水性基层处理剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种水性基层处理剂及其制备方法，应用在涂料领域。

背景技术：

基层处理剂是一种在防水材料层施工前，预先涂刷在施工基层上的防水涂料，主要作用是增强防水材料层与施工基层之间的粘结力，封闭施工基层中过量的水汽和空气，避免出现鼓包、孔眼以及防水材料层与施工基层剥离的现象。

基层处理剂作为防水卷材(即防水材料层)和施工基层的中间界层，起着连接防水卷材和施工基层的桥梁作用，故其应具有优异的基层渗透性和与防水卷材牢固的粘结性能，另外还需要具有环保无味无毒的特性。常用的热熔sbs改性沥青防水卷材用冷底油(基层处理剂)分为油性和水性两种，其中油性基层处理剂里含有过多的甲苯、二甲苯等有毒挥发溶剂，容易污染环境且损害施工人员的身体；而市面上现有的水性基层处理剂固含量低(一般为30-40％)，与卷材的粘结性能较差，起不到桥梁的作用，与自粘改性沥青防水卷材的粘结性能更差。因此提供一种环保无毒无污染、具有优异的基层渗透性、与防水卷材特别是自粘改性沥青防水卷材粘结牢固的水性基层处理剂及其制备方法己成为当务之亟。

技术实现要素：

为了克服现有油性基层处理剂含有过多的有毒挥发溶剂，现有水性基层处理剂固含量低、与卷材的粘结性能较差，起不到桥梁的作用的缺点，本发明提供一种水性基层处理剂及其制备方法，通过沥青、阴离子聚合物胶乳、阴离子乳化剂与非离子乳化剂的协同作用，以及其他组分的配合，具有固含量高、与防水卷材(特别是自粘改性沥青防水卷材)粘结性能和耐水性优异，能避免因防水卷材与施工基层粘结不牢固，而出现的两者分离导致漏水窜水等现象的发生。

本发明的技术方案如下：

一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

本申请的水性基层处理剂通过优化原料配方，通过沥青、阴离子聚合物胶乳、阴离子乳化剂与非离子乳化剂的协同作用，以及其他组分的配合，使其对施工基层(如混凝土面层等)具有良好的封闭作用，且与防水卷材(特别是自粘聚合物改性沥青防水卷材)具有优异的粘结性能，防水效果好。相比现有市面上的其他水性基层处理剂性能稳定性更加优异，且对粘结性能更佳。其中，阴离子聚合物胶乳的添加不仅可以改善水性基层处理剂的高低温性能，还能够极大的改善防水卷材与施工基层的粘结性能。且该水性基层处理剂以水作为溶剂，其不含任何有毒易挥发有机溶剂，施工方便，能大大缩短工期。其中，所述水可以为蒸馏水、去离子、自来水、工业用水、河水或海水中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

所述沥青为30#沥青、50#沥青、70#沥青、90#沥青或110#沥青中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

所述沥青优选符合jtgf04-2004《公路沥青路面施工技术规范》标准要求的。可根据具体需要、取材便捷度、成分方面考虑选择适合的沥青种类。

所述阴离子聚合物胶乳为阴离子氯丁胶乳、阴离子丁苯胶乳、阴离子丙烯酸胶乳、阴离子苯丙胶乳或阴离子乙烯-醋酸乙烯胶乳中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

优选的阴离子聚合物胶乳种类可以极大地改善产品的低温性能和粘结性能。

所述阴离子乳化剂为羧酸盐型乳化剂、磺酸盐型乳化剂、硫酸酯盐型乳化剂或复合型乳化剂中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

所述非离子乳化剂为长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺或聚醚类乳化剂中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

优选种类的沥青、阴离子聚合物胶乳、阴离子乳化剂以及非离子乳化剂能够共同协作提升本案水性基层处理剂的低温性能和粘结性能。

所述稳定剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素或聚乙烯醇中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

优选种类的稳定剂能够提升本产品的储存稳定性。

所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂或聚硅氧烷类消泡剂中的其中一种或任意两种以上的任意组合。

优选种类的消泡剂使得水性基层处理剂制备过程的消泡效果更佳。

优选地，所述水性基层处理剂主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：

所述水性基层处理剂还包括以下重量份的组分：稳定剂0-0.3份、消泡剂0-0.3份。

该优选配比的水性基层处理剂固含量为50-55％，其使得水性基层处理剂与防水卷材和施工基层的综合粘结性能最好。

上述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述阴离子乳化剂、非离子乳化剂和稳定剂溶解于水中混匀，配制成皂液，并与所述沥青一起通过胶体磨研磨1-3min，制备出乳化沥青；

