一种聚合物水泥防水涂料及其应用的制作方法

1.本发明涉及防水材料技术领域，具体涉及一种聚合物水泥防水涂料及其应用。


背景技术：

2.pvc防水卷材一般采用弹性可塑性pvc高分子材料构成，有成膜致密、稳定、可靠性强的长寿命特点，一般用于各类高防护要求的建筑设计中。但pvc防水卷材与混凝土无法粘接，目前一般采用锚钉或者热熔胶将其固定在混凝土结构上；然而，实践发现，采用铆钉固定的方式存在串水的缺陷，而采用热熔胶粘接时，不仅对于热熔胶的要求较高，而且存在热熔胶尤其是小分子热熔胶容易老化失效的缺陷。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种改进的聚合物水泥防水涂料，该防水涂料可作为pvc防水卷材与混凝土结构相互结合的中间过渡，不仅能够与混凝土优异结合，而且还能够实现与pvc防水卷材热熔焊接在一起，进而促使pvc防水卷材与结构混凝土形成伏贴满粘的效果，并能形成一道自身防水结构，提高了防水效果。
4.本发明同时还提供了一种上述聚合物水泥防水涂料在粘接混凝土结构与pvc防水卷材中的应用。
5.为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：
6.一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，所述第一组分的原料包含成膜树脂乳液，所述第二组分的原料包含第一水泥、填料，其中：所述成膜树脂乳液为弹性树脂乳液，所述第二组分还包含预制水泥砂，所述预制水泥砂的原料包含组分a和组分b；
7.所述组分a包含第二水泥、聚氯乙烯颗粒，所述组分b包含刚性丙烯酸酯乳液；
8.所述第二水泥、所述聚氯乙烯颗粒和所述刚性丙烯酸酯乳液中的刚性丙烯酸酯的投料质量比为0.6-3.5∶0.05-0.65∶1；
9.所述预制水泥砂的粒径为30-140目。
10.根据本发明的一些优选方面，所述刚性丙烯酸酯乳液的固含量为30％-80％，所述组分a与所述组分b的投料质量比为1.0-2.0∶1，优选为1.2-1.3∶1。
11.根据本发明的一些优选方面，所述第二水泥、所述聚氯乙烯颗粒和所述刚性丙烯酸酯乳液中的刚性丙烯酸酯的投料质量比为1.5-2.5∶0.09-0.5∶1。
12.根据本发明的一些优选方面，所述聚氯乙烯颗粒的粒径为100-800目，优选为200-500目。
13.根据本发明的一些优选方面，所述刚性丙烯酸酯乳液的玻璃化转变温度为：-5～10℃。
14.根据本发明的一些优选方面，所述聚氯乙烯颗粒中聚氯乙烯的分子量为50000-150000。
15.进一步地，所述聚氯乙烯颗粒中聚氯乙烯的分子量为50000-120000。更进一步地，所述聚氯乙烯颗粒中聚氯乙烯的分子量为50000-100000。
16.根据本发明的一些优选方面，所述第一水泥与所述预制水泥砂的投料质量比为1∶2.0-8.0。
17.在本发明的一些实施方式中，所述第一水泥与所述预制水泥砂的投料质量比为1∶2.0-4.5。
18.在本发明的一些实施方式中，所述第一水泥与所述预制水泥砂的投料质量比为1∶4.5-6.0。
19.在本发明的一些实施方式中，所述第一水泥与所述预制水泥砂的投料质量比为1∶6.0-8.0。
20.根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述第一组分中，弹性树脂乳液95％-99.95％，第一助剂0.05％-5.0％。
21.在本发明的一些实施方式中，所述第一助剂包含消泡剂、防腐剂等，以质量百分含量计，所述第一组分中，消泡剂占0-0.5％，防腐剂占0.05％-0.3％。
22.在本发明的一些实施方式中，所述消泡剂为有机硅消泡剂和/或矿物油消泡剂。
23.在本发明的一些实施方式中，所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂和/或苯并米唑酯类防腐剂。
24.根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述第二组分中，第一水泥10％-25％，预制水泥砂55％-75％，填料10％-25％，第二助剂0.1％-0.25％。
25.在本发明的一些实施方式中，所述填料可以为偏高岭土等，粒径为可以为800-2000目。
