隧道防水组合物和体系制造技术

公开了用于喷涂膜的方法、组合物和组合物包，所述膜用于混凝土隧道应用的防水。在向隧道中的表面上施加底漆涂层后，喷涂涂料组合物以形成膜，并且随后抵靠该膜浇注或喷涂混凝土，使得其可以粘结到膜上。涂料组合物包含两种或更多种丙烯酸酯单体，以及引发剂、促进剂和任选的添加剂。优选地，涂料组合物通过使用两部分包来建立，一个部分具有引发剂，另一部分具有促进剂，且每个部分含有单体和任选的添加剂，使得两个部分可以运输到施加位置并在喷涂过程中以1:1的比率混合。防水涂料组合物提供了与混凝土的优异的粘结。供了与混凝土的优异的粘结。供了与混凝土的优异的粘结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隧道防水组合物和体系
[0001]相关申请的交叉引用本非临时申请要求2019年1月3日提交的题为“Tunnel Waterproofing Composition and System”的美国临时申请号62/787,987和2019年8月26日提交的题为“Tunnel Waterproofing Composition and System”的美国临时申请号62/891,657的优先权，二者均通过引用以其全文并入本文。


[0002]本专利技术涉及土木工程结构防水领域，并且更特别涉及用于隧道衬砌的防水组合物和修建隧道方法。
[0003]专利技术背景隧道通常采用两种方法之一进行防水。在第一种方法中，可以采用粘合剂、机械连接或热焊接将片材膜施加到隧道壁。在第二种方法中，可以使用经时固化的可液体施加体系将膜涂布到隧道壁上。
[0004]通常实现“夹层”结构，其具有第一混凝土层、防水膜和紧靠该膜形成的第二混凝土衬砌。尽管为了在膜上建立最终的隧道壁层，仍广泛完成第二混凝土衬砌的浇注，作为快速和低安装成本的选项，喷涂施加第二混凝土衬砌正迅速获得关注，尤其当机器人喷涂变得可靠时。
[0005]当喷涂施加混凝土衬砌需要浇注混凝土衬砌的成本的大约一半，并需要短得多的时间的时候，如果满足其它性能标准的话，以最终的混凝土衬砌层的形式喷涂混凝土的能力在节约成本与时间方面具有极大的意义。
[0006]本专利技术人认为，如果在喷射混凝土应用下的坚固性和实现喷涂的混凝土与防水膜之间更好的粘合性质方面对防水膜进行改善，则喷涂第二混凝土衬砌可以成为常规操作。
[0007]片状防水膜通常具有相对较低的材料成本。但是，表面几何形状和不规则性常常在片材膜应用中造成困难。相邻膜片材的重叠或交叉必须热焊接或用粘合剂密封，否则如果膜之间的重叠接合弱或密封差，则容易漏水。以穿过膜的最小的渗透率将膜附着在第一混凝土衬砌上是重要的，但在本领域中也是一种挑战。
[0008]隧道防水的实例是PCT专利申请公开号WO2018/122113A1，其详述了充分粘合到第一混凝土层与第二混凝土层二者上的包括两个层的片材构造。教导了液体施加的涂料以提供无缝和完全粘附的固化的膜。另一实例美国专利号6,489,032公开了用于防水隧道构造的胶接胶乳喷涂材料。该材料的缺点在于基于水的涂料通过水蒸发或水泥水化经数小时至数天固化，导致处理时间长。另一实例美国专利号6,767,164公开了橡胶乳液喷涂体系，其通过环境温度硫化来固化成橡胶涂层。但是，这些硫化体系据称表现出低抗张强度和长固化时间。
[0009]反应性体系，如基于聚氨酯或聚脲的那些，包括具有100%固含量的那些，可以快速固化。但是，此类组合物可以含有可燃（低闪点）或有毒组分，或产生令人不快的气味，并且不适合用于有限空间，如隧道和矿井。
[0010]用于混凝土结构的反应性液体防水体系已经由Stirling Lloyd Polychem Ltd.（现在是GCP Applied Technologies Inc.的一部分）以商品名INTEGRITANK
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HF出售。其已经用于开放通风的区域，因此可以管理可燃性和气味。但是，此类可燃性和气味在更局限的空间（如隧道和矿井）将是不可接受的。
[0011]虽然现有的方法提供了用于防水情况的多样性，但是需要新的膜涂布技术用于改进的施加便利性并用于确保性能，尤其在隧道防水情况中。但是，考虑到在完成本专利技术时作为整体考虑的现有技术，可以如何克服现有技术的缺点对本专利