2)将消泡剂、阴离子聚合物胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

所述水性基层处理剂的制备方法的工序简单，耗时短，方便推广。另外，其中步骤1)中的溶解温度优选为40-70℃，溶解时间优选为1-4h。

步骤1)中,混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为30-80℃和100-150℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为50-95℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为10-50℃。

得到皂液后，沥青进行混合时的温度优选为120-140℃。乳化沥青出料温度优选为60-90℃。步骤2)中的混合搅拌温度优选为15-30℃，混合搅拌时间优选为10-30min。

所述制备过程的各参数的优选限定，使得制备出的水性基层处理剂性能更加优异，即对施工基层具有良好的封闭作用，与防水卷材特别是自粘改性沥青防水卷材的粘结性能优异。

与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：

1)本申请的水性基层处理剂通过沥青、阴离子聚合物胶乳、阴离子乳化剂与非离子乳化剂的协同作用，以及其他组分的配合，使其对施工基层(如混凝土面层等)具有良好的封闭作用，且与防水卷材(特别是自粘聚合物改性沥青防水卷材)具有优异的粘结性能，防水效果好；相比现有市面上的其他水性基层处理剂性能稳定性更加优异，且对粘结性能更佳；且该水性基层处理剂以水作为溶剂，能大大简化施工工艺，环保无毒无污染；

2)优选种类的沥青、阴离子聚合物胶乳、阴离子乳化剂以及非离子乳化剂能够共同协作提升本案水性基层处理剂的低温性能和粘结性能；

3)所述水性基层处理剂的制备方法中各工艺参数的优选限定，使得制备出的水性基层处理剂性能更加优异，即对施工基层具有良好的封闭作用，与防水卷材特别是自粘改性沥青防水卷材的粘结性能优异。

附图说明

图1是未涂本申请水性基层处理剂的水泥砂浆块(施工基层)与防水卷材(sbs卷材)的粘结性能测试效果图；

图2是涂有市售普通乳化沥青的水泥砂浆块(施工基层)与防水卷材(sbs卷材)的粘结性能测试效果图；

图3是涂有本申请水性基层处理剂(固含量为60％)的水泥砂浆块(施工基层)与防水卷材(sbs卷材)的粘结性能测试效果图；

图4是涂有本申请水性基层处理剂(固含量为60％)的水泥砂浆块(施工基层)与防水卷材(自粘改性沥青防水卷材)的粘结性能测试效果图。

标号说明：

水泥砂浆块1、防水卷材2、水性基层处理剂层3、市售普通乳化沥青3’。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述羧酸盐型乳化剂、长链脂肪醇聚氧乙烯醚和羧甲基纤维素钠溶解于去离子水中混匀，配制成皂液，并与70#沥青一起通过胶体磨研磨2min，制备出乳化沥青；

2)将矿物油类消泡剂、阴离子氯丁胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为60℃和130℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为80℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为30℃，混合搅拌时间优选为18min。

实施例2

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述磺酸盐型乳化剂、烷基酚聚氧乙烯醚和羟乙基纤维素溶解于蒸馏水中混匀，配制成皂液，并与70#沥青一起通过胶体磨研磨1min，制备出乳化沥青；

2)将有机硅类消泡剂、阴离子丁苯胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为30℃和150℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为50℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为50℃，混合搅拌时间优选为10min。

实施例3

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述硫酸酯盐型乳化剂、脂肪酸聚氧乙烯酯和羟丙基甲基纤维素溶解于自来水中混匀，配制成皂液，并与70#沥青一起通过胶体磨研磨3min，制备出乳化沥青；

2)将聚醚类消泡剂、阴离子丙烯酸胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为80℃和100℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为95℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为10℃，混合搅拌时间优选为30min。

实施例4

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述复合型乳化剂、聚氧乙烯烷基胺和聚乙烯醇溶解于工业用水中混匀，配制成皂液，并与70#沥青一起通过胶体磨研磨3min，制备出乳化沥青；

2)将聚硅氧烷类消泡剂、阴离子苯丙胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)，中混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为40℃和120℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为60℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为30℃，混合搅拌时间优选为20min。

实施例5

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述羧酸盐型乳化剂、磺酸盐型乳化剂、聚氧乙烯烷基酰胺、羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素溶解于工业用水中混匀，配制成皂液，并与90#沥青一起通过胶体磨研磨1min，制备出乳化沥青；

2)将矿物油类消泡剂、有机硅类消泡剂、阴离子乙烯-醋酸乙烯胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为30℃和100℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为50℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为10℃，混合搅拌时间优选为10min。

实施例6

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述羧酸盐型乳化剂、硫酸酯盐型乳化剂、聚醚类乳化剂、羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素溶解于工业用水中混匀，配制成皂液，并与110#沥青一起通过胶体磨研磨3min，制备出乳化沥青；

2)将有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂、阴离子丁苯胶乳、阴离子氯丁胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为80℃和150℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为95℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为50℃，混合搅拌时间优选为30min。