26.在本发明的一些实施方式中，所述第二助剂可以为减水剂，该减水剂可以为萘系、聚羧酸减水剂。
27.根据本发明的一些优选方面，所述第一组分与所述第二组分的投料质量比为1∶1.3-1.8。
28.在本发明的一些实施方式中，所述第一组分与所述第二组分的投料质量比为1∶1.4-1.6。
29.根据本发明的一个具体方面，所述第一组分与所述第二组分的投料质量比为1∶1.5。
30.根据本发明的一些优选方面，所述弹性树脂乳液包含弹性丙烯酸酯乳液和弹性丁苯乳液。本发明中，弹性丙烯酸酯乳液和弹性丁苯乳液可以赋予整体体系较好的柔韧性等，同时弹性丁苯乳液中的弹性丁苯还可以起到一定的热熔焊接的效果，增加pvc防水卷材与防水涂层之间的结合，也即进一步增加了pvc防水卷材与混凝土基层之间的结合强度。
31.根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述第一组分中，弹性丙烯酸酯乳液40％-90％，弹性丁苯乳液10％-55％。
32.进一步地，以质量百分含量计，所述第一组分中，弹性丙烯酸酯乳液70％-90％，弹性丁苯乳液10％-25％。
33.根据本发明的一些优选方面，所述弹性丙烯酸酯乳液的玻璃化转变温度为-20～0℃。
34.根据本发明的一些优选方面，所述弹性丁苯乳液的玻璃化转变温度为-20～0℃。
35.在本发明的一些实施方式中，所述弹性丙烯酸酯乳液的固含量为50％-65％。
36.在本发明的一些实施方式中，所述弹性丁苯乳液的固含量为45％-55％。
37.根据本发明的一些优选方面，所述第一水泥为硅酸盐水泥和/或铝酸盐水泥；
38.所述第二水泥包含硅酸盐水泥和铝酸盐水泥，以质量百分含量计，所述组分a中，硅酸盐水泥55％-80％，聚氯乙烯颗粒5％-25％，铝酸盐水泥5％-18％，第三助剂0.6％-2.0％。
39.在本发明的一些实施方式中，所述第三助剂可以为消泡剂、促凝剂等，以质量百分含量计，所述组分a中，消泡剂占0.1％-0.3％，促凝剂占0.5％-1.5％；进一步地，消泡剂可以为有机硅消泡剂和/或矿物油消泡剂等，促凝剂可以为无机盐类促凝剂、有机物类促凝剂。
40.根据本发明的一些优选方面，所述预制水泥砂的制备方法包括：
41.将组分a中的各成分混匀，在混匀过程中加入组分b，制成颗粒状态，干燥，获得预制水泥砂。
42.本发明提供的又一技术方案：一种采用上述所述的聚合物水泥防水涂料将pvc防水卷材固定在混凝土结构上的应用。
43.进一步地，在应用过程中，可以通过热风焊等方式实现pvc防水卷材与防水涂料形成的涂层之间的焊接，进而实现将pvc防水卷材固定在混凝土结构上。
44.本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的聚合物水泥防水涂料的制备方法，该制备方法包括：
45.第一组分的制备：将第一组分中的各原料混合，制成第一组分；
46.第二组分的制备：制备预制水泥砂，然后将其与第一组分中的其他原料相混合，制成第二组分；
47.其中，制备预制水泥砂的方法包括：将组分a中的各成分混匀，在混匀过程中加入组分b，制成颗粒状态，干燥，获得预制水泥砂；
48.将第一组分和第二组分按照配方比例混合，制成聚合物水泥防水涂料。
49.在本发明的一些实施方式中，在制备预制水泥砂的过程中，所述制成颗粒状态的实施方式包括：将组分a与组分b的混合料进行超声波除水。
50.本发明中，各个乳液均以水作为主要溶剂甚至是唯一的溶剂。
51.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
52.本发明的发明者们基于现有技术中将pvc防水卷材固定在混凝土结构上时存在的易串水、热熔胶易老化失效等缺陷，创新地提供了一种能够与pvc防水卷材实现热熔焊接且与混凝土基层具有优异结合力的聚合物水泥防水涂料，具体地，本发明创新地在水泥组分中添加了特定的预制水泥砂，该预制水泥砂以可水化凝结的水泥作为基础，并添加颗粒状的聚氯乙烯粒子，再采用刚性丙烯酸酯乳液与它们共混，一方面，利于刚性丙烯酸酯乳液的粘连作用将它们聚集在一起进而有利于水化凝结形成颗粒状态的砂，在该砂中，可以将热熔的聚氯乙烯聚合物聚集在一起，即使后期将它们分散在柔性树脂乳液中制成防水涂料，该聚氯乙烯颗粒同样以聚集状态类似孤岛形式存在于整个防水体系中，当与防水卷材进行热熔焊接时，该些砂中的聚合物尤其是聚氯乙烯颗粒熔融后将起到均匀且有力的锚定作
