一種水性液體橡膠防水涂料及其制備方法
【專利摘要】一種水性液體橡膠防水涂料，包括組分A和B，其中A組分包括：乳化瀝青：35-65重量份，氯丁橡膠乳液：5-40重量份，丁苯膠乳：5-40重量份，PVA穩(wěn)定劑：0.1-10重量份，陰離子分散劑：0.1-5重量份，消泡劑：0.1-5重量份，pH調(diào)節(jié)劑：0.1-10重量份，其中B組分包括：水：75-95重量份，易溶性鈣鹽或鎂鹽：5-25重量份。它屬于一種水性雙組份防水涂料，使用時A和B兩種組分按一定比例通過專用噴涂設(shè)備噴涂混合瞬間固化成膜。該產(chǎn)品可噴涂到任何基材表面，特別是與金屬、混凝土、塑料等表面附著力良好。
【專利說明】一種水性液體橡膠防水涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防水涂料領(lǐng)域，具體涉及一種水性液體橡膠防水涂料及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]噴涂橡膠浙青防水涂料在國外被稱為“Liquid Rubber”液體橡膠,是國外近10年來，繼聚脲等低(無)污染涂裝技術(shù)后，為適應(yīng)施工和環(huán)保需求而研發(fā)的一種新型無溶劑、無污染的綠色產(chǎn)品。該類產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)工藝在加拿大自1999年開始研發(fā)，并于2003年正式推向市場，產(chǎn)品具有優(yōu)異的防水、防腐性能。該工藝屬快速反應(yīng)噴涂體系，原料體系不含溶劑、固化速度快、工藝簡單，可方便地在立面、曲面上噴涂幾毫米厚的涂層而不流掛。液體橡膠于2005年引入我國，因液體橡膠防水涂料的延展性和彈性等性能很接近于橡膠，具備優(yōu)異的防水性、防滲性能，2009年至今得到快速發(fā)展。在國內(nèi)推廣應(yīng)用的8年里，該材料在屋面、地下、地鐵等防水工程中得到較多的應(yīng)用。目前該材料正處在高速發(fā)展期，也存在一些缺點需要改進。
[0003]液體橡膠防水涂料是一種新型防水涂料。采用特殊生產(chǎn)工藝，將超細(xì)、懸浮、微乳型的液體橡膠改性乳化浙青和合成高分子聚合物配制而成(A組份)，再與特種固化劑(B組份)混合、反應(yīng)后生成的一種性能優(yōu)異的防水、防滲防護涂料。與傳統(tǒng)防水涂料、防水卷材相比具備以下優(yōu)點:
[0004](I)生產(chǎn)和使用過程無VOC排放，更為安全、環(huán)保。
[0005](2)具有1000%超高的彈性和90%拉伸回彈性；
[0006](3)可潮濕界面施工，冷噴涂，操作非常簡便，效率高。
[0007](4)該工藝屬快速反應(yīng)噴涂體系，原料體系不含溶劑、固化速度快、工藝簡單，可方便的在立面、曲面上噴涂幾毫米厚的涂層而不流掛。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，液體橡膠防水涂料A組份也存在一些缺點:如存放穩(wěn)定性差、儲存易分層、水分蒸發(fā)結(jié)皮等缺陷。液體橡膠防水涂料A組份主要由橡膠改性浙青復(fù)合乳液組成，目前制備橡膠改性浙青復(fù)合乳液主要采用先改性后乳化工藝或先乳化后改性工藝生產(chǎn)，采用先改性后乳化工藝生產(chǎn)的A組份復(fù)合乳液粒子粒徑大，穩(wěn)定性差。因乳化浙青與氯丁橡膠乳液、丁苯橡膠乳液有一定相容性差異，目前橡膠改性浙青乳液一般放置I天左右，就會出現(xiàn)輕微分層，7天存放后的產(chǎn)品上下乳液的蒸發(fā)殘留物含量之差的絕對值約3~10%。
[0009]本發(fā)明針對橡膠改性浙青復(fù)合乳液的分層問題，先制備浙青乳液，通過添加特種PVA穩(wěn)定劑結(jié) 合常溫后改性分散工藝，使氯丁橡膠乳液、丁苯橡膠乳液和浙青乳液之間發(fā)生相互吸附、擴散、滲透、溶合，制得穩(wěn)定的橡膠浙青復(fù)合乳液，按JTJ052— 2000規(guī)范檢測，7天存放后的產(chǎn)品上下乳液的蒸發(fā)殘留物含量之差的絕對值小于0.5%，30天存放后的產(chǎn)品上下乳液的蒸發(fā)殘留物含量之差的絕對值小于I %，橡膠改性浙青乳液十分穩(wěn)定。