本發明涉及一種陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料技術領域。
背景技術：
非固化橡膠瀝青防水涂料是以橡膠、瀝青為主要組份，加入助劑混合制成的在使用年限內保持粘性膏狀體的防水涂料。由于其具有良好的粘結性、延伸性、低溫柔性及蠕變自愈性等優點，是近十幾年發展很快的一種新型防水材料。非固化橡膠瀝青防水涂料以高固含量著稱，涂料本身具有環保性能，但其施工過程需要加熱至180℃左右至流淌狀，方可進行噴涂或者刷涂，這樣就造成一定的施工不便及煙氣環境污染，對施工人員的身體健康也產生危害。現有技術中采用添加溶劑油的方式獲得可常溫施工的非固化橡膠瀝青防水涂料，避免了加熱，但此方法只能使用刮涂施工，且大量采用溶劑油會導致耐高溫性不佳。
因此，發展水性環保的非固化橡膠瀝青防水涂料就具有重要的意義。相比而言，水性非固化橡膠瀝青防水涂料(以下簡稱水性非固化)能室溫施工，不排放有害氣體，對環境影響不大，也不危害工人的身體健康，從而節省資源，節約能源，保護環境。從微觀結構上來說，水性非固化的有效成分是在瀝青里溶脹，整個體系是均一的體系。而不具有非固化特性的一般橡膠改性乳化瀝青產品，多是采用橡膠膠乳直接添加進乳化瀝青，且添加量較大，微觀結構上是相分離狀態，主要呈現較多的橡膠特性，如中國專利CN201310416370、CN201410203081中所公開的產品均采用橡膠膠乳對乳化瀝青進行改性，且添加的改性橡膠總量通常大于20％，施工成型后呈固化膜狀態，表面沒有粘性，跟橡膠類似。目前關于水性非固化研究不多，其中CN105038593A中公開的水性非固化橡膠瀝青涂料及其制備方法中，采用了陽離子橡膠改性乳化瀝青與增粘樹脂乳液等其他助劑復配而成，但陽離子橡膠改性乳化瀝青制備需要去離子水，且存儲性能差，而且在增粘樹脂乳液的制備過程中需要用到溶劑乙酸乙酯，制成后需去除，流程復雜，且不利于環保要求。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種儲存穩定、環保無污染、粘附性能和內聚力強且可以快速噴涂施工的陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料。
本發明的另一目的是提供一種工藝簡單、環保無污染且常溫施工、可快速破乳形成非固化狀態產品的陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料的制備方法。
本發明的技術解決方案是：一種陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B組成，其中組分A由85-95質量份的陰離子橡膠改性瀝青乳液、2-5質量份的陰離子SBR膠乳、4-7質量份的陰離子氯丁膠乳、0.1-1質量份的疏水劑、0.5-2.5質量份防滲劑組成，組分B為質量分數為10-30％的無機鹽水溶液，組分A與組分B的質量比為5-15：1；陰離子橡膠改性瀝青乳液由質量比為25-35：15-25：3-6：5-8：0.1-0.3：0.2-0.4：35-50的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、PH調節劑和水通過膠體磨乳化而成。
使用陰離子橡膠瀝青改性乳液、陰離子SBR膠乳(丁苯膠乳)、陰離子氯丁膠乳和疏水劑、防滲劑混合，不含有機溶劑，儲存比較穩定，其中在基質瀝青中使用增粘劑，使橡膠彈性體在基質瀝青中充分溶脹后再進行乳化，無需再添加增粘乳液即可以實現非固化效果，添加的氯丁膠乳可以增強粘附性能和內聚力，由于存在氯原子，可以具備良好的耐燃、耐臭氧和耐老化性能；疏水劑和防滲劑的添加，可以在涂層中形成致密隔絕層，阻礙水分對涂層的浸潤和滲透，降低吸水率，提高防水作用，方便快速噴涂施工。
所述的疏水劑為蠟乳液，所述的防滲劑為水性石墨烯漿料。石墨烯具有片層的共軛結構，有利于在涂層中層層疊加形成致密的隔絕層，從而充分阻隔水分的滲透，蠟乳液可以在破乳后遷移至涂層表面，起到表面疏水的作用，進一步提高涂層的防水性。
所述無機鹽為無機鈣鹽、無機鎂鹽及無機鐵鋁鹽中的至少一種。便宜易得，方便使用。
所述基質瀝青為70號、90號或110號石油瀝青；所述的橡膠彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物SBS及其衍生物氫化SBS(SEBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯SIS中的一種或多種；所述的增粘劑為橡膠芳烴油；所述的陰離子乳化劑為羧酸鹽型、磺酸鹽型、磷酸鹽型及硫酸酯型陰離子乳化劑中的一種或幾種；所述的穩定劑為無機增稠劑類、纖維素類、聚丙烯酸酯類和締合型聚氨酯類中的一種或幾種混合物；所述的PH調節劑是為NaOH。這些組分可以顯著改善瀝青的耐高低溫性及蠕變性，提高改性劑與基質瀝青的相容性，從而得到高改性劑含量的均一改性瀝青乳液。
