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一种渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的制备工艺及其制品
    【技术领域】

    本发明涉及建筑防水技术领域，特别地涉及到一种可用于建筑物地下基础防水用的硅橡胶涂料的制备工艺及其制品。

    背景技术

    近年来，由于某些地下结构防水工程质量较差，导致地下室漏水事件时有发生。地下室漏水不仅给居民生活的居住环境造成不利影响，如果地下混凝土结构长期渗水，一方面会使混凝土中的钙大量流失；另一方面会使混凝土中的钢筋锈蚀，从而破坏了地下混凝土结构的整体性，进而影响了主体结构的稳定性和使用寿命。因此做好高层建筑物地下结构的防水，不仅会给住户带来一个舒适的生活环境，而且对主体结构的使用寿命也是百年大计的事。

    目前建筑防水材料大体上可分为五类：即沥青防水卷材、高分子防水片材、建筑防水涂料、建筑密封材料及防渗堵漏等特种用途的防水材料。每种材料各有其特性，因此必须根据工程的部位、条件、所处的环境、建筑的等级、功能需要，选用适当的材料，发挥各类材料的特性，使之获得最佳防水效果。根据地下工程长期处于潮湿状态又难维修，但温差变化小等特点，需采用刚柔结合的多道设防，除刚性防水加剂外，还应选用耐霉烂、耐腐蚀性好的、使用寿命长的柔性材料，在垫层上做防水时，应选用耐穿刺性好的材料，如厚度为3mm或4mm的玻纤、聚酯胎改性沥青卷材、玻璃布油毡等；当使用高分子防水基材时必须选用刚水性好的粘结剂，基材的厚度应不小于1.5mm；选用防水涂料时应选用成膜快的，不产生再乳化的材料，如聚氨酯、硅橡胶防水涂料等，其厚度应不小于2.5mm。

    防水涂料中高档涂料如聚氨酯涂料、橡胶和树酯基涂料；中档涂料如氯丁橡胶改性沥青涂料及其他橡胶改性沥青涂料；低档涂料主要有再生胶改性沥青涂料、石油沥青基防水涂料等，主要用于建筑内外墙面、异型结构面地下、厕浴间等不同部位，还在建筑装饰防水应用中起到越来越重要的作用。防水涂料的发展前景依赖于新型聚合物的推广和应用。目前，由全国多家工厂生产出了彩色丙稀酸防水涂料，这种涂料的耐用年限在10年以上，在潮湿基层上可以施工，在现场开盖直接涂刷或滚刷，可得到一种无接缝的彩色防水涂膜。其他新型无毒无害的水性高分子涂料崭露头角，如丙烯酸和乙烯——乙酸乙烯(EVA)系防水涂料已获得越来越广泛的应用。丙烯酸防水涂料具有各种优异的性能，如：低吸水率，高防水性，同时具有一定的水蒸气透过性，高弹、高延伸率，高耐老化、耐气候性，对各类基材高粘结强度，高耐脏性及缝隙遮蔽能力。优良的稳定性，可有效阻断碳离子及氯离子的渗透，与聚氯醋系防水涂料相比，丙烯酸系水性涂料还具有如下特性：无有机溶剂，无毒无害，不易燃。所以无论是使用功能或环境友好性，丙烯酸水性涂料无疑是性能优异的建筑(内外墙)防水涂料。用于建筑的新型防水涂料已在专利文献中有报道。

    例如CN200810122914.X公开了一种防霉防水涂料组合物，其中，具体成分为由丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、松香系树脂、防霉剂、硅烷偶联剂和填料组成。

    CN200710092584.X公开了一种高弹体硅橡胶防水涂料，其中具体成分包括：丁苯橡胶、萜烯树脂(石油树脂)、松香、二甲基硅油、溶剂(苯类或醋酸乙酯类或汽油类或丙酮类)、还可向其中增添增塑剂(软化剂)、紫外线吸收剂、抗氧化剂、有机硅油中的一种或几种。

    目前常规硅橡胶防水涂料普遍存在附着力(黏结力)差、易吸收水的问题而且建筑采用各种复杂水泥基体防水施工做沙浆保护层时易出现沙浆空鼓的现象，其是建筑地下基础防水的一大技术难题。

    【发明内容】

    本发明采用利用改性水乳型硅橡胶——橡胶颗粒的水分散体，当水蒸发后，硅橡胶颗粒不可逆地聚结在一起形成具有较高弹性的聚合薄膜，利用聚合物薄膜对于水蒸气是可渗性，从而能够避免因基层水分等原因带来的涂膜剥落。同时通过加入各种助剂提高涂料的附着力，机械强度等，从而解决目前建筑防水，尤其是建筑物地下基础防水的技术难点。

