一种环氧树脂防水涂料及其制备方法和在建筑物防渗、加固、防水中应用与流程

本发明属于建筑防水材料，涉及一种环氧树脂防水涂料及其制备方法和在建筑物防渗、加固、防水中应用。

背景技术：

1、环氧树脂防水涂料因成膜致密、粘结力强、耐老化性能优异，被广泛应用于建筑刚性防水与结构补强领域。现有环氧树脂防水涂料，普遍存在多项性能指标相互拮抗、难以同步达标的技术瓶颈。

2、（1）低粘度深渗透与涂膜柔韧性矛盾突出。常规渗透型环氧涂料多采用高刚性环氧树脂体系，同时为实现低粘度、渗入混凝土毛细孔隙，往往需要减少柔性组分，但这会导致固化后涂膜脆性大，断裂伸长率大多低于 15%。当混凝土基层出现微开裂、热胀冷缩形变时，防水层极易随之开裂失效，难以适应动态变形基层。

3、（2）多目标性能无法协同实现。高附着力环氧体系一般树脂分子量偏高、体系粘度大，渗透深度不足。然而，追求高渗透的产品往往存在交联强度不足、界面附着力偏低等缺陷。特别是，现有技术难以同时稳定实现以下技术指标：混合粘度 50～90mpas、混凝土渗透深度 3～5mm、附着力≥3.5mpa、断裂伸长率＞30%。

4、（3）固化反应速率调控困难，施工窗口不可控。传统脂肪胺、聚醚胺固化环氧体系放热速率难以调控，要么适用期太短，混合后快速凝胶造成材料报废；要么固化偏慢，表干时间过长，施工现场极易积灰、粘污，无法稳定落在适用期 20～35min、表干 4～6h 的适宜施工区间。

5、（4）界面锚固能力有限，易脱层起鼓。普通环氧涂料仅在基层表面形成覆膜，缺少可深入混凝土微孔、同时结合无机基材与有机树脂的锚固结构，这导致在干湿循环环境下界面容易空鼓、剥离。

6、（5）环保短板明显。不少配方采用苯类活性稀释剂、高挥发性助剂，voc 偏高，不适用于室内密闭空间、绿色建筑工程。

7、（6）常规制备工艺易造成性能波动。行业普遍采用一次性高速搅拌投料方式，容易带入气泡、局部提前预交联，造成成品粘度、渗透深度、附着力批次差异大。

8、基于上述原因，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种环氧树脂防水涂料及其制备方法和在建筑物防渗、加固、防水中应用。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种环氧树脂防水涂料，包括a组分和b组分；

4、所述a组分，按照重量份计包括以下原料组分：

5、柔性接枝改性环氧树脂62份～72份，

6、活性稀释剂13份～19份，

7、聚氨酯预聚体8份～12份，

8、硅烷偶联剂1.2份～3.0份，

9、气相二氧化硅 1.5份～3.5份，

10、消泡剂 0.2份～0.5份，

11、润湿流平剂 0.1份～0.3份；

12、所述b组分，按照重量份计包括以下原料组分：

13、改性聚醚胺固化剂 73份～79份，

14、脂环胺改性固化剂15份～17份，

15、渗透增效助剂6份～10份；

16、所述柔性接枝改性环氧树脂由端氨基聚醚和环氧树脂制备得到；

17、所述聚氨酯预聚体为含有端基-nco的预聚物；

18、所述改性聚醚胺固化剂由聚醚胺与固化剂为原料经age改性后制备得到；

19、所述脂环胺改性固化剂由脂环胺和稀释剂为原料制备得到；

20、所述渗透增效助剂由硅烷偶联剂和环氧树脂稀释剂为原料制备得到。

21、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述柔性接枝改性环氧树脂的制备方法包括以下步骤：将环氧树脂加热至45℃～50℃，加入三口玻璃烧瓶中，降温至35℃～40℃，滴加入端氨基聚醚，滴加完毕后，保温，过滤，得到柔性接枝改性环氧树脂；所述环氧树脂的型号为npel-127；所述端氨基聚醚的平均分子量为230。

22、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述活性稀释剂为c12-14 烷基缩水甘油醚和苄基缩水甘油醚的混合物；所述c12-14 烷基缩水甘油醚和苄基缩水甘油醚的重量比为15～16∶9～10。