經(jīng)專業(yè)噴涂設(shè)備噴涂反應(yīng)析水形成以優(yōu)質(zhì)浙青、氯丁橡膠、交聯(lián)型丁苯橡膠為主的半互穿網(wǎng)絡(luò)高分子防水涂膜，防水涂膜斷裂伸長率達1200%、拉伸彈性恢復(fù)率達90%。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種新型無溶劑、無污染的水性液體橡膠防水涂料，具有提高水性液體橡膠防水涂料的穩(wěn)定性，同時解決現(xiàn)有技術(shù)中液體橡膠防水涂料容易分層的問題。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0012]采用先乳化后常溫改性制得穩(wěn)定的橡膠浙青復(fù)合乳液，按JTJ052— 2000規(guī)范檢測，7天存放后的產(chǎn)品上下乳液的蒸發(fā)殘留物含量之差的絕對值小于0.5%，30天存放后的產(chǎn)品上下乳液的蒸發(fā)殘留物含量之差的絕對值小于I%。經(jīng)專業(yè)噴涂設(shè)備噴涂反應(yīng)析水形成以優(yōu)質(zhì)浙青、氯丁橡膠、交聯(lián)型丁苯橡膠為主的半互穿網(wǎng)絡(luò)高分子防水涂膜，防水涂膜斷裂伸長率達1200%、拉伸彈性恢復(fù)率達90%。
[0013]一種水性液體橡膠防水涂料，它包括作為主料的A組分和作為固化劑的B組分，
[0014]其中A組分包括以下的成分:
[0015]乳化浙青:35-65重量份,優(yōu)選40-60重量份,進一步優(yōu)選45_55重量份；
[0016]氯丁橡膠乳液:5-40重量份，優(yōu)選8-30重量份，進一步優(yōu)選10_25重量份；
[0017]丁苯膠乳:5-40重量份，優(yōu)選8-30重量份，進一步優(yōu)選10_25重量份；
[0018]聚乙烯醇(PVA) 穩(wěn)定劑:0.1-10重量份,優(yōu)選1-8重量份,進一步優(yōu)選2_6重量份；
[0019]陰離子乳化劑(b):0重量份或0.1-5重量份,優(yōu)選0.5-4重量份,進一步優(yōu)選1-3
重量份；
[0020]消泡劑:0.1-5重量份，優(yōu)選0.3-4重量份，進一步優(yōu)選0.5-3重量份；
[0021]pH調(diào)節(jié)劑:0.1-10重量份，優(yōu)選0.5-8重量份，進一步優(yōu)選1_6重量份；
[0022]其中B組分固化劑包括以下成分:
[0023]水:75-95重量份，優(yōu)選80-90重量份；
[0024]易溶性鹽類促凝劑(優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽，最優(yōu)選氯化鈣或氯化鎂):5-25重量份，優(yōu)選10-20重量份。其中A和B組分分別單獨包裝，在使用噴涂之前按照8-12:1，優(yōu)選9-11:1，更優(yōu)選10:1的重量比例將兩者混合在一起。
[0025]本發(fā)明的乳化浙青乳液是通過采用膠體磨熱分散工藝，利用陰離子型乳化劑(a)和PVA穩(wěn)定劑對浙青進行分散而制備的。乳化浙青的固含量54%~60%，平均粒徑I~10毫米，陰離子型，外觀咖啡色。
[0026]用于乳化浙青的陰離子乳化劑，優(yōu)選是PTR-2型(或PTR-1I型)陰離子乳化劑(青島偉潤化工科技有限公司生產(chǎn))。
[0027]乳化浙青乳液的制備方法包括:
[0028](I)在不銹鋼乳化劑攪拌罐(A)中加入pH調(diào)節(jié)劑、陰離子乳化劑(a)、聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑、去離子水，升高溫度(例如調(diào)節(jié)溫度至60-95°C，優(yōu)選70-90°C，如80°C )進行分散溶解，獲得乳化劑溶液；
[0029](2)在浙青攪拌罐⑶中加入浙青，加熱(例如加熱至110-170 °C，優(yōu)選120-160。。，如140。。)，獲得熔化浙青；
[0030](3)將不銹鋼乳化劑攪拌罐(A)和浙青攪拌罐(B)中的物料導(dǎo)入膠體磨中，經(jīng)膠體磨高速剪切乳化；[0031](4)得到乳化浙青；
[0032](5)將得到的乳化浙青過篩或過濾，例如經(jīng)過300目篩子過濾，得到乳化浙青乳液(或稱作改性浙青乳液)。
[0033]本發(fā)明的浙青為重交浙青，例如90#重交浙青，中石化長煉公司生產(chǎn)。
