CN105199551A - 一种改性环氧树脂防水涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性环氧树脂防水涂料，所述的防水涂料是由A、B两个组分组成，其中A组分包括以下重量份配比的原料：环氧改性聚合物80～90份，活性稀释剂14～18份，硅酸钠4～6份，甲基硅酸钠2～4份，表面活性剂1～3份，消泡剂1～2份，功能填充料300～400份；B组分包括以下重量份配比的原料：改性固化剂20～28份，交联剂1～5份，促进剂1～3份。本发明所公开的防水涂料具有配方合理、施工简单、耐老化能力强、综合性能良好，且寿命时间长，可应用于屋面、地下室和卫生间等的防水。

Description

一种改性环氧树脂防水涂料

技术领域

本发明涉及一种改性环氧树脂防水涂料，属于混凝土建筑防水材料技术领域。

背景技术

现代建筑物在建造时一般都是采用混凝土结构，这是由于混凝土结构具有如下几个优点：整体性好，可灌筑成为一个整体；可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构；耐久性和耐火性好，可抵抗外界因素长期破坏；工程造价和维护费用低，可减少建筑建造成本。因此，混凝土结构被人们寄以很高的厚望，却忽略了其自身的缺点。事实上，混凝土是一种多相复合脆性材料，当混凝土拉应力大于其抗拉强度，或混凝土拉伸变形大于其极限拉伸变形时，混凝土就会产生裂缝，从而导致建筑容易渗漏。渗漏是混凝土建筑物最为常见的一种通病，尤其是在屋面、地下室和卫生间极易渗漏。渗漏不仅仅严重影响建筑的基本使用功能，而且给人们的生活带来很大的不便，甚至有可能造成极大的损失。因此，抗渗防水是混凝土建筑亟须解决的问题之一。

目前，市场上的卷材和涂料是人们用量最大的混凝土建筑防水材料。卷材虽能起到一定的防水效果，但其也存在一些问题：卷材韧性差，接缝处不严密，容易渗漏。为了克服卷材的不足，人们发明了其的替代品--涂料。这是由于在混凝土表面刷涂一定厚度的防水涂料，可以堵塞混凝土孔隙，阻住水分的侵蚀，从而提高混凝土的耐久性能。常用的防水涂料有环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸树脂涂料等。其中，环氧树脂涂料是一种建筑常用的涂料，这是归功于其具有良好的防护理化特性、粘结性能和非常全面的耐化学性能。

环氧树脂涂料主要指的是以双酚A环氧树脂及改性胺固化剂为主要成膜物质，其中含有一定量的活性稀释剂、助剂、填料、促进剂、偶联剂。环氧树脂涂料在使用时是涂覆在混凝土的表面，在其固化的过程当中，部分基料相互之间会发生反应，生成具有三维立体网状结构的固结体，起到防水和阻挡外部腐蚀环境破坏的功效；部分基料能渗入混凝土内部，使界面处形成牢固的一个整体，以达到极好的粘结强度。然而环氧树脂涂料的耐候性差导致开裂，在一定程度上限制了环氧树脂涂料的应用。为了解决上述问题，人们进行了很多研究，如中国专利申请公布号为CN103849296A公开了一种名称为“一种弹性环氧树脂防水涂料及其制备方法”的环氧树脂涂料，其是由包括A、B两个组分构成，其中A组份中含有环氧树脂65～85份、活性稀释剂5～10份、反应型增塑剂5～10份、功能性助剂5～20份、功能性填料280～500份；B组分中含有改性胺固化剂20～30份、偶联剂1～2份、促进剂1～2份。虽然该环氧树脂防水涂料克服了水泥基材表面弱碱环境，能直接在水泥基材表面牢固粘接且能克服水泥基材表面20％变形、开裂等问题，但是其涂膜耐老化能力差，导致使用期限太短，从而限制了其在混凝土防水工程中的应用范围。因此，开发一种新的环氧树脂防水涂料将对混凝土建筑防渗漏起到非常重要的作用。