用，实践表明，如果直接将聚氯乙烯颗粒分散在整个防水体系中，其锚定粘接的作用将大大降低；另一方面，刚性丙烯酸酯乳液在本发明体系中同样起到一定的辅助热熔焊接作用，进一步加强pvc防水卷材与防水涂料的涂层之间的结合强度；同时，本发明选用弹性树脂乳液作为第一组分的成膜树脂乳液，将大大降低热熔过程中的应力收缩，确保焊接后的结合强度。
53.此外，本发明以防水涂料作为pvc防水卷材与混凝土结构相互结合的中间过渡，不仅能够与混凝土优异结合，老化失效的风险很低，而且还不会存在粘接之后具有窜水风险的孔隙，形成伏贴满粘的效果，防水效果好，有利于pvc防水卷材在高防护要求的建筑防水中加以应用。
具体实施方式
54.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
55.下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。
56.实施例1
57.本例提供一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，第一组分与第二组分的投料质量比为1∶1.5，具体的原料配方如下表1所示。
58.表1
[0059][0060]
其中预制水泥砂的原料包含组分a和组分b，组分a与组分b的投料质量比为1.2∶1；
[0061]
以质量百分含量计，组分a中：
[0062]
硅酸盐水泥(po42.5灰水泥，购自海螺，牌号po425)80％，
[0063]
聚氯乙烯颗粒(分子量为62800，购自英力特，牌号p450，粒径为300目)7.3％，
[0064]
铝酸盐水泥(ca80高铝水泥，购自登封熔料，牌号ca80)12％，
[0065]
消泡剂(具体为有机硅类，购自德国明凌，牌号p803)0.2％，
[0066]
促凝剂(具体为有机类，购自苏州双鹏，牌号甲酸钙)0.5％；
[0067]
组分b为刚性丙烯酸酯乳液，固含量为48％，购自巴德富，牌号rs-2608；
[0068]
预制水泥砂通过如下方法制备：在成砂机中加入组分a中各成分，设定转速2500r/min进行混合搅拌，并在混合过程中加入组分b，搅拌10min后，降低转速至800r/min，开启鼓风机，开启超声波除水，继续搅拌5min，形成颗粒，常温干燥28天，制成预制水泥砂，目数约为75
±
25目。
[0069]
上述聚合物水泥防水涂料的制备方法包括：
[0070]
第一组分的制备：将第一组分中的各原料加入搅拌釜，设定转速1200r/min，搅拌20min混合均匀，制成第一组分；
[0071]
第二组分的制备：制备预制水泥砂，然后将其与第二组分中的其他原料加入砂浆混合机中，设定搅拌频率30hz，搅拌15min混合均匀，制成第二组分；
[0072]
将第一组分和第二组分按照配方比例混合，采用机器搅拌均匀至无颗粒，制成聚合物水泥防水涂料。
[0073]
实施例2
[0074]
本例提供一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，第一组分与第二组分的投料质量比为1∶1.5，具体的原料配方如下表2所示。
[0075]
表2
[0076][0077]
其中预制水泥砂的原料包含组分a和组分b，组分a与组分b的投料质量比为1.2∶1；
[0078]
以质量百分含量计，组分a中：
[0079]
硅酸盐水泥(po42.5灰水泥，购自海螺，牌号po425)80％，
[0080]
聚氯乙烯颗粒(分子量为62800，购自英力特，牌号p450，粒径为300目)7.3％，
[0081]
铝酸盐水泥(ca80高铝水泥，购自登封熔料，牌号ca80)12％，
[0082]
消泡剂(具体为有机硅类，购自德国明凌，牌号p803)0.2％，
[0083]
促凝剂(具体为有机类，购自苏州双鹏，牌号甲酸钙)0.5％；
[0084]
组分b为刚性丙烯酸酯乳液，固含量为48％，购自巴德富，牌号rs-2608；
[0085]
预制水泥砂以及聚合物水泥防水涂料的制备方法分别同实施例1。
[0086]
实施例3
[0087]
本例提供一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，第一组分与第二组分的投料质量比为1∶1.5，具体的原料配方如下表3所示。
[0088]
表3
[0089][0090][0091]
