專利名稱：一種水性瀝青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于道橋及建筑粘結防水材料，特別是涉及一種采用環(huán)氧樹脂乳液、環(huán)氧樹脂固化劑乳液及SBR膠乳復合改性的水性浙青基防水材料。
背景技術：
石油浙青用于防水工程具有原料易得、價格低廉等優(yōu)點，是目前國內外防水防滲工程中用的最多最廣的一種防水材料。然而，由于自身存在熱淌冷脆，耐候性不良，以及目前普遍采用的現(xiàn)場熬制、熱施工，這樣會產生空氣污染，易發(fā)生火災、燙傷事故，施工效率低，工人勞動強度大等問題，使得研究乳化浙青和高分子改性浙青成為人們熱衷開發(fā)的課題。就浙青基防水涂料方面，大致經歷了普通乳化浙青、溶劑型高分子改性浙青和水乳型高分子改性浙青三個階段。就目前來說，總的情況是溶劑型改性浙青占主要地位，水乳型防水材料具有可節(jié)約大量溶劑、無污染、施工方便、可在潮濕基層上施工等優(yōu)點，所以近年來發(fā)展很快。目前，水乳型高分子改性浙青防水材料多采用單一膠乳作為改性材料進行改性， 以提高乳化浙青蒸發(fā)殘留物的高低溫性能。CN1569998A公開了一種路橋防水材料的制作方法，該方法在普通乳化浙青中外摻入20份 30份的氯丁膠乳，因膠乳摻入量大，乳液長期儲存穩(wěn)定性不好。采用單一的膠乳來改性乳化浙青，加入量太大容易造成乳化困難和乳液分層，加入量太少不能顯著提高綜合性能。環(huán)氧樹脂固化物以其優(yōu)良的耐高溫性能、耐腐蝕性能及強大的粘結力受到人們的青睞。CN176(^91A公開了一種水性浙青基環(huán)氧樹脂防腐涂料及其制備方法，該專利采用環(huán)氧樹脂乳液和改性乳化浙青來制備防腐涂料，僅僅用于防腐，該組合物中各組分、配比及制備方法按防腐材料的性質要求確定，SBR膠乳含量較少，SBR膠乳先與乳化浙青配合，對防水材料的穩(wěn)定性有影響，并且，低溫柔性或韌性不夠，不適宜用作防水材料。CN1903941A 公開了一種采用水性環(huán)氧樹脂改性的乳化浙青，該乳化浙青采用單一的環(huán)氧樹脂乳液對普通乳化浙青進行改性，用于對浙青路面的維修和養(yǎng)護，作為防水材料時的性能仍顯不足。 CN1854238A公開了一種高性能化學構網改性乳化浙青橋面粘結防水材料，該防水材料將環(huán)氧樹脂乳液作為一種添加劑以增大粘結力，用于橋面粘結防水。盡管環(huán)氧樹脂固化物具有極強的粘結力及優(yōu)良的耐高溫性能，但韌性太差。單純采用環(huán)氧樹脂乳液改性乳化浙青，更多的是用于對韌性或低溫性能要求不太高的場合。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種高低溫性能優(yōu)良、粘結性能好、軟化點高、污染低的水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設計方案水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物以重量計其組成包括
(1)乳化浙青45% 55%;(2)環(huán)氧樹脂乳液10% 20%;(3)環(huán)氧樹脂固化劑乳液2% 8% ·’(4)陽離子 SBR 乳液25% (5)消泡劑0.5%。 1.5%。。所述的環(huán)氧樹脂乳液中以重量計含約48% 52%的環(huán)氧樹脂，其余部分是水。所述的固化劑乳液中以重量計含約40% 50%的有機胺，胺值為100 300mgK0H/g，有機胺為芳香族胺類，還可以含有適量2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚和苯甲醇等。環(huán)氧樹脂乳液與環(huán)氧樹脂固化劑乳液的重量比最好為1 (0.2 0.6)。所述的陽離子SBR膠乳為低溫聚合膠乳，丁二烯含量70% (質量)，固含量>25% (質量)。所述的消泡劑可以是有機硅消泡劑、聚醚系消泡劑、醇類和酯類消泡劑等。本發(fā)明水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物中，可以根據(jù)需要添加其它的添加齊U，如抗氧劑、增韌劑等。