一种水性沥青基防水涂料专用乳液及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于沥青基防水涂料领域，具体涉及一种水性沥青基防水涂料专用乳液及其制备方法与应用。


背景技术：

2.乳化沥青防水涂料主要用于楼顶防水、旧房屋维修补漏、地下工程防潮等，具有操作方便，使用安全的优点，并且比传统的"两毡三油"降低造价20％左右，但是由于乳化沥青没有添加任何改性材料，在水挥发后，成膜物质仍保持高温流淌、低温易脆的特性，因此不能单独用作防水材料。
3.丙烯酸类乳液具有优异的黏结性、耐候性和力学性能，因此被用于乳化沥青的改性，市售的乳化沥青多种多样，但是目前市面上乳液大多只能和阴离子型、非离子型沥青稳定融合，与阳离子乳化沥青混合极易破乳，并且市售乳液为了保证涂膜的强度，添加了较多的交联剂，导致涂膜的拉伸性能差。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种水性沥青基防水涂料专用乳液制备方法及应用，本发明的水性沥青基防水涂料专用乳液能够与阳离子乳化沥青稳定混合，不易产生破乳，同时具有优秀的拉伸性能与高拉伸率。
5.本发明采用的具体技术方案是：
6.一种水性沥青基防水涂料专用乳液，所述的防水涂料专用乳液以重量份数计，包括苯乙烯120-160份、丙烯酸正丁酯350-380份、丙烯酸-2-乙基己酯5-15份、丙烯酰胺3-8份、丙烯酸羟丙酯10-12份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯5-8份、引发剂1.5-2份、两性离子型表面活性剂5-7份、非离子型表面活性剂3.7-5份、消泡剂0.5-1份、杀菌剂1-1.5份。
7.进一步的，所述的水性沥青基防水涂料专用乳液以重量份数计，包括苯乙烯150份、丙烯酸丁酯370份、丙烯酸-2-乙基己酯10份、丙烯酰胺5份、丙烯酸羟丙酯11份、硅烷偶联剂1份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯6份、引发剂1.7份、两性表面活性剂5.6份，非离子型表面活性剂4.6份、消泡剂0.5份、杀菌剂1.2份。
8.进一步的，所述两性离子型表面活性剂包括甲基丙烯酸-2-磺酸基丙酯基三甲基氯化铵。
9.进一步的，所述非离子型表面活性剂包括3.5-4.5份表面活化剂a和0.2-0.5份表面活化剂b，所述表面活化剂a的粘度为110-130mpas,25℃，eo附加摩尔数为8-12；所述表面活化剂b的粘度为400-420mpas,25℃，eo附加摩尔数为18-22。
10.进一步的，所述引发剂包括过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或多种。
11.水性沥青基防水涂料专用乳液的制备方法，包括以下步骤：
12.a：按水性沥青基防水涂料专用乳液的配比，称取各组分备用；
13.b、向容器中加入100-120份水，开启搅拌，加入全部两性离子型表面活性剂、3.3-4.6份非离子型表面活化剂，搅拌均匀后加入全部的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯，继续搅拌15-30min，制得预乳化液；
14.c、向容器中加入230-250份水，开启搅拌，加入剩余非离子型表面活化剂，升温至80-85℃时，加入3-5％的预乳化液和0.6-1份引发剂，待温度不再升高后，滴加剩余预乳化液和滴加剩余引发剂，滴加时间控制在180-240min，滴加至时间经过75-85％时加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，待剩余预乳化液和引发剂滴加完毕之后保温20-40min，降温至65-68℃后滴加叔丁基过氧化氢0.4-0.8份，亚硫酸氢钠0.4-0.6份，滴加时间控制在20-40min，滴加完后保温20-40min，然后调节ph至7.5-8，加入消泡剂及杀菌剂，过滤后得到水性沥青基防水涂料专用乳液。
15.进一步的，步骤c中所述过滤采用200-400目的过滤网。
16.如上述水性沥青基防水涂料专用乳液作为水性沥青基防水涂料的改性剂的应用，所述水性沥青基防水涂料以重量份数计，包括水150-180份、分散剂2-4份、防腐剂0.5-2份、消泡剂1.5-3份、填料340-360份、乳化沥青140-160份、水性沥青基防水涂料专用乳液280-320份。
