本公開涉及防滲
技術領域：
，具體地，涉及一種防水透氣涂料組合物和防水透氣材料及其制備方法。
背景技術：
：我國的水資源特別緊缺，總量為28萬億立方米，人均水資源量僅為2170立方米，不足世界平均水平的四分之一，是世界13個貧水國家之一。在我國，可利用的水源主要包括河流水、淡水湖泊水以及淺層地下水。對于河流、湖泊等地表淡水資源，水量損失主要是蒸發(fā)與滲漏，據不完全統(tǒng)計，滲漏量占到了水體損失的80％左右。在現有技術中，為了解決湖泊等地表淡水資源滲漏問題，主要采用防滲層，現有的防滲材料大致分為膨潤土防水毯、復合土工膜、天然粘土等，其主要技術特點均為防止水體下滲，但是現有的防滲層也阻斷了底部氣體交換，無法起到對水體保鮮的作用。技術實現要素：本公開的目的是提供一種防水透氣涂料組合物，該防水透氣涂料組合物制備的防水透氣材料可以制備具有透氣防滲功能的水體防滲層。為了實現上述目的，本公開提供一種防水透氣涂料組合物，該組合物包括透氣防滲顆粒、粘結劑和輔助粘結劑，相對于100重量份所述透氣防滲顆粒，所述粘結劑的含量為20-150重量份，所述輔助粘結劑的含量為5-40重量份；所述粘結劑為丙烯酸乳液和/或丙烯酸乳液共聚物，所述輔助粘結劑為水泥、水性環(huán)氧乳液和水性聚氨酯乳液中的至少一種，所述透氣防滲顆粒的透氣量為80mL/(cm3·s)以上。本公開還提供一種防水透氣材料，該防水透氣材料包括柔性基材和涂覆在所述柔性基材上的至少一個防水涂層，所述防水涂料層含有上述的防水透氣涂料組合物。本公開還提供一種防水透氣材料的制備方法，該方法包括：使上述的防水涂料組合物混合均勻噴涂至柔性基材的上表面，經刮涂及烘干后得到所述防水透氣材料。通過上述技術方案，本公開的防水透氣涂料組合物中含有特定組分的粘結劑和透氣防滲顆粒，可以制得透氣性能好且防水效果佳的防水透氣材料，該防水透氣材料比普通土工膜的透氣性能更好，具有鋪裝簡單方便、原料用量少的優(yōu)點，可應用于河道鋪裝、沙漠種植及城市雨水收集等領域。本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。本公開提供一種防水透氣涂料組合物，該組合物包括透氣防滲顆粒、粘結劑和輔助粘結劑，相對于100重量份所述透氣防滲顆粒，所述粘結劑的含量為20-150重量份，所述輔助粘結劑的含量為5-40重量份；所述粘結劑為丙烯酸乳液和/或丙烯酸乳液共聚物，所述輔助粘結劑為水泥、水性環(huán)氧乳液和水性聚氨酯乳液中的至少一種，所述透氣防滲顆粒的透氣量為80mL/(cm3·s)以上。本公開的防水透氣涂料組合物中含有特定組分的粘結劑和透氣防滲顆粒，可以制得透氣性能好且防水效果佳的防水透氣材料，該防水透氣材料比普通土工膜的透氣性能更好，具有鋪裝簡單方便、原料用量少的優(yōu)點，可應用于河道鋪裝、沙漠種植及城市雨水收集等領域。其中，所述透氣防滲顆粒的透氣量為本領域技術人員所熟知的，是指根據壓差法測得的單位時間內單位體積的透氣防滲砂的氣體透過量。根據本公開，丙烯酸乳液沒有特別的限制，可以為本領域常規(guī)的丙烯酸乳液，優(yōu)選為選自純丙乳液、乙丙乳液和苯丙乳液中的至少一種，所述丙烯酸乳液的固含量為48-56重量％。根據本公開，所述防水透氣顆粒層中的防水透氣顆?？梢允歉鞣N具有防水透氣功能的顆粒。優(yōu)選情況下，所述防水透氣顆粒含有骨料及包覆在骨料表面的疏水性樹脂固化物。所述骨料顆粒和疏水性樹脂固化物在所述防水透氣顆粒中的含量可以在很大范圍內變動，所述疏水性樹脂固化物的量只要使所述骨料顆粒的表面至少部分地被疏水性樹脂固化物包覆即可，優(yōu)選情況下，所述疏水性樹脂固化物的量使所述骨料顆粒的表面全部被疏水性樹脂固化物包覆。更優(yōu)選情況下，所述骨料和所述疏水性樹脂固化物的重量比為1：(0.01-0.1)。