防水膜的施工方法
2023-06-12 05:02:11
專利名稱：防水膜的施工方法
技術領域：
本發明是關於形成烏拉坦(英文名稱urethane)樹脂防水膜的施工方法。施工對象物為水泥建築物的屋頂、遊泳池的池底及側面等構造物。
背景技術：
快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑在噴塗過程中經相互碰撞混合後，在施工基面上形成烏拉坦樹脂防水膜的方法，是以往為水泥建築物的屋頂等構造物施加防水膜時普遍採用的一種施工方法。
然而，採用以往的施工方法在水泥建築物和木製的施工基面上形成的烏拉坦樹脂防水膜，經長時間使用後，會產生一種空鼓現象。這是因為從建築物內部逐漸蒸發出來的水蒸氣被封閉在烏拉坦樹脂防水膜與建築物基面之間，散發不出去，其產生的壓力就使烏拉坦樹脂防水膜與建築物基面發生剝離，表現為烏拉坦樹脂防水膜表面產生多處鼓包，即空鼓現象。為了防止產生這種現象，如圖14所示，在水泥建築物等施工對象91與烏拉坦樹脂防水膜92之間通常加一層玻璃網篩作為透氣墊93，並設置與透氣墊93相連通的出氣孔90，不讓水蒸氣積留在烏拉坦樹脂防水膜92內面。但是，這種方法不僅複雜，造價高，還降低了烏拉坦樹脂防水膜92與施工對象物91之間的粘結強度，另外，像遊泳池這樣的構造物則無法使用這種結構的防水膜。
此外，用以往的施工方法形成烏拉坦樹脂防水膜，僅用1次噴塗施工很難形成目標厚度，需要數次噴塗才能達到目的，因此工作效率較低。
並且，用以往的施工方法還存在烏拉坦樹脂防水膜與施工基面之間粘結強度不足的問題。
發明內容
本發明的目的就在於解決以往的施工方法所產生的上述種種問題。
為了解決上述問題，本發明使用以下手段將快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑壓入裝有螺旋導向器的靜止混合部件，使這兩種液體在靜止混合部件處進行混合；該靜止混合部件由一個圓筒部件和與此圓筒部件端部相接的一個圓錐部件所組成；且該靜止混合部件具有一個外圍組件，該外圍組件由圓筒部件外圍的一個外圓筒部件和與此外圓筒部件端部相接的一個噴嘴部件所組成；該噴嘴部件又由與該圓錐部件嵌連的一個嵌連件和與此嵌連件的端部連接的噴嘴所組成；該靜止混合部件與其外圍組件之間形成一個空氣通道，其中，該圓筒部件與外圓筒部件之間形成斷面呈圓環狀的圓環通道；該嵌連件的內圓周表面以等角度間隔分布了數個溝槽，形成溝槽通道；因此所述空氣通道包括圓環通道和溝槽通道；壓縮空氣流經圓環通道及數個溝槽通道，在靜止混合部件的出口處將混合液經噴嘴噴出，噴著在施工物體表面的混合液體就形成了烏拉坦樹脂防水膜。
依照此種構造，壓縮空氣是沿著數個溝槽通道進入靜止混合部件的流出口。因為溝槽通道是以等角度間隔分布在與靜止混合部件頂端的圓錐部件嵌連的嵌連件內側，這種構造使壓縮空氣的流動穩定。混合液被壓縮空氣從噴嘴噴出形成的噴塗形狀呈穩定的圓形。
本發明中的溝槽數目為3條以上、8條以下，這樣會使得噴塗形狀呈現非常穩定的圓形。如果溝槽數為2條以下，噴塗形狀很容易呈橢圓形。如果溝槽數為9條以上，各溝槽尺寸就會變小而使壓縮空氣的流動變弱，從而使得噴塗形狀變得不穩定。
將快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑混合5-15秒後，混合液就發生硬化，且烏拉坦樹脂防水膜有良好的透氣性。
