技术领域
本发明涉及一种密封防水领域，尤其涉及一种含环氧烃基桥联剂的反应型沥青防水密封 膏及其制备方法。
背景技术
目前，在楼房厨卫间穿越楼板部位的PPR或PVC给排水管与混凝土楼板的线膨胀系数相差 很大,常温下混凝土为1*10-5/℃,PPR或PVC管材为(6～7)*10-5/℃，经过几次季节性冷热冻融 循环后,给排水管与混凝土楼板连接处很容易出现缝隙，因此，楼房厨卫间给排水管道施工时， 穿越楼板部位PPR或PVC给排水管施工时，需要进行密封防水处理。现有的密封防水处理技术 有以下的几种方式：
改性沥青密封处理，采用改性沥青在适宜温度下热熔之后进行浇筑，该工艺施工时操作 复杂，温度控制与涂布工艺非常关键。首先，热熔沥青的时候温度控制要恰到好处，如果温 度太高，沥青流动性过好，会使得沥青无法粘附与PPR或PVC管材上，无法实现密封，而且 当温度超过100℃时，容易损坏；如果温度太低，沥青与PPR或PVC管材、以及混凝土的粘 附性能都会达不到要求。第二是施工时手法要非常注意，涂布要非常均匀，往往要进行数次 以上的反复涂布，这是因为改性沥青与PPR或PVC管材、以及混凝土的粘附效果不够理想， 只有通过施工手法来进行弥补。
沥青混合物密封膏处理，利用纯沥青、纤维物和溶剂的混合制备成密封膏，该密封膏具有常温下成粘稠液体状态的性质，可以直接用于水泥和管道连接处的封涂，比如美国亨利公司的-WetPatchTM牌子的屋面渗漏维修产品。该类密封膏，但是该类密封膏运用了低挥发性的有机溶剂作为溶剂，干燥时间慢，往往需要两个星期以上的时间才能干燥，而且在基面潮湿的情况下，因为无法与基面粘附，而不能施工；而且因为主要成分为沥青和纤维物组成，干燥之后密封层没有弹性，强度较差，不够持久耐用。
聚氨酯密封膏，以聚氨酯为主要成分，可在常温下直接使用，缺点是与PPR或PVC管材、 以及混凝土的粘附效果不够理想，并且在基面潮湿时无法施工。
硅酮密封胶，以硅酸钠和有机硅、硅酮结构聚合物等材料为主要成分，与PPR或PVC管 材、以及混凝土的粘附效果较好，但是其稳定性差，在阳光照射或者潮湿状态下不能持久， 容易脱落，强度也较差，不能满足施工要求。
聚丙烯酸树脂密封膏，以丙烯酸树脂类为主要成分，其制备工艺比较复杂，需要进行高 要求的改性，制备成水性丙烯酸树脂，然后制备成乳液。聚丙烯酸树脂密封膏可在潮湿基面 上施工，但是其与PPR或PVC管材、以及混凝土的粘附效果较差。
综上所述，现有技术在穿越楼板部位的PPR或PVC给排水管施工时的密封处理技术还 存在诸多不足，急需找到一种制备工艺简单，施工方便，密封防水性能好，强度高，经久耐 用的新型防水密封产品。
发明内容
本发明旨在提供一种含环氧烃基桥联剂的反应型沥青防水密封膏及其制备方法，该防水 密封膏制备工艺简单，施工方便，密封防水性能好，强度高，经久耐用。
本发明所述的反应型沥青防水密封膏，是由包括以下重量份数的原料制备而成的：
乳化沥青10～180；
桥联剂0.1～5；
增稠剂0.1～3；
所述的乳化沥青混合后的固含量为20％-80％；
所述的桥联剂为环氧硅烷，环氧硅烷的一端与沥青中的羧基结合，另一端与水泥水化后 产生的酸根结合，架起一座防水材料的防水桥梁；
其通式如下：
或
其中，
X为Cl、-OCnH2n+1或CH3；
n为1-10之间的自然数值。
所述的乳化沥青为阳离子乳化沥青、非离子乳化沥青或者阴离子乳化沥青。
所述的乳化沥青是SBS改性乳化沥青、丁苯橡胶改性乳化沥青或氯丁橡胶改性乳化沥青 中的一种或一种以上的混合物。
建筑防水领域采用的石油沥青，多为混合物的形式存在，因此，上述各种石油沥青乳液 可以任何比例进行混合运用。
所述的桥联剂与混凝土的反应机理均一致，并且各桥联剂之间其化学性质也相似，因此 可以任何比例混合使用。
所述的增稠剂是纤维素醚及其衍生物、碱溶胀型增稠剂、聚氨酯增稠剂、疏水改性非聚 氨酯增稠剂、无机增稠剂、络合型有机金属化合物类增稠剂、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、羧 甲基纤维素钠、海藻酸钠中的一种或者一种以上的混合物。
所述的纤维素醚及其衍生物包括羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维 素、甲基羟丙基纤维素、甲基纤维素、疏水改性纤维素、黄原胶、瓜尔胶。
所述的碱溶胀型增稠剂包括非缔合型聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液、缔合型聚丙烯酸盐碱溶 胀型乳液。
所述的聚氨酯增稠剂和疏水改性非聚氨酯增稠剂包括阴离子型缔合聚氨酯增稠剂、阳离 子型缔合聚氨酯增稠剂、非离子型缔合聚氨酯增稠剂、疏水改性氨基增稠剂、疏水改性聚醚 增稠剂、疏水改性聚脲增稠剂。
所述的无机增稠剂包括膨润土、凹凸棒土、气相二氧化硅。
所述的桥联剂包括3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙 基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙 基甲基二乙氧基硅烷。
所述的防水密封膏，其生产方法包括以下步骤：将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均 匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