发明内容

针对上述现有技术中环氧树脂防水涂料涂膜的耐老化能力差而导致使用寿命短的技术问题，本发明所要解决的技术问题是提出了一种综合性能良好，且寿命时间长的环氧树脂防水涂料。

本发明为解决上述问题所采取的技术方案为：

一种改性环氧树脂防水涂料，包括A、B两个组分，其中，A组分包括以下重量份配比的原料：环氧改性聚合物80～90份，活性稀释剂14～18份，硅酸钠4～6份，甲基硅酸钠2～4份，表面活性剂1～3份，消泡剂1～2份，功能填充料300～400份；B组分包括以下重量份配比的原料：改性固化剂20～28份，交联剂1～5份，促进剂1～3份。

所述的环氧改性聚合物为18～20份聚氨酯改性环氧树脂，20～22份丙烯酸改性环氧树脂，20～24份有机硅改性环氧树脂，22～24份双酚A环氧树脂复合而成。

所述的活性稀释剂为7～9份丙二醇甲醚，7～9份丁基缩水甘油醚的混合物。

所述的功能填料为250～300份滑石粉，20～40份玻璃纤维，20～40份石英粉，5～10份纳米二氧化硅，5～10份碳纳米管的混合物。

所述的改性固化剂为10～14份改性三乙烯四胺，10～14份改性乙二胺的混合物。

优选的，其重量份配比如下：

A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂19份，丙烯酸改性环氧树脂21份，有机硅改性环氧树脂22份，双酚A环氧树脂23份，丙二醇甲醚8份，丁基缩水甘油醚8份，硅酸钠5份，甲基硅酸钠3份，表面活性剂2份，消泡剂1.5份，滑石粉275份，玻璃纤维30份，石英粉30份，纳米二氧化硅7份，碳纳米管8份；B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺12份，改性乙二胺12份，交联剂3份，促进剂2份。

优选的，所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂；所述的有机硅树脂为聚硅氧烷树脂；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述的消泡剂为二甲基硅油。

优选的，所述的交联剂为三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯；所述的促进剂为甲基苯胺。

本发明中，环氧树脂所制得的涂膜具有良好的对水蒸气和氧气的屏蔽性，且附着力好、收缩率低，但易粉化、耐候性差；聚氨酯涂膜具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点；丙烯酸聚合物保光保色性能及耐老化性能好，但涂膜致密性差、对水蒸气和氧气的屏蔽性不好；有机硅树脂耐热性、防水性好，还可降低树脂成膜时的内应力。因此，采用聚氨酯、丙烯酸、有机硅等对环氧树脂进行改性复合，提高涂料的防水性能、耐老化能力和耐化学品性，进而得到综合性能优良的涂料。同时，还添加一定量的环氧树脂，使涂料保留环氧树脂原有的优点，大大地提升涂料的性能。

丙二醇甲醚，丁基缩水甘油醚不仅能降低体系粘度，还能参与环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分，并保持了固化产物的性能。丙二醇甲醚有微弱的醚味，但没有强刺激性气味，增加涂料的安全系数。丁基缩水甘油醚，不仅稀释效果好，而且分子内含有醚键和环氧基，固化时参与反应，能形成均一体系。

硅酸钠能渗入到混凝土孔隙，形成硅凝胶，提高混凝土的密实度和抗渗性；甲基硅酸钠具有很低的表面张力，能均匀地分布渗透到混凝土的微孔壁上，形成憎水薄膜而不会封闭其毛细管通道，能有效的阻止水分侵入，但不妨碍水气由里向外扩散，使得涂料具有良好的透气性。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，可以改进生产工艺、改善施工条件，增强涂料体系的润湿和稳定作用，进而降低成本；所述的消泡剂为二甲基硅油，能够抑制涂料中的气泡，进而提高涂料涂膜的防护性能。

滑石粉是一种颜填料，其主要成分是片状结构的硅酸镁，可以降低涂层的裂纹敏感性，改善涂膜的整体性能和耐候性，也可改善与基底的结合性。此外，滑石粉还可以提高涂料的粘度并使其具有触变性，减少颜填料的沉降趋势，从而降低增稠剂的用量。