23、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述聚氨酯预聚体的制备方法包括以下步骤：以异氰酸酯和聚醚多元醇400为原料在温度为80℃～90℃的条件下反应制得；所述异氰酸酯为mdi；

24、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述改性聚醚胺固化剂的制备方法包括以下步骤：将聚醚胺与固化剂混合，在温度为40℃～47℃下，分2次加入age进行反应，直至温度不再上升，继续搅拌20min～40min，得到改性聚醚胺固化剂；所述聚醚胺与固化剂的重量比为15～16∶9～10；所述聚醚胺的型号为d230；所述固化剂为4,4'-二氨基二环己基甲烷；所述反应的时间控制在60min以内。

25、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述脂环胺改性固化剂的制备方法包括以下步骤：调节脂环胺的温度为28℃～35℃，滴加稀释剂，3h～4h完成滴加，滴加完成后，保温继续反应30min～60min，得到脂环胺改性固化剂；所述脂环胺与所述稀释剂的摩尔比为1∶1；所述脂环胺为1,3-bac；所述稀释剂为age。

26、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述渗透增效助剂的制备方法包括以下步骤：将环氧树脂稀释剂滴加到硅烷偶联剂中，直至温度不再升温，继续搅拌30min～60min，得到渗透增效助剂；所述硅烷偶联剂与环氧树脂稀释剂的重量级为68～75∶25～32；所述硅烷偶联剂的型号为kh-550；所述环氧树脂稀释剂的型号为501。

27、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述硅烷偶联剂为kh-560；所述消泡剂为byk-052；所述润湿流平剂为byk-306。

28、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述a组分，按照重量份计包括以下原料组分：

29、柔性接枝改性环氧树脂68 份，

30、活性稀释剂17 份，

31、聚氨酯预聚体10 份，

32、硅烷偶联剂2份，

33、气相二氧化硅 2.5 份，

34、消泡剂 0.3 份，

35、润湿流平剂 0.2 份；

36、所述b组分，按照重量份计包括以下原料组分：

37、改性聚醚胺固化剂 76 份，

38、脂环胺改性固化剂16 份，

39、渗透增效助剂8 份。

40、上述的环氧树脂防水涂料，进一步改进的，所述a组分和b组分的重量比为4∶1。

41、作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的环氧树脂防水涂料的制备方法，包括以下步骤：

42、s1、在转速为75r/min～80r/min的搅拌条件下，往柔性接枝改性环氧树脂中，依次加入活性稀释剂、聚氨酯预聚体，搅拌25 min～30min，加入硅烷偶联剂、气相二氧化硅，搅拌15min～20min，加入消泡剂、润湿流平剂，搅拌10min～20min，静置30min～60min，采用滤网进行过滤，得到 a 组分；在转速为75r/min～80r/min的搅拌条件下，往改性聚醚胺固化剂中，加入脂环胺改性固化剂、渗透增效助剂，搅拌 20 min～30min，直至体系透明均一、无分层、无沉淀，得到 b 组分；

43、s2、将a组分、b组分混合，搅拌，得到环氧树脂防水涂料。

44、上述的制备方法，进一步改进的，步骤s1中，所述滤网的孔径为50 目～100目；

45、步骤s2中，所述搅拌的时间为3 min～5min。

46、作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的环氧树脂防水涂料或上述的制备方法制备的环氧树脂防水涂料在建筑物防渗、加固、防水中应用。