    本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

    一种渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的制备工艺，其包括以下步骤：

    1)采用核壳乳液聚合制备硅橡胶乳液；

    所述核壳乳液聚合为：的在不改变原料单体组成的前提下通过改变乳胶粒的结构来提高乳液性能。核/壳乳液聚合首先将部分单体聚合成均匀稳定的种子(核)乳液，然后在核的基础上加入剩余单体进一步聚合形成壳层，可获得核/壳结构的非均相乳液。由于硅氧烷与水之间的界面张力比聚硅氧烷与水之间的界面张力大，所以有机硅丙烯酸酯壳/核乳液大多是以丙烯酸酯为壳，聚硅氧烷为核。聚合时按照一定的程序补加单体和乳化剂，可以有效地控制乳胶粒径的分布和软硬单体的配比，制备出性能各异的硅丙树脂。具有核/壳结构的有机硅复合乳液具有更好的抗回粘性、成膜性、稳定性、附着力以及力学性能。本发明可以采用常规的方法例如以甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯等为单体，过硫酸铵为引发剂，合成了具有“硬核”“软壳”结构的微相复合高分子乳液或以其他公开技术为依据制备硅橡胶乳液。

    2)硅橡胶乳液与丙烯酸单体共聚反应：制得硅丙橡胶乳液基料；

    3)聚合反应：在硅丙橡胶乳液基料里混入乙酸乙烯酯乳液，搅拌，分散，两者发生聚合反应，制得硅丙橡胶乳液；

    4)加入白炭黑，混匀，再加入纳米抗老化材料、填料和粉料，其他助剂，搅拌均匀；

    所述的纳米抗老化材料，为纳米TiO2、纳米SiO2、和ZnO之一

    胶体硅丙橡胶乳液与二氧化硅形成弹性体，即形成被连接二氧化硅包围的交联硅树脂聚合物颗粒的特殊形态。

    所述其他助剂可以是纳米SiO₂、和ZnO等用于能够提高硅丙橡胶乳液防水涂料的耐老化性能。

    5)制备渗透型建筑物硅橡胶防水涂料：调整的涂料粘度，再加入甲基硅酸钠、水、聚乙烯醇液体，搅拌均匀，反应9～11min，制得渗透型建筑物硅橡胶防水涂料。

    所述甲基硅酸钠是30％的甲基硅酸钠溶液，能与硅橡胶乳液作用形成弹性防水涂层，其渗入水泥混凝土中，与水泥碱性物质通过水泥基毛细孔产生化合作用，形成刚性不透水密质层。

    所述聚乙烯醇液体是10％聚乙烯醇溶液，其制备工艺为：将90份水升温到90份水升温60℃；边分散边投入10份聚乙烯醇；边分散边升温到95℃；保持温度分散60分钟(聚乙烯醇全部溶解)，冷却。聚乙烯醇的作用是增强硅橡胶的附着力和拉伸强度。

    6)调节PH：加入中和化合物，调节PH为7.5～8.5，所述中和化合物为盐酸或氢氧化钠。

    7)检测合格，出成品。

    一种根据上述的渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的制备工艺制得的制品，其原料组份重量百分比为：

    硅丙橡胶乳液        35～40

    乙酸乙烯酯          8～10

    聚乙烯醇            4～5

    甲基硅酸钠          8～10

    白炭黑              1～2

    TiO₂                1～2

    盐酸或氢氧化钠      0.3～0.5

    填料、粉料          15～21

    水                  4～8

    其他助剂            5～8

    发明的有益效果

    1、一定量使用VAE聚合物乳液，可实现高渗透性、高附着性、高弹性、高成膜型、高耐候性。“四涂一布”施工工艺，可完全不使用卷材防水材料做防水处理，解决建筑各种复杂水泥基体防水施工做沙浆保护层时易出现沙浆空鼓的现象，确保建筑质量。

    2、一定量的化合物质使用，将其直接涂刷在混凝土，砂浆，砖瓦或砖石表面，与其内的碱性物质化学反应后、生成防水层可渗入混凝土、砂冰浆、砖瓦或砖石20mm，其防水效果比任何表面涂封防水材料高300倍。

