鋁酸酯瀝青水泥防水橋聯(lián)劑及其防水產(chǎn)品和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建筑施工防水材料的添加劑，特別是能夠與浙青和水泥同時進(jìn)行 化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，形成較好的化學(xué)親和力的化學(xué)鍵、使之固化后起到不可逆的粘結(jié)作用的橋 聯(lián)劑及其防水產(chǎn)品和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 常見的建筑施工防水材料主要是水泥和浙青，浙青主要用于混凝土的接縫或墻邊 的縫隙堵漏，或者鋪在樓頂粘結(jié)薄磚防漏，也可以做成防水卷材，鋪設(shè)在需要防滲防雨的場 合。然而目前的浙青難以進(jìn)行較好的堵漏防漏，其原因是浙青與固化了的水泥（混凝土）的 粘結(jié)是很不持久的，主要是浙青是石油提取汽油、煤油等后的殘留物，大多數(shù)屬于低分子量 的烷類(化學(xué)式CnH(2n+2)，η是原子數(shù))烷類不溶于水，但是與無機(jī)物粘連力不強(qiáng)，特別是未經(jīng) 改性過的浙青，高溫時易融化，低溫時發(fā)脆，在經(jīng)歷風(fēng)吹日曬的建筑物頂層或表面，非常容 易老化脫落。即使對浙青進(jìn)行了改性，也無法保證與混凝土的粘連效果。
[0003] 如何使得防水卷材的表面能夠起到較好的粘接效果，本申請人廣西金雨傘防水裝 飾有限公司進(jìn)行了多年的研究，2009年10月9日，向中國知識產(chǎn)權(quán)局申請了 "與混凝土進(jìn) 行化學(xué)交聯(lián)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)的防水卷材"的發(fā)明專利，【申請?zhí)枴緾N200910114456.X公 開（公告）號：CN101694114A;該發(fā)明公開了一種濕鋪預(yù)鋪防水卷材，是將改性浙青復(fù)合物 在胎體上進(jìn)行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工藝制成的，所述的改性浙青復(fù)合物為改性浙 青、增塑劑、抗氧化劑、功能性助劑和填充劑，制備方法是將基質(zhì)浙青置于反應(yīng)罐內(nèi)，加入增 粘劑、無規(guī)則聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，混和均勻，升溫，攪拌1. 5-2h， 接著把溫度降到180°C左右，再將填料、增塑劑、抗氧化劑、功能性助劑加到反應(yīng)罐，攪拌 0. 5-lh，進(jìn)行充分混合改性，然后輸送到膠體磨，對物料進(jìn)行反復(fù)研磨，再將改性好的浙青 在胎體上進(jìn)行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷，便制備成性能優(yōu)異的與混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)及 物理卯禪協(xié)同粘結(jié)（ChemicalBondingandPhysicalCrosslinkingSynergism)的防水 卷材，簡稱CPS防水卷材。
[0004] CN200910114456.X公開了與混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)作用的功 能性助劑（以下簡稱CPS助劑）是聚甲基乙氧基硅烷或聚萘甲醛磺酸鈉鹽，或者兩者的混合 物，在該說明書中，發(fā)明人指出，由于改性浙青復(fù)合物的膠料中存在功能活性助劑，它們的 活性基團(tuán)能與水泥在水化過程中形成交聯(lián)，使卷材與水泥漿料或混凝土牢固粘結(jié)，這種粘 結(jié)作用非常牢固，受卷材的使用環(huán)境因素較小，因而它能較持久地粘結(jié)在基面上，并與基面 形成滿粘結(jié)構(gòu)，膠料中的兩種改性劑因而與水化硅酸鈣鍵合形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。卷材膠料層 在水泥固化過程中產(chǎn)生物理吸附和卯榫作用而與基面形成粘結(jié)。水泥漿料與水發(fā)生水化反 應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物聚集在水泥顆粒的表面形成凝聚薄膜。表面形成可塑性的凝膠薄膜式 水泥漿料，保證其具有良好的流動性，能填補(bǔ)界面層微觀上凹凸不平的缺陷，通過擠壓使卷 材和水泥漿料之間形成微觀上的完全潤濕。膠層和水泥漿料充分潤濕后，使膠層表面張力 與水泥漿料表面張力接近，從而使兩者緊密結(jié)合，產(chǎn)生物理吸附作用。與此同時，水分不斷 深入凝膠薄膜層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使薄膜層向內(nèi)增厚；通過薄膜層向外擴(kuò)散的水化物聚集在 膜層外側(cè)使膜層向外增厚。由于水分滲入膜層內(nèi)部的速度大于水化物向外擴(kuò)散的速度，因 而產(chǎn)生滲透壓力，膜層內(nèi)部水化物的飽和溶液向外突出造成膜層破裂。