本發明實現了兩種液體在保持一定的混合比例的狀態下，可調節此混合液體的總供給量。這樣形成的烏拉坦樹脂防水膜，不僅保證了品質高、粘結強度大，還能根據需求簡單地形成各種厚度的防水膜。
此外，本發明採用使用兩個變速氣泵分別將兩種液體壓入靜止混合部件的結構，有效地防止了壓送時發生脈動現象(以往的方法由於採用活塞氣泵，壓送時產生脈動)，從而很好地保證了烏拉坦樹脂防水膜的高質量。
依照本發明，快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑在裝有螺旋導向器的靜止混合部件內充分混合後，在靜止混合部件的出口處，隨壓縮空氣從噴嘴噴出，噴著在施工對象物體的表面，成功地形成了能散發水蒸氣卻不會滲水的烏拉坦樹脂防水膜。
雖然原理還不十分明了，但是可作如下推測主劑和硬化劑經過充分混合，在逐漸開始硬化的過程中被壓縮空氣從噴嘴噴出時，形成直徑較大，為1-3微米且材質均勻的混合液滴(用以往的方法形成的液滴直徑為0.2-0.5微米，且材質不均勻)，這種混合液被噴著在施工對象物體表面後經層層堆積形成烏拉坦樹脂防水膜時，就形成了直徑較大、不易被擠破的氣孔。由於這些氣孔相互連續的發生率很高，其結果就在施工對象物體的表面成功地形成了能散發水蒸氣卻不會滲水的烏拉坦樹脂防水膜。
另外，由於混合液滴先行硬化，結果很容易在施工對象物表面形成積層，僅採用1次噴塗施工就可形成2-3mm厚的烏拉坦樹脂防水膜。
除此之外，本發明不僅能使混合液滴的材質均勻，同時，還由於混合液滴已處於半硬化狀態，故其與施工物體撞擊時產生的能量也較大，從而能形成高質量、高粘結強度的烏拉坦樹脂防水膜。
依照本發明，可高效地形成透氣性好，與施工對象物體粘結強度高的烏拉坦樹脂防水膜。
圖1為本發明所使用的快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑的流動路徑示意圖。
圖2為本發明實施裝置所採用的控制結構的迴路示意圖。
圖3為上述實施例中使用的噴槍的側面圖。
圖4為圖3所示噴槍的靜止混合部件附近的斷面圖。
圖5為圖3所示噴槍的靜止混合部件附近的分解側視圖。
圖6為上述實施例中使用的流量計的齒輪及感應器的側視圖。
圖7為上述實施例中使用的液體輸送變速氣泵的軸承部附近的斷面圖。
圖8為圖3所示噴槍的噴嘴附近的斷面圖。
圖9為圖8斷面A-A所示的斷面圖。
圖10(a)為圖3所示噴槍產生的噴塗形狀的說明圖。
圖10(b)為圖3所示噴槍的噴塗形狀示意圖。
圖11為圖8中A-A斷面的另一斷面圖。
圖12為圖8中A-A斷面的又另一斷面圖。
圖13(a)為圖3所示噴槍產生的另一噴塗形狀說明圖。
圖13(b)為圖3所示噴槍的另一噴塗形狀示意圖。
圖13(c)為圖3所示噴槍的又一噴塗形狀示意圖。
圖14為採用以往的施工方法形成的防水膜的缺陷示意圖。
符號說明1a、主劑 1b、硬化劑2a、主劑輸送用變速氣泵2b、硬化劑輸送用變速氣泵5a、主劑流量檢測用流量計 5b、硬化劑流量檢測用流量計6、電磁感應器 8、噴槍
10、塗抹了底漆的施工基面26、外圓筒28、靜止混合部件38、流出口29、螺旋導向器 41、樹脂材齒輪45、墊片47、特氟綸墊圈61、溝槽通道62、噴嘴部件63、圓筒部件64、圓錐部件65、嵌連部件66、噴嘴67、內圓周表面 68，69，69A、噴塗形狀70、外圍組件71、圓環通道具體實施方式
