一种防水抗渗沥青涂料及其制备方法与流程

1.本技术涉及沥青涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种防水抗渗沥青涂料及其制备方法。


背景技术：

2.沥青是一种褐色或黑褐色的有机胶凝材料，由于其优良的特性，也被应用于涂料领域，其中以沥青涂料为例，其具有耐候性、抗酸碱性、使用寿命长等优点。
3.相关技术中的沥青涂料包括丙烯酸乳液、骨料、颜料、乳化沥青和水组成，该涂料是以乳化沥青和丙烯酸乳液作为基料配置而成的水乳型防水涂料，通过搅拌混合使得骨料、颜料、丙烯酸乳液和乳化沥青均匀分散到水中，形成的稳定水分散体，即为沥青涂料，该制备工艺简便的同时且各项原料易于获得，能符合人们对涂料的基础要求，因此现阶段被大规模生产。
4.采用上述中的相关技术，其制得的沥青涂料虽能直接投入使用，满足人们的使用需求，但其普遍抗渗防水能力不高，在应用于某些需要长期接触水源的地方时，则会发生开裂、脱落，因此大大降低了沥青涂料的使用寿命。


技术实现要素：

5.为了提高沥青涂料的抗渗性能，不易发生开裂、脱落，本技术提供一种防水抗渗沥青涂料及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种防水抗渗沥青涂料，采用如下的技术方案：一种防水抗渗沥青涂料，由如下重量份数的组分组成：丙烯酸乳液100
‑
250份；骨料50
‑
150份；颜料5
‑
15份；水100
‑
200份；成膜助剂5
‑
10份；抗渗剂3
‑
5份；改性乳化沥青50
‑
100份；所述改性乳化沥青的制备步骤如下：将乳化沥青与改性液在酸性条件下，抽真空，并加热至100
‑
120℃,以2500
‑
3000r/min的转速搅拌20
‑
30min，即可制得改性乳化沥青；酸性条件ph为4
‑
6；所述改性液由改性胶体和改性填料组成；所述改性胶体由超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂组成。
7.通过采用上述技术方案，将乳化沥青在酸性条件下与改性液混合，使得两者相容性较好的同时，超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂可通过三者相互协同，并与乳化沥青
交联形成三维网状的配合物，该配合物结构致密彼此黏连，推测该配合物可能是有淀粉水解、糊化后，与磷酸三丁脂在酸性条件酯化，交联超支化聚酰胺树脂形成，而磷酸基团则是通过抑制淀粉水解、糊化速率，使得单体水解、糊化淀粉可以牢固地与乳化沥青和脂类交联粘结，交联形成的配合物可与丙烯酸乳液和骨料充分配合，共同构成致密厚实的防水抗渗层，继而显著提高了沥青涂料的粘结性和抗渗性能。
8.优选的，所述改性胶体由超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂按重量比1：(0.5
‑
0.8)：(0.05
‑
0.15)组成。
9.通过采用上述技术方案，上述配比的超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂，能够通过三者间的协同增效作用与乳化沥青交联形成致密的三维网状配合物，三维网状配合物彼此交联堆叠并与骨料和丙烯酸乳液共同构成致密结构的防水抗渗层，继而显著提高沥青涂料的抗渗性能。
10.优选的，所述乳化沥青与改性液按重量比1：(0.5
‑
0.8)组成。
11.通过采用上述技术方案，上述配比改性液对乳化沥青的改性效果更好，改性反应充分进行的同时，三维网状配合物的交联结构更为复杂，继而由三维网状配合物与骨料和丙烯酸乳液形成的防水抗渗层其抗渗能力更强。
12.优选的，所述改性液由改性胶体和改性填料按重量比1：(0.1
‑
0.2)组成。
13.通过采用上述技术方案，该配比下的改性填料可充分结合到所形成的三维网状配合物上，并显著增强了三维网状配合物的结合能力，继而与骨料和丙烯酸乳液结合形成的防水抗渗层其结构更为致密，且抗渗能力更强。
14.优选的，所述改性填料由纳米二氧化硅微粉和硅酸钾按重量比1：(0.5
‑
1.0)组成。
15.通过采用上述技术方案，上述配比纳米二氧化硅微粉和硅酸钾组成的改性填料，其与三维网状配合物结合效果较好的同时，可通过纳米二氧化硅微粉的加入明显改善涂料表面的耐磨性和保温性能，且配合硅酸钾进行使用时，可使得纳米二氧化硅微粉结合紧固不易发生脱落。
16.优选的，所述成膜助剂由聚氨酯和羧甲基纤维素按重量比1：(0.2
‑
0.4)组成。
17.通过采用上述技术方案，上述配比聚氨酯和羧甲基纤维素组成的成膜助剂，能通过两者的协同作用，改善沥青涂料各组分间的相容性和涂料本身的表面张力，达到辅助成膜的效果，该成膜助剂也可留存在沥青涂料内并对形成的三维网状配合物进行填充，继而使得形成的防水抗渗层其防水抗渗能力更强。