47、上述的应用，进一步改进的，包括以下步骤：

48、（1）对建筑物的表面进行预处理，去除浮灰、油污、松散起砂层；

49、（2）将环氧树脂防水涂料涂覆在建筑物的表面，固化，形成兼具深层锚固与柔韧抗裂特性的防水加固层，完成对建筑物的防渗、加固、防水处理。

50、上述的应用，进一步改进的，步骤（1）中，所述建筑物包括混凝土、水泥砂浆基层、地下室、屋面、厨卫、桥梁结构中的至少一个。

51、上述的应用，进一步改进的，步骤（2）中，采用刷涂、滚涂或喷涂方式将环氧树脂防水涂料涂覆在建筑物的表面，所述涂覆的次数为1次～2次。

52、与现有技术相比，本发明的优点在于：

53、（1）针对现有环氧树脂防水涂料存在的技术缺陷，本发明创造性的提出了一种环氧树脂防水涂料，通过构建柔性接枝改性环氧树脂 + 聚氨酯预聚体+硅烷偶联剂 + 脂环胺改性固化剂的耦合体系，可稳定实现低粘度深渗透、深层锚固高附着、高柔韧抗裂、固化速率精准可控、低 voc，整套指标落在设定窄区间，解决了渗透性能与柔韧性、附着力、施工窗口相互制约的行业痛点，具体如下：

54、（1.1）环氧基体原位嵌段微增韧设计，兼顾低粘度与高伸长率。

55、摒弃传统纯刚性双酚 a 环氧体系，引入聚氨酯预聚体，在不显著抬升体系初始粘度、不削弱混凝土渗透能力的前提下，在环氧交联网络中引入柔性链段，将涂膜断裂伸长率稳定提升至 30% 以上，解决渗透型环氧涂膜偏脆、易开裂的行业通病，区别于常规只依靠外增塑、简单添加橡胶颗粒的改性思路。

56、（1.2）柔性接枝改性环氧树脂 +硅烷偶联剂的协同，实现 3～5mm 深层渗透 和大于3.5mpa 界面附着。

57、选用活性稀释剂复配柔性接枝改性环氧树脂，控制混合粘度 50～90mpas，保障涂料依靠毛细作用渗入混凝土 3～5mm；搭配硅烷偶联剂，一端与混凝土表面羟基形成硅氧键、一端参与环氧交联，构建 “微孔机械咬合 + 化学键合” 双重锚固结构，提升界面附着力，避免后期起皮脱层。

58、（1.3）改性聚醚胺固化剂+脂环胺改性固化剂的调控固化体系，精准锁定施工窗口。

59、采用改性聚醚胺作为主体固化组分，配合脂环胺改性固化剂调控胺 - 环氧交联起始速率与后期固化进程，精准平衡适用期与表干时间，稳定实现适用期 20～35min、表干4～6h，克服传统胺固化体系反应速率难以微调、施工容错率低的缺陷。

60、（1.4）无苯低 voc 配方体系

61、配方不使用苯类溶剂、不含重金属助剂，气味低，满足绿色建筑、室内密闭空间防水施工的环保要求。

62、由此可见，与现有常规环氧树脂防水涂料相比，本发明的环氧树脂防水涂料取得了以下意想不到的技术效果：

63、（a）多指标协同达标，突破传统环氧防水性能拮抗瓶颈

64、本发明采用 “低粘渗透基体 + 硅烷锚固 + 聚氨酯微增韧 + 缓释可控固化” 耦合体系，同时实现混合粘度 50～90mpas、渗透深度 3～5mm、适用期 20～35min、表干 4～6h、附着力≥3.5mpa、断裂伸长率＞30%，解决了传统配方渗透、附着、韧性、施工窗口难以兼顾的技术难题。

65、（b）深层锚固、柔韧抗裂，提升防水耐久性能

66、涂料渗入混凝土 3～5mm 微孔形成化学键合 + 机械咬合双重锚固结构；交联网络内置柔性链段，涂膜具备良好形变适应能力，可承受基层微小热胀冷缩与微开裂，不易发生防水层开裂、空鼓、脱层，长期防水稳定性更好。

67、（c）施工窗口可控，工程容错率高

68、适用期充足，混合后不会快速凝胶报废；表干时间适中，施工后不易沾灰粘脚，适合地下室、屋面等大面积连续施工作业。

69、（d）环保适用性广

70、全体系无苯、低 voc、无重金属，刺激性气味小，室内密闭空间、人防工程、厨卫等场景均可使用，适配绿色建筑标准。

71、（2）本发明中还提供了一种环氧树脂防水涂料的制备方法，采用梯度低速分散+分步投加助剂+静置熟化再过滤的制备工艺，减少搅拌气泡、避免局部过热预交联，保障粘度、渗透、力学性能批次稳定性，成品粘度、渗透深度、力学强度批次偏差小，工艺稳定，适合规模化生产，便于工业化应用。