铝酸酯沥青水泥防水桥联剂及其防水产品和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建筑施工防水材料的添加剂，特别是能够与浙青和水泥同时进行 化学交联反应，形成较好的化学亲和力的化学键、使之固化后起到不可逆的粘结作用的桥 联剂及其防水产品和应用。
【背景技术】
[0002] 常见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缝或墙边 的缝隙堵漏，或者铺在楼顶粘结薄砖防漏，也可以做成防水卷材，铺设在需要防渗防雨的场 合。然而目前的浙青难以进行较好的堵漏防漏，其原因是浙青与固化了的水泥（混凝土）的 粘结是很不持久的，主要是浙青是石油提取汽油、煤油等后的残留物，大多数属于低分子量 的烷类(化学式CnH(2n+2)，η是原子数)烷类不溶于水，但是与无机物粘连力不强，特别是未经 改性过的浙青，高温时易融化，低温时发脆，在经历风吹日晒的建筑物顶层或表面，非常容 易老化脱落。即使对浙青进行了改性，也无法保证与混凝土的粘连效果。
[0003] 如何使得防水卷材的表面能够起到较好的粘接效果，本申请人广西金雨伞防水装 饰有限公司进行了多年的研究，2009年10月9日，向中国知识产权局申请了 "与混凝土进 行化学交联和物理卯榫协同粘结的防水卷材"的发明专利，【申请号】CN200910114456.X公 开（公告）号：CN101694114A;该发明公开了一种湿铺预铺防水卷材，是将改性浙青复合物 在胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷等工艺制成的，所述的改性浙青复合物为改性浙 青、增塑剂、抗氧化剂、功能性助剂和填充剂，制备方法是将基质浙青置于反应罐内，加入增 粘剂、无规则聚乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，混和均匀，升温，搅拌1. 5-2h， 接着把温度降到180°C左右，再将填料、增塑剂、抗氧化剂、功能性助剂加到反应罐，搅拌 0. 5-lh，进行充分混合改性，然后输送到胶体磨，对物料进行反复研磨，再将改性好的浙青 在胎体上进行浸涂、控厚定型、覆膜、收卷，便制备成性能优异的与混凝土进行化学交联及 物理卯禪协同粘结（ChemicalBondingandPhysicalCrosslinkingSynergism)的防水 卷材，简称CPS防水卷材。
[0004] CN200910114456.X公开了与混凝土进行化学交联和物理卯榫协同粘结作用的功 能性助剂（以下简称CPS助剂）是聚甲基乙氧基硅烷或聚萘甲醛磺酸钠盐，或者两者的混合 物，在该说明书中，发明人指出，由于改性浙青复合物的胶料中存在功能活性助剂，它们的 活性基团能与水泥在水化过程中形成交联，使卷材与水泥浆料或混凝土牢固粘结，这种粘 结作用非常牢固，受卷材的使用环境因素较小，因而它能较持久地粘结在基面上，并与基面 形成满粘结构，胶料中的两种改性剂因而与水化硅酸钙键合形成的交联结构。卷材胶料层 在水泥固化过程中产生物理吸附和卯榫作用而与基面形成粘结。水泥浆料与水发生水化反 应，生成的水化产物聚集在水泥颗粒的表面形成凝聚薄膜。表面形成可塑性的凝胶薄膜式 水泥浆料，保证其具有良好的流动性，能填补界面层微观上凹凸不平的缺陷，通过挤压使卷 材和水泥浆料之间形成微观上的完全润湿。胶层和水泥浆料充分润湿后，使胶层表面张力 与水泥浆料表面张力接近，从而使两者紧密结合，产生物理吸附作用。与此同时，水分不断 深入凝胶薄膜层进行化学反应，使薄膜层向内增厚；通过薄膜层向外扩散的水化物聚集在 膜层外侧使膜层向外增厚。