一种防水涂层涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种防水涂层涂料及其制备方法。


背景技术：

2.在隧道防水施工建设中，防水是施工中的难点，一般在初次衬砌后铺设防水板或喷涂防水涂层。但由于隧道初次衬砌凹凸不平，防水板及防水布与隧道的贴合力较差，存在二次衬砌后容易形成空鼓现象；同时由于隧道在使用过程中，应力收缩产生变形收敛，导致隧道壁尖锐部位容易刺破防水板和防水布。
3.目前国内外主要采用丙烯酸酯及丙烯酸酯改性聚合物乳液作防水渗漏涂料基料，制成防水渗漏涂料，也有采用水溶性双组份聚氨脂防水涂料，单组分聚氨酯防水涂料。选用水乳性或水性防水渗漏涂料，对环境无污染，且能形成较为优异的防水渗漏涂层。但是由于隧道在初次衬砌后，隧道中潮湿，湿度较大，水溶性聚氨酯防水涂料难以粘结和固化；且形成的涂层材料韧性不足、机械强度不够，承受应力变化的能力不强，不能适应冷热交替的使用环境，隧道应力收缩变形收敛产生的尖角刺破防水涂层后无法恢复，涂层容易产生划痕、裂纹、裂缝，甚至产生防水层爆裂现象，从而导致水的渗漏。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种防水涂层涂料及其制备方法，本发明提供的防水涂层涂料，在潮湿环境中易粘合固化，且韧性好，具有自修复功能。
5.本发明提供了一种防水涂层涂料，包括如下重量份的原料：聚醚：80～120份；增塑剂：10～30份；液态沥青：50～100份；氯化石蜡：30-60份；短纤维：0.5～2份；膨润土：50～110份；甲苯二异氰酸酯：15～30份；二月桂酸二丁基锡：0.1～1份。
6.优选的，所述聚醚为聚醚1000d、聚醚2000d和聚醚330n中的一种或多种。
7.优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种。
8.优选的，所述氯化石蜡为氯化石蜡42、氯化石蜡52和氯化石蜡70中的一种或多种。
9.优选的，所述短纤维为聚酯纤维、玻璃纤维和木质纤维中的一种或多种。
10.优选的，所述短纤维的直径为10～50目，长度0.5～5mm。
11.本发明提供了一种上述任意一项所述的防水涂层涂料的制备方法，包括如下步骤：
12.1)将石灰石、珍珠岩、水铝石和凹凸棒混合，在60～80℃进行搅拌，得到混合物；
13.2)将得到的混合物与短纤维、膨润土混合后，进行脱水，得到脱水物；
14.3)将得到的脱水物与甲苯二异氰酸酯混合进行反应，得到预产物；
15.4)将得到的预产物与二月桂酸二丁基锡混合进行反应，得到防水涂层涂料。
16.优选的，所述步骤2)中，脱水的条件为：转速1200～1500r/min，温度100～120℃，真空度-0.08～-0.1mpa，时间2～4h。
17.优选的，所述步骤3)中反应的温度为80℃，时间为1～3h。
18.优选的，所述步骤4)中反应的温度为60℃，时间为10～30min，真空度-0.08～-0.1mpa。
19.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
20.本发明利用液态沥青及氯化石蜡的织结作用，特殊交联反应条件能实现流动性好及在湿度条件较大的环境中有效保证施工质量，短纤维和聚氨酯组成的弹性涂层具有较好的韧性，膨润土的加入使涂层具备有遇水膨胀及刺破损坏后自修复的功能。同时，本发明提供的防水涂层涂料，可采用喷涂、滚涂或刷涂的方式进行涂覆，喷涂方便，且在常温下实施即可，施工方便。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.本发明提供了一种防水涂层涂料，包括如下重量份的原料：聚醚：80～120份；增塑剂：10～30份；液态沥青：50～100份；氯化石蜡：30-60份；短纤维：0.5～2份；膨润土：50～110份；甲苯二异氰酸酯：15～30份；二月桂酸二丁基锡：0.1～1份。
23.本发明提供的防水涂层涂料包括聚醚，按重量份计，包括80～120份，优选为90～110份。在本发明中，所述聚醚优选为聚醚1000d、聚醚2000d和聚醚330n中的一种或多种。在本发明中，所述聚醚合成聚氨酯的主要原料之一。