17.进一步的，所述填料包括目数为375-425目的重钙。
18.本发明的有益效果是：
19.1、本发明中，针对于目前乳液无法与阳离子乳化沥青稳定融合的问题，采用了亲水亲油平衡的设计，通过乳化剂的合理配比，选用的两性表面活性剂甲基丙烯酸-2-磺酸基丙酯基三甲基氯化铵与非离子型表面活性剂复配使用，两性表面活性剂既能给出质子又能接受质子，同时具有良好的分散性与乳化性，能够在任何离子条件下保证乳化粒子的稳定性，非离子型表面活性剂提高水合层厚度，两者协同确保体系稳定及与各类乳化沥青的很好的相容性，从而改善了涂膜的拉伸性能。
20.2、本发明中选用了特殊的内交联单体和外交联剂，由于单独使用外交联剂虽然会提高成膜表面的交联密度，但是过高的表面交联密度会导致拉伸强度降低，因此加入外交联剂的同时还引入了内交联单体，提高了乳胶粒子的内部交联度及成膜时的粒子间的交联程度，从内部提高了涂膜的拉伸强度。
21.3、本发明中水性沥青基防水涂料专用乳液在制备过程中，非离子型表面活性剂在步骤b及步骤c中分批次加入，能够使预乳化液与其他组分更好的融合，并且步骤c中对升温的温度进行严格的控制，避免温度超过非离子型表面活化剂的浊点，导致非离子型表面活化剂失去效果。
22.4、本发明采用eo附加摩尔数不同的表面活化剂进行复配使用，由于eo数不同，聚合过程中对聚合粒径、分子量起到的作用不同，复配使用既能很好地控制粒径、分子量，同时可以保证水合层的厚度和粒子稳定性。
23.5、本发明采用准确的单体配比，控制水相聚合物自由基的表面活性，配合非离子型表面活性剂，调整适当的水相聚合物自由基在水相的终止，从而控制水相可溶性聚合物的形成。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.本发明中的消泡剂为德国巴斯夫生产的nxz消泡剂，杀菌剂为山东鑫威化工科技有限公司生产的bit20杀菌剂，水为去离子水；其他所用原料如无特别说明，均可由市面购买得到。
26.一、具体实施例
27.具体实施例1
28.a：按水性沥青基防水涂料专用乳液的配比，称取苯乙烯150份、丙烯酸丁酯370份、丙烯酸-2-乙基己酯10份、丙烯酰胺5份、丙烯酸羟丙酯11份、硅烷偶联剂1份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯6份、引发剂1.7份、两性表面活性剂5.6份，非离子型表面活性剂4.6份、消泡剂0.6份、杀菌剂1.2份；
29.b：向预乳化釜中加入116份的去离子水，开启搅拌，加入全部两性表面活性剂甲基丙烯酸-2-磺酸基丙酯基三甲基氯化铵、非离子型表面活性剂er10 3.8份、非离子型表面活性剂er30 0.5份，15min后加入计量好的单体苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯，继续高速搅拌乳化约20min制得预乳化液；
30.c、向反应釜中加入240份的去离子水，开启搅拌，加入0.3份非离子型表面活性剂er10，升温至85℃时，加入4.5％预乳化液和0.7份引发剂，待温度升至最高并稳定2min后，开始滴加剩余预乳化液和滴加剩余引发剂，滴加温度控制在83～85℃，滴加时间210min，滴加至170min时将硅烷偶联剂加入并搅拌均匀，预乳化液和引发剂滴加完毕之后保温30min，降温至66℃进行后处理，降温至40℃以下，用20％氢氧化钠溶液调节ph至7.8，加入消泡剂及杀菌剂，过滤至细度≤25μm后得到水性沥青基防水涂料专用乳液；
31.d、向搅拌釜中加入水160份、分散剂3份、防腐剂1份、消泡剂2.4份、400目的重钙350份、乳化沥青150份、水性沥青基防水涂料专用乳液300份，搅拌30min后得到水性沥青基防水涂料。
32.具体实施例2
33.a：按水性沥青基防水涂料专用乳液的配比，称取苯乙烯120份、丙烯酸丁酯350份、丙烯酸-2-乙基己酯5份、丙烯酰胺3份、丙烯酸羟丙酯10份、硅烷偶联剂0.5份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯5份、引发剂1.5份、两性表面活性剂5份，非离子型表面活性剂3.7份、消泡剂0.5份、杀菌剂1份；
34.b：向预乳化釜中加入100份的去离子水，开启搅拌，加入全部两性表面活性剂甲基丙烯酸-2-磺酸基丙酯基三甲基氯化铵、非离子型表面活性剂er10 3.1份、非离子型表面活性剂er30 0.2份，15min后加入计量好的单体苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯，继续高速搅拌乳化约15min制得预乳化液；