本發明的另一技術解決方案是：一種陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料的制備方法，包括以下步驟：①、將85-95質量份的陰離子橡膠改性瀝青乳液、2-5質量份的陰離子SBR膠乳、4-7質量份的陰離子氯丁膠乳、0.1-1質量份的疏水劑、0.5-2.5質量份防滲劑均勻攪拌混合得到組分A；②、將無機鹽溶解在水中配制濃度為10-30％的無機鹽溶液，得到組分B；③、將組分A和組分B按照質量比5-15：1通過噴槍噴涂混合，得到陰離子型水性非固化橡膠改性瀝青防水涂料；其中在步驟①中，陰離子橡膠改性瀝青乳液的制備方法是：將質量比為25-35：15-25：3-6：5-8：0.1-0.3：0.2-0.4：35-50的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、PH調節劑和水通過膠體磨乳化而成。
其中陰離子橡膠改性瀝青乳液，采用先改性后乳化的方法，先以增粘劑使橡膠彈性體在基質瀝青中溶脹并形成橡膠連續相，后進行乳化得到更均勻穩定的乳液。再添加氯丁膠乳與SBR膠乳，與基質瀝青形成非連續相，提高耐高低溫性能及粘接性能。整個體系在涂層成型后形成細微網絡結構，具有粘稠蠕變、長期不固化的特性，且體系中均使用陰離子乳液和水性助劑，制備簡單，儲存穩定，易于生產和施工。
所述陰離子橡膠改性瀝青乳液的制備方法為：準備質量比為25-35：15-25：3-6：5-8：0.1-0.3：0.2-0.4：35-50的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、PH調節劑和水，其中將基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑在160-180℃混合剪切3小時得到瀝青混合液；將穩定劑、PH調節劑溶于水中并加熱至60-70℃得水溶液；同時將瀝青混合液和水溶液經過膠體磨進行乳化，冷卻出料即得陰離子橡膠改性瀝青乳液。
本發明的優點是：儲存穩定，不含有機溶劑，環保無污染，施工完成后與空氣接觸后長期不固化，始終保持粘稠特性，自愈能力強。它能解決因基層開裂應力傳遞給防水層造成的防水層斷裂、撓曲疲勞或處于高應力狀態下的提前老化等問題；同時，蠕變性和黏滯性使其能夠很好地封閉基層的毛細孔和裂縫，解決了防水層的竄水難題，使防水可靠性得到大幅度提高；且制備方便，工藝簡單。
具體實施方式
實施例1：
一種陰離子水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B混合組成，其中組分A由88質量份的陰離子橡膠改性乳化瀝青、3質量份的SBR膠乳、7質量份的氯丁膠乳、0.5質量份的蠟乳液、1.5質量份的石墨烯水性漿料組成；組分B由10質量份的氯化鈣、90質量份的水組成；組分A與組分B的質量比為6:1。
組分A中的陰離子橡膠改性乳化瀝青由質量比為30:15:4:5:0.1:0.3:45.6的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、PH調節劑和水通過膠體磨乳化而成。其中基質瀝青為70號石油瀝青，增粘劑為芳烴油，橡膠彈性體為SBS，穩定劑為聚丙烯酸酯類，陰離子乳化劑為硫酸酯類陰離子乳化劑，PH調節劑為NaOH。
一種陰離子水性非固化橡膠瀝青涂料的制備方法，包括以下步驟：
①、將88質量份的陰離子橡膠改性瀝青乳液、3質量份的陰離子SBR膠乳、7質量份的陰離子氯丁膠乳、0.5質量份的蠟乳液和1.5質量份的石墨烯水性漿料混合攪拌均勻得組分A；
其中陰離子橡膠改性乳化瀝青的制備方法如下：
首先選取質量比為30:15:4:5:0.1:0.3:45.6的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、PH調節劑和水，將基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑在160-180℃混合剪切3小時得瀝青混合液，再將穩定劑、PH調節劑溶于水中并加熱至60-70℃制得水溶液，然后同時將瀝青混合液與水溶液經過膠體磨進行乳化，冷卻出料即得陰離子橡膠改性瀝青乳液；
②、將10質量份氯化鈣溶解在水中配成10％質量濃度的水溶液得B組分；
③、將組分A與組分B按照質量比6:1，通過噴槍混合噴涂到應用部位即得該陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料。
實施例2
一種陰離子水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B組成。組分A由90質量份的陰離子橡膠改性乳化瀝青、4質量份的SBR膠乳、5質量份的氯丁膠乳、0.5質量份的蠟乳液、0.5質量份的石墨烯水性漿料組成；組分B由20質量份的氯化鈣、80質量份的水組成；組分A與組分B的質量比為8:1。
