸水泥、硫鋁酸水泥或鐵鋁酸水泥反應(yīng)的機(jī)理也 是一樣的。所述異氰酸酯硅烷的一端和水反應(yīng)后轉(zhuǎn)化成的氨基與橡膠的羧基結(jié)合，另一端 與水泥水化后產(chǎn)生的酸根結(jié)合。所述的水泥水化后產(chǎn)生的酸根是硅酸根、鋁酸根、硫鋁酸 根或鐵鋁酸根。也就是說(shuō)，以上所述的異氰酸酯硅烷防水橋聯(lián)劑，該橋聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)中一端 的一NC0基和水反應(yīng)生成的氨基-NH2與橡膠的羧基連接起來(lái)，形成較好的化學(xué)親和力，而硅 烷的另一端在加入水和水泥的混凝土中，產(chǎn)生水化的化學(xué)鍵，與混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)和物 理卯榫協(xié)同粘結(jié)，將橡膠和水泥緊密地聯(lián)結(jié)為一體，相關(guān)部位存在化學(xué)鍵作用，固化后起到 不可逆的粘結(jié)作用，可以做成防水密封膏，其耐油性和耐屈撓性突出，且無(wú)毒，安全環(huán)保、無(wú) 污染，在水泥、混凝土凝固的過(guò)程中可蠕動(dòng)滲入到水泥凝膠和混凝土毛細(xì)孔內(nèi)，達(dá)到結(jié)合緊 密、牢固、不可逆的骨肉相連粘結(jié)效果。要想取走或剝離防水層，是很難做到的。
[0045] 本發(fā)明的異氰酸酯硅烷橋聯(lián)劑在與水泥凝膠中的羥基、醚鍵與二氧化硅的偶聯(lián)化 合物，不會(huì)造成對(duì)鋼筋的損害。
[0046] 本發(fā)明運(yùn)用了同時(shí)能夠與橡膠和混凝土發(fā)生反應(yīng)的橋聯(lián)劑，制成的密封膏相比運(yùn) 用了一般與水泥反應(yīng)橋聯(lián)劑的產(chǎn)品，具有更好的混凝土粘結(jié)強(qiáng)度和抗剝離強(qiáng)度。
[0047] 本發(fā)明的配方體系可中采用較大量的增稠劑，運(yùn)用增稠劑的主要目的是為了調(diào)整 合適的乳化橡膠防水密封膏體系的粘稠度，使得乳化橡膠防水密封膏能夠良好的粘附于較 光滑的PPR或PVC管材表面上，實(shí)現(xiàn)對(duì)PPR或PVC給排水管與混凝土樓板連接處良好的密 封。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 實(shí)施例1
[0049] 合成橡膠膠乳 10kg;
[0050] 橋聯(lián)劑 〇· 2kg;
[0051] 增稠劑 0.08kg;
[0052] 所述的合成橡膠膠乳為羧基丁苯膠膠乳；
[0053] 所述的橋聯(lián)劑是Y-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷；
[0054] 所述的增稠劑是纖維素醚及其衍生物，具體為甲基羥丙基纖維素；
[0055] 所述的合成橡膠膠乳的固含量為60% ;
[0056] 將合成橡膠膠乳、橋聯(lián)劑注入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌均勻后，將增稠劑加入釜中，混合攪 拌均勻。
[0057] 實(shí)施例2
[0058] 合成橡膠膠乳 180kg;
[0059] 橋聯(lián)劑 1. 4kg;
[0060] 增稠劑 1. 1kg;
[0061] 所述的合成橡膠膠乳為丁苯橡膠膠乳、羧基丁苯膠膠乳混合物；
[0062] 所述的橋聯(lián)劑是Y_異氰酸酯基丙基二乙氧基??圭燒；
[0063] 所述的增稠劑是聚氨酯增稠劑，具體為陽(yáng)離子型締合聚氨酯增稠劑；
[0064] 所述的合成橡膠膠乳的固含量為20% ;
[0065] 將合成橡膠膠乳、橋聯(lián)劑注入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌均勻后，將增稠劑加入釜中，混合攪 拌均勻。
[0066] 實(shí)施例3
[0067] 合成橡膠膠乳 42kg;
[0068] 橋聯(lián)劑 1. 2kg ;
[0069] 增稠劑 0· 9kg ;
[0070] 所述的合成橡膠膠乳為SBS橡膠膠乳、羧基丁苯膠膠乳混合物；
[0071] 所述的橋聯(lián)劑是Y-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、Y-異氰酸酯基丙基三乙氧 基石圭燒的混合物；
[0072] 所述的增稠劑是堿溶脹型增稠劑，具體為非締合型聚丙烯酸鹽堿溶脹型乳液；
[0073] 所述的合成橡膠膠乳的固含量為30% ;
[0074]