本發(fā)明水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物中，先將乳化浙青和環(huán)氧樹脂乳液 (及固化液)混合作用，然后外摻SBR膠乳，有利于提高防水材料的穩(wěn)定性。乳化浙青以重量計其組成包括(1)浙青55% 65%;(2)陽離子乳化劑或陽離子乳化劑與非離子表面活性劑復配 0. 2% 0. 5% ；(3)穩(wěn)定劑0. 0. 4% ；(4)水余量。所述的浙青為重交浙青或聚合物改性浙青，按針入度(25°C )分級為90號、110 號、130號或其混合物等。所述的乳化劑是十六烷基三甲基溴化銨(1631)、十八烷基三甲基氯化銨(1831)、 十八烷基雙季銨鹽(18331)、木質胺、椰子油丙烯二胺、N-牛脂基1，3丙撐二胺中的至少一種，或其中的至少一種與非離子表面活性劑復配；所述的非離子表面活性劑可以是乳化浙青中常用的聚乙二醇型和多元醇型非離子乳化劑。所述的穩(wěn)定劑為氯化銨、氯化鈣、聚乙烯醇、羥乙基纖維素中的至少一種。本發(fā)明所述水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料其制備方法如下(1)制備皂液按乳化定量的水加入乳化劑和穩(wěn)定劑，并調節(jié)pH值到2 3后，力口熱至40°C 55°C，攪拌均勻，保溫備用；(2)制備乳化浙青將配制好的皂液同熱浙青(130°C 150°C ) 一起緩慢加入到膠體磨中，循環(huán)研磨3min 5min出料，冷卻至室溫備用；(3)制備混合乳液將環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧樹脂固化劑乳液在室溫下按一定的比例配制好，攪拌均勻，再調節(jié)PH值到2 3，然后將配制好的水性環(huán)氧樹脂乳液和水性環(huán)氧樹脂固化劑乳液的混合液同制備好的乳化浙青一起加入膠體磨，循環(huán)研磨:3min 5min出料，冷卻至室溫備用；
(4)最后，將一定比例的陽離子SBR乳液加入到(3)中制備的混合乳液中，邊攪拌邊加入，在室溫下攪拌5min lOmin，再加入一定比例的消泡劑，繼續(xù)攪拌20min 30min，
艮口得廣品。本發(fā)明在使用前只需經過簡單攪拌均勻即可進行施工，而且成膜快。本發(fā)明突破傳統(tǒng)的單純采用膠乳或環(huán)氧樹脂改性乳化浙青用于道橋及建筑粘結防水，發(fā)揮環(huán)氧樹脂固化物的優(yōu)點，將環(huán)氧樹脂乳液、環(huán)氧樹脂固化劑乳液及SBR膠乳對乳化浙青進行復合改性，本發(fā)明具有如下技術優(yōu)勢和特點1、優(yōu)良的耐高低溫性能使用適量環(huán)氧樹脂乳液和少量的環(huán)氧樹脂固化劑乳液對乳化浙青進行化學改性， 涂膜固化后形成大型空間網狀結構，從而大大提高了材料的高溫性能，克服了少量SBR膠乳改性乳化浙青蒸發(fā)殘留物高溫性能不好及SBR膠乳加入量太大造成乳化困難和乳液分層的缺點。試驗結果顯示本產品可以在140°C烘箱中保持8小時不發(fā)粘、不起泡。防水材料的低溫柔性是涂膜在低溫條件下受力時的流變性能和受力時抵抗破壞的能力，它反映防水材料在低溫條件下開裂和抵抗基層開裂的能力或保持伸長的能力。當溫度下降時，材料的脆性增強，在收縮變形或受力時會導致斷裂，導致防水失敗。本產品在適量環(huán)氧樹脂乳液和少量環(huán)氧樹脂固化劑乳液及適量橡膠類膠乳改性劑共同作用，顯著改善了涂膜的低溫性能。適量的SBR膠乳(25% 35%)采用外摻的方式加入到防水材料中，實驗證明防水材料穩(wěn)定性好，涂膜在-20°C下恒溫16h，然后繞Φ10棒 180°，涂膜無裂紋無剝落，而先將SBR膠乳加入乳化浙青中，則此方面性能不足(繞Φ10 棒120°涂膜就出現(xiàn)裂紋)。2、粘結力大由于本材料加入了環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧樹脂固化劑乳液，環(huán)氧樹脂屬于分子中含有2個或2個以上環(huán)氧基的一類高聚物。