按照本發(fā)明，一個所述防水透氣顆?？梢园ㄒ粋€或多個骨料顆粒。當一個防水透氣顆粒包括多個骨料顆粒時，上述定義的疏水性樹脂膜的含量是指疏水性樹脂膜的重量占骨料顆粒的總重量的百分比。所述骨料顆粒可以為各種硬質且不溶于水的顆粒，優(yōu)選為石英砂、礦渣、陶粒和玻璃微珠中的一種或多種。所述疏水性樹脂膜是由疏水性樹脂經固化劑固化得到的，所述疏水性樹脂可以為各種疏水性樹脂，為了實現更好的防水性，所述疏水性樹脂優(yōu)選選自疏水性環(huán)氧樹脂、疏水性酚醛樹脂、疏水性聚氨酯樹脂、疏水性不飽和聚酯及疏水性硅樹脂中的一種或多種。更優(yōu)選情況下，所述疏水性樹脂選自疏水性環(huán)氧樹脂、疏水性酚醛樹脂、疏水性聚氨酯樹脂、疏水性不飽和聚酯及疏水性硅樹脂中的兩種或更多種，任意兩種疏水性樹脂的質量比可以為1：(1-10)。按照該優(yōu)選實施方式，可以進一步提高由骨料顆粒形成的防水透氣顆粒形成的防水透氣涂料組合物的防水性和透氣性。所述疏水性樹脂可以為各種常規(guī)的疏水性樹脂，優(yōu)選選自縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、線型脂肪族類環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇叔丁醛改性環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂改性環(huán)氧樹脂、尿醛三聚氰胺樹脂改性環(huán)氧樹脂、糠醛樹脂改性環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂改性環(huán)氧樹脂、異氰酸酯改性環(huán)氧樹脂、硅樹脂改性環(huán)氧樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂改性酚醛樹脂、有機硅改性酚醛樹脂、雙酚A型不飽和聚酯、乙烯基樹脂、鹵代不飽和聚酯、鄰苯型不飽和聚酯以及間苯型不飽和聚酯中的至少一種，所述疏水性環(huán)氧樹脂可以商購得到，也可以通過常規(guī)的制備方法制得。所述固化劑可以為用于上述疏水性樹脂固化的常規(guī)固化劑，優(yōu)選選自脂肪胺固化劑、脂環(huán)胺固化劑、芳香胺固化劑、聚酰胺固化劑、酸酐固化劑和叔胺固化劑中的至少一種。根據本公開，所述丙烯酸乳液共聚物可以為單體混合物的乳液共聚合產物，所述單體混合物優(yōu)選包括丙烯酸酯類單體、異氰酸酯單體、多羥基化合物單體和交聯單體。上述單體混合物中各組分的含量可以在很大范圍內變化，優(yōu)選地，丙烯酸酯類單體、異氰酸酯單體、多羥基化合物單體和交聯單體的摩爾比可以為1：(0.01-10)：(0.01-10)：(0.01-10)，優(yōu)選為1：(0.01-5)：(0.01-5)：(0.01-1)。在上述優(yōu)選范圍內，各組分共聚得到的乳液共聚物具有更好的粘結性能，含有該乳液共聚物的防水透氣涂料組合物具有更好的防水透氣性能。所述丙烯酸乳液共聚物可以采用現有的商品，也可以按本領域方法合成。使用的或合成的丙烯酸乳液共聚物的固含量(以重量計)為30％-50％，優(yōu)選為35％-45％。丙烯酸乳液共聚物中的共聚單體的連接方式也沒有任何限制，優(yōu)選情況下，所述丙烯酸乳液共聚物可以為無規(guī)共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物中的至少一種，更優(yōu)選地，所述乳液共聚物的羥值可以為16.5-264mgKOH/g，酸值可以為5-125mgKOH/g。