18.优选的，所述抗渗剂由三甲基硅醇钠和硅酸钠按重量比1：(0.5
‑
0.7)组成。
19.通过采用上述技术方案，上述配比三甲基硅醇钠和硅酸钠组成的抗渗剂，具有良好渗透结晶性的同时，具有微溶胀的特性，因此增加沥青涂料的密实度，并与三维网状配合物形成一层憎水层，继而保障了沥青涂料的抗渗性能。
20.第二方面，本技术提供一种防水抗渗沥青涂料的制备方法，采用如下的技术方案：一种防水抗渗沥青涂料的制备方法，包括以下步骤：s1、先将丙烯酸乳液、骨料、颜料、水和改性乳化沥青按对应重量份数在80
‑
100℃的条件下，以1500
‑
2000r/min的转速分散10
‑
20min；s2、再将s1中的混合物与成膜助剂和抗渗剂按对应重量份数在500
‑
800r/min的条件下，混合10
‑
20min,混合制得防水抗渗沥青涂料。
21.通过采用上述技术方案，本技术的制备方法步骤简便，各项参数条件易于控制的同时，原料成本低廉，因此有利于产业化生产，并大批量制得性能稳定的防水抗渗沥青涂料。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术通过改性液与乳化沥青交联形成的三维网状配合物黏连骨料和丙烯酸乳液共同构成了致密的防水抗渗层，通过防水抗渗层赋予了沥青涂料较优的防水抗渗性能；2、本技术通过聚氨酯和羧甲基纤维素组成的成膜助剂，赋予了沥青涂料间各组分更好的相容性，且成膜助剂在辅助成膜后也可作为填充剂，继而使得交联粘结成型的防水抗渗层，其防水抗渗能力更强；3、本技术通过三甲基硅醇钠和硅酸钠组成的抗渗剂，增加沥青涂料的密实度，并通过两者的协同作用，在三维网状配合物上形成有憎水层，继而赋予了沥青涂料较优的防水抗渗能力；4、本技术各制备步骤的参数易于控制，且原料易于获得，因此有利于大批量生产化生产，所制得防水抗渗沥青涂料性能稳定均一。
具体实施方式
23.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
24.本技术的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：丙烯酸乳液，型号工业级，55％含量，采购自济南汇锦川商贸有限公司；乳化沥青，货号022，50％含量，采购自茂名市增华石化有限公司；超支化聚酰胺树脂，型号hyper hpn202，采购自武汉超支化树脂科技有限公司；磷酸三丁脂，cas登录号126
‑
73
‑
8，采购自济南道融化工有限公司；纳米二氧化硅微粉，1000目，采购自河北赛纳得纳米材料科技有限公司；聚氨酯，型号水性聚氨酯951，采购自山东泰宝防水材料有限公司；羧甲基纤维素，cas 9000
‑
11
‑
7，采购自江西百盈生物技术有限公司；三甲基硅醇钠，货号65165，采购自上海高鸣化工有限公司。
25.制备例制备例1一种改性乳化沥青，其制备步骤如下：乳化沥青与改性液按重量比1：0.3在ph为4的条件下，抽真空，并加热至100℃,以2500r/min的转速搅拌20min，即可制得改性乳化沥青；改性液由改性胶体和改性填料按重量比1：0.05组成；改性胶体由超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂按重量比1：0.3：0.01组成；改性填料为纳米二氧化硅微粉。
26.制备例2一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，乳化沥青与改性液按重量比1：0.3在ph为5的条件下，抽真空，并加热至110℃,以2750r/min的转速搅拌25min，即可制得改性乳化沥青。
27.制备例3一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，乳化沥青与改性液按重量比1：0.3在ph为6的条件下，抽真空，并加热至120℃,以2750r/min的转速搅拌30min，即可制得改性乳化沥青。
28.制备例4一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，乳化沥青与改性液按重量比1：0.5混合。
29.制备例5一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，乳化沥青与改性液按重量比1：0.65混合。
30.制备例6一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，乳化沥青与改性液按重量比1：0.8混合。
31.制备例7一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，乳化沥青与改性液按重量比1：1混合。
32.制备例8一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性液由改性胶体和改性填料按重量比1：0.1组成。