環(huán)氧樹脂分子結構中所含有的醚鍵(-0-)和羥基 (-0H-)(也包括環(huán)氧樹脂與胺類固化劑后所生成的醚鍵和羥基)都是強極性基團，這些基團可以使環(huán)氧樹脂分子與基材表面之間產生很強的粘結力，克服了普通防水材料由于粘結力不足而造成的防水失敗。3、儲存穩(wěn)定性好盡管本材料中加入了較多的改性劑，但經過長時間靜止觀察，未發(fā)現(xiàn)顯著分層，乳液均勻穩(wěn)定。4、施工性能好本材料在使用前不需要二次配制，大大提高了工作效率。在使用前只需經過簡單攪拌即可進行施工，而且成膜快。5、高效環(huán)保本材料是水乳型制品，在制作過程中加熱的溫度低、時間短、污染小，不需要加入對人體有害的化工溶劑。該產品屬于冷施工材料，在使用時不需像卷材那樣加熱施工，不僅可以節(jié)約大量的燃料，而且可以使施工工人避免因吸入有害物質而導致的肺病、呼吸道疾病等健康問題，符合環(huán)保要求。
具體實施方式
下面通過具體實施例進一步說明本發(fā)明的方案和效果，其中涉及的百分含量及配比以重量為基準。實施例1(1)制備乳化浙青將占乳化浙青60%重量的AH-90A基質浙青加熱至130°C 140°C備用；乳化劑(1831 0P-20 = 4 1)0. 3 %，氯化鈣0. 2 %，水余量，皂液加熱至 40°C 50°C，調節(jié)pH = 2 3，攪拌均勻。將基質浙青同皂液經膠體磨混合乳化，消泡，制得普通乳化浙青，冷卻至室溫備用；(2)制備混合乳液將環(huán)氧樹脂乳液及環(huán)氧樹脂固化劑乳液在室溫下以2 1的比例配制好，攪拌均勻，再調節(jié)PH值到2 3，然后將環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧樹脂固化劑乳液混合乳液同(1)中制備好的乳化浙青以1 2的比例一起加入膠體磨，循環(huán)研磨;3min 5min出料，制得混合乳液，冷卻至室溫備用；(3)最后，將陽離子SBR膠乳32% (按最終產品重量計)加入到(2)中制備的混合乳液67. 9%中，邊攪拌邊加入，在室溫下攪拌5min lOmin，再加入1%。的消泡劑磷酸三丁酯，繼續(xù)攪拌20min 30min，即得產品。測試結果性能測試將制備的防水材料涂層(厚度0. 8mm Imm)自然干燥并完全固化后在-20°C下恒溫16h，然后繞Φ 10棒180°，涂膜無裂紋無剝落；豎直放置于140°C的烘箱中，經他無流淌，不起泡。穩(wěn)定性長期(一月以上)靜止放置未明顯分層。實施例2(1)制備乳化浙青將占乳化浙青60%重量的110#聚合物改性浙青加熱至 i;35°C 145°C備用；18331乳化劑0. 4%，氯化銨0. 2 %，水余量，皂液加熱至45°C 55°C， 調節(jié)pH = 2 3，攪拌均勻。將改性浙青同皂液經膠體磨混合乳化，制得改性乳化浙青，冷卻至室溫備用；(2)制備混合乳液將環(huán)氧樹脂乳液及環(huán)氧樹脂固化劑乳液在室溫下以2 0. 8 的比例配制好，攪拌均勻，再調節(jié)PH值到2 3，然后將環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧樹脂固化劑乳液混合乳液同(1)中制備好的乳化浙青以1 2. 5的比例一起加入膠體磨，循環(huán)研磨 3min 5min出料，制得混合乳液，冷卻至室溫備用；(3)最后，將陽離子SBR膠乳加入到O)中制備的混合乳液71. 85%中，邊攪拌邊加入，在室溫下攪拌5min lOmin，再加入1. 5%。的有機硅消泡劑，繼續(xù)攪拌20min 30min，即得產品。測試結果性能測試將制備的防水材料涂層(厚度0. 8mm Imm)自然干燥并完全固化后在-20°C下恒溫16h，然后繞Φ 10棒180°，涂膜無裂紋無剝落；豎直放置于140°C的烘箱中，經他無流淌，不起泡。穩(wěn)定性長期(一月以上)靜止放置未明顯分層。
權利要求
1.一種水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物，其特征在于以重量計組成包括(1)乳化浙青45% 55%;(2)環(huán)氧樹脂乳液10% 20%;(3)環(huán)氧樹脂固化劑乳液2% 8%;(4)陽離子SBR乳液25% ；(5)消泡劑0.5%。 1.5%。。