其中预制水泥砂的原料包含组分a和组分b，组分a与组分b的投料质量比为1.2∶1；
[0092]
以质量百分含量计，组分a中：
[0093]
硅酸盐水泥(po42.5灰水泥，购自海螺，牌号po425)73％，
[0094]
聚氯乙烯颗粒(分子量为62800，购自英力特，牌号p450，粒径为300目)14.3％，
[0095]
铝酸盐水泥(ca80高铝水泥，购自登封熔料，牌号ca80)12％，
[0096]
消泡剂(具体为有机硅类，购自德国明凌，牌号p803)0.2％，
[0097]
促凝剂(具体为有机类，购自苏州双鹏，牌号甲酸钙)0.5％；
[0098]
组分b为刚性丙烯酸酯乳液，固含量为48％，购自巴德富，牌号rs-2608；
[0099]
预制水泥砂以及聚合物水泥防水涂料的制备方法分别同实施例1。
[0100]
实施例4
[0101]
本例提供一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，第一组分与第二组分的投料质量比为1∶1.5，具体的原料配方如下表4所示。
[0102]
表4
[0103][0104][0105]
其中预制水泥砂的原料包含组分a和组分b，组分a与组分b的投料质量比为1.2∶1；
[0106]
以质量百分含量计，组分a中：
[0107]
硅酸盐水泥(po42.5灰水泥，购自海螺，牌号po425)80％，
[0108]
聚氯乙烯颗粒(分子量为62800，购自英力特，牌号p450，粒径为300目)7.3％，
[0109]
铝酸盐水泥(ca80高铝水泥，购自登封熔料，牌号ca80)12％，
[0110]
消泡剂(具体为有机硅类，购自德国明凌，牌号p803)0.2％，
[0111]
促凝剂(具体为有机类，购自苏州双鹏，牌号甲酸钙)0.5％；
[0112]
组分b为刚性丙烯酸酯乳液，固含量为48％，购自巴德富，牌号rs-2608；
[0113]
预制水泥砂以及聚合物水泥防水涂料的制备方法分别同实施例1。
[0114]
实施例5
[0115]
本例提供一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，第一组分与第二组分的投料质量比为1∶1.5，具体的原料配方如下表5所示。
[0116]
表5
[0117][0118]
其中预制水泥砂的原料包含组分a和组分b，组分a与组分b的投料质量比为1.2∶1；
[0119]
以质量百分含量计，组分a中：
[0120]
硅酸盐水泥(po42.5灰水泥，购自海螺，牌号po425)67％，
[0121]
聚氯乙烯颗粒(分子量为62800，购自英力特，牌号p450，粒径为300目)7.3％，
[0122]
铝酸盐水泥(ca80高铝水泥，购自登封熔料，牌号ca80)25％，
[0123]
消泡剂(具体为有机硅类，购自德国明凌，牌号p803)0.2％，
[0124]
促凝剂(具体为有机类，购自苏州双鹏，牌号甲酸钙)0.5％；
[0125]
组分b为刚性丙烯酸酯乳液，固含量为48％，购自巴德富，牌号rs-2608；
[0126]
预制水泥砂以及聚合物水泥防水涂料的制备方法分别同实施例1。
[0127]
对比例1
[0128]
基本同实施例1，其区别仅在于：预制水泥砂中不加聚氯乙烯颗粒，将同等量的聚氯乙烯颗粒加入第一组分中，相应减少弹性丙烯酸酯乳液的含量，保持总量不变。
[0129]
对比例2
[0130]
基本同实施例1，其区别仅在于：将预制水泥砂中的组分b去除，将预制水泥砂中组分a的各成分直接作为第二组分的成分，不做成预制水泥砂进行添加。
[0131]
对比例3
[0132]
基本同实施例1，其区别仅在于：将预制水泥砂中“刚性丙烯酸酯乳液”替换为等同质量的水。
[0133]
性能测试
[0134]
将上述实施例1-5以及对比例1-3所制备的聚合物水泥防水涂料进行如下一些性能测试，具体结果参见表6所示。
[0135]
拉伸强度、断裂延伸率、粘接强度、不透水性采用gb/t23445-2009进行测定；
[0136]
与pvc焊接后剥离强度采用gb18173.1-2012进行测定。
[0137]
表6
[0138][0139][0140]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0141]
