一种防水砂浆液料及其制备方法和水泥基聚合物防水砂浆

摘要

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种防水砂浆液料及其制备方法和水泥基聚合物防水砂浆。一种防水砂浆液料，按重量份计，液料中的聚合物主要由丙烯酸丁酯65‑80份，甲基丙烯酸甲酯25‑39份，丙烯酸和/或其衍生物2‑5份聚合而成。一种水泥基聚合物防水砂浆，主要由上述的液料和粉料混合而成；粉料包括以下原料，按重量份计，骨料220‑260份，水泥180‑210份，增稠及保水剂0.1‑0.3份，减水剂0.2‑0.4份，憎水剂2.5‑7.0份，偏硅酸钠2.0‑5.0份。本发明将液料和粉料混合，制得的水泥基聚合物防水砂浆具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体而言，涉及一种防水砂浆液料及其制备方法和水泥基聚合物防水砂浆。

背景技术

随着建筑科技的进步与发展，水泥基聚合物防水砂浆已在国内得到了快速的发展。聚合物分子扩散能力强，渗透到基材材料表面毛细孔、裂缝中，对缝隙进行堵塞，乳液凝聚时产生的细丝能在砂浆与基体之间架桥，形成机械粘接，并且能在水泥浆与骨料间形成具有较高粘结力的膜，并堵塞砂浆内的孔隙从而大大改善砂浆的性能。因此聚合物水泥基防水砂浆已广泛应用于地下室、水池、储液罐、水塔、厨房、卫生间等防水工程领域。

利用聚合物改性的防水砂浆的综合技术性能较好，发展前景乐观。但目前市场上相关产品的抗渗性、吸水率以及抗折强度仍然无法满足建筑施工技术更高的要求，因此限制了建筑施工的发展。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种防水砂浆液料，所述的液料与防水砂浆混合制得的砂浆具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高。

本发明的第二目的在于提供一种所述的防水砂浆液料的制备方法，原料的转化率在99％以上。

本发明的第三目的在于提供一种水泥基聚合物防水砂浆，该砂浆具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种防水砂浆液料，液料中的聚合物主要由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和/或其衍生物聚合而成；

按重量份计，丙烯酸丁酯65-80份，甲基丙烯酸甲酯25-39份，丙烯酸和/或其衍生物2-5份。

本发明提供的防水砂浆液料，特定选用三种原料即丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和/或其衍生物(如甲基丙烯酸、乙基丙烯酸等)，并限定这三种原料的用量，各原料之间协同配合增强，经聚合得到液料，得到的液料经稀释后与砂浆粉料混合，制得的砂浆具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高。

进一步地，所述聚合采用的乳化剂为烷基苯聚醚磺酸钠，所述聚合采用的引发剂为过硫酸铵；所述聚合采用的分散介质为水。

更进一步地，按重量份计，所述乳化剂3-7份，所述引发剂0.4-0.9份，所述分散剂115-140份。

本发明还提供了上述的液料的制备方法，包括以下步骤：

(a)取部分的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和/或其衍生物，与所述的乳化剂和分散介质混合，边搅拌边升温至60±3℃；

(b)加入部分引发剂，并同时升高温度至80±3℃，反应25-35min；

(c)将余量的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和/或其衍生物混匀，滴加至反应体系中；

(d)滴加完成后，继续反应110-130min，在该过程中，分多次补加余量的引发剂；

(e)反应结束后降温至40±3℃，调节pH至中性，冷却，过滤，出料。

本发明提供的液料的制备方法，原料的转化率高，转化率在99％以上。

需要说明的是，步骤(a)中的部分的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和/或其衍生物是指这三种单体均取各自总量的部分量。

进一步地，步骤(a)和步骤(b)中的部分均为总量的15％-25％。通过延长反应时间提高单体的转化率。

进一步地，步骤(c)中，滴加的时间为3-5小时。通过缓慢的滴加，使反应体系中的各原料混合均匀，并充分反应，为后续的反应提供良好的基础。

本发明还提供了一种水泥基聚合物防水砂浆，主要由上述的液料和粉料混合而成；

所述粉料包括以下原料，按重量份计，骨料220-260份，水泥180-210份，增稠及保水剂0.1-0.3份，减水剂0.2-0.4份，憎水剂2.5-7.0份，偏硅酸钠2.0-5.0份。