膜層的破裂使水化 物與水迅速而廣泛地接觸，反應(yīng)又加速，生成較多量的水化硅酸鹽凝膠、氫氧化鈣和水化硫 酸鈣等水化物，它們之間相互接觸生長到一定程度后，漿體會完全失去可塑性，建立起相互 纏繞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)不斷產(chǎn)生水化物，之后漿體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度而進(jìn)入硬化形 成硬化水泥石。在這個過程中，水泥固化消耗大量的水，導(dǎo)致在水泥與自粘卷材間形成局部 封閉的體系中產(chǎn)生負(fù)壓，以及水泥的固化放熱，促進(jìn)自粘膠的蠕變，使其深入到混凝土的毛 細(xì)管或孔隙中，形成物理卯樟結(jié)構(gòu)，達(dá)到可靠的粘結(jié)效果；自粘膠層滲透到混凝土的毛細(xì)管 或孔隙中的同時，增大了自粘膠與混凝土接觸的面積，促進(jìn)自粘膠層與混凝土形成的卯樟 結(jié)構(gòu)上生成更多的化學(xué)鍵，而起到"化學(xué)交聯(lián)一物理卯樟的協(xié)同效應(yīng)"，使基面與自粘層形 成"互穿網(wǎng)絡(luò)式"界面結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到結(jié)合緊密、牢固、不可逆的"皮膚式"粘結(jié)效果技術(shù)。徹 底解決改性浙青卷材與基面粘結(jié)力不夠大，粘結(jié)力不持久，易受環(huán)境影響的問題，實現(xiàn)了卷 材與基面形成粘結(jié)不可逆、不受損一體式的防水結(jié)構(gòu)層。
[0005] 在專利CN200910114456.X公布和被授予專利權(quán)以后，廣西金雨傘防水裝飾有限 公司又對一些偶聯(lián)劑進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)一些偶聯(lián)劑(交聯(lián)劑）也能夠能夠與混凝土共同起化 學(xué)交聯(lián)反應(yīng)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)作用。
[0006] 例如：中國專利CN201210546765. 6,名稱：聚烯烴復(fù)合改性浙青濕鋪防水卷材及 其生產(chǎn)方法，一種聚烯烴復(fù)合改性浙青濕鋪防水卷材包括能夠與混凝土共同起化學(xué)交聯(lián)反 應(yīng)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)作用的改性浙青粘結(jié)層（2)、粘結(jié)隔離膜保護(hù)層（3)、和聚烯烴熱塑 性彈性體材料層（1)，其層間結(jié)構(gòu)如下：第一層是聚烯烴熱塑性彈性體材料層（1)、中間層 是改性浙青粘結(jié)層（2)、下面層是隔離膜保護(hù)層（3)，各層間通過生產(chǎn)過程中熱壓粘結(jié)。其 中提出所述的功能性助劑是具有羥基、氫基或羧基的偶聯(lián)劑，特別是有羥基、氫基或羧基反 應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷偶聯(lián)劑、聚萘甲醛磺酸鈉鹽或者它們的混合物。
[0007] 但是，公開的專利文獻(xiàn)敘述的有羥基、氫基或羧基反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷偶聯(lián) 劑、聚萘甲醛磺酸鈉鹽或者硅烷偶聯(lián)劑的反應(yīng)機(jī)理中，僅僅提出與未干固的水泥進(jìn)行化學(xué) 交聯(lián)反應(yīng)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)作用，并未意識到偶聯(lián)劑中能夠與浙青進(jìn)行另一端強(qiáng)力的化 學(xué)鍵結(jié)合的情況，所以在選擇偶聯(lián)劑的時候是比較盲目和沒有方向感的，因此，在制造防水 卷材或反應(yīng)粘結(jié)型節(jié)點密封膏的時候往往達(dá)不到預(yù)想的效果，僅僅比普通的防水卷材或密 封膏粘接好一些，浙青的老化和耐候性未能得到顯著的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種建筑施工防水材料的橋聯(lián)劑，能夠使得浙青的老化和耐 候性能得到顯著的提高，而且也能與未干固的水泥同時進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，形成較好的化 學(xué)親和力的化學(xué)鍵、使之固化后起到不可逆的粘結(jié)作用。
[0009] 本發(fā)明所述的橋聯(lián)劑，是鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑，它的通式是： (C3H70)X· A1(0C0R)m · (0C0R²)η· (OAB)y 所述鋁酸酯的一端與浙青的羧基或酯基結(jié)合，另一端與水泥水化后產(chǎn)生的酸根結(jié)合， 架起一座制備防水材料的防水橋梁。
[0010] 所述的水泥水化后產(chǎn)生的酸根是硅酸根、鋁酸根、硫鋁酸根或鐵鋁酸根。