圖1為本發明所使用的快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑的流動路徑示意圖。1a是主要由屬於聚醚類(英文名稱Polyether)的多元醇/酚(英文名稱Polyorl)組成的(烏拉坦樹脂)主劑，1b是主要由二異氰酸酯聚合物(英文名稱isoshianato-prepolymar)組成的硬化劑。主劑1a和硬化劑1b分別由變速氣泵2a和2b壓送、經由管路7輸送至噴槍8，並在噴槍8內形成混合液9，由噴槍8噴塗於預先塗好底漆(文中的底漆，是指有特殊功效的塗料，其英文名稱Primer)的防水膜的施工對象物體的基面10。其中該變速氣泵2a和2b分別由馬達11a和11b驅動；該輸送管路7上依次分別設有測定主劑1a和硬化劑1b壓力的壓力計3a和3b，主劑1a和硬化劑1b產生超壓放氣時的壓力開關4a和4b以及檢測主劑1a和硬化劑1b流量的流量計5a和5b。
圖2是本發明實施裝置所採用的控制結構的迴路示意圖。
如圖所示，該控制迴路包括一操作盤14，用於輸入每單位時間主劑1a和硬化劑1b的輸送量。該操作盤14相連一控制部13，該控制部13又分別連接驅動器12a、12b以及安裝在流量計5a和5b上的電磁感應器6a、6b，以根據電磁感應器6a和6b的信息給驅動器12a和12b傳達控制信息。驅動器12a和12b是馬達11a和11b的驅動器，分別控制用於輸送主劑的變速氣泵2a的馬達11a和用於輸送硬化劑的變速氣泵2b的馬達11b。
圖3是噴槍8的詳細說明圖。
如圖所示，噴槍8的前部為靜止混合部28、套在靜止混合部28外圍的外圓筒26和噴嘴62，其中噴嘴62和外圓筒26一起構成外圍組件70；噴槍8的後部為壓縮空氣管道22，管道22前部設有調節閥23，並由一根軸24控制；噴槍8的扳機21與該軸24相連動，扣壓扳機21可控制調節閥23的開關；壓縮空氣沿路徑25經由空氣通道33進入外圓筒26處。輸送主劑1a和硬化劑1b的管道7連接在噴槍8的兩側，並經由路徑30進入靜止混合部28。
圖4是噴槍8中的靜止混合部件28附近的斷面擴大示意圖。
空氣通道33與前述空氣流動路徑25相連，並將壓縮空氣引入外圓筒26處的空氣通道31。該空氣通道31設置於外圍組件70與靜止混合部件28之間。靜止混合部件28內設有螺旋導向器29。靜止混合部28的前端設有前述混合液9的流出口38，在此，主劑1a和硬化劑1b的混合液9被前述流經空氣通道31的壓縮空氣所吸附，流向噴出口62a，在噴出口62a隨壓縮空氣氣流變成霧狀噴出。
圖5是噴槍8的靜止混合部件28附近的分解圖。
噴槍8的噴出器35內設有輸送主劑1a和硬化劑1b的管道37a和37b，一螺母36將靜止混合部件28固定在噴出器35上；外圓筒26的末端與噴出器35螺紋連接。
圖6為流量計5a、5b的齒輪41及感應器6a、6b的示意圖。
如圖所示，將磁鐵42埋置在用樹脂做成的齒輪41內，通過感應器6a和6b檢測出磁鐵42的磁場變化。雖然齒輪41的軸承部分沒有設置軸承，但是由於樹脂自身所具有的潤滑性，該處具有充分的潤滑性。
圖7所示為變速氣泵2a和2b的軸承部墊圈的結構。
如圖所示，在變速氣泵箱的軸承部分43與旋轉軸44之間設有墊片45，墊片45的兩端為特氟綸墊圈47a和47b，並在外部以固定部件46固定。
圖8為針對圖3所示的噴槍8中的噴嘴部件62附近的斷面圖，圖9為沿著圖8中的A-A線剖開的斷面圖。
靜止混合部件28由圓筒部件63和包括流出口38的圓錐部件64所組成。空氣通道31包括在圓筒部件63和外圓筒26之間形成的斷面為圓環形狀的圓環通道71。噴嘴部件62嵌連在靜止混合部件28的圓錐部件64上，由用螺旋固定在外圓筒26上的嵌連部件65和圓筒狀噴嘴66所構成。從圖9可以看出，空氣通道31還包括了在內側圓周面67上以90度等間隔分布的4條溝槽通道61。