33.制备例9一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性液由改性胶体和改性填料按重量比1：0.15组成。
34.制备例10一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性液由改性胶体和改性填料按重量比1：0.2组成。
35.制备例11一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性液由改性胶体和改性填料按重量比1：0.25组成。
36.制备例12一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性胶体由超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂按重量比1：0.5：0.05组成。
37.制备例13一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性胶体由超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂按重量比1：0.65：0.10组成。
38.制备例14一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性胶体由超支化聚酰胺树脂、淀粉和磷酸三丁脂按重量比1：0.8：0.15组成。
39.制备例15一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性胶体由超支化聚酰胺树脂、
淀粉和磷酸三丁脂按重量比1：1：0.2组成。
40.制备例16一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性填料由纳米二氧化硅微粉和硅酸钾按重量比1：0.25组成。
41.制备例17一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性填料由纳米二氧化硅微粉和硅酸钾按重量比1：0.5组成。
42.制备例18一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性填料由纳米二氧化硅微粉和硅酸钾按重量比1：0.75组成。
43.制备例19一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性填料由纳米二氧化硅微粉和硅酸钾按重量比1：1组成。
44.制备例20一种改性乳化沥青，与制备例1的区别之处在于，改性填料由纳米二氧化硅微粉和硅酸钾按重量比1：1.25组成。实施例
45.实施例1一种防水抗渗沥青涂料，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：s1、先将丙烯酸乳液、骨料、颜料、水和改性乳化沥青按对应重量份数在80℃的条件下，以1500r/min的转速分散10min；s2、再将s1中的混合物与成膜助剂和抗渗剂按对应重量份数在500r/min的条件下，混合10min,制得防水抗渗沥青涂料；成膜助剂为聚氨酯；抗渗剂为三甲基硅醇钠。
46.实施例2
‑
6一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
47.表1实施例1
‑
6中各组分及其重量(kg)
实施例7一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，其具体制备步骤如下：s1、先将丙烯酸乳液、骨料、颜料、水和改性乳化沥青按对应重量份数在90℃的条件下，以1750r/min的转速分散15min；s2、再将s1中的混合物与成膜助剂和抗渗剂按对应重量份数在650r/min的条件下，混合15min,制得防水抗渗沥青涂料。
48.实施例8一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，其具体制备步骤如下：s1、先将丙烯酸乳液、骨料、颜料、水和改性乳化沥青按对应重量份数在100℃的条件下，以2000r/min的转速分散20min；s2、再将s1中的混合物与成膜助剂和抗渗剂按对应重量份数在800r/min的条件下，混合20min,制得防水抗渗沥青涂料。
49.实施例9
‑
27一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，所用改性乳化沥青的使用情况不同，具体对应关系如表2所示。
50.表2实施例9
‑
27中改性乳化沥青使用情况对照表
实施例28一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，成膜助剂为羧甲基纤维素。