本发明将液料和粉料混合，其中，偏硅酸钠具有增强制得的砂浆的强度的作用，最终制得的水泥基聚合物防水砂浆具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高。

进一步地，所述液料的固含量浓度为15％-20％，所述液料和所述粉料的重量比例为1:3-4。

液料的浓度是测定其固含量来确定。一般地，本发明提供的液料的制备方法制得的液料的浓度在30％左右，因此，其在于粉料混合时，先将其稀释，然后再与粉料混合。为了达到更好的协同增强的效果，液料和粉料以重量比例为1:3-4进行混合。

进一步地，所述骨料包括石英砂、滑石粉和黑滑石废渣，所述黑滑石废渣在所述骨料中的含量为0-20％，所述石英砂和所述滑石粉的重量比例为2-3:1。

黑滑石废渣为当地的滑石矿的一种废料，本发明通过对该滑石矿废渣进行磨细，然后通过科学配比添加本产品中，不仅资源化回收利用该废渣，利于国家环境保护，实现了再生资源回收利用，同时降低了成本。

在添加过程中发现，黑滑石废渣不能完全取代其他的骨料，并且添加的黑滑石的量在一定含量范围内会提高砂浆的耐磨性、粘结性，减少砂浆固化体积收缩，超出后则影响防水砂浆的整体性能。

优选地，所述黑滑石废渣在所述骨料中的含量为5％-15％。如可以为5％、8％、10％、12％、15％、18％、20％等等。

进一步地，所述石英砂的粒度为80-100目，所述滑石粉的粒度为325-500目，所述黑滑石废渣的粒度为300-500目。

进一步地，所述水泥为普通硅酸盐水泥、高铝水泥中的一种或两种；

优选地，所述增稠及保水剂为羟丙基纤维素、水解聚丙烯酰胺中的一种或两种；

优选地，所述减水剂为PC1030。PC1030是聚羧酸高效减水剂，白色粉末，无毒无味，不燃，特别适用于高性能的粉体建材中，作为分散剂使用。用于本发明的砂浆中，拌合料的流动性极佳。

优选地，所述憎水剂为有机硅粉、硬脂酸钙中的一种或两种。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种防水砂浆液料，该液料实质上为一种聚合物，通过添加该聚合物改性，制得的砂浆综合技术性能好，发展前景乐观。

(2)本发明还提供了防水砂浆液料的制备方法，原料的转化率达到99％以上。

(3)本发明提供的水泥基聚合物放水砂浆具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高。

(4)本发明还对当地的滑石矿废渣进行资源化回收利用，通过对该滑石矿废渣进行磨细，然后通过科学配比添加本产品中，可提高产品耐磨性、粘结性，减少砂浆固化体积收缩，同时降低了成本，此外还有利于国家环境保护，实现了再生资源回收利用。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

制备防水砂浆液料：按重量份，取以下物质：

丙烯酸丁酯65份，甲基丙烯酸甲酯25份，甲基丙烯酸2份，乳化剂3份，引发剂0.4份，分散介质115份；

其中，乳化剂为烷基苯聚醚磺酸钠，引发剂为过硫酸铵，分散介质为水；

取总重量百分数为15％的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，与全部的乳化剂和分散剂混合，边搅拌边升温至60±3℃；