实施例7

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述磺酸盐型乳化剂、硫酸酯盐型乳化剂、长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇溶解于工业用水中混匀，配制成皂液，并与50#沥青一起通过胶体磨研磨1min，制备出乳化沥青；

2)将聚醚类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂、阴离子丁苯胶乳、阴离子苯丙胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为30℃和150℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为95℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为10℃，混合搅拌时间优选为10min。

实施例8

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述磺酸盐型乳化剂、复合型乳化剂、烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯溶解于海水中混匀，配制成皂液，并与30#沥青一起通过胶体磨研磨3min，制备出乳化沥青；

2)将阴离子丙烯酸胶乳、阴离子乙烯-醋酸乙烯胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为80℃和100℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为50℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为50℃，混合搅拌时间优选为30min。

实施例9

本发明所述的一种水性基层处理剂，主要由以下组分按照下表中的重量份数比制备而成：

所述的水性基层处理剂的制备方法，包括以下依序进行的步骤：

1)按所述重量份数比分别称取各原料后，先将所述硫酸酯盐型乳化剂、磺酸盐型乳化剂、复合型乳化剂、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚醚类乳化剂、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇溶解于河水中混匀，配制成皂液，并与90#沥青一起通过胶体磨研磨3min，制备出乳化沥青；

2)将有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂、阴离子丙烯酸胶乳、阴离子氯丁胶乳、阴离子乙烯-醋酸乙烯胶乳加入步骤1)制备的乳化沥青中进行混合，并搅拌均匀，即得到所述水性基层处理剂。

步骤1)中，混合前控制所述皂液和沥青的温度分别为30℃和150℃，控制所述乳化沥青出料时的温度为95℃；步骤2)中，控制所述混合物混合搅拌时的温度为10℃，混合搅拌时间优选为10min。

性能测试实验数据：

(一)水性基层处理剂性能测试

1)依据标准jct1069-2008《沥青基防水卷材用基层处理剂》、gbt16777-2008《建筑防水涂料试验方法》及jc1066-2008《建筑防水涂料中有害物质限量》对各实施例的水性基层处理剂分别进行指标检测，检测结果如表2所示：

表2水性基层处理剂性能测试结果

与防水卷材的粘结性能可以用剥离强度指标体现，其值越大，说明粘结性能越好。浸水后剥离强度越好，则说明产品的耐水性能越好。由表2可以看出，本申请的水性基层处理剂与防水卷材(特别是自粘改性沥青防水卷材)的粘结性和耐水性都优于现有市售基层处理剂。且本案水性基层处理剂的固含量较现有市售基层处理剂的高，且在固含量为50％左右时(即实施例3)，两种防水卷材与施工基层的剥离强度、浸水后剥离强度最大，粘结性能最好。

2)本申请水性基层处理剂与水泥砂浆块(施工基层)、防水卷材的粘结性能测试效果图(详见附图1-4)

图1为水泥砂浆块与sbs卷材之间未涂水性基层处理剂的图片，图2是水泥砂浆块与sbs卷材之间涂了市面上现有的普通乳化沥青的剥离图片，图3是泥砂浆块与sbs卷材之间涂了本申请产品的剥离图片，图4是泥砂浆块与自粘改性沥青防水卷材之间涂了本申请产品的剥离图片。由图1-4可知图4的拉丝效果最佳(拉丝效果越好，说明产品与卷材和基面的粘结性能越好，防水效果越好)，即本申请产品使用在水泥砂浆块水泥砂浆块与自粘改性沥青防水卷材之间的的粘结效果最佳。

3)另外，各实施例的水性基层处理剂保质期6个月内稳定性良好，无破乳现象出现，可见其储存稳定性佳。

(二)以下为实施例1-9的水性基层处理剂的有害物限量测试

表3产品有害物限量测试结果

由表3可以看出，该产品可挥发的有害物质是很少的，绝对安全环保。

(三)综上所述，本申请的水性基层处理剂与防水卷材(特别是自粘改性沥青防水卷材)的粘结性和耐水性都很好，特别是固含量为50％左右的该水性基层处理剂的粘结性能最好。且该水性基层处理剂不含任何有毒易挥发有机溶剂，清洁环保无污染。

原料信息：

沥青：中海油

阴离子聚合物胶乳：山东显元

阴离子乳化剂：天津康泽威

非离子乳化剂：济南玺林化工

稳定剂：压垮龙

消泡剂：陶氏化学df103

自粘改性沥青防水卷材：三棵树

sbs改性沥青防水卷材：三棵树

现有水性基层处理剂：东方雨虹bps-202

jm-5乳化沥青试验机(胶体磨)：江阴市鑫路建筑设备有限公司

本发明所述的水性基层处理剂及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。