一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于乳化沥青防水涂料制备技术领域，具体涉及一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料及其制备方法。


背景技术：

2.乳化沥青主要成分为基质沥青、水、乳化剂和稳定剂等，根据乳化剂种类可以分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型四种类型。将基质沥青加热至流动状后，在机械搅拌的作用下，使其以微粒状分散在含有乳化剂的水溶液中，形成的多相分散体系即为乳化沥青。水性乳化沥青涂料是以乳化沥青为基料制备的水乳型防水涂料，其主要特性表现为冷态施工、防水性好、适应性强、不需加热设备、能源消耗很低；此类涂料具有黏度低、和易性好、施工便捷、节约沥青用量、安全环保等众多优点，因而在实际生产生活中应用较广。
3.而与此同时，水性乳化沥青防水涂料也同样存在一些性能缺陷，如干燥速度稍慢、粘结力较弱的问题，特别是稳定性较差，主要为高低温稳定性及贮存稳定性欠佳，因此在实际应用中水性乳化沥青防水涂料仍存在较多的局限性。有鉴于此，有必要研究一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料以适应愈加复杂的建筑防水领域。


技术实现要素：

4.针对背景技术所提缺陷及问题，本发明的目的是提供一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料及其制备方法。本发明采用乳化沥青为基料，通过羧基丁腈胶乳对乳化沥青进行高粘改性，再加入水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷配制的复合纳米乳液，有效提升了所得乳化沥青涂料的干燥速度、粘结力、抗渗性及高低温稳定性。
5.为达成上述目的，本发明具体采用如下技术方案：
6.本发明提供了一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料，所述水性乳化沥青防水涂料按重量份数计包括如下制备原料：
7.乳化沥青60-80份、
8.丁腈胶乳5-7.5份、
9.复合纳米乳液35-50份、
10.功能性填料20-35份、
11.消泡剂0.5-1.0份、
12.增稠剂0.12-0.18份、
13.固化剂2-5份；
14.其中，所述复合纳米乳液由水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷制备。
15.作为优选，所述水性乳化沥青防水涂料按重量份数计包括如下制备原料：
16.乳化沥青70份、
17.丁腈胶乳6.5份、
18.复合纳米乳液45份、
19.功能性填料25份、
20.消泡剂0.8份、
21.增稠剂0.15份、
22.固化剂3.5份。
23.作为优选，所述乳化沥青为阴离子型乳化沥青，其固含量为40％-50％。
24.作为优选，所述丁腈胶乳为羧基丁腈胶乳，其丙烯腈含量为30％，固含量为40％-45％。
25.作为优选，所述复合纳米乳液中水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷的质量比为10:(6-10):(0.7-1.2):(0.12-0.25)。
26.作为优选，所述水性醇酸乳液的固含量为50％，所述vae乳液的固含量为55％。
27.本发明采用羧基丁腈胶乳对乳化沥青进行高粘改性，羧基丁腈胶乳自身具有较良好的粘合力及凝胶后强度；发明人实验发现，以羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青制备的乳化沥青涂料其干燥速度、粘结力、抗渗性均明显增强，尤其是低温柔性得到显著提高，但高温稳定性却依旧欠佳甚至低于基质乳化沥青制备的涂料，推测是羧基丁腈胶乳与乳化沥青形成了双重复合的不稳定体系，导致乳化沥青的高温及贮存稳定性进一步降低。基于此，本发明对上述羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青作进一步处理。本发明将水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷按一定配比制作得到一种复合纳米乳液，将其与羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青混合高速剪切，该复合纳米乳液能够大幅度减缓高温下涂料表层水分的散失作用，调控平衡油水比，进而能够有效改善涂料的高温及贮存稳定性。
28.作为优选，所述功能性填料为云母粉，所述消泡剂为磷酸三丁酯、所述增稠剂为羟乙基纤维素、所述固化剂为水性环氧固化剂。
29.本发明还提供了上述高稳定性水性乳化沥青防水涂料的制备方法，包括如下步骤：
30.1)按配方重量份数称取各原料备用；
31.2)将乳化沥青与丁腈胶乳混合，经高速剪切得到羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青；
32.3)向步骤2)所得改性乳化沥青中加入复合纳米乳液，调节ph值8-10.5继续高速剪切得到混合料，再加入功能性填料和剩余助剂，降温至90℃充分搅拌，得到水性乳化沥青防水涂料。
33.作为优选，步骤2)所述高速剪切于115-120℃条件下进行，其转速为4000-5000rpm，剪切时长1.5-2h。
34.作为优选，步骤3)调节ph值后高速剪切于130-135℃条件下进行，其转速为6000-7500rpm，剪切时长0.5-1h。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36.本发明水性乳化沥青防水涂料体系以乳化沥青为基料，首先采用羧基丁腈胶乳对