根據本公開，所述丙烯酸酯類單體可以為本領域技術人員所熟知的含有丙烯酸酯結構單元的單體，例如為(甲基)丙烯酸與碳原子數為1-5的醇形成的酯，優(yōu)選包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種。所述異氰酸酯單體可以為本領域技術人員所熟知的用于聚氨酯制備的單體，優(yōu)選可以為四亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯、2-甲基戊烷-1,5-二異氰酸酯和3-甲基戊烷-1,5-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、氫化亞二甲苯基二異氰酸酯、4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯、甲基環(huán)己烯二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸酯甲基)環(huán)己烷、甲苯二異氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二芐基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、1,3-苯二異氰酸酯和1,4-苯二異氰酸酯中的至少一種。所述多羥基化合物單體也可以為含有2個以上羥基的，用于制備聚氨酯的常規(guī)種類的多羥基化合物，優(yōu)選為聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、脂肪烴類多元醇和脂環(huán)烴類多元醇中的至少一種。所述交聯單體優(yōu)選為丙烯酸-2-羥乙基酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、丙烯酸-4-羥丁酯、己內酯改性丙烯酸-2-羥乙酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單丙烯酸酯、聚丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧乙基-2-羥乙基鄰苯二甲酸酯、苯基縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯和己內酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯中的至少一種。上述丙烯酸乳液共聚物中，優(yōu)選地還同時包括乳化劑，乳化劑可以為聚合乳液領域中常用的乳化劑種類及用量。如乳化劑用量為最終丙烯酸乳液共聚物重量(即固含量)的3％-7％，優(yōu)選為3.5％-5％。乳化劑一般為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酯、十六烷基甜菜堿鈉、聚氧乙烯烷芳基酯一種或者兩種混合。優(yōu)選為陰離子與非離子表面活性劑復配使用，如十二烷基苯磺酸鈉與烷基酚聚氧乙烯醚進行復配。陰離子與非離子表面活性劑質量比為(1.5-3.5)：1，優(yōu)選比為(1.8-2.5)：1。上述乳化劑均為本領域常用的乳化劑種類及用量，乳化劑是在乳液聚合過程中引入的。根據本公開，為了進一步提高防水透氣涂料組合物的綜合性能，優(yōu)選地該組合物還包括助劑和水，相對于100重量份所述透氣防滲顆粒，所述助劑的含量可以為0.01-20重量份，水的含量可以為1-50重量份，進一步優(yōu)選地，助劑的含量可以為0.01-5重量份，水的含量可以為5-30重量份。所述助劑看他為選自增稠劑、減水劑、中和劑、殺菌劑和消泡劑中的至少一種。