由于水分渗入膜层内部的速度大于水化物向外扩散的速度，因 而产生渗透压力，膜层内部水化物的饱和溶液向外突出造成膜层破裂。膜层的破裂使水化 物与水迅速而广泛地接触，反应又加速，生成较多量的水化硅酸盐凝胶、氢氧化钙和水化硫 酸钙等水化物，它们之间相互接触生长到一定程度后，浆体会完全失去可塑性，建立起相互 缠绕的网状结构，并在网状结构内不断产生水化物，之后浆体逐渐产生强度而进入硬化形 成硬化水泥石。在这个过程中，水泥固化消耗大量的水，导致在水泥与自粘卷材间形成局部 封闭的体系中产生负压，以及水泥的固化放热，促进自粘胶的蠕变，使其深入到混凝土的毛 细管或孔隙中，形成物理卯樟结构，达到可靠的粘结效果；自粘胶层渗透到混凝土的毛细管 或孔隙中的同时，增大了自粘胶与混凝土接触的面积，促进自粘胶层与混凝土形成的卯樟 结构上生成更多的化学键，而起到"化学交联一物理卯樟的协同效应"，使基面与自粘层形 成"互穿网络式"界面结构，从而达到结合紧密、牢固、不可逆的"皮肤式"粘结效果技术。彻 底解决改性浙青卷材与基面粘结力不够大，粘结力不持久，易受环境影响的问题，实现了卷 材与基面形成粘结不可逆、不受损一体式的防水结构层。
[0005] 在专利CN200910114456.X公布和被授予专利权以后，广西金雨伞防水装饰有限 公司又对一些偶联剂进行了研究，发现一些偶联剂(交联剂）也能够能够与混凝土共同起化 学交联反应和物理卯榫协同粘结作用。
[0006] 例如：中国专利CN201210546765. 6,名称：聚烯烃复合改性浙青湿铺防水卷材及 其生产方法，一种聚烯烃复合改性浙青湿铺防水卷材包括能够与混凝土共同起化学交联反 应和物理卯榫协同粘结作用的改性浙青粘结层（2)、粘结隔离膜保护层（3)、和聚烯烃热塑 性弹性体材料层（1)，其层间结构如下：第一层是聚烯烃热塑性弹性体材料层（1)、中间层 是改性浙青粘结层（2)、下面层是隔离膜保护层（3)，各层间通过生产过程中热压粘结。其 中提出所述的功能性助剂是具有羟基、氢基或羧基的偶联剂，特别是有羟基、氢基或羧基反 应性官能团的聚硅氧烷偶联剂、聚萘甲醛磺酸钠盐或者它们的混合物。
[0007] 但是，公开的专利文献叙述的有羟基、氢基或羧基反应性官能团的聚硅氧烷偶联 剂、聚萘甲醛磺酸钠盐或者硅烷偶联剂的反应机理中，仅仅提出与未干固的水泥进行化学 交联反应和物理卯榫协同粘结作用，并未意识到偶联剂中能够与浙青进行另一端强力的化 学键结合的情况，所以在选择偶联剂的时候是比较盲目和没有方向感的，因此，在制造防水 卷材或反应粘结型节点密封膏的时候往往达不到预想的效果，仅仅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显著的提高。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种建筑施工防水材料的桥联剂，能够使得浙青的老化和耐 候性能得到显著的提高，而且也能与未干固的水泥同时进行化学交联反应，形成较好的化 学亲和力的化学键、使之固化后起到不可逆的粘结作用。
[0009] 本发明所述的桥联剂，是铝酸酯浙青水泥防水桥联剂，它的通式是： (C3H70)X· A1(0C0R)m · (0C0R²)η· (OAB)y 所述铝酸酯的一端与浙青的羧基或酯基结合，另一端与水泥水化后产生的酸根结合， 架起一座制备防水材料的防水桥梁。
[0010] 所述的水泥水化后产生的酸根是硅酸根、铝酸根、硫铝酸根或铁铝酸根。