乳化沥青进行高粘改性，羧基丁腈胶乳能够改善乳化沥青防水涂料在干燥速度、粘结力、抗渗性方面的不足，尤其显著提高了涂料的低温柔性。本发明进一步采用水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷配制一种复合纳米乳液，将该复合纳米乳液对高粘改性的乳化沥青进一步处理，再加入功能性填料和剩余助剂，最终得到一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料。本发明水性乳化沥青防水涂料具有较优异的干燥速度、粘结力，高低温及贮存稳定性良好，具有很好的市场竞争力。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
38.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，并非用于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.本发明下述试验中：选用的乳化沥青为y101-60阴离子乳化沥青，其固含量为45％，购自山东欧科防水科技；选用的丁腈胶乳为chemigum 550羧基丁腈胶乳，其丙烯腈含量为30％、固含量为41％、ph值为8.3，购自eliokem公司；水性醇酸乳液固含量50％；vae乳液固含量55％(塞拉尼斯cp149)；功能性填料为云母粉；消泡剂为磷酸三丁酯、增稠剂为羟乙基纤维素、固化剂为kpl-566233。
40.实施例1
41.本实施例提供一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料的制备方法，包括：
42.1、按重量份数称取乳化沥青70份、丁腈胶乳6.5份、复合纳米乳液45份(由水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷按质量比10:7:1:0.18混合)、功能性填料25份、消泡剂0.8份、增稠剂0.15份、固化剂3.5份。
43.2、将乳化沥青与丁腈胶乳混合，在118℃条件下高速剪切(4500rpm、2h)得到羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青；向其中继续加入复合纳米乳液，调节ph值9.5然后在132℃条件下下高速剪切(7000rpm、0.8h)得到混合料；混合料加入功能性填料、消泡剂、增稠剂、固化剂，降温至90℃充分搅拌，得到水性乳化沥青防水涂料。
44.实施例2
45.本实施例提供一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料的制备方法，包括：
46.1、按重量份数称取乳化沥青60份、丁腈胶乳7.5份、复合纳米乳液35份(由水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷按质量比10:10:0.7:0.25混合)、功能性填料25份、消泡剂0.8份、增稠剂0.15份、固化剂3.5份。
47.2、将乳化沥青与丁腈胶乳混合，在118℃条件下高速剪切(4500rpm、2h)得到羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青；向其中继续加入复合纳米乳液，调节ph值9然后在132℃条件下下高速剪切(7000rpm、0.8h)得到混合料；混合料加入功能性填料、消泡剂、增稠剂、固化剂，降温至90℃充分搅拌，得到水性乳化沥青防水涂料。
48.实施例3
49.本实施例提供一种高稳定性水性乳化沥青防水涂料的制备方法，包括：
50.1、按重量份数称取乳化沥青80份、丁腈胶乳5份、复合纳米乳液50份(由水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷按质量比10:6:1.2:0.12混合)、功能性填料25份、消泡剂0.8份、增稠剂0.15份、固化剂3.5份。
51.2、将乳化沥青与丁腈胶乳混合，在120℃条件下高速剪切(5000rpm、1.5h)得到羧基丁腈胶乳高粘改性的乳化沥青；向其中继续加入复合纳米乳液，调节ph值9.5然后在130℃条件下下高速剪切(6000rpm、1h)得到混合料；混合料加入功能性填料、消泡剂、增稠剂、固化剂，降温至90℃充分搅拌，得到水性乳化沥青防水涂料。
52.对比例1
53.本对比例提供一种乳化沥青涂料的制备方法，与本发明实施例1的区别在于：原料中不包含丁腈胶乳；即步骤2不采用丁腈胶乳高粘改性乳化沥青，将乳化沥青直接与复合纳米乳液反应制备乳化沥青涂料。
54.对比例2
55.本对比例提供一种乳化沥青涂料的制备方法，与本发明实施例1的区别在于：将水性醇酸乳液、vae乳液、二缩三丙二醇二丙烯酸酯与六甲基二硅氮烷按质量比10:7:3:0.1混合制备复合纳米乳液；将所得复合纳米乳液用于步骤2制备乳化沥青涂料。
56.对比例3
57.本对比例提供一种乳化沥青涂料的制备方法，与本发明实施例1的区别在于：将水性醇酸乳液、vae乳液按质量比10:7混合得到混合纳米乳液；将所得混合纳米乳液用于步骤2制备乳化沥青涂料。
58.根据gb/t 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》、gb/t 6753.3-1986有关标准对上述实施例及对比例制备的乳化沥青涂料样品进行性能检测，结果如表1所示。
59.表1
60.[0061][0062]
由上表检测数据可知，本发明工艺制备的水性乳化沥青防水涂料干燥速度快、抗渗性好、粘结强度高，同时具有良好的高低温稳定性及贮存稳定性。而仅采用复合纳米乳液直接与乳化沥青制得的乳化沥青涂料虽然耐热性优异，但干燥速度、抗渗性、粘结强度均不同程度降低，尤其低温柔性与贮存稳定性明显变差；而调整复合纳米乳液成分或比例不仅使得耐热性与贮存稳定性不同程度降低，同时低温柔性也小幅度下降。
[0063]
以上所描述的实施例仅表达了本发明的几种优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不用于限制本发明。应当指出，对于本领域的技术人员来说，本发明还可以有各种变化和更改，凡在本发明的构思和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。