加入总重量百分数为15％的引发剂，并同时升高温度至80±3℃，反应25min；

将余量的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸混匀，滴加至反应体系中，滴加时间为5小时；

滴加完成后，继续反应110min，在该过程中，均分12次补加余量的引发剂；

反应结束后降温至40±3℃，调节pH至中性，冷却，过滤，出料，即得防水砂浆液料。

其中，单体的转化率在99％以上。

经防水砂浆液料稀释至固含量的浓度为15％，备用；

按重量份计，取以下粉料：骨料220份，水泥180份，增稠及保水剂0.1份，减水剂0.2份，憎水剂2.5份，偏硅酸钠2.0份；

其中，骨料包括石英砂、滑石粉和黑滑石废渣，黑滑石废渣在骨料中的含量为5％，石英砂和滑石粉的重量比例为3:1；

石英砂的粒度为100目，滑石粉的粒度为500目，黑滑石废渣的粒度为500目；

水泥为普通硅酸盐水泥；

增稠及保水剂为羟丙基纤维素；

减水剂为PC1030；

憎水剂为有机硅粉。

将粉料和稀释后的液料按照重量比为4:1混合，得到水泥基聚合物防水砂浆。

实施例2

制备防水砂浆液料：按重量份，取以下物质：

丙烯酸丁酯70份，甲基丙烯酸甲酯30份，甲基丙烯酸4份，乳化剂5份，引发剂0.6份，分散介质125份；

其中，乳化剂为烷基苯聚醚磺酸钠，引发剂为过硫酸铵，分散介质为水；

取总重量百分数为17％的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，与全部的乳化剂和分散剂混合，边搅拌边升温至60±3℃；

加入总重量百分数为17％的引发剂，并同时升高温度至80±3℃，反应30min；

将余量的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸混匀，滴加至反应体系中，滴加时间为4小时；

滴加完成后，继续反应120min，在该过程中，均分12次补加余量的引发剂；

反应结束后降温至40±3℃，调节pH至中性，冷却，过滤，出料，即得防水砂浆液料。

其中，单体的转化率在99％以上。

经防水砂浆液料稀释至固含量的浓度为17％，备用；

按重量份计，取以下粉料：骨料240份，水泥190份，增稠及保水剂0.2份，减水剂0.3份，憎水剂5份，偏硅酸钠3份；

其中，骨料包括石英砂和滑石粉，石英砂和滑石粉的重量比例为2:1；

石英砂的粒度为90目，滑石粉的粒度为400目；

水泥为普通硅酸盐水泥；

增稠及保水剂为水解聚丙烯酰胺；

减水剂为PC1030；

憎水剂为有机硅粉。

将粉料和稀释后的液料按照重量比为4:1混合，得到水泥基聚合物防水砂浆。

实施例3

制备防水砂浆液料：按重量份，取以下物质：

丙烯酸丁酯75份，甲基丙烯酸甲酯35份，甲基丙烯酸4份，乳化剂6份，引发剂0.7份，分散介质130份；

其中，乳化剂为烷基苯聚醚磺酸钠，引发剂为过硫酸铵，分散介质为水；

取总重量百分数为20％的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，与全部的乳化剂和分散剂混合，边搅拌边升温至60±3℃；

加入总重量百分数为20％的引发剂，并同时升高温度至80±3℃，反应30min；

将余量的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸混匀，滴加至反应体系中，滴加时间为4小时；

滴加完成后，继续反应120min，在该过程中，均分12次补加余量的引发剂；

反应结束后降温至40±3℃，调节pH至中性，冷却，过滤，出料，即得防水砂浆液料。

其中，单体的转化率在99％以上。

经防水砂浆液料稀释至固含量的浓度为17％，备用；

按重量份计，取以下粉料：骨料250份，水泥200份，增稠及保水剂0.2份，减水剂0.3份，憎水剂6份，偏硅酸钠3份；

其中，骨料包括石英砂、滑石粉和黑滑石废渣，黑滑石废渣在骨料中的含量为10％，石英砂和滑石粉的重量比例为2:1；

石英砂的粒度为100目，滑石粉的粒度为380目，黑滑石废渣的粒度为400目；

水泥为普通硅酸盐水泥；

增稠及保水剂为羟丙基纤维素；

减水剂为PC1030；

憎水剂为有机硅粉。

将粉料和稀释后的液料按照重量比为4:1混合，得到水泥基聚合物防水砂浆。

实施例4

制备防水砂浆液料：按重量份，取以下物质：

丙烯酸丁酯75份，甲基丙烯酸甲酯35份，丙烯酸4份，乳化剂6份，引发剂0.7份，分散介质130份；

其中，乳化剂为烷基苯聚醚磺酸钠，引发剂为过硫酸铵，分散介质为水；

取总重量百分数为20％的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸，与全部的乳化剂和分散剂混合，边搅拌边升温至60±3℃；