51.实施例29一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，成膜助剂由聚氨酯和羧甲基纤维素按重量比1：0.1组成。
52.实施例30一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，成膜助剂由聚氨酯和羧甲基纤维素按重量比1：0.2组成。
53.实施例31
一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，成膜助剂由聚氨酯和羧甲基纤维素按重量比1：0.3组成。
54.实施例32一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，成膜助剂由聚氨酯和羧甲基纤维素按重量比1：0.4组成。
55.实施例33一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，成膜助剂由聚氨酯和羧甲基纤维素按重量比1：0.5组成。
56.实施例34一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，抗渗剂为硅酸钠。
57.实施例35一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，抗渗剂由三甲基硅醇钠和硅酸钠按重量比1：0.4组成。
58.实施例36一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，抗渗剂由三甲基硅醇钠和硅酸钠按重量比1：0.5组成。
59.实施例37一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，抗渗剂由三甲基硅醇钠和硅酸钠按重量比1：0.6组成。
60.实施例38一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，抗渗剂由三甲基硅醇钠和硅酸钠按重量比1：0.7组成。
61.实施例39一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，抗渗剂由三甲基硅醇钠和硅酸钠按重量比1：0.8组成。
62.对比例对比例1一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，乳化沥青没有进行改性处理。
63.对比例2一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性乳化沥青由如下制备步骤制得：乳化沥青与改性液按重量比1：0.3在ph为2的条件下，抽真空，并加热至80℃,以2000r/min的转速搅拌10min。
64.对比例3一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性乳化沥青由如下制备步骤制得：乳化沥青与改性液按重量比1：0.3在ph为8的条件下，抽真空，并加热至140℃,以3000r/min的转速搅拌40min。
65.对比例4一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性胶体中不含超支化聚酰
胺树脂。
66.对比例5一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性胶体中不含淀粉。
67.对比例6一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性胶体中不含磷酸三丁脂。
68.对比例7一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性胶体中不含超支化聚酰胺树脂和淀粉。
69.对比例8一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性胶体中不含超支化聚酰胺树脂和磷酸三丁脂。
70.对比例9一种防水抗渗沥青涂料，与实施例1的不同之处在于，改性胶体中不含淀粉和磷酸三丁脂。
71.性能检测试验分别取实施例1
‑
39和对比例中1
‑
9制得的沥青涂料作为测试对象，每组沥青涂料分别涂设在三组相同的试件上，对其进行加压抗渗试验。具体检测步骤和检测标准参照gb/t 23445
‑
2009《聚合物水泥防水涂料》，当三组中的两组试件出现透水现象时，记做“是”，无则记做“否”，结果记入表3中。
72.表3性能测试结果
结合实施例1
‑
6、对比例1并结合表3可以看出，实施例1
‑