的普通技术人员并非显而易见。虽然已经讨论了常规技术的某些方面以便于本专利技术公开，但是申请人绝不放弃这些技术方面，并且能预期的是，所要求保护的专利技术可涵盖本文中所讨论的一个或多个常规技术方面，尤其是与本文中描述的创新方面相结合。
[0012]本专利技术可解决上文讨论的一个或多个技术难题与缺陷。但是，能预期的是，本专利技术可证实在解决许多
中的其它问题和缺陷中是有用的。因此，要求保护的专利技术不应解释为受限于解决本文中所讨论的任何特定问题或缺陷。
[0013]在本说明书中，当参照或讨论文献、行为或知识项时，该提及或讨论并非承认该文献、行为或知识项或其任意组合在优先权日是公开可得的、公众已知的、公知知识的一部分，或在适用的法定条款下以其它方式构成现有技术；或者已知与解决本说明书所关注的任何问题的尝试相关。
[0014]专利技术概述现在通过新的、有用的和非显而易见的专利技术满足了长期存在但迄今为止尚未实现的对用于混凝土隧道衬砌防水的改善的组合物、体系包（system package）和方法的需要。
[0015]本专利技术的一个示例性实施方案是100%固含量反应性液体涂料体系，其包含具有高闪点和低气味的液体组合物，其可以在有限空间中在一定温度范围内喷涂施加以快速固化成无缝防水涂层，该涂层表现出高机械强度、承受浇注或喷涂混凝土施加的力的坚固性和沿一个表面对基材的强粘合性以及沿相对表面对浇注或喷涂混凝土的强粘合性。100%固含量反应性液体涂料体系提供最小的挥发性有机化学物（VOC）暴露，但仍以小于一小时实现完全固化的不具黏性表面。一个示例性实施方案表现出以下粘度：所述粘度使其可以在不具有附加加热设备的情况下在隧道或矿井应用中所经历的温度范围内
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冷”喷涂。
[0016]本专利技术的用于隧道表面防水的示例性方法包括：（A）提供隧道的内部基材或表面；（B）任选，将底漆涂层施加到隧道内部基材或表面上；（C）在底漆涂层上喷涂包含以下组分的防水涂料组合物：（i）基于防水涂料组合物总重量计大约5%至大约55%的量的包含双官能(甲基)丙烯酸酯的第一单体，并具有结构(H2C=C(R1)COOR2)2‑
R3，其中R1代表氢原子或甲基；R2代表C1至C3氧亚烷基或多氧亚烷基；且R3代表环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚烯烃、聚硅氧烷、聚氨酯、乙烯基聚合物、或其共聚物；（ii）基于防水涂料组合物总重量计大约5%至大约65%的量的第二单体，并具有结构H2C=C(R1)COOR2，其中R1代表氢原子或甲基；且R2代表C2至C
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的直链或支链烷基、羟烷基、芳基、脂环族基团、多环基团、杂环基团或杂芳族基团；（iii）基于防水涂料组合物总重量计大约0.1%至大约5%的量的引发剂；
（iv）基于防水涂料组合物总重量计大约0.1%至大约2%的量的促进剂；和（v）基于防水涂料组合物总重量计0%至大约50%的量的至少一种添加剂（例如填料材料、杀生物剂、蜡、UV吸收剂、稳定剂或反应抑制剂、颜料、流变改性剂、耐磨性增强添加剂、或前述中任意的混合物）；并且（D）令施加的防水涂料组合物在底漆涂层上硬化以形成防水层。
[0017]本专利技术的用于在隧道中的内部基材或表面上建立防水涂层的示例性组合物包，其包含：（i）基于防水涂料组合物总重量计大约5%至大约55%的量的包含双官能(甲基)丙烯酸酯的第一单体，并具有结构(H2C=C(R1)COOR2)2‑
R3，其中R1代表氢原子或甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于隧道表面防水的方法，其包括：（A）提供隧道的内部基材或表面；（B）将防水涂料组合物的一个或多个涂层直接或间接喷涂到隧道内部基材或表面上，所述防水涂料组合物包含以下组分：（i）基于防水涂料组合物总重量计5%至55%的量的包含双官能(甲基)丙烯酸酯的第一单体，并具有结构(H2C=C(R1)COOR2)2‑