組分A中的陰離子橡膠改性乳化瀝青由質量比為30：20：5：6：0.2：0.35：38.45的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、NaO H和水組成，其中基質瀝青為90號石油瀝青，增粘劑為芳烴油，橡膠彈性體為SEBS，穩定劑為聚丙烯酸酯類，陰離子乳化劑為硫酸酯類陰離子乳化劑，PH調節劑為NaOH。
一種陰離子水性非固化橡膠瀝青涂料的制備方法，包括以下步驟：
①、將90質量份陰離子橡膠改性瀝青乳液、4質量份的陰離子SBR膠乳、5質量份的陰離子氯丁膠乳、0.5質量份的蠟乳液和0.5質量份的石墨烯水性漿料混合攪拌均勻得組分A；
其中陰離子橡膠改性乳化瀝青的制備方法如下：
首先選取質量比為30:20:5:6:0.2:0.35:38.45的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、PH調節劑和水，將基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑在160-180℃混合剪切3小時得瀝青混合液，再將穩定劑、PH調節劑溶于水中并加熱至60-70℃得水溶液，然后同時將瀝青混合液與水溶液經過膠體磨進行乳化，冷卻出料即得陰離子橡膠改性瀝青乳液；
②、將20質量份的氯化鈣溶解在80質量份的水中配成20％濃度的水溶液，得B組分；
③、將組分A與組分B按照質量比8:1，通過噴槍混合噴涂到應用部位即得該陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料。
實施例3
一種陰離子水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B組成；
組分A由92質量份的陰離子橡膠改性乳化瀝青、2.5質量份的SBR膠乳、4質量份的氯丁膠乳、0.5質量份的蠟乳液、1質量份的石墨烯水性漿料組成；組分B由30質量份的氯化鈣、70質量份的水組成；組分A與組分B的質量比為12:1；
組分A中的陰離子橡膠改性乳化瀝青由質量比為25：25：6.5：7.5：0.3：0.4：35.3的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、NaOH和水組成。其中基質瀝青為90號石油瀝青，增粘劑為芳烴油，橡膠彈性體為S IS，穩定劑為聚丙烯酸酯類，陰離子乳化劑為硫酸酯類陰離子乳化劑，PH調節劑為NaOH。
一種陰離子水性非固化橡膠瀝青涂料的制備方法，包括以下步驟：
①、將92質量份的陰離子橡膠改性瀝青乳液、2.5質量份的陰離子SBR膠乳、4質量份的陰離子氯丁膠乳、0.5質量份的蠟乳液和1質量份的石墨烯水性漿料混合攪拌均勻得組分A；
其中陰離子橡膠改性乳化瀝青的制備方法如下：
首先選取質量比為25：25：6.5：7.5：0.3：0.4：35.3的基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑、穩定劑、NaOH和水，將基質瀝青、增粘劑、橡膠彈性體、陰離子乳化劑在160-180℃混合剪切3小時得瀝青混合液，再將穩定劑、PH調節劑溶于水中并加熱至60-70℃得水溶液，然后同時將瀝青混合液與水溶液經過膠體磨進行乳化，冷卻出料即得陰離子橡膠改性瀝青乳液；
②、將氯化鈣溶解在水中配成30％濃度的水溶液得B組分；
③、將組分A與組分B按照質量比12:1，通過噴槍混合噴涂到應用部位即得該陰離子型水性非固化橡膠瀝青防水涂料。
將實施例1-3中制備的涂料樣品參照非固化橡膠瀝青防水涂料標準進行測試，檢測結果如表1：
為更清晰地表達A組分比例變化對性能影響，設置了以下三個對比例：
對比例1：一種陰離子水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B組成；組分A由90質量份的陰離子橡膠改性乳化瀝青(按實施例1制備)、4質量份的SBR膠乳、5質量份的氯丁膠乳組成；組分B與實施例1相同。
對比例2：一種陰離子水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B組成；組分A由90質量份的陰離子橡膠改性乳化瀝青(按實施例2制備)、4質量份的SBR膠乳、1質量份石墨烯水性漿料組成；組分B與實施例2相同；
對比例3：一種陰離子水性非固化橡膠瀝青防水涂料，由組分A和組分B組成；組分A由90質量份的陰離子橡膠改性乳化瀝青(按實施例3制備)、4質量份的SBR膠乳、0.5質量份的蠟乳液組成；組分B與實施例3相同。
分別對實施例1-3、對比例1-3的耐熱性、酸處理質量損失、堿處理質量損失、鹽處理質量損失進行對比實驗,實驗方法參見《非固化橡膠瀝青防水涂料》標準報批稿，實驗結果見表2：
從對比實驗可以看出，添加蠟乳液和石墨烯水性漿料后可以有效降低酸、堿、鹽處理后的質量損失。
對比實施例1-3中陰離子橡膠改性乳化瀝青的各組分變化對總體性能影響，見表3：
從表3的對比數據中可以看出橡膠彈性體用量增加能提高產品的耐低溫性及延伸性。
為了更清晰地描述對制備橡膠彈性體改性瀝青的參數選擇意義，特列下表以示說明：
上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。