35.c、向反应釜中加入230份的去离子水，开启搅拌，加入0.4份非离子型表面活性剂er10，升温至80℃时，加入3％预乳化液和0.6份引发剂，待温度升至最高并稳定2min后，开始滴加剩余预乳化液和滴加剩余引发剂，滴加温度控制在83～85℃，滴加时间180min，滴加至135min时将硅烷偶联剂加入并搅拌均匀，预乳化液和引发剂滴加完毕之后保温20min，降
温至65℃进行后处理，降温至40℃以下，用20％氢氧化钠溶液调节ph至7.5，加入消泡剂及杀菌剂，过滤至细度≤25μm后得到水性沥青基防水涂料专用乳液；
36.d、向搅拌釜中加入水150份、分散剂2份、防腐剂0.5份、消泡剂1.5份、375目的重钙340份、乳化沥青140份、水性沥青基防水涂料专用乳液280份，搅拌40min后得到水性沥青基防水涂料。
37.具体实施例3
38.a：按水性沥青基防水涂料专用乳液的配比，称取苯乙烯160份、丙烯酸丁酯380份、丙烯酸-2-乙基己酯15份、丙烯酰胺8份、丙烯酸羟丙酯12份、硅烷偶联剂1.5份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯8份、引发剂2份、两性表面活性剂7份，非离子型表面活性剂5份、消泡剂1份、杀菌剂1.5份；
39.b：向预乳化釜中加入120份的去离子水，开启搅拌，加入全部两性表面活性剂甲基丙烯酸-2-磺酸基丙酯基三甲基氯化铵、非离子型表面活性剂er10 4份、非离子型表面活性剂er30 0.5份，15min后加入计量好的单体苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯，继续高速搅拌乳化约15min制得预乳化液；
40.c、向反应釜中加入230份的去离子水，开启搅拌，加入0.5份非离子型表面活性剂er10，升温至85℃时，加入5％预乳化液和1份引发剂，待温度升至最高并稳定2min后，开始滴加剩余预乳化液和滴加剩余引发剂，滴加温度控制在83～85℃，滴加时间240min，滴加至204min时将硅烷偶联剂加入并搅拌均匀，预乳化液和引发剂滴加完毕之后保温40min，降温至68℃进行后处理，降温至40℃以下，用20％氢氧化钠溶液调节ph至8，加入消泡剂及杀菌剂，过滤至细度≤25μm后得到水性沥青基防水涂料专用乳液；
41.d、向搅拌釜中加入水180份、分散剂4份、防腐剂2份、消泡剂3份、425目的重钙360份、乳化沥青160份、水性沥青基防水涂料专用乳液320份，搅拌30min后得到水性沥青基防水涂料。
42.对比例1
43.对比例1与实施例1的区别仅在于对比例1中不添加非离子型表面活化剂。
44.对比例2
45.对比例2与实施例1的区别仅在于对比例2中不添加两性离子型表面活化剂。
46.二、性能测试
47.按照标准gb/t 16777-2008对上述实施例及对比例中制得的水性沥青基防水涂料专用乳液进行测试，检测结果见表1。
48.表1
49.测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例1拉伸强度/mpa1.321.281.271.00.93延伸率/％635630625585560与阳离子乳化沥青混合通过通过通过通过未通过与阴离子乳化沥青混合通过通过通过通过通过与非离子乳化沥青混合通过通过通过通过通过
50.表1为实施例1-3及对比例1-2中的水性沥青基防水涂料专用乳液进行性能测试的
结果，其中实施例1-3中水性沥青基防水涂料专用乳液与阳离子乳化沥青混合稳定，拉伸强度≥1.27mpa，拉伸率≥625％。
51.由实施例1及对比例1-2对比可知，对比例1中未添加非离子型表面活化剂，虽然制得的专用乳液与阳离子乳化沥青混合稳定，但是其拉伸强度与拉伸率较差，而对比例2中未添加两性离子型表面活化剂导致其无法与阳离子乳化沥青混合稳定，而实施例1中同时添加了两性表面活性剂与非离子型表面活性剂，两者协同确保体系稳定及与各类乳化沥青的很好的相容性，在使乳液够在任何离子条件下保证乳化粒子的稳定性的同时，改善了涂膜的拉伸性能。

技术特征：