[0034]本發(fā)明的浙青乳化劑(a)為陰離子型乳化劑(a)，最優(yōu)選采用例如PTR-2型陰離子乳化劑，青島偉潤化工科技有限公司生產(chǎn)。
[0035]本發(fā)明的氯丁橡膠橡膠乳液可以是:進口型氯丁橡膠膠乳=Llapren D型，上海昕特瑪化學(xué)品有限公司；國產(chǎn)氯丁橡膠膠乳:重慶美正化工有限公司、長壽化工有限責(zé)任公司、上海山橡化工有限公司；固含量45±3%，陰離子型，pH值5~7，密度0.95~0.99g/cm3,機械穩(wěn)定性< I。
[0036]本發(fā)明的丁苯膠乳:PT-3型，青島偉潤化工科技有限公司，固含量45±3%，陰離子型交聯(lián)型 乳液，pH值5~7,密度0.95~1.05g/cm3,機械穩(wěn)定性< I。
[0037]本發(fā)明的PVA穩(wěn)定劑:上海易利生物科技有限公司。更優(yōu)選采用拜爾(Bayer)公司、漢高(Henkel)公司的聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑。
[0038]本發(fā)明的消泡劑選自:810水性消泡劑；德國迪高化工公司。
[0039]本發(fā)明的pH調(diào)節(jié)劑選自合格氫氧化鈉或氫氧化鉀，市場合格化工品供應(yīng)商。
[0040]本發(fā)明的易溶性鹽類促凝劑(優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽)是氯化鈣或氯化鎂等，它選自市場合格化工品供應(yīng)商。
[0041]本發(fā)明的一種水性液體橡膠防水涂料的制備方法，包括以下步驟:
[0042](I)在改性浙青分散罐中加入乳化浙青乳液、PVA穩(wěn)定劑、消泡劑、任選的陰離子乳化劑(b)，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至10-11，攪拌(例如調(diào)節(jié)攪拌設(shè)備的轉(zhuǎn)速至100-300r/min)進行分散(例如15分鐘)；
[0043](2)向改性浙青分散罐中同時快速加入氯丁橡膠乳液和丁苯膠乳，進行攪拌和分散，(例如調(diào)整分散罐的溫度至30±5°C，保持?jǐn)嚢柙O(shè)備的轉(zhuǎn)速為100-300r/min，分散30分鐘)；
[0044](3)過濾，得到主料產(chǎn)品，作為A組分。
[0045](4)配制固化劑:將易溶性鹽類促凝劑(優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽)溶于水中，獲得組分B固化劑(即鹽類促凝劑)。
[0046]以上所述的陰離子乳化劑(b)與以上所述的陰離子乳化劑(a)可相同或不同，優(yōu)選是相同的，例如都采用:PTR_2型陰離子乳化劑，青島偉潤化工科技有限公司生產(chǎn)。
[0047]本發(fā)明的一種水性液體橡膠防水涂料的制備方法，所用到的原料以及用量為:
[0048]乳化浙青:35-65重量份,優(yōu)選40_60重量份,進一步優(yōu)選45_55重量份；
[0049]氯丁橡膠乳液:5-40重量份，優(yōu)選8-30重量份，進一步優(yōu)選10_25重量份；
[0050]丁苯膠乳:5-40重量份，優(yōu)選8-30重量份，進一步優(yōu)選10_25重量份；
[0051]聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑:0.1-10重量份,優(yōu)選1-8重量份,進一步優(yōu)選2_6重量份；
[0052]陰離子分散劑(b):0重量份或0.1-5重量份,優(yōu)選0.5-4重量份,進一步優(yōu)選1-3
重量份；
[0053]消泡劑:0.1-5重量份，優(yōu)選0.3-4重量份，進一步優(yōu)選0.5-3重量份；[0054]pH調(diào)節(jié)劑:0.1-10重量份，優(yōu)選0.5-8重量份，進一步優(yōu)選1_6重量份；
[0055]其中B組分固化劑包括以下成分:
[0056]水:75-95重量份，優(yōu)選80-90重量份；