以下說明如何使用上述噴槍8進行防水膜的施工首先，操作人員通過操作盤14輸入每單位時間主劑1a和硬化劑1b的壓入量(數據)。控制部13根據操作人員輸入的數據，將信息傳遞給馬達驅動器12a和12b，而馬達驅動器12a和12b被分別用來控制主劑的變速泵2a的驅動馬達11a、控制硬化劑的變速泵2b的驅動馬達11b。馬達驅動器12a和12b根據此信息驅動馬達11a和11b，用變速氣泵2a和2b壓送主劑1a和硬化劑1b。流量計5a和5b測定該壓入量後，將流量信息傳送給控制部13。控制部13根據此信息控制馬達11a和11b的轉速，從而達到調整流量的目的。
流量測定如圖6所示，由樹脂制的齒輪41完成，在齒輪41內埋置永久磁鐵42，齒輪41的旋轉使磁場發生變化，用感應器6a和6b讀取磁場的變化就可檢測出齒輪的轉速。流量計5a和5b的出口與入口之間的壓力差幾乎觀測不到。這是因為流量計5a和5b的齒輪41的慣性力矩很小，由計測產生的旋轉負荷也就很小。也就是說，在液體流經的路徑上安裝流量計所帶來的影響很小，可檢測出精度更高的流量值。因此，才能做到正確地控制向噴槍8輸送的液體輸送量，正確地控制兩種液體的混合比率，實現防水膜品質的均一化。
此外，在壓力輸送主劑1a和硬化劑1b的變速泵2a和2b的齒輪軸承部設置特氟綸墊圈47a和47b，對墊片45起到了保護作用。從而有效防止了墊片45發生變形，提高了軸承部分的密封性。因此，變速泵2a和2b可承受高壓，吐出量增大，實現了能在短時間內對大面積範圍的施工對象物進行防水膜的施工。
對於噴槍8，壓縮空氣的輸入口22連接著空氣壓縮機，具有一定壓力的壓縮空氣由此被輸入噴槍。液體主劑1a和硬化劑1b分別從左右兩條管道7、7被輸入噴槍。經管道7、7輸入的主劑1a和硬化劑1b是由圖1及圖2所示的配備有變速氣泵2a和2b的壓力輸送機構輸送進來的。
藉助於軸24，扣壓扳機21可打開閥門23。接著，壓縮空氣經空氣通道25和33，流向由靜止混合部件28的圓筒部件63與外圓筒26之間形成的斷面呈圓環狀的圓環通道71。流經圓環通道71的壓縮空氣，再流過分布在嵌連部件65的內圓周表面67上的4條溝槽通道，流向靜止混合部件28的流出口38的附近。
另一方面，液體主劑1a和硬化劑1b分別從左右兩側安裝的管道7、7被輸入噴槍，流經輸入路徑30再進入靜止混合部件28的入口37a和37b，兩種液體在流經靜止混合部件28內的螺旋導向器29的過程中得到充分攪拌混合，並以充分混合的狀態，從流出口38流出。
由於4條溝槽通道61的斷面積比斷面呈圓環狀的圓環通道71的斷面積小，壓縮空氣流經溝槽通道61時速度增大。因此，壓縮空氣會高速通過流出口38附近。所以，從流出口38流出的兩種液體的混合液被高速壓縮空氣所吸引，流向噴嘴部件62的噴嘴66處，並隨壓縮空氣一道，以霧狀從噴嘴66的噴出口62a噴出。這種混合液體9噴出時，其霧狀顆粒大小為2-3微米。操作者不斷移動前述噴槍8，在建築物的屋頂或遊泳池的池底/側面等水泥面(基面)10上，噴塗從噴嘴66噴出的霧狀混合液體9，形成指定厚度的烏拉坦樹脂防水膜。
為了檢驗本發明的實施效果，使用上述噴槍8及控制機構，在保持噴嘴處噴出的壓縮空氣的壓力為5kg/cm2，混合液中由聚醚類多元醇/酚組成的主劑1a和由二異氰酸酯聚合物組成的硬化劑1b的重量比例為100∶80的狀態下，以每分鐘3升的噴塗速度，距離施工對象物1m進行噴塗，形成2mm厚的防水膜，並測定了其物理特性。