1.一种水性沥青基防水涂料专用乳液，其特征在于，所述的防水涂料专用乳液以重量份数计，包括苯乙烯120-160份、丙烯酸正丁酯350-380份、丙烯酸-2-乙基己酯5-15份、丙烯酰胺3-8份、丙烯酸羟丙酯10-12份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯5-8份、引发剂1.5-2份、两性离子型表面活性剂5-7份、非离子型表面活性剂3.7-5份、消泡剂0.5-1份、杀菌剂1-1.5份。2.根据权利要求1所述的一种水性沥青基防水涂料专用乳液，其特征在于，所述的水性沥青基防水涂料专用乳液以重量份数计，包括苯乙烯150份、丙烯酸丁酯370份、丙烯酸-2-乙基己酯10份、丙烯酰胺5份、丙烯酸羟丙酯11份、硅烷偶联剂1份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯6份、引发剂1.7份、两性表面活性剂5.6份，非离子型表面活性剂4.6份、消泡剂0.5份、杀菌剂1.2份。3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种水性沥青基防水涂料专用乳液，其特征在于，所述两性离子型表面活性剂包括甲基丙烯酸-2-磺酸基丙酯基三甲基氯化铵。4.根据权利要求1-2任意一项所述的一种水性沥青基防水涂料专用乳液，其特征在于，所述非离子型表面活性剂包括3.5-4.5份表面活化剂a和0.2-0.5份表面活化剂b，所述表面活化剂a的粘度为110-130mpas,25℃，eo附加摩尔数为8-12；所述表面活化剂b的粘度为400-420mpas,25℃，eo附加摩尔数为18-22。5.根据权利要求1-2任意一项所述的一种水性沥青基防水涂料专用乳液，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵或过硫酸钠中的一种或多种。6.基于权利要求1-2任意一项所述的水性沥青基防水涂料专用乳液的制备方法，包括以下步骤：a：按水性沥青基防水涂料专用乳液的配比，称取各组分备用；b、向容器中加入100-120份水，开启搅拌，加入全部两性离子型表面活性剂、3.3-4.6份非离子型表面活化剂，搅拌均匀后加入全部的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酰胺、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯，继续搅拌15-30min，制得预乳化液；c、向容器中加入230-250份水，开启搅拌，加入剩余非离子型表面活化剂，升温至80-85℃时，加入3-5％的预乳化液和0.6-1份引发剂，待温度不再升高后，滴加剩余预乳化液和滴加剩余引发剂，滴加时间控制在180-240min，滴加至时间经过75-85％时加入硅烷偶联剂，搅拌均匀，待剩余预乳化液和引发剂滴加完毕之后保温20-40min，降温至65-68℃后滴加叔丁基过氧化氢0.4-0.8份，亚硫酸氢钠0.4-0.6份，滴加时间控制在20-40min，滴加完后保温20-40min，然后调节ph至7.5-8，加入消泡剂及杀菌剂，过滤后得到水性沥青基防水涂料专用乳液。7.根据权利要求6所述的一种水性沥青基防水涂料专用乳液制备方法，其特征在于，步骤c中所述过滤采用200-400目的过滤网。8.如权利要求1-2任意一项所述水性沥青基防水涂料专用乳液作为水性沥青基防水涂料的改性剂的应用，其特征在于，所述水性沥青基防水涂料以重量份数计，包括水150-180份、分散剂2-4份、防腐剂0.5-2份、消泡剂1.5-3份、填料340-360份、乳化沥青140-160份、水性沥青基防水涂料专用乳液280-320份。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述填料包括目数为375-425目的重钙。

技术总结
一种水性沥青基防水涂料专用乳液及其制备方法与应用，属于沥青基防水涂料领域，以重量份数计，包括苯乙烯120-160份、丙烯酸正丁酯350-380份、丙烯酸-2-乙基己酯5-15份、丙烯酰胺3-8份、丙烯酸羟丙酯10-12份、硅烷偶联剂0.5-1.5份、甲基丙烯酸丁氧基二甘醇酯5-8份、引发剂1.5-2份、两性离子型表面活性剂5-7份、非离子型表面活性剂3.7-5份、消泡剂0.5-1份、杀菌剂1-1.5份。本发明中制得的水性沥青基防水涂料专用乳液能够与阳离子乳化沥青稳定混合，不易产生破乳，同时具有优秀的拉伸性能与高拉伸率。高拉伸率。


技术研发人员：王志宽 杨士国 田晓猛 闫树德 田军 李永烜 黄星雨
受保护的技术使用者：广东衡光新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/13