本发明的配方体系中加入了桥联剂，这一成分对于提升密封膏体系对混凝土的粘接力起 到了至关重要的作用，是本发明中核心技术之一，发明人经过了大量的筛选实验确定了这些 桥联剂成分。其原理如下：桥联剂中的环氧基在反应釜配料过程中，因为温度达到反应条件， 会与沥青发生交联反应，形成交联的网络连接结构，与沥青的连接更为稳固牢靠；同时由于 混凝土是有石料与水泥共混固化而成，水泥水化后生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙， 表面含有大量的活性Si-OH基团及带负电的含氧无机化合物。本发明正是通过该桥联剂，将 水泥和沥青组成的密封膏桥联起来，形成牢固的密封防水体系，从而获得了超越现有任何防 水密封膏的防水效果。
其反应机理如下：
1、与沥青反应
或
其中
代表沥青中的含有羧基的化合物。
2、与混凝土反应
①常温下水泥发生水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和Ca(OH)2，CSH凝胶中存在 Si-OH基团，反应式：3CaO·SiO2+nH2O＝xCa·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2
②胶层中的活性基团遇水水解：
或
③水解生成Si-OH基团与CSH凝胶中Si-OH基团反应生成醚键，使水化硅酸钙凝胶与卷 材表面生成化学键而牢固粘结。反应如下：
或
所述的环氧硅烷的一端与铝酸水泥、硫铝酸水泥或铁铝酸水泥反应的机理也是一样的。 所述环氧硅烷的一端与沥青中的羧基结合，另一端与水泥水化后产生的酸根结合。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。也就是说，以上所述的环氧 硅烷沥青水泥防水桥联剂，该桥联剂的结构式一端能够与沥青中的羧基连接起来，形成较好 的化学亲和力，而硅烷的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，将沥青和水泥紧密地联结为一体，相关部位存在化学键 作用，固化后起到不可逆的粘结作用，可以做成防水密封膏，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。
本发明的环氧硅烷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。
本发明运用了同时能够与沥青和混凝土发生反应的桥联剂，制成的防水密封膏相比传统 产品，具有更好的混凝土粘结强度和抗剥离强度。
本发明的配方体系中采用较大量的增稠剂，运用增稠剂的主要目的是为了增加乳化沥青 防水密封膏体系的粘稠度，使得乳化沥青防水密封膏能够用于管根、立墙而不出现下滑、流 挂等现象，实现对PPR或PVC给排水管与混凝土楼板连接处良好的密封。
具体实施方式
实施例1
乳化沥青10kg；
桥联剂0.1kg；
增稠剂0.1kg；
所述的乳化沥青是SBS橡胶改性乳化沥青；
所述的桥联剂是3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
所述的增稠剂是纤维素醚及其衍生物，具体为甲基羟丙基纤维素；
所述的乳化沥青的固含量为60％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例2
乳化沥青180kg；
桥联剂1.0kg；
增稠剂3kg；
所述的乳化沥青是氯丁胶改性乳化沥青；
所述的桥联剂是β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷；
所述的增稠剂是碱溶胀型增稠剂，具体为非缔合型聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液；
所述的乳化沥青的固含量为20％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例3
乳化沥青65kg；
桥联剂1.5kg；
增稠剂0.3kg；
所述的乳化沥青是氯丁橡胶改性乳化沥青；
所述的桥联剂是β-(3,4环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷；
所述的增稠剂是纤维素醚及其衍生物，具体为羟乙基纤维素；
所述的乳化沥青的固含量为30％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例4
乳化沥青30kg；
桥联剂0.7kg；
增稠剂0.3kg；
所述的乳化沥青是SBS改性乳化沥青与丁苯橡胶改性乳化沥青的混合物；
所述的桥联剂是β-(3,4环氧基环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷；
所述的增稠剂是纤维素醚及其衍生物，具体为羟乙基纤维素；
所述的乳化沥青的固含量为40％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例5
乳化沥青53kg；
桥联剂1.2kg；
增稠剂1kg；
所述的乳化沥青是APP改性乳化沥青；
所述的桥联剂是3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基 三甲氧基硅烷的混合物；