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

技术特征：
1.一种聚合物水泥防水涂料，其原料包括第一组分和第二组分，所述第一组分的原料包含成膜树脂乳液，所述第二组分的原料包含第一水泥、填料，其特征在于：所述成膜树脂乳液为弹性树脂乳液，所述第二组分还包含预制水泥砂，所述预制水泥砂的原料包含组分a和组分b；所述组分a包含第二水泥、聚氯乙烯颗粒，所述组分b包含刚性丙烯酸酯乳液；所述第二水泥、所述聚氯乙烯颗粒和所述刚性丙烯酸酯乳液中的刚性丙烯酸酯的投料质量比为0.6-3.5∶0.05-0.65∶1；所述预制水泥砂的粒径为30-140目。2.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述刚性丙烯酸酯乳液的固含量为30％-80％，所述组分a与所述组分b的投料质量比为1.0-2.0∶1，优选为1.2-1.3∶1；和/或，所述第二水泥、所述聚氯乙烯颗粒和所述刚性丙烯酸酯乳液中的刚性丙烯酸酯的投料质量比为1.5-2.5∶0.09-0.5∶1。3.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述聚氯乙烯颗粒的粒径为100-800目，优选为200-500目。4.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述刚性丙烯酸酯乳液的玻璃化转变温度为：-5～10℃；和/或，所述聚氯乙烯颗粒中聚氯乙烯的分子量为50000-150000。5.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述第一水泥与所述预制水泥砂的投料质量比为1∶2.0-8.0。6.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：以质量百分含量计，所述第一组分中，弹性树脂乳液95％-99.95％，第一助剂0.05％-5.0％；以质量百分含量计，所述第二组分中，第一水泥10％-25％，预制水泥砂55％-75％，填料10％-25％，第二助剂0.1％-0.25％；所述第一组分与所述第二组分的投料质量比为1∶1.3-1.8。7.根据权利要求1或6所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述弹性树脂乳液包含弹性丙烯酸酯乳液和弹性丁苯乳液；以质量百分含量计，所述第一组分中，弹性丙烯酸酯乳液40％-90％，弹性丁苯乳液10％-55％；所述弹性丙烯酸酯乳液的玻璃化转变温度为-20～0℃，所述弹性丁苯乳液的玻璃化转变温度为-20～0℃。8.根据权利要求1或6所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述第一水泥为硅酸盐水泥和/或铝酸盐水泥；所述第二水泥包含硅酸盐水泥和铝酸盐水泥，以质量百分含量计，所述组分a中，硅酸盐水泥55％-80％，聚氯乙烯颗粒5％-25％，铝酸盐水泥5％-18％，第三助剂0.6％-2.0％。9.根据权利要求1所述的聚合物水泥防水涂料，其特征在于：所述预制水泥砂的制备方法包括：将组分a中的各成分混匀，在混匀过程中加入组分b，制成颗粒状态，干燥，获得预制水泥砂。10.一种采用权利要求1-9中任一项权利要求所述的聚合物水泥防水涂料将pvc防水卷
材固定在混凝土结构上的应用。

技术总结
本发明公开了一种聚合物水泥防水涂料及其应用，其原料包括第一组分和第二组分，第一组分的原料包含成膜树脂乳液，第二组分的原料包含第一水泥、填料、粒径为30-140目的预制水泥砂，预制水泥砂的原料包含组分A和组分B；组分A包含第二水泥、聚氯乙烯颗粒，组分B包含刚性丙烯酸酯乳液；第二水泥、聚氯乙烯颗粒和刚性丙烯酸酯乳液中的刚性丙烯酸酯的投料质量比为0.6-3.5∶0.05-0.65∶1；该防水涂料可作为PVC防水卷材与混凝土结构相互结合的中间过渡，不仅能够与混凝土优异结合，而且还能实现与PVC防水卷材热熔焊接在一起，促使PVC防水卷材与结构混凝土形成伏贴满粘的效果，形成一道自身防水结构，防水效果更好。防水效果更好。


技术研发人员：沈恒 马世界 殷鹏
受保护的技术使用者：江苏凯伦建材股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/1