首先，用以下的方法測試了透氣性。在開口面積為200cm2的玻璃容器內裝入500g的無水氯化鈣，再把用上述施工方法形成的厚度為2mm的防水膜從噴塗基面上剝離，蓋在玻璃容器瓶口上，並將瓶口周圍密封起來。由於玻璃容器內裝有無水氯化鈣，因此容器內的溼度保持為0％。把此玻璃容器放入溫度為25攝氏度，溼度為90％的恆溫恆溼的室內。因為25攝氏度水蒸氣中的飽和水蒸氣的氣壓為23.76mmHg，故恆溫恆溼室內與玻璃容器內的水蒸氣氣壓差為21.38mmHg。將此玻璃容器放置於恆溫恆溼內24小時後，取出測量它的總重量，發現增加了1.740g。由此實驗證明了該防水膜的透氣性為1m2的防水膜每24小時可透過水蒸氣的量為87.01g。另外，由此實驗說明該防水膜的透氣係數，即1m2的防水膜在水蒸氣氣壓差為1mmHg的環境下每小時可透過的水蒸氣量為0.1696g。由於用以往的施工方法形成的厚度為2mm防水膜的透氣係數約為0.08g，故可知採用本發明形成的防水膜，其透氣性是以往的2倍。因為具有這種透氣性，從施工對象物體內蒸發出來的水蒸氣就能夠充分地散發出去，即使是針對像具有一定的強度但還沒有得到充分乾燥的水泥等可以散發水蒸氣的基面進行該防水膜的施工，都不妨礙水蒸氣向外部散發。所以，即使是從水泥開始具有一定強度時就進行防水膜的施工，也不會使防水膜與水泥面之間出現積水，從而防止防水膜鼓起剝離，防止防水膜與水泥基面之間的粘結性能發生劣化。
除此之外，針對防水膜與施工對象物之間的粘結強度進行了下述實驗。在JIS步行板上以0.2kg/cm2的用量塗抹單組液體的溼氣硬化型環氧聚氨酯樹脂底漆，塗抹後在室溫下放置6小時，再用本發明的施工方法噴塗3mm厚的防水膜，養生一個星期。以建研方式對其粘結強度進行了測試，粘結強度為30.9kg/cm2。本發明者對用以往的施工方法形成的防水膜採用同樣方法測試，結果顯示，粘結強度為21.4kg/cm2。因此可以得知與以往的施工方法相比，採用本發明的施工方法，能增加防水膜與施工對象物之間的粘結強度。
其他的物理特性如下。混合液體硬化後形成的烏拉坦樹脂防水膜的指觸乾燥時間，既從噴塗成型後到用手指觸摸烏拉坦樹脂防水膜表面而不留下手指痕跡的時間，為5-15秒。另外，從噴塗成型到能在防水膜上行走的時間為20分鐘。完全硬化時間為26小時。以上數據受周圍環境的溫度和溼度的影響會產生少許變化。此外，用JISK6301的方法測定的結果如下，硬度為74度，拉伸強度為115kg/cm2，斷裂拉伸率為380％，撕裂強度為49kg/cm2。
此外，由於本發明的實施案例所使用的由聚醚類多元醇/酚生成的主劑1a和由二異氰酸酯聚合物生成的硬化劑1b混合後5-15秒開始發生硬化，噴塗完了時殘留在靜止混合部件28內的混合液體會開始硬化。但由於本發明所使用的靜止混合部件28是用廉價的樹脂材料製造而成，為一次性使用部件，安裝與拆卸即簡單又方便，從而使噴槍8的維護保養也變得簡單易行。
圖10(a)是針對用圖3所示的噴槍8噴塗產生噴塗形狀68的說明圖，圖10(b)是顯示噴塗形狀68的示意圖。在本實施形態中，壓縮空氣通過以等角度間隔分布在與靜止混合部件28的圓錐部件64嵌連的嵌連部件65的內圓周表面67上的4條溝槽通道61後，流向靜止混合部件28的流出口38。