R3，其中R1代表氢原子或甲基；R2代表C1至C3氧亚烷基或多氧亚烷基；且R3代表环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚烯烃、聚硅氧烷、聚氨酯、乙烯基聚合物、或其共聚物；（ii）基于防水涂料组合物总重量计5%至65%的量的第二单体，并具有结构H2C=C(R1)COOR2，其中R1代表氢原子或甲基；且R2代表C2至C
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的直链或支链烷基、羟烷基、芳基、脂环族基团、多环基团、杂环基团或杂芳族基团；（iii）基于防水涂料组合物总重量计0.1%至5%的量的引发剂；（iv）基于防水涂料组合物总重量计0.1%至2%的量的促进剂；和（v）选自填料材料、杀生物剂、蜡、UV吸收剂、稳定剂或反应抑制剂、颜料、流变改性剂、耐磨性增强添加剂或其混合物的至少一种添加剂，所述至少一种添加剂以基于防水涂料组合物总重量计0%至50%的量存在；并且（C）令所述防水涂料组合物在所述隧道内部基材或表面上硬化以形成防水层。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将可水合的胶接层施加到所述防水层上。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述防水涂料组合物进一步包含具有如权利要求1的小节“ii”所述的结构H2C=C(R1)COOR2的第三单体；所述第三单体的玻璃化转变温度比所述第二单体的玻璃化转变温度低至少30℃；并且所述第三单体以基于防水涂料组合物总重量计5%
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60%的量存在于所述防水涂料组合物中。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述防水涂料组合物使用两部分体系喷涂施加，其中所述第一部分包含单体与引发剂中的至少一种，并且所述第二部分包含单体与促进剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述防水涂料组合物的单体组分具有至少75℃或更高的闪点。6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述防水涂料组合物中，所述引发剂选自烷基或芳基过氧化物，或无机盐。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述防水涂料组合物中，所述促进剂选自烷基胺、芳基胺、或其混合物。8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述防水涂料组合物中，所述至少两种添加剂选自蜡、流变改性剂、颜料、耐磨性增强添加剂或其混合物。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述防水涂料组合物以基于防水涂料组合物总重量计1%
‑
20%的量进一步包含粘合促进剂。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述粘合促进剂选自丙烯酸类、天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、丁基橡胶、苯乙烯
‑
丁二烯橡胶（SBR）、苯乙烯
‑
丙烯酸类橡胶、乙丙三元橡
胶（EPDM）、聚(乙酸乙烯酯)和乙烯
‑
乙酸乙烯酯。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述粘合促进剂在胶乳或含水悬浮液中呈分散形式。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括令防水涂料组合物固化，并向所述固化的防水涂料组合物上施加粘结促进涂料组合物。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述粘结促进涂料包含基于水或溶剂的涂料、压敏粘合剂和/或热熔粘合剂中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：GCP应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：