2.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂乳液中以重量計含 48% 52%的環(huán)氧樹脂。
3.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于所述的固化劑乳液中以重量計含 40% 50%的有機胺，有機胺為芳香族胺類。
4.按照權利要1、2或3所述的組合物，其特征在于環(huán)氧樹脂乳液與環(huán)氧樹脂固化劑乳液的重量比為1 (0.2 0.6)。
5.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于所述的陽離子SBR膠乳為低溫聚合膠乳，丁二烯含量70%，固含量> 25%。
6.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于所述的消泡劑是有機硅消泡劑、聚醚系消泡劑、醇類或酯類消泡劑。
7.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于乳化浙青以重量計其組成包括(1)浙青55% 65%;(2)陽離子乳化劑或陽離子乳化劑與非離子表面活性劑復配 0. 2% 0. 5% ；(3)穩(wěn)定劑0.1% 0.4%;(4)水余量。
8.按照權利要求7所述的組合物，其特征在于所述的乳化劑是十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基雙季銨鹽、木質胺、椰子油丙烯二胺、N-牛脂基1，3丙撐二胺中的至少一種，或其中的至少一種與非離子表面活性劑復配，非離子表面活性劑是聚乙二醇型或多元醇型非離子乳化劑；所述的穩(wěn)定劑為氯化銨、氯化鈣、聚乙烯醇、羥乙基纖維素中的至少一種。
9.按照權利要求1所述的組合物，其特征在于水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物， 先將乳化浙青和環(huán)氧樹脂乳液及固化液混合作用，然后外摻SBR膠乳。
10.一種權利要求1至9任一權利要求所述水性浙青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物的制備方法，包括如下過程(1)制備皂液按乳化定量的水加入乳化劑和穩(wěn)定劑，并調節(jié)PH值到2 3后，加熱至 40°C 60°C，攪拌均勻，保溫備用；(2)制備乳化浙青將配制好的皂液同熱基質浙青一起加入到膠體磨中，循環(huán)研磨 3min 5min出料，冷卻至室溫備用；(3)制備混合乳液將環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧樹脂固化劑乳液在室溫下攪拌均勻，再調節(jié)PH值到2 3，然后將配制好的環(huán)氧樹脂乳液和環(huán)氧樹脂固化劑乳液同制備好的乳化浙青一起加入膠體磨，循環(huán)研磨3min 5min出料，冷卻至室溫備用；(4)最后，將陽離子SBR乳液加入到C3)中制備的混合乳液中，邊攪拌邊加入，在室溫下攪拌5min lOmin，最后加入消泡劑，繼續(xù)攪拌20min 30min，即得產品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高性能水性瀝青基環(huán)氧樹脂防水材料組合物及其制備方法，該組合物包括乳化瀝青45％～55％、陽離子SBR膠乳25％～35％，環(huán)氧樹脂乳液10％～20％、環(huán)氧樹脂固化劑乳液2％～8％、消泡劑0.5‰～1.5‰組成。本發(fā)明提供的防水材料具有以下諸多優(yōu)點(1)優(yōu)良的耐高低溫性能及韌性，高溫可達140℃以上不流淌，低溫可達-20℃不脆，而且粘結力大；(2)該防水材料環(huán)保、制備工藝簡單、體系穩(wěn)定；(3)施工性能好，表面成膜快。
文檔編號C08L95/00GK102464890SQ201010535820
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權日2010年11月4日
發(fā)明者劉佳麗, 張建峰 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院