6在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力均较强，其中对比例1中由于未采用改性乳化沥青，其在渗水压力为0.6mpa就已发生渗水现象。由此可见改性乳化沥青的加入，提高了沥青涂料的抗渗性能，且采用实施例3中各组分配比制成的抗渗沥青涂料，其最大抗渗压力为1.2mpa。由此可见该配比下制得抗渗沥青涂料其抗渗性能较好，在应用于建筑施工时，使用寿命较长，且不易发生开裂、脱落。
73.结合实施例1、实施例7
‑
8并结合表3可以看出，实施例7
‑
8在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力较强，其中实施例7为优选实施例，采用实施例7中工艺混和制成的抗渗沥青涂料，其最大抗渗压力为0.9mpa。由此可见该工艺条件为优选工艺，该工艺制得的抗渗沥青涂料具有良好的抗渗性能。
74.结合实施例1、实施例9
‑
10并结合表3可以看出，实施例9
‑
10在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力较强，其中实施例9为优选实施例，即采用制备例2中工艺制得的改性乳化沥青，其对沥青涂料抗渗性能的提升较为明显，其最大抗渗压力为0.9mpa。由此可见该工艺条件为优选工艺，该工艺制得的改性乳化沥青，其形成的三维网状配合物结构最为致密复杂。
75.结合实施例1、实施例11
‑
14并结合表3可以看出，实施例11
‑
14在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力较强，其中实施例12为优选实施例，即采用制备例5中改性液与乳化沥青配比制得的改性乳化沥青，其对沥青涂料抗渗性能的提升较为明显，其最大抗渗压力为0.9mpa。由此可见该配比下的乳化沥青与改性液的结合效果最好，其与骨料和丙烯酸乳液交联形成的抗渗防水层，较为厚实紧密。
76.结合实施例1、实施例15
‑
18并结合表3可以看出，实施例15
‑
18在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力较强，其中实施例16为优选实施例，即采用制备例16中改性胶体和改性填料配比制得的改性乳化沥青，其对沥青涂料抗渗性能的提升较大，其最大抗渗压力为0.9mpa。由此可见该配比下的改性胶体和改性填料的结合效果最好，改性填料可以充分结合在三维网状配合物上，继而三维网状配合物结合能力更强的同时，更
为致密，继而保障了沥青涂料的抗渗性能。
77.结合实施例1、实施例19
‑
22、对比例2
‑
7并结合表3可以看出，实施例19
‑
22在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力均较强，其中对比例2
‑
7中由于未同时采用三种组分，其最大渗水压力仅为0.3mpa。相比单一组分或两种组分的混用，三种组分的同时使用，对其抗渗效果均有不同程度的增强。
78.实施例20为优选实施例，即制备例13中的改性胶体配比为优选配比，其最大抗渗强度可达1.5mpa。由此可见该配比下三种组分间相互协同效果最好，其三维网状配合物结构较复杂的同时，与骨料和丙烯酸乳液构成的防水抗渗层最为致密厚实，保障了沥青涂料的抗渗性能。
79.结合实施例1、实施例23
‑
27并结合表3可以看出，实施例23
‑
27在渗水压力为0.6mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力较强，其中实施例25为优选实施例，即制备例18改性填料配比为优选配比，其最大抗渗压力为0.9mpa。由此可见该配比下的改性填料其对沥青涂料的抗渗性能提升明显，纳米二氧化硅微粉和硅酸钾的加入在一定程度上提高了涂料的抗渗性能。
80.结合实施例1、实施例28
‑
33并结合表3可以看出，实施例29
‑
33中同时加入两种组分后，其在渗水压力为0.9mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力增强。
81.实施例31为优选实施例，即该配比下的成膜助剂为优选配比，其最大抗渗强度为1.2mpa，由此可见该配比下聚氨酯和羧甲基纤维素的协同配合效果最好的同时，可辅助成膜，并作为填充组分，使得防水抗渗层的结构更为厚实紧密，继而提高了沥青涂料的抗渗能力。
82.结合实施例1、实施例34
‑
39并结合表3可以看出，实施例35
‑
39中同时加入两种组分后，其在渗水压力为0.9mpa时均未发生渗水现象，抗渗水能力增强。
83.实施例37为优选实施例，即该配比下的抗渗剂为优选配比，其在渗水压力为0.9mpa时仍未发生渗水现象，抗渗水能力显著增强。由此可见上述配比三甲基硅醇钠和硅酸钠的协同配合效果较好，渗透结晶性较好的同时，具有微溶胀的特性，继而进一步增强了沥青涂料的密实度，且通过憎水层的形成，保障了沥青涂料的抗渗性能。
84.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。