所述的增稠剂是纤维素醚及其衍生物，具体为乙基羟乙基纤维素与瓜尔胶的混合物。
所述的乳化沥青的固含量为50％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例6
乳化沥青50kg；
桥联剂3kg；
增稠剂3kg；
所述的乳化沥青是丁基橡胶改性沥青胶乳；
所述的桥联剂β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙 基三乙氧基硅烷的混合物；
所述的增稠剂是碱溶胀型增稠剂，具体为非缔合型聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液和缔合型聚 丙烯酸盐碱溶胀型乳液的混合物；
所述的乳化沥青的固含量为60％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例7
乳化沥青150kg；
桥联剂0.8kg；
增稠剂0.9kg；
所述的乳化沥青是SBR改性乳化沥青；
所述的桥联剂是β-(3,4环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基) 乙基甲基二乙氧基硅烷的混合物。
所述的增稠剂是聚氨酯增稠剂，具体为非离子型缔合聚氨酯增稠剂、疏水改性氨基增稠 剂；
所述的乳化沥青的固含量为70％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例8
乳化沥青10kg；
桥联剂5kg；
增稠剂3kg
所述的乳化沥青是APP改性乳化沥青和SBS改性乳化沥青的混合物；
所述的桥联剂是3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基 甲基二乙氧基硅烷
苯胺甲基三乙氧基硅烷、N-(4-氨基丁基)氨基甲基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧 基硅烷、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(β-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷的混合 物；
所述的增稠剂是疏水改性聚醚增稠剂；
所述的乳化沥青的固含量为80％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例9
乳化沥青97kg；
桥联剂2.7kg；
增稠剂1.7kg；
所述的乳化沥青是氯丁橡胶改性乳化沥青；
所述的桥联剂是3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基 三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷的混合物；
所述的增稠剂是络合型有机金属化合物类增稠剂；
所述的乳化沥青的固含量为30％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例10
乳化沥青89kg；
桥联剂2.2kg；
增稠剂1.6kg；
所述的乳化沥青是SBS改性乳化沥青；
所述的桥联剂是包括3-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；；
所述的增稠剂是聚丙烯酸钠；
所述的乳化沥青的固含量为65％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例11
乳化沥青75kg；
桥联剂2.7kg；
增稠剂1.1kg；
所述的乳化沥青是SBS改性乳化沥青；
所述的桥联剂是包括β-(3,4环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己 基)乙基三乙氧基硅烷、β-(3,4环氧基环己基)乙基甲基二乙氧基硅烷的混合物。
所述的增稠剂是气态二氧化硅；
所述的乳化沥青的固含量为75％；
将乳化沥青、桥联剂注入釜内，搅拌均匀后，将增稠剂加入釜中，混合搅拌均匀。
实施例12
本发明引入含有两种不同化学活性基团的桥联剂，其中一种基团能与水泥基面发生化学 交联作用，另外一种基团能与沥青结合形成致密的空间网络结构，最终物理卯榫与化学交联 的协同作用，使防水材料能够与水泥或者混凝土基面紧密结合成统一整体，有效克服传统二 元结构粘结不牢固，冷热交替，干湿循环条件下易与基面剥离的缺陷，显著提高防水材料的 防水性能。同时，本发明的防水密封膏是为水性，因此可以在潮湿的基面施工，使用方便快 捷。
产品性能
产品由于既能与基面产生物理卯榫又能发生化学交联作用，因此与基面优异的粘 接效果是本产品的性能创新点。对比试验结果见表1：
表1
实施例13
部分桥联剂加入密封膏体系后，具体防水参数对比，结果见表2：
表2
在同等添加量前提下，在对材料与水泥基面粘结强度的基本一致，表明添加的桥联剂在 粘结方面也有同样的效应。而在不透水性能，低温性能，抗窜水性能方面有所提高，尤其是 在低温柔性及抗窜水性表现比较突出。经实验验证，加入新的桥联剂后能够改善材料的耐水 持久性。因为加入新功能助剂后，密封膏成型后变为结实具有弹性的密封层，能有效阻挡水 分子的进入或渗透，并具有憎水性能，因此在不透水以及抗窜水性能方面比较优异。