    3、渗透型硅橡胶防水涂料是将弹性防水涂层和渗透防水涂层两种功能二合一，可实现永久防水保护，实现双层防水保护，防水更安全更长久，防水成本更低。

    下面结合实施例，对本发明进一步说明。

    【具体实施方式】

    实施例1

    本实施例提供了一种渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的制备工艺，其包括以下步骤：

    1)核壳乳液聚合制备硅橡胶乳液；

    2)硅橡胶乳液与丙烯酸单体共聚反应：制得硅丙橡胶乳液基料；

    3)聚合反应：在硅丙橡胶乳液基料36份里混入乙酸乙烯酯乳液9份，搅拌，分散，两者发生聚合反应，制得硅丙橡胶乳液；

    4)加入白炭黑1.5份，混匀，再加入纳米TiO₂1.5份、填料和粉料18份，其他助剂6.5份，搅拌均匀；

    5)制备渗透型建筑物硅橡胶防水涂料：调整的涂料粘度，再加入甲基硅酸钠9份、水6份、聚乙烯醇液体4.5份，搅拌均匀，反应9～11min，制得渗透型建筑物硅橡胶防水涂料。

    所述甲基硅酸钠是30％的甲基硅酸钠溶液。

    所述聚乙烯醇液体是10％聚乙烯醇溶液，其制备工艺为：将90份水升温到90份水升温60℃；边分散边投入10份聚乙烯醇；边分散边升温到95℃；保持温度分散60分钟(聚乙烯醇全部溶解)，冷却。其作用是增强硅橡胶的附着力和拉伸强度。

    6)调节PH：加入中和化合物，调节PH为7.5～8.5，所述中和化合物为盐酸0.35。

    7)检测合格，出成品。

    本实施例制得的渗透型建筑物硅橡胶防水涂料适用于建筑物基础防水，具有高渗透性、高附着性、高弹性、高成膜型、高耐候性，其与普通硅橡胶防水涂料技术性能对照如下：

       项目  渗透型硅橡胶防水涂料  普通硅橡胶防水涂料  粘结强度Mpa  1.5  0.57  收水率(100％，5h)/％  ＜1  ≤1.92  回弹率％＞  85  85  耐老化  (人工老化2kw，1000h)  伸长率无明显变化  伸长率无明显变化  防水效果  表面弹性涂膜+渗透反应  防水双层防水保护  表面弹性涂膜防水，遭  到破坏发生渗透  渗透反应深度  有，可达深度≥20mm  无

    实施例2

    本实施例提供了渗透型建筑物硅橡胶防水涂料，其制备工艺步骤与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例制得的渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的原料组成为：

    硅丙橡胶乳液        36

    乙酸乙烯酯          8.5

    聚乙烯醇            4.4

    甲基硅酸钠(30％)    8.5

    白炭黑              1

    TiO₂                1

    氢氧化钠            0.2

    填料、粉料          15

    水                  4

    其他助剂            5

    本实施例效果与实施例1相同。

    实施例3

    本实施例提供了渗透型建筑物硅橡胶防水涂料，其制备工艺步骤与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例制得的渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的原料组成为：

    硅丙橡胶乳液        36

    乙酸乙烯酯          9

    聚乙烯醇            4.5

    甲基硅酸钠(30％)    8.5

    白炭黑              1.5

    TiO₂                1.5

    氢氧化钠            0.3

    填料、粉料          17

    水                  6

    其他助剂            6

    本实施例效果与实施例1相同。

    实施例4

    本实施例提供了渗透型建筑物硅橡胶防水涂料，其制备工艺步骤与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例制得的渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的原料组成为：

    硅丙橡胶乳液        39

    乙酸乙烯酯          9

    聚乙烯醇            4.5

    甲基硅酸钠(30％)    9

    白炭黑              1.7

    TiO₂                1.7

    盐酸                0.4

    填料、粉料          20

    水                  7

    其他助剂            7

    本实施例效果与实施例1相同。

    实施例5

    本实施例提供了渗透型建筑物硅橡胶防水涂料，其制备工艺步骤与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例制得的渗透型建筑物硅橡胶防水涂料的原料组成为：

    硅丙橡胶乳液        40

    乙酸乙烯酯          10

    聚乙烯醇            5

    甲基硅酸钠(30％)    10

    白炭黑              2

    TiO₂                2

    填料、粉料          21

    水                  8

    其他助剂            8

    本实施例效果与实施例1相同。

    本发明并不限于上述实施方式，凡是能实现本发明目的的所有等同的实施方式，均在本发明的保护范围之内。