硅烷橡膠水泥防水橋聯劑及其防水產品和應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種建筑施工防水材料的添加劑，特別是能夠與橡膠和水泥同時進行 化學交聯反應，形成較好的化學親和力的化學鍵、使之固化后起到不可逆的粘結作用的橋 聯劑及其防水產品和應用。
【背景技術】
[0002] 常見的建筑施工防水材料主要是水泥和橡膠，橡膠主要用于混凝土的接縫或墻邊 的縫隙堵漏，或者鋪在樓頂粘結薄磚防漏，也可以做成防水卷材，鋪設在需要防滲防雨的場 合。然而目前的橡膠難以進行較好的堵漏防漏，其原因是橡膠與固化了的水泥（混凝土） 的粘結是很不持久的，主要是橡膠是石油提取汽油、煤油等后的殘留物，大多數屬于低分子 量的烷類（化學式CnHen+2)，η是原子數）烷類不溶于水，但是與無機物粘連力不強，特別是 未經改性過的橡膠，高溫時易融化，低溫時發脆，在經歷風吹日曬的建筑物頂層或表面，非 常容易老化脫落。即使對橡膠進行了改性，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，廣西金雨傘防水裝飾有限 公司進行了多年的研究，2009年10月9日，向中國知識產權局申請了 "與混凝土進行化學 交聯和物理卯榫協同粘結的防水卷材"的發明專利，【申請號】CN200910114456. X公開（公 告）號：CN101694114A;該發明公開了一種濕鋪預鋪防水卷材，是將改性橡膠復合物在胎體 上進行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工藝制成的，所述的改性橡膠復合物為改性橡膠、增塑 劑、抗氧化劑、功能性助劑和填充劑，制備方法是將基質橡膠置于反應罐內，加入增粘劑、無 規則聚乙烯和苯乙烯-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罐，攪拌0. 5-lh， 進行充分混合改性，然后輸送到膠體磨，對物料進行反復研磨，再將改性好的橡膠在胎體上 進行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷，便制備成性能優異的與混凝土進行化學交聯及物理卯榫 協同粘結（Chemical Bonding and Physical Crosslinking Synergism)的防水卷材，簡稱 CPS防水卷材。
[0004] CN200910114456. X公開了與混凝土進行化學交聯和物理卯榫協同粘結作用的功 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，發明人指出，由于改性橡膠復合物的膠料中存在功能活性助劑，它們 的活性基團能與水泥在水化過程中形成交聯，使卷材與水泥漿料或混凝土牢固粘結，這種 粘結作用非常牢固，受卷材的使用環境因素較小，因而它能較持久地粘結在基面上，并與基 面形成滿粘結構，膠料中的兩種改性劑因而與水化硅酸鈣鍵合形成的交聯結構。卷材膠料 層在水泥固化過程中產生物理吸附和卯榫作用而與基面形成粘結。水泥漿料與水發生水化 反應，生成的水化產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，從而使兩者緊密結合，產生物理吸附作用。與此同時，水分不 斷深入凝膠薄膜層進行化學反應，使薄膜層向內增厚；通過薄膜層向外擴散的水化物聚集 在膜層外側使膜層向外增厚。由于水分滲入膜層內部的速度大于水化物向外擴散的速度， 因而產生滲透壓力，膜層內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 互纏繞的網狀結構，并在網狀結構內不斷產生水化物，之后漿體逐漸產生強度而進入硬化 形成硬化水泥石。在這個過程中，水泥固化消耗大量的水，導致在水泥與自粘卷材間形成局 部封閉的體系中產生負壓，以及水泥的固化放熱，促進自粘膠的蠕變，使其深入到混凝土的 毛細管或孔隙中，形成物理卯樟結構，達到可靠的粘結效果；自粘膠層滲透到混凝土的毛細 管或孔隙中的同時，增大了自粘膠與混凝土接觸的面積，促進自粘膠層與混凝土形成的卯 樟結構上生成更多的化學鍵，而起到"化學交聯一物理卯樟的協同效應"，使基面與自粘層 形成"互穿網絡式"界面結構，從而達到結合緊密、牢固、不可逆的"皮膚式"粘結效果技術。 徹底解決改性橡膠卷材與基面粘結力不夠大，粘結力不持久，易受環境影響的問題，實現了 卷材與基面形成粘結不可逆、不受損一體式的防水結構層。