為了提高防水透氣涂料組合物的粘結性性能及穩(wěn)定性，進一步優(yōu)選地，所述輔助粘結劑可以為水泥，所述助劑可以為增稠劑、減水劑、中和劑和殺菌劑，在這一優(yōu)選的實施方式中，所述增稠劑、減水劑、中和劑和殺菌劑的含量可以為常規(guī)用量，優(yōu)選情況下，增稠劑、減水劑、中和劑和殺菌劑的重量比可以為1：(0.001-0.1)：(0.001-0.1)：(0.001-0.1)。在上述優(yōu)選情況下，含有增稠劑、減水劑、中和劑和殺菌劑的防水透氣組合物具有更好的粘結性和貯存穩(wěn)定性，由該組合物制備的防水透氣材料的防水透氣性能更好。上述助劑的具體種類可以為本領域技術人員所熟知的種類，優(yōu)選地，所述增稠劑可以為甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素中的至少一種，所述減水劑可以為聚羧酸減水劑、萘系減水劑和三聚氰胺減水劑中的至少一種，所述中和劑為氫氧化鈉、氨水、三乙胺和三乙醇胺中的至少一種，所述殺菌劑可以為三氯異氰尿酸和/或二氯異氰尿酸鈉。本公開還提供一種防水透氣材料，該防水透氣材料包括柔性基材和涂覆在所述柔性基材上的至少一個防水涂層，所述防水涂料層含有上述的防水透氣涂料組合物。為了制備單向透氣性好的防水透氣材料，優(yōu)選地，防水透氣材料中柔性基材的一個表面上涂覆有所述防水涂層，上述防水透氣材料的單向透氣性更好，可以用于水體地面防水材料，起到促進水體氣體流動，防止水質變差的作用。根據本公開，所述柔性基材可以為具有透氣性能的材料，優(yōu)選為具有透氣性能的柔性材料，更優(yōu)選為纖維無紡布、纖維紡織材料和纖維非連續(xù)氈中的至少一種，進一步優(yōu)選為丙綸無紡布。根據本公開，防水透氣材料中防水涂層的厚度可以在很大范圍內變化，為了提高防水透氣效果并保證鋪裝便捷，優(yōu)選地，防水涂層的厚度可以為0.5-2.0mm，更優(yōu)選為0.6-1.2mm，進一步優(yōu)選為0.8-1.0mm。根據本公開的防水透氣材料具有優(yōu)良的透氣性能，優(yōu)選地，所述防水透氣材料的水蒸氣滲透率至少為50g/m224h-1，進一步優(yōu)選為至少100g/m224h-1，上述水蒸氣滲透率為根據標準ASTME96、BW方法：38℃、50％相對濕度，對25μm的膜測得的。本公開還提供一種防水透氣材料的制備方法，該方法包括：使上述的防水涂料組合物混合均勻后噴涂至柔性基材的上表面，經刮涂及烘干后得到所述防水透氣材料。其中所述的噴涂、刮涂及烘干的方法及裝置可以為本領域技術人員所熟知的，此處不再贅述。以下通過實施例進一步說明本公開，但是本公開并不因此而受到任何限制。在本公開的下述實施例中，透氣防滲顆粒為購自仁創(chuàng)科技集團的透氣防滲砂(透氣量為90mL/(cm3·s)，粒徑為70/140目，骨料為70/140目原砂，包覆的疏水性樹脂固化物為高滲透環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂或高滲透環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂的組合物，骨料和疏水性樹脂固化物的重量比為100：6)；聚氨酯改性丙烯酸乳液購自河北日出化工有限公司，商品號為TFX，為自交聯丙烯酸酯類共聚物，固含量為54-56重量％；硅丙乳液購自東方和日化工有限公司，商品號為G238，水泥為購自冀東水泥股份有限公司；羥乙基纖維素為購自美國aqualon公司，商品號為250HBR。實施例1本實施例用于說明本公開的防水透氣涂料組合物。羥乙基纖維素制備成2重量％的水溶液待用，制備方法包括：在清水中加入1％殺菌劑(環(huán)保型殺菌劑，生產商：河北日出，商品號：RC-01)，攪拌均勻后，再加入羥乙基纖維素進行攪拌，待纖維素溶解后，加入中和劑(環(huán)保型中和劑，生產商：河北日出，商品號：RC-95)調節(jié)PH值到8～9，靜置24h。