[0057]易溶性鹽類促凝劑(優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽):5-25重量份，優(yōu)選10-20重量份。其中A和B組分分別單獨包裝，在使用噴涂之前按照8-12:1，優(yōu)選9-11:1，更優(yōu)選10:1的重量比例將兩者混合在一起。
[0058]本發(fā)明的乳化浙青乳液采用膠體磨熱分散工藝制備而成，乳化浙青固含量54%~60%，平均粒徑I~10毫米，陰離子型，外觀咖啡色；
[0059]乳化浙青乳液的制備方法:
[0060](1)在不銹鋼乳化劑攪拌罐㈧中加入pH調(diào)節(jié)劑、陰離子乳化劑、PVA穩(wěn)定劑、去離子水，調(diào)節(jié)溫度至80°C，分散溶解；
[0061](2)在浙青攪拌罐(B)中加入浙青，加熱(例如至120 — 1800C )，如140。。)；
[0062](3)將不銹鋼乳化劑攪拌罐(A)和浙青攪拌罐(B)中的物料導(dǎo)入膠體磨中，經(jīng)膠體磨高速剪切乳化；
[0063](4)得到乳化浙青；
[0064](5)將得到的乳化浙青過篩(例如經(jīng)過300目篩子過濾)，得到乳化浙青乳液。
[0065]本發(fā)明的浙青為90#重交浙青，中石化長煉公司生產(chǎn)。
[0066]本發(fā)明的浙青乳化劑為PTR-2型陰離子乳化劑，青島偉潤化工科技有限公司生產(chǎn)。
[0067]本發(fā)明的氯丁橡膠橡膠乳液可以是:進口型氯丁橡膠膠乳=Llapren D型，上海昕特瑪化學(xué)品有限公司；國產(chǎn)氯丁橡膠膠乳:重慶美正化工有限公司、長壽化工有限責(zé)任公司、上海山橡化工有限公司；固含量45±3%，陰離子型，pH值5~7，密度0.95~0.99g/cm3,機械穩(wěn)定性≤ 1。
[0068]本發(fā)明的丁苯膠乳:PT-3型，青島偉潤化工科技有限公司，固含量45±3%，陰離子型交聯(lián)型乳液，pH值5~7,密度0.95~1.05g/cm3,機械穩(wěn)定性≤1。
[0069]本發(fā)明的PVA穩(wěn)定劑:上海易利生物科技有限公司。更優(yōu)選采用拜爾(Bayer)公司、漢高(Henkel)公司的聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑。
[0070]本發(fā)明所述“液體橡膠”、“浙青”、“氯丁橡膠乳液”、“丁苯膠乳”、“固含量”、“機械穩(wěn)定性”、“陰離子乳化劑”、“消泡劑”、“pH調(diào)節(jié)劑”均為本領(lǐng)域常用定義，“任選地”表示進行或不進行，“任選的”表示有或沒有。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同，具體保護范圍的“乳化浙青”、“PVA穩(wěn)定劑”、“易溶性鹽”均以本發(fā)明申請說明書的定義為準(zhǔn)。本文未詳述的技術(shù)方法、檢測裝置等均為本領(lǐng)域常用的技術(shù)方法。
[0071]本發(fā)明提供的水性液體橡膠防水涂料，以有乳化浙青為主體，添加多種乳液、穩(wěn)定劑、其他助劑制備而成，同時具有較高的化學(xué)和物理特征，經(jīng)試驗檢測，其固含量高，穩(wěn)定性好，拉伸強度≥0.8Mpa，斷裂伸長率≥1200%，低溫柔性≤_20°C，拉后彈性回復(fù)率≥90%。防護效果好，施 工工藝相對簡單且環(huán)保。
[0072]本發(fā)明涉及的檢測標(biāo)準(zhǔn)包括:GB16777-2008、GB/T10247-2008旋轉(zhuǎn)法、JTJ052-2000.GB/T13477.17-2002。[0073]水性液體橡膠防水涂料A組份測試數(shù)據(jù)見表1
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種水性液體橡膠防水涂料，包括組分A和B， 其中A組分包括: 乳化浙青:35-65重量份； 氯丁橡膠乳液:5-40重量份； 丁苯膠乳:5-40重量份； 聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑:0.1-10重量份； 陰離子乳化劑(b):0重量份或0.1-5重量份； 消泡劑:0.1-5重量份； pH調(diào)節(jié)劑:0.1-10重量份；和 其中B組分固化劑包括以下成分: 水:75-95重量份； 易溶性鹽類促凝劑( 優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽):5-25重量份。