由於4條溝槽通道61是以等角度間隔分布於嵌連部件65的內圓周表面67上，通過溝槽通道61流向流出口38的壓縮空氣的氣流既均勻又穩定。其結果如圖10(a)和圖10(b)所示，從噴出口62a噴出的混合液體沿4個方向得以均勻穩定地噴塗，噴塗形狀68呈穩定的圓形形狀。
如圖11所示，如果靜止混合部件28的先端部件64沒有經內圓周表面67進行固定，圓錐部件64就會如圖12所示，產生相對於內圓周表面67的偏離現象。也就會產生圖13(a)-圖13(c)所示的噴塗形狀69和69A，這是由於從噴嘴部件62的噴嘴66的噴出口62a噴出的混合液體的噴塗形狀，受圓錐部件64偏離狀態的影響呈現不安定、變化的橢圓形狀。
本發明適用於對水泥建築物的屋頂或遊泳池的池底、側面等噴塗形成烏拉坦樹脂防水膜的防水膜施工裝置。
權利要求
1.一種建築物防水膜的施工方法，其特徵在於將快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑壓入裝有螺旋導向器的靜止混合部件，使這兩種液體在靜止混合部件處進行混合；該靜止混合部件由一個圓筒部件和與此圓筒部件端部相接的一個圓錐部件所組成；且該靜止混合部件具有一個外圍組件，該外圍組件由圓筒部件外圍的一個外圓筒部件和與此外圓筒部件端部相接的一個噴嘴部件所組成；該噴嘴部件又由與該圓錐部件嵌連的一個嵌連件和與此嵌連件的端部連接的噴嘴所組成；該靜止混合部件與其外圍組件之間形成一個空氣通道，其中，該圓筒部件與外圓筒部件之間形成斷面呈圓環狀的圓環通道；該嵌連件的內圓周表面以等角度間隔分布了數個溝槽，形成溝槽通道；因此所述空氣通道包括圓環通道和溝槽通道；壓縮空氣流經圓環通道及數個溝槽通道，在靜止混合部件的出口處將混合液經噴嘴噴出，噴著在施工物體表面的混合液體就形成了烏拉坦樹脂防水膜。
2.如權利要求1所述的建築物防水膜的施工方法，其特徵在於，所述溝槽通道的數目為3條以上、8條以下。
3.如權利要求1所述的建築物防水膜的施工方法，其特徵在於，快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑混合5～15秒後發生硬化，形成具有透氣性的烏拉坦樹脂防水膜。
4.如權利要求1所述的建築物防水膜的施工方法，其特徵在於，在保持快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑的混合比例不變的狀態下，將此兩種液體壓入靜止混合部件前可調整其供給總量。
5.如權利要求1所述的建築物防水膜的施工方法，其特徵在於，使用變速氣泵將快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑壓入靜止混合部件。
全文摘要
本發明公開了一種高效快速形成具有良好的透氣性，且與施工基面之間產生良好的粘結強度的烏拉坦樹脂防水膜。將快速硬化烏拉坦樹脂主劑和硬化劑壓入裝有螺旋導向器的靜止混合部件，使這兩種液體在靜止混合部件內進行混合。由於靜止混合部件與其外圍組件間形成空氣通道，其中，圓筒部件與外圓筒部件之間形成斷面呈圓環狀的圓環通道；在嵌連件的內圓周表面以等角度間隔分布了數個溝槽，形成溝槽通道。故空氣通道有圓環通道和溝槽通道兩種。壓縮空氣流經圓環通道及數個溝槽通道，在靜止混合部件的出口處將混合液經噴嘴噴出，噴著在施工基面的混合液體就形成了烏拉坦樹脂防水膜。
文檔編號E04B1/66GK1766246SQ20051005395
公開日2006年5月3日 申請日期2005年3月8日 優先權日2004年10月28日
發明者河田良人 申請人:河田良人, 白雲山