24.本发明提供的防水涂层涂料包括增塑剂，按重量份计，包括10～30份，优选为15～25份。在本发明中，所述增塑剂优选为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种。在本发明中，所述增塑剂可降低物料粘度，便于混合且其留在制品中，增加制品的柔韧性、增加伸长率、降低硬度、降低脆性。
25.本发明提供的防水涂层涂料包括液态沥青，按重量份计，包括50～100份，优选为70～90份。在本发明中，所述液态沥青的加入，增加体系的流动性，并可进一步增强涂层在隧道壁面的附着力和渗透性，增强防水功能，同时可在常温下施工，增加施工便利性。
26.本发明提供的防水涂层涂料包括氯化石蜡，按重量份计，包括30～60份，优选为40～50份。在本发明中，所述氯化石蜡优选为氯化石蜡42、氯化石蜡52和氯化石蜡70中的一种或多种。在本发明中，所述氯化石蜡在反应性聚氨酯体系可延长适用期，降低moca溶剂的操作温度，可用于室温固化。
27.本发明提供的防水涂层涂料包括短纤维，按重量份计，包括0.5～2份，优选为1～1.9份。在本发明中，所述短纤维优选为聚酯纤维、玻璃纤维和木质纤维中的一种或多种。在本发明中，所述短纤维的直径优选为10～50目，长度优选为0.5～5mm。在本发明中，所述短纤维可以为防水涂层增强韧性，防止开裂。
28.本发明提供的防水涂层涂料包括膨润土，按重量份计，包括50～110份，优选为70～100份。在本发明中，所述膨润土为有机膨润土，在各类有机溶剂、油类、液体树脂中能形成凝胶，具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性，耐水性及化
学稳定性，增加系统流动性，在与聚氨酯共同作用下，在隧道壁面作为防护层时，遇水膨胀，起到堵水封水目的，被刺破后由于聚氨酯较强的弹性与其共同作用达到自修复效果。
29.本发明提供的防水涂层涂料包括甲苯二异氰酸酯，按重量份计，包括15～30份，优选为20～28份。在本发明中，所述甲苯二异氰酸酯结构中含有不饱和键，遇光变黑，生成聚氨酯弹性体，其作为涂料体系中合成聚氨酯的主要原料之一。
30.本发明提供的防水涂层涂料包括二月桂酸二丁基锡，按重量份计，包括0.1～1份，优选为0.5～0.8份。在本发明中，所述二月桂酸二丁基锡作为合成聚氨酯的催化剂。
31.本发明对上述聚醚、增塑剂、液态沥青、氯化石蜡、短纤维、膨润土、甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。
32.本发明提供的防水涂层涂料中包括液态沥青和氯化石蜡，利用液态沥青及氯化石蜡的织结作用，产生特殊交联反应，实现流动性好及在湿度条件较大的环境中有效保证施工质量，涂料中的短纤维和聚氨酯(聚氨酯是由聚醚、增塑剂、氯化石蜡、甲苯二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡等合成而来)使涂层具有较好的韧性，膨润土的加入使涂层具备有遇水膨胀及刺破损坏后自修复的功能。
33.可以理解的是，本发明提供的防水涂层涂料是在本技术限定的组分及比例下实现的在潮湿环境中易粘合固化，且韧性好，具有自修复功能的功效，对组分及用量进行改变后，均不能达到上述功效。
34.本发明提供了一种上述任意一项所述的防水涂层涂料的制备方法，包括如下步骤：
35.1)将石灰石、珍珠岩、水铝石和凹凸棒混合，在60～80℃进行搅拌，得到混合物；
36.2)将得到的混合物与短纤维、膨润土混合后，进行脱水，得到脱水物；
37.3)将得到的脱水物与甲苯二异氰酸酯混合进行反应，得到预产物；
38.4)将得到的预产物与二月桂酸二丁基锡混合进行反应，得到防水涂层涂料。
39.本发明将石灰石、珍珠岩、水铝石和凹凸棒混合，在60～80℃进行搅拌，得到混合物。在本发明中，所述搅拌时的转速优选为400～700r/min。
40.得到混合物后，本发明将得到的混合物与短纤维、膨润土混合后，进行脱水，得到脱水物。在本发明中，所述混合的方式为搅拌，所述搅拌的转速优选为400～700r/min，时间优选为15～30min。在本发明中，所述脱水的条件优选为：转速1200～1500r/min，温度100～120℃，真空度-0.08～-0.1mpa，时间2～4h。
41.得到脱水物后，本发明将所述脱水物与甲苯二异氰酸酯混合进行反应，得到预产物。在本发明中，所述反应的温度优选为80℃，时间优选为1～3h。