[0005] 在專利CN200910114456.X公布和被授予專利權以后，廣西金雨傘防水裝飾有限 公司又對一些偶聯劑進行了研究，發現一些偶聯劑（交聯劑）也能夠能夠與混凝土共同起 化學交聯反應和物理卯榫協同粘結作用。
[0006] 例如：中國專利CN201210446551. 1，名稱：反應粘結型節點密封膏及其制備方法， 公開（公告）號：CN102911638A，該反應粘結型節點密封膏運用了交聯劑，使得與混凝土之 間形成化學聯接作用，提升了與混凝土的粘結力；其中提到的交聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯 偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的一種或者一種以上的混合物；使得反應粘結型節點密封膏能夠 良好的粘附于較光滑的PPR或PVC管材表面上，實現對PPR或PVC給排水管與混凝土基面 連接處良好的密封。
[0007] 同樣，中國專利CN201210546765. 6,名稱：聚烯烴復合改性橡膠濕鋪防水卷材及 其生產方法，一種聚烯烴復合改性橡膠濕鋪防水卷材包括能夠與混凝土共同起化學交聯反 應和物理卯榫協同粘結作用的改性橡膠粘結層（2)、粘結隔離膜保護層（3)、和聚烯烴熱塑 性彈性體材料層（1)，其層間結構如下：第一層是聚烯烴熱塑性彈性體材料層（1)、中間層 是改性橡膠粘結層（2)、下面層是隔離膜保護層（3)，各層間通過生產過程中熱壓粘結。其 中提出所述的功能性助劑是具有羥基、氫基或羧基的偶聯劑，特別是有羥基、氫基或羧基反 應性官能團的聚硅氧烷偶聯劑、聚萘甲醛磺酸鈉鹽或者它們的混合物。
[0008] 但是，公開的專利文獻敘述的有羥基、氫基或羧基反應性官能團的聚硅氧烷偶聯 劑、聚萘甲醛磺酸鈉鹽或者硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑的反應機理中，僅僅 提出與未干固的水泥進行化學交聯反應和物理卯榫協同粘結作用，并未意識到偶聯劑中能 夠與橡膠進行另一端強力的化學鍵結合的情況，所以在選擇偶聯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粘結型節點密封膏的時候往往達不到預想的效 果，僅僅比普通的防水卷材或密封膏粘接好一些，橡膠的老化和耐候性未能得到顯著的提 商。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是提供一種橋聯劑，能夠使得橡膠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行化學交聯反應，形成較好的化學親和力的化學鍵、使 之固化后起到不可逆的粘結作用。
[0010] 一種硅烷橡膠水泥防水橋聯劑，其特征在于，所述硅烷橡膠水泥防水橋聯劑的一 端與橡膠的C = C雙鍵結合，另一端與水泥水化后產生的酸根結合，架起一座制備防水材料 的防水橋梁。
[0011] 所述的橡膠為天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、SBS橡膠或聚丙烯酸酯類中的任一 種或它們的組合物。
[0012] 所述的水泥水化后產生的酸根是硅酸根、鋁酸根、硫鋁酸根或鐵鋁酸根。
[0013] 所述的??圭燒為鏈烯基硅氧烷、氨1基硅氧烷、氣煙基??圭氧燒、甲基丙稀醜氧基??圭氧燒 或環氧基硅氧烷中的任一種或它們的組合物。
[0014] 所述的鏈烯基硅氧烷是乙烯基二氣??圭燒、乙烯基二甲氧基??圭燒、乙烯基二乙氧基 硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、乙烯基三乙酸基硅烷、三叔丁氧基乙烯基硅烷、 乙烯基二叔丁基過氧5圭燒、稀丙基二甲氧基硅烷或稀丙基二乙氧基5圭燒。
[0015] 所述的氨基石圭氧燒是苯胺甲基二甲氧基石圭燒、苯胺甲基二乙氧基石圭燒、Ν- (4_氨基 丁基）氨基甲基二乙氧基石圭燒、氨基丙基二甲氧基石圭燒、（3-氨基丙基）二乙氧基??圭燒、 Ν-甲基_3_氨丙基二甲氧基??圭燒、Ν-苯基_3_氨基丙基二甲氧基??圭燒、γ _( β -氨乙基） 氨丙基三甲氧基硅烷、Υ-(β-氨乙基）氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基 二甲氧基5圭燒、氨基苯基二甲氧基??圭燒、2-(4-Ν-芐基乙二胺基）乙基二甲氧基??圭燒或 Ν, Ν- 一（2-輕乙基）氣丙基二乙氧基??圭燒。
[0016] 所述的氯煙基硅氧烷是Υ _氯丙基二氯??圭燒、Υ _氯丙基二甲氧基??圭燒、Υ _氯丙 基二乙氧基??圭燒或2_ (4_氯化芐基）乙基