取100重量份透氣防滲顆粒(70/140透氣防滲砂)、33重量份粘結劑聚氨酯改性丙烯酸乳液、8.3重量份輔助粘結劑水泥、0.04重量份減水劑、8.3重量份水和8.3重量份上述羥乙基纖維素2重量％水溶液混合均勻，得到本實施例的防水透氣涂料組合物C1。實施例2取100重量份透氣防滲顆粒(70/140透氣防滲砂：100/200透氣防滲砂的重量比為2:1)、100重量份粘結劑聚氨酯改性丙烯酸乳液、20重量份輔助粘結劑水泥、0.1重量份減水劑和16.7重量份水混合均勻，得到本實施例的防水透氣涂料組合物C2。實施例3取100重量份透氣防滲顆粒(70/140透氣防滲砂)、20重量份粘結劑聚氨酯改性丙烯酸乳液、5重量份輔助粘結劑水泥、0.01重量份減水劑和1重量份水混合均勻，得到本實施例的防水透氣涂料組合物C3。實施例4取100重量份透氣防滲顆粒(70/140透氣防滲砂)、100重量份粘結劑聚氨酯改性丙烯酸乳液、50重量份粘結劑苯丙乳液(生產商：河北日出化工有限公司，商品號：TFX)、40重量份輔助粘結劑水泥、2重量份減水劑、18重量份羥乙基纖維素2重量％水溶液和50重量份水混合均勻，得到本實施例的防水透氣涂料組合物C4。實施例5采用實施例1的原料，所不同的是，將粘結劑由聚氨酯改性丙烯酸乳液替換為等重量的苯丙乳液(生產商：河北日出化工有限公司，商品號：TFX)，得到本實施例的防水透氣涂料組合物C5。實施例6采用實施例1的原料，所不同的是，防水透氣組合物中不含有水、羥乙基纖維素2重量％水溶液和減水劑，得到本實施例的防水透氣涂料組合物C6。對比例1采用實施例1的原料，所不同的是，將透氣防滲砂替換為粒徑相當的普通石英砂，得到本對比例的防水透氣涂料組合物C7。實施例7本實施例用于說明本公開的防水透氣材料。取防水透氣組合物C1攪拌混合均勻，使混合均勻的組合物置于噴涂設施(購自保定勤誠公司的真石漆噴涂烘干線)料斗內對底層襯布(丙綸無紡布)進行均勻噴涂，然后通過刮刀刮平表面，并控制防水涂層的成型厚度為1.0mm，最后進入烘干設施進行烘干，得到本實施例的防水透氣材料S1。實施例8-13采用實施例7的方法，所不同的是，將防水涂料組合物C1分別替換為等當量的C2-C7，得到防水透氣材料S2-S7。測試實施例1將上述實施例7-13得到的防水透氣材料進行透氣性能和防水性能測試，測試結果列于表1；透氣量測試方法：根據ASTME96、BW方法，測試條件：38℃，50％相對濕度，膜厚25μm；防水性能測試方法：1、準備長40cm、內徑5cm、壁厚約5mm的亞克力空心管，上端口封死后加裝壓力表(0.1-0.8MPa)和進氣口，底端用實驗材料密封(防水材料一層面向管底)；2、從進氣口加入100ml水，再用帶氣流調節(jié)閥的空壓機對密閉裝置進行充氣，記錄水滲出底部時的壓力表讀數。表1透氣量(g/m224h-1)耐靜水壓(kpa)實施例1(S1)20040實施例2(S2)50150實施例3(S3)80020實施例4(S4)20400實施例5(S5)15040實施例6(S6)10020對比例1(S7)1008由表1可知，與對比例1-2中的防水涂料組合物相比，實施例1-5中的防水涂料組合物中因含有特定組分的粘結劑和透氣防滲顆粒，制得的防水透氣材料透氣性能好且防水效果明顯改善。以上詳細描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本公開的技術構思范圍內，可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本公開所公開的內容。當前第1頁1 2 3