42.得到预产物后，本发明将得到的预产物与二月桂酸二丁基锡混合进行反应，得到防水涂层涂料。在本发明中，所述反应的温度优选为60℃，时间优选为10～30min，真空度优选为-0.08～-0.1mpa。
43.为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
44.实施例1
45.防水涂层涂料由如下重量份的原料组分组成：
46.聚醚1000d：100份
47.邻苯二甲酸二辛酯：20份
48.液态沥青：60份；
49.氯化石蜡52：40份；
50.短纤维：1份；
51.膨润土：70份；
52.甲苯二异氰酸酯(tdi-80)：20份；
53.二月桂酸二丁基锡：0.2份。
54.具体制备方法为：
55.将上述重量份的聚醚1000d、邻苯二甲酸二辛酯、液态沥青、氯化石蜡52加入反应釜中，在搅拌机转速500r/min、温度80℃的条件下，加入短纤维、膨润土，搅拌30min，然后将搅拌速度升至1200r/min，温度升至105℃，在-0.08～-0.1mpa的真空下脱水2h，去真空降温至80℃加入计量好的甲苯二异氰酸酯(tdi-80)反应1h，完成后降温至60℃，加入二月桂酸二丁基锡，在-0.08～-0.1mpa的真空下搅拌反应10min，得到韧性防水涂层涂料。
56.实施例2
57.防水涂层涂料包括如下重量份的原料组分：
58.聚醚2000d：105份
59.邻苯二甲酸二丁酯：15份
60.液态沥青：65份；
61.氯化石蜡52：35份；
62.短纤维：1份；
63.膨润土：70份；
64.甲苯二异氰酸酯(tdi-80)：20份；
65.二月桂酸二丁基锡：0.2份。
66.具体制备方法为：
67.将上述重量份的聚醚2000d、邻苯二甲酸二丁酯、液态沥青、氯化石蜡52加入反应釜中，在搅拌机转速700r/min、温度80℃的条件下，加入短纤维、膨润土，搅拌15min，然后将搅拌速度升至1300r/min，温度升至110℃，在-0.08～-0.1mpa的真空下脱水2h，去真空降温至80℃加入计量好的甲苯二异氰酸酯(tdi-80)反应1h，完成后降温至60℃，加入二月桂酸二丁基锡，在-0.08～-0.1mpa的真空下搅拌反应10min，得到韧性防水涂层涂料。
68.实施例3
69.防水涂层涂料包括如下重量份的原料组分：
70.聚醚1000d：40份；
71.聚醚2000d：50份；
72.聚醚330n:10份；
73.邻苯二甲酸二辛酯：20份
74.液态沥青：60份；
75.氯化石蜡52：30份；
76.短纤维：1份；
77.膨润土：70份；
78.甲苯二异氰酸酯(tdi-80)：20份；
79.二月桂酸二丁基锡：0.2份。
80.具体制备方法为：
81.将上述重量份的聚醚1000d、聚醚2000d、聚醚330n、邻苯二甲酸二辛酯、液态沥青、氯化石蜡52加入反应釜中，在搅拌机转速600r/min、温度80℃的条件下，加入短纤维、膨润土，搅拌30min，然后将搅拌速度升至1500r/min，温度升至115℃，在-0.08～-0.1mpa的真空下脱水2h，去真空降温至80℃加入计量好的甲苯二异氰酸酯(tdi-80)反应3h，完成后降温至60℃，加入二月桂酸二丁基锡，在-0.08～-0.1mpa的真空下搅拌反应30min，得到韧性防水涂层涂料。
82.实施例4
83.防水涂层涂料包括如下重量份的原料组分：
84.聚醚330n:80份；
85.dibp(邻苯二甲酸二异丁酯)：30份
86.液态沥青：100份；
87.氯化石蜡70：60份；
88.短纤维：0.5份；
89.膨润土：110份；
90.甲苯二异氰酸酯(tdi-80)：15份；
91.二月桂酸二丁基锡：1份。
92.具体制备方法为：
93.将上述重量份的聚醚330n、邻苯二甲酸二异丁酯、液态沥青、氯化石蜡70加入反应釜中，在搅拌机转速600r/min、温度80℃的条件下，加入短纤维、膨润土，搅拌15min，然后将搅拌速度升至1500r/min，温度升至100℃，在-0.08～-0.1mpa的真空下脱水4h，去真空降温至80℃加入计量好的甲苯二异氰酸酯(tdi-80)反应3h，完成后降温至60℃，加入二月桂酸二丁基锡，在-0.08～-0.1mpa的真空下搅拌反应30min，得到韧性防水涂层涂料。