[0011] 也就是說，以上所述的鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑，該橋聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式一端的異 氰酸酯能夠與浙青的羧基或酯基連接起來，增強(qiáng)浙青與輔料形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高改性浙 青的物理性能，形成較好的化學(xué)親和力，而另一端在加入水和水泥的混凝土中，產(chǎn)生水化的 化學(xué)鍵，與混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)和物理卯榫協(xié)同粘結(jié)，將浙青和水泥緊密地聯(lián)結(jié)為一體，相 關(guān)部位存在化學(xué)鍵作用，如同架起一座制備防水材料的防水橋梁，固化后起到不可逆的粘 結(jié)作用，可以做成防水卷材，或制成防水涂料、防水膏或者防水堵漏劑，其耐油性和耐屈撓 性突出，且無毒，安全環(huán)保、無污染，在水泥、混凝土凝固的過程中可蠕動滲入到水泥凝膠和 混凝土毛細(xì)孔內(nèi)，達(dá)到結(jié)合緊密、牢固、不可逆的骨肉相連粘結(jié)效果。要想取走或剝離防水 層，是很難做到的。
[0012] 本發(fā)明的鋁酸酯橋聯(lián)劑在與水泥凝膠中的羥基、醚鍵與二氧化硅的偶聯(lián)化合物， 不會造成對鋼筋的損害。
[0013] 以上所述的鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑的應(yīng)用，該橋聯(lián)劑可以與未固化的浙青和 輔料結(jié)合，制成防水膏、防水涂料，或者防水堵漏劑；所述1〇〇重量份防水膏、防水涂料，或 者防水堵漏劑組合料中加入防水橋聯(lián)劑的重量份數(shù)為0. 1-15. 0。
[0014] 制備防水膏、防水涂料，或者防水堵漏劑的方法是先將浙青加熱到160-200°C，達(dá) 到熔融狀態(tài)以后，加入改性劑、助劑和防水橋聯(lián)劑，攪拌反應(yīng)〇. 5-2小時，最后根據(jù)防水膏、 防水涂料，或者防水堵漏劑的性能，加入適量填料，得到防水產(chǎn)品。
[0015] 以上所述的鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑的應(yīng)用，該橋聯(lián)劑也可以與浙青和輔料結(jié) 合，制成防水卷材。所述1〇〇重量份防水卷材浙青和輔料組合料中加入防水橋聯(lián)劑的重量 份數(shù)為〇. 1-15. 0。
[0016] 制備防水卷材的方法是先將浙青加熱到160_200°C，達(dá)到熔融狀態(tài)以后，加入改性 劑、助劑和防水橋聯(lián)劑，攪拌反應(yīng)〇. 5-2小時，最后根據(jù)防水卷材的的性能，加入適量填料， 鋪設(shè)在塑料薄膜層的表面，得到產(chǎn)品。
[0017] 以上所述的鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑的應(yīng)用，該橋聯(lián)劑與未固化的浙青水泥結(jié) 合，可以作為鋪在建筑物內(nèi)墻或外墻墻磚的防水粘合劑。
[0018]目前生產(chǎn)鋁酸酯的廠家有：南京品寧偶聯(lián)劑有限公司、中博化工有限公司、梯希愛 (上海）化成工業(yè)發(fā)展有限公司等。
[0019] 本發(fā)明的鋁酸酯橋聯(lián)劑在與水泥凝膠中的羥基、醚鍵與二氧化硅的偶聯(lián)化合物， 不會造成對鋼筋的損害。
[0020] 本發(fā)明鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑的優(yōu)點： 1、本發(fā)明的鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑中的一端與浙青混合，（R〇)m-的無機(jī)物與鈦 聯(lián)結(jié)。鋁酸酯橋聯(lián)劑通過它的烷氧基直接和水化水泥的羧基或羥基進(jìn)行化學(xué)作用而橋聯(lián)。
[0021] 2、質(zhì)量穩(wěn)定，還具有色淺、無毒、味小及對PVC的協(xié)同熱穩(wěn)定性和潤滑性，適用范 圍廣，無須稀釋劑，使用方便，價格低廉。
[0022] 3、經(jīng)鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑處理的各種防水卷材、防水涂料、防水膏和防水 堵漏劑因其表面發(fā)生化學(xué)或物理化學(xué)作用生成一有機(jī)分子層，由親水性變成親有機(jī)性。實 踐證明，無機(jī)粉體表面經(jīng)鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián)劑的親無機(jī)端與親有機(jī)端能分別與無機(jī) 填料表面和有機(jī)樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或形成纏結(jié)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了無機(jī)粉體與浙青的界面相容 性，以及產(chǎn)品的強(qiáng)度和抗老化能力，增強(qiáng)防水卷材強(qiáng)度。所以用鋁酸酯浙青水泥防水橋聯(lián) 劑，不僅可以改善填充浙青的加工性能，而且也可以明顯改善防水卷材、防水涂料、防水膏 和防水堵漏劑制品的物理機(jī)械性能，填料分散勻均。對于一些低填充的制品，一般可大幅度 增加填料用量（比原填充量增加一倍或一倍以上），改善加工性能（熔體粘度下降），提高 產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，因而具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
[002