加入总重量百分数为20％的引发剂，并同时升高温度至80±3℃，反应30min；

将余量的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸混匀，滴加至反应体系中，滴加时间为4小时；

滴加完成后，继续反应120min，在该过程中，均分12次补加余量的引发剂；

反应结束后降温至40±3℃，调节pH至中性，冷却，过滤，出料，即得防水砂浆液料。

其中，单体的转化率在99％以上。

经防水砂浆液料稀释至固含量的浓度为17％，备用；

按重量份计，取以下粉料：骨料250份，水泥200份，增稠及保水剂0.2份，减水剂0.3份，憎水剂6份，偏硅酸钠3份；

其中，骨料包括石英砂、滑石粉和黑滑石废渣，黑滑石废渣在骨料中的含量为15％，石英砂和滑石粉的重量比例为2:1；

石英砂的粒度为100目，滑石粉的粒度为500目，黑滑石废渣的粒度为500目；

水泥为普通硅酸盐水泥；

增稠及保水剂为羟丙基纤维素；

减水剂为PC1030；

憎水剂为有机硅粉。

将粉料和稀释后的液料按照重量比为4:1混合，得到水泥基聚合物防水砂浆。

实施例5

制备防水砂浆液料：按重量份，取以下物质：

丙烯酸丁酯80份，甲基丙烯酸甲酯39份，甲基丙烯酸5份，乳化剂7份，引发剂0.9份，分散介质140份；

其中，乳化剂为烷基苯聚醚磺酸钠，引发剂为过硫酸铵，分散介质为水；

取总重量百分数为25％的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸，与全部的乳化剂和分散剂混合，边搅拌边升温至60±3℃；

加入总重量百分数为25％的引发剂，并同时升高温度至80±3℃，反应35min；

将余量的丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸混匀，滴加至反应体系中，滴加时间为3小时；

滴加完成后，继续反应130min，在该过程中，均分13次补加余量的引发剂；

反应结束后降温至40±3℃，调节pH至中性，冷却，过滤，出料，即得防水砂浆液料。

其中，单体的转化率在99％以上。

经防水砂浆液料稀释至固含量的浓度为20％，备用；

按重量份计，取以下粉料：骨料260份，水泥210份，增稠及保水剂0.3份，减水剂0.4份，憎水剂7.0份，偏硅酸钠5.0份；

其中，骨料包括石英砂、滑石粉和黑滑石废渣，黑滑石废渣在骨料中的含量为20％，石英砂和滑石粉的重量比例为3:1；

石英砂的粒度为80目，滑石粉的粒度为325目，黑滑石废渣的粒度为300目；

水泥为高铝水泥；

增稠及保水剂为羟丙基纤维素；

减水剂为PC1030；

憎水剂为硬脂酸钙。

将粉料和稀释后的液料按照重量比为3:1混合，得到水泥基聚合物防水砂浆。

对比例1

将实施例3中的液料换为丙烯酸胶粉，其余不变。

对比例2

申请号为201010214279.5，名称为丙烯酸改性防水砂浆，其实施例1制得的防水砂浆。

实验例1

将实施例1-5以及对比例1-2制得的防水砂浆测定其抗渗性、抗折强度、吸水率以及粘结强度等，具体测试方法参照JC/T984-2011聚合物水泥防水砂浆进行。具体测试结果如表1所示。

表1性能测试结果

从表1可以看出，本发明提供的水泥基聚合物防水砂浆，具有抗渗性好、吸水率低、抗折强度高，与市场上现有同类产品相比防水效果明显有提高；并且添加有黑滑石，能提高砂浆的耐磨性、粘结性，减少砂浆固化体积收缩，效果显著。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。