屋面防水涂料專利分析

王 文 靜

(天津市河西區(qū)房屋維修中心,天津 300202)

防水涂料是將在常溫下呈粘稠狀態(tài)的物質(zhì)，涂布在基層表面，經(jīng)溶劑或水分揮發(fā)或各組分間的化學(xué)反應(yīng)，形成有一定彈性和一定厚度的薄膜，使基層表面與水隔絕，起到防水、防潮作用。防水涂料多以丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、瀝青等為成膜物質(zhì)，廣泛適用于工業(yè)與民用建筑的屋面防水工程、地下混凝土工程等。

1 中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

本文在INCOPAT數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間段為2000年—2019年。自2002年至2011年，國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)數(shù)量較為平穩(wěn)，自2012年至2018年后，申請(qǐng)量出現(xiàn)了大規(guī)模增長(zhǎng)，尤其是2015年達(dá)到頂峰(見圖1)。上述狀況與2012年—2018年全國(guó)專利申請(qǐng)量的大規(guī)模增長(zhǎng)狀態(tài)相吻合。這是因?yàn)?012年—2018年我國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況保持較高的增速，建筑、工業(yè)等行業(yè)得到較快的發(fā)展，涂料作為其中的基礎(chǔ)物料也得到較快的發(fā)展。

2 區(qū)域申請(qǐng)分析

專利申請(qǐng)的技術(shù)來(lái)源分布可以反映出各省市相關(guān)研發(fā)水平以及相關(guān)省份的重視程度，也能反映出各省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展重點(diǎn)。近20年以來(lái)，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量前五位省份分別為：山東19%、江蘇15%、安徽15%、廣西11%、天津9%(見圖2)。雖然防水涂料技術(shù)比較成熟，但是其研發(fā)應(yīng)用仍然需要較大的資金支持，因此，作為國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)大?。荷綎|和江蘇的專利申請(qǐng)量排名比較靠前。天津則是北方著名的化工城市，擁有本地的燈塔油漆，同時(shí)多個(gè)著名外資涂料廠在天津設(shè)廠，如：PPG、關(guān)西涂料、阿克蘇諾貝爾涂料等。廣西和安徽是這兩年專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)較多的兩個(gè)省份，這歸功于廣西和安徽政府為了發(fā)展知識(shí)產(chǎn)權(quán)事業(yè)，對(duì)省內(nèi)相關(guān)企業(yè)實(shí)行刺激政策。

3 重要申請(qǐng)人分布

由于屋面防水涂料是一個(gè)發(fā)展時(shí)間比較長(zhǎng)，技術(shù)比較成熟的行業(yè)，因此，前幾位申請(qǐng)人均是企業(yè)，而高校、研究所申請(qǐng)量較少(見圖3)。表明目前國(guó)內(nèi)比較注重屋面防水涂料的應(yīng)用價(jià)值，也從側(cè)面反映出我國(guó)屋面防水涂料的研究進(jìn)程方面仍需要繼續(xù)深挖，并繼續(xù)開發(fā)出更加優(yōu)異的涂料，加強(qiáng)與科研院所的合作，了解國(guó)外市場(chǎng)的發(fā)展情況，從而開發(fā)出性能更加優(yōu)異的涂料。

4 專利技術(shù)演進(jìn)路線

4.1 聚氨酯類防水涂料

聚氨酯防水涂料屬反應(yīng)固化型，經(jīng)涂布固化后，形成一定厚度的彈性膜層，防水效果十分顯著。唐山東方雨虹防水技術(shù)有限責(zé)任公司申請(qǐng)的專利CN109401596A公開了一種單組分外露型半有機(jī)晶體改性聚氨酯防水涂料。該單組分聚氨酯涂料涂膜致密無(wú)接縫，強(qiáng)度高，施工性能好，能與結(jié)構(gòu)基層形成一體，不僅同時(shí)具有優(yōu)異的物理和耐化學(xué)性能，而且具有優(yōu)良的耐候性，能用于外露基層的施工，如非上人屋面、泳池等。北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司申請(qǐng)的專利CN104877542A公開了一種單組分聚氨酯阻根防水涂料及其制備方法，其可解決現(xiàn)有的單組分聚氨酯防水涂料強(qiáng)度低，涂膜不密實(shí)，易出現(xiàn)氣泡和針孔等問題。涂膜表面無(wú)針孔無(wú)氣泡，強(qiáng)度大，最高可達(dá)12 MPa以上，同時(shí)具有優(yōu)異的物理和化學(xué)阻根效果，耐根穿刺性能優(yōu)異，涂膜致密無(wú)接縫，能與種植屋面結(jié)構(gòu)基層形成一體。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院申請(qǐng)的專利CN105733432A公開了一種高模量聚氨酯防水涂料，由A,B兩個(gè)組分組成，其中A組分由甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、鄰苯二甲酸二辛酯、聚醚多元醇組成；B組分由聚醚三元醇、填料、催化劑、化學(xué)阻根劑及消泡劑組成。該防水涂料解決了防水卷材在屋面綠化種植工程應(yīng)用中會(huì)面臨的防水阻根效果差的技術(shù)問題。

4.2 丙烯酸類防水涂料

丙烯酸防水涂料，又稱聚合物乳液建筑防水涂料，采用純丙烯酸乳液及多元聚丙烯酸乳液為基礎(chǔ)原料，摻加多種助劑及無(wú)機(jī)填料配制而成。涂覆后可形成堅(jiān)韌、粘結(jié)力很強(qiáng)的彈性防水膜，與基層構(gòu)成一個(gè)剛?cè)峤Y(jié)合完整的防水體系，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)的種種變形，達(dá)到長(zhǎng)期防水抗?jié)B的作用。