94.对比例1
95.除聚醚1000d的用量为150份外，其他与实施例1完全相同。
96.对比例2
97.除膨润土的用量为30份外，其他与实施例1完全相同。
98.对比例3
99.除液体沥青的用量为40份外，其他与实施例1完全相同。
100.对比例4
101.除未添加纤维外，其他与实施例1完全相同。
102.对比例5
103.除未添加甲苯二异氰酸酯外，其他与实施例1完全相同。
104.性能测试
105.根据gb/t16777-2008《建筑防水涂料试验方法》标准测试对实施例1～4及对比例1～3制备得到的防水涂层涂料的性能进行测定，具体结果如表1所示：
106.表1防水涂层涂料的性能参数
[0107][0108][0109]
由表1可以看出，本发明制备得到防水涂层涂料韧性好，耐酸碱性，具有优异的防水性能，在潮湿环境中易粘合固化。
[0110]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种防水涂层涂料，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚醚：80～120份；增塑剂：10～30份；液态沥青：50～100份；氯化石蜡：30-60份；短纤维：0.5～2份；膨润土：50～110份；甲苯二异氰酸酯：15～30份；二月桂酸二丁基锡：0.1～1份。2.根据权利要求1所述的防水涂层涂料，其特征在于，所述聚醚为聚醚1000d、聚醚2000d和聚醚330n中的一种或多种。3.权利要求1所述的防水涂层涂料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二异丁酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的防水涂层涂料，其特征在于，所述氯化石蜡为氯化石蜡42、氯化石蜡52和氯化石蜡70中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的防水涂层涂料，其特征在于，所述短纤维为聚酯纤维、玻璃纤维和木质纤维中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的防水涂层涂料，其特征在于，所述短纤维的直径为10～50目，长度0.5～5mm。7.权利要求1～6任意一项所述的防水涂层涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将石灰石、珍珠岩、水铝石和凹凸棒混合，在60～80℃进行搅拌，得到混合物；2)将得到的混合物与短纤维、膨润土混合后，进行脱水，得到脱水物；3)将得到的脱水物与甲苯二异氰酸酯混合进行反应，得到预产物；4)将得到的预产物与二月桂酸二丁基锡混合进行反应，得到防水涂层涂料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，脱水的条件为：转速1200～1500r/min，温度100～120℃，真空度-0.08～-0.1mpa，时间2～4h。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中反应的温度为80℃，时间为1～3h。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中反应的温度为60℃，时间为10～30min，真空度-0.08～-0.1mpa。

技术总结
本发明提供了一种防水涂层涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。所述防水涂层涂料，包括如下重量份的原料：聚醚：80～120份；增塑剂：10～30份；液态沥青：50～100份；氯化石蜡：30-60份；短纤维：0.5～2份；膨润土：50～110份；甲苯二异氰酸酯：15～30份；二月桂酸二丁基锡：0.1～1份。本发明提供的防水涂层涂料，在潮湿环境中易粘合固化，且韧性好，具有自修复功能。具有自修复功能。


技术研发人员：冯守中 高巍 冒卫星 屈双双 戴斌 童祥贵 陈晓云 冯天浩
受保护的技术使用者：安徽中益新材料科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/8/9