[0011] 也就是说，以上所述的铝酸酯浙青水泥防水桥联剂，该桥联剂的结构式一端的异 氰酸酯能够与浙青的羧基或酯基连接起来，增强浙青与辅料形成的网状结构，提高改性浙 青的物理性能，形成较好的化学亲和力，而另一端在加入水和水泥的混凝土中，产生水化的 化学键，与混凝土进行化学交联和物理卯榫协同粘结，将浙青和水泥紧密地联结为一体，相 关部位存在化学键作用，如同架起一座制备防水材料的防水桥梁，固化后起到不可逆的粘 结作用，可以做成防水卷材，或制成防水涂料、防水膏或者防水堵漏剂，其耐油性和耐屈挠 性突出，且无毒，安全环保、无污染，在水泥、混凝土凝固的过程中可蠕动渗入到水泥凝胶和 混凝土毛细孔内，达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果。要想取走或剥离防水 层，是很难做到的。
[0012] 本发明的铝酸酯桥联剂在与水泥凝胶中的羟基、醚键与二氧化硅的偶联化合物， 不会造成对钢筋的损害。
[0013] 以上所述的铝酸酯浙青水泥防水桥联剂的应用，该桥联剂可以与未固化的浙青和 辅料结合，制成防水膏、防水涂料，或者防水堵漏剂；所述1〇〇重量份防水膏、防水涂料，或 者防水堵漏剂组合料中加入防水桥联剂的重量份数为0. 1-15. 0。
[0014] 制备防水膏、防水涂料，或者防水堵漏剂的方法是先将浙青加热到160-200°C，达 到熔融状态以后，加入改性剂、助剂和防水桥联剂，搅拌反应〇. 5-2小时，最后根据防水膏、 防水涂料，或者防水堵漏剂的性能，加入适量填料，得到防水产品。
[0015] 以上所述的铝酸酯浙青水泥防水桥联剂的应用，该桥联剂也可以与浙青和辅料结 合，制成防水卷材。所述1〇〇重量份防水卷材浙青和辅料组合料中加入防水桥联剂的重量 份数为〇. 1-15. 0。
[0016] 制备防水卷材的方法是先将浙青加热到160_200°C，达到熔融状态以后，加入改性 剂、助剂和防水桥联剂，搅拌反应〇. 5-2小时，最后根据防水卷材的的性能，加入适量填料， 铺设在塑料薄膜层的表面，得到产品。
[0017] 以上所述的铝酸酯浙青水泥防水桥联剂的应用，该桥联剂与未固化的浙青水泥结 合，可以作为铺在建筑物内墙或外墙墙砖的防水粘合剂。
[0018]目前生产铝酸酯的厂家有：南京品宁偶联剂有限公司、中博化工有限公司、梯希爱 (上海）化成工业发展有限公司等。
[0019] 本发明的铝酸酯桥联剂在与水泥凝胶中的羟基、醚键与二氧化硅的偶联化合物， 不会造成对钢筋的损害。
[0020] 本发明铝酸酯浙青水泥防水桥联剂的优点： 1、本发明的铝酸酯浙青水泥防水桥联剂中的一端与浙青混合，（R〇)m-的无机物与钛 联结。铝酸酯桥联剂通过它的烷氧基直接和水化水泥的羧基或羟基进行化学作用而桥联。
[0021] 2、质量稳定，还具有色浅、无毒、味小及对PVC的协同热稳定性和润滑性，适用范 围广，无须稀释剂，使用方便，价格低廉。
[0022] 3、经铝酸酯浙青水泥防水桥联剂处理的各种防水卷材、防水涂料、防水膏和防水 堵漏剂因其表面发生化学或物理化学作用生成一有机分子层，由亲水性变成亲有机性。实 践证明，无机粉体表面经铝酸酯浙青水泥防水桥联剂的亲无机端与亲有机端能分别与无机 填料表面和有机树脂发生化学反应或形成缠结结构，增强了无机粉体与浙青的界面相容 性，以及产品的强度和抗老化能力，增强防水卷材强度。所以用铝酸酯浙青水泥防水桥联 剂，不仅可以改善填充浙青的加工性能，而且也可以明显改善防水卷材、防水涂料、防水膏 和防水堵漏剂制品的物理机械性能，填料分散匀均。对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（熔体粘度下降），提高 产品质量，降低生产成本，因而具有明显的经济效益。
[002