科順防水科技股份有限公司申請(qǐng)的專利CN109796825A公開了一種防閃銹丙烯酸屋面防水涂料，由以下重量份數(shù)的原料組成：丙烯酸乳液，防銹漿料，增塑劑，分散劑，消泡劑，基材潤(rùn)濕，抗閃銹助劑，成膜助劑，水，纖維素醚，殺菌劑，偶聯(lián)劑，pH調(diào)節(jié)劑。該屋面防水涂料，防銹防水效果持續(xù)性比一般金屬屋面防水涂料更久，防紫外線效果好，延長(zhǎng)基材使用年限，延伸率大，彈性好，抗基層變形能力強(qiáng)，能屏蔽裂縫，防水透氣。

北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司申請(qǐng)的專利CN107417850A公開了一種純丙乳液及其制備方法和金屬屋面用防水防銹涂料。該涂料具有優(yōu)異的防水防銹性能，該涂料的吸水率可小于5%，7 d耐鹽水不起泡、不生銹，與金屬屋面粘結(jié)性較好，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控。

桂林市和鑫防水裝飾材料有限公司申請(qǐng)的專利CN105199516A公開了一種建筑用丙烯酸酯防水涂料，由以下重量份配比的各組分制成：丙烯酸酯改性復(fù)合乳液，氟碳表面活性劑，納米改性材料，顏填料，調(diào)濕劑，分散劑，消泡劑，成膜助劑，增稠劑，抗氧化劑，玻璃纖維，防腐殺菌劑，乳化石蠟，水。該防水涂料配方合理、耐沾污性好、硬度高，且綜合性能良好，可應(yīng)用于屋面、地下室和衛(wèi)生間等的防水。

4.3 瀝青防水涂料

瀝青防水涂料通過(guò)適當(dāng)?shù)母呔畚锔男钥梢燥@著提高其柔韌性、彈性、流動(dòng)性、氣密性、耐化學(xué)腐蝕性和耐疲勞等性能，高聚物改性瀝青防水涂料一般是用再生橡膠、合成橡膠或SBS等對(duì)瀝青進(jìn)行改性而制成的水乳型或溶劑型防水涂料。

山東省金帥防水材料有限公司申請(qǐng)的專利CN107938954A公開了一種種植屋面耐根穿刺復(fù)合防水系統(tǒng)，用于坡度為25°～30°的花園式種植屋面，所述的防水系統(tǒng)包括非固化橡膠瀝青防水涂料；所述非固化橡膠瀝青防水涂料由以下原料組成：瀝青、白蠟油、高分子改性劑、丁腈橡膠、鄰二甲苯、水性聚氨酯、乙烯基樹脂、碳化硅粉末、花椒粉、松節(jié)油。所述的防水系統(tǒng)還包括五層復(fù)合結(jié)構(gòu)的防水卷材，中間層為長(zhǎng)絲聚酯氈，長(zhǎng)絲聚酯氈的上下表面均為改性瀝青涂層，在兩層改性瀝青涂層的外側(cè)均為PET膜。本發(fā)明防水系統(tǒng)的耐候性強(qiáng)，與種植屋面粘合力強(qiáng)，適用于坡度為25°～30°的花園式種植屋面。

江陰正邦化學(xué)品有限公司申請(qǐng)的專利CN107502188A公開了一種耐根穿刺噴涂橡膠瀝青防水涂料，其組成按重量份數(shù)計(jì)包括：陰離子橡膠彈性體改性乳化瀝青、化學(xué)阻根劑、固含量為42%～70%的改性樹脂乳液、C5樹脂、C9樹脂、促凝劑、消泡劑、分散劑、穩(wěn)定劑、填料。該涂料會(huì)形成整體的無(wú)接縫涂膜，避免了傳統(tǒng)方法卷材接縫處還需進(jìn)行耐根穿刺的防護(hù)，耐根穿刺性好、更環(huán)保，不影響植物生長(zhǎng)，能充分發(fā)揮綠色屋面在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義上的優(yōu)勢(shì)，且其耐根穿刺性能持續(xù)15年以上。

湖北工程學(xué)院申請(qǐng)的專利CN102775900A公開了一種水固化瀝青聚氨酯復(fù)合防水涂料，主要由甲乙兩組分組成，按質(zhì)量份計(jì)，其中甲組分由聚醚多元醇、異氰酸酯、增塑劑組成；乙組分由石油瀝青、相容劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、水、填料、氫氧化鈣、催化劑等組成。使用時(shí)，將甲組分和乙組分混合均勻，直接涂抹在建筑防水基面上，經(jīng)固化形成具有高強(qiáng)度、高彈性和良好低溫柔性的防水涂膜。該涂料適用于屋面、地下室、橋梁、隧道、涵洞等建筑工程的防水、防滲和防潮，特別適用于潮濕基面的防水工程。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段所應(yīng)用的防水涂料技術(shù)已經(jīng)十分成熟，隨著城鎮(zhèn)化的進(jìn)程，防水涂料市場(chǎng)依然龐大。同時(shí)，隨著各種原材料成本的上升，以及施工周期越來(lái)越苛刻，需要研發(fā)一種集多功能于一身的涂料，如底面合一的防水涂料等，從而提升施工性能，節(jié)省施工周期，降低施工成本。