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水性液體橡膠防水涂料，其中: A組分包括: 乳化浙青:40-60重量份； 氯丁橡膠乳液:8-30重量份； 丁苯膠乳:8-30重量份； 聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑:1-8重量份； 陰離子乳化劑(b):0重量份或0.5-4重量份； 消泡劑:0.3-4重量份； pH調(diào)節(jié)劑:0.5-8重量份；和 其中B組分固化劑包括以下成分: 水:80-90重量份； 易溶性鹽類促凝劑(優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽):10-20重量份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種水性液體橡膠防水涂料，其中: A組分包括: 乳化浙青:45-55重量份； 氯丁橡膠乳液:10-25重量份； 丁苯膠乳:10-25重量份； 聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑:2-6重量份； 陰離子乳化劑(b):0重量份或1-3重量份； 消泡劑:0.5-3重量份； pH調(diào)節(jié)劑:1-6重量份；和 其中B組分固化劑包括以下成分: 水:80-90重量份； 易溶性鹽類促凝劑(優(yōu)選是，易溶性鈣鹽或鎂鹽):10-20重量份。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項的一種水性液體橡膠防水涂料，所述的乳化浙青由以下方法制備: (I)在不銹鋼乳化劑攪拌罐(A)中加入pH調(diào)節(jié)劑、陰離子乳化劑(a)、聚乙烯醇(PVA)穩(wěn)定劑、去離子水，升高溫度(例如調(diào)節(jié)溫度至80°C )進行分散溶解，獲得乳化劑溶液；(2)在浙青攪拌罐(B)中加入浙青,加熱(例如加熱至140°C)，獲得熔化浙青； (3)將不銹鋼乳化劑攪拌罐(A)和浙青攪拌罐(B)中的物料導(dǎo)入膠體磨中，經(jīng)膠體磨高速剪切乳化； (4)得到乳化浙青； (5)將得到的乳化浙青過篩或過濾，例如經(jīng)過300目篩子過濾，得到乳化浙青乳液。
5.如權(quán)利要求4所述的一種水性液體橡膠防水涂料，所述的浙青為90#重交浙青。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項的一種水性液體橡膠防水涂料，所述的浙青乳化劑(a)為PTR-2型陰離子乳化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種水性液體橡膠防水涂料，所述的氯丁橡膠乳液為Llapren D型氯丁橡膠乳液；和/或，所述的丁苯乳膠為PT-3型丁苯乳膠。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種水性液體橡膠防水涂料，所述的浙青乳化劑(b)與浙青乳化劑(a)相同或不同。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項的一種水性液體橡膠防水涂料，所述的易溶性鹽類促凝劑為氯化鈣或氯化鎂。
10.制備根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的水性液體橡膠防水涂料的方法，它包括: (1)在改性浙青分散罐中加入乳化浙青乳液、PVA穩(wěn)定劑、消泡劑、任選的陰離子乳化劑(b)，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH值至10-11，攪拌進行分散，獲得乳化改性浙青； (2)向改性浙青分散罐中同時快速加入氯丁橡膠乳液和丁苯膠乳，進行攪拌和分散； (3)過濾，得到主料產(chǎn)品，作為A組分； (4)配制固化劑:將易溶性鹽類促凝劑溶于水中，獲得組分B固化劑，即鹽類促凝劑。
【文檔編號】C09D7/12GK103965783SQ201410203081
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】范國棟, 肖祥湘, 艾九紅 申請人:株洲飛鹿高新材料技術(shù)股份有限公司