玻璃纤维填充在涂料，可以增强涂料的韧性和耐冲击性；石英粉填充在涂料，可以增强涂料的硬度和降低收缩率。

纳米二氧化硅填充在涂料，可以快速形成网状结构，提高涂料的耐老化能力，从而延长涂料的寿命。此外，纳米二氧化硅与环氧改性聚合物进行复合改性，能够提高所述防水涂料的防水性能、力学性能、抗紫外线能力等。而碳纳米管填充在涂料，则可以使涂料的韧性、热导率和冲击强度获得改善，特别是热导率的改善，可以有效地提高了涂料的耐老化能力。

改性三乙烯四胺、改性乙二胺能够使环氧树脂反应交联成网状结构的巨大分子，提高其的性能。

所述的交联剂为三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯，可以改善涂料耐水性、耐化学品性以及耐温性、耐摩擦性，并提高对混凝土基面的附着力；所述的促进剂为甲基苯胺，可以提高涂料原料之间反应速率，缩短固化时间，提高涂料的性能。

本发明所述的改性环氧树脂防水涂料在使用时，先将A、B组分原料分别充分搅拌混合均匀，然后将混合物A加入混合物B中搅拌均匀，得到混合物AB，最后直接喷涂或涂刷混合物AB在需防水物的表面，并重复涂刷至一定厚度即可。

本发明的有益效果是：

本发明是一种环氧改性聚合物、活性稀释剂、改性固化剂和各种助剂组成的改性环氧树脂防水涂料。与现有技术相比，本发明具有如下几个优点：

首先，本发明采用了聚氨酯、丙烯酸和有机硅等对环氧树脂进行改性复合，克服了单一环氧树脂防水涂料所存在的缺陷，提高涂料的防水性能、耐老化能力和耐化学品性，进而得到综合性能优良的涂料；

其次，本发明在改性基础上再添加环氧树脂，充分利用了环氧树脂涂膜，从而提高了涂膜的厚度，改善涂膜的防水性能和耐老化能力；

再次，涂料是涂膜型防水，而甲基硅酸钠是憎水型防水，从而形成涂膜-憎水型防水，大大提高涂料的防水性能和耐久性能；同时还结合无机-有机硅特性，提高涂料的防水性能和耐久性能，进而延长涂料的寿命；

最后，本发明还利用纳米二氧化硅填充在涂料，可以快速形成网状结构的特性，提高涂料的耐老化能力，从而延长涂料的寿命。再者，纳米二氧化硅还可以与环氧改性聚合物进行复合改性，能够提高所述防水涂料的防水性能、力学性能、抗紫外线能力等。此外，碳纳米管填充在涂料，则可以使涂料的韧性、热导率和冲击强度获得改善，从而提高了涂料的耐老化能力。

本发明所公开的防水涂料具有配方合理、施工简单、耐老化能力强、综合性能良好，且寿命时间长，可应用于屋面、地下室和卫生间等的防水。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步说明：

本发明所述的改性环氧树脂防水涂料在使用时，先将A、B组分原料分别充分搅拌混合均匀，然后将混合物A加入混合物B中搅拌均匀，得到混合物AB，最后直接喷涂或涂刷混合物AB在需防水物的表面，并重复涂刷至2mm厚度即可。

实施例1

一种改性环氧树脂防水涂料，包括A、B两个组分，其中，A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂19份，丙烯酸改性环氧树脂21份，有机硅改性环氧树脂22份，双酚A环氧树脂23份，丙二醇甲醚8份，丁基缩水甘油醚8份，硅酸钠5份，甲基硅酸钠3份，十二烷基苯磺酸钠2份，二甲基硅油1.5份，滑石粉275份，玻璃纤维30份，石英粉30份，纳米二氧化硅7份，碳纳米管8份；B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺12份，改性乙二胺12份，三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯3份，甲基苯胺2份。

实施例2

一种改性环氧树脂防水涂料，包括A、B两个组分，其中，A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂18份，丙烯酸改性环氧树脂20份，有机硅改性环氧树脂20份，双酚A环氧树脂22份，丙二醇甲醚7份，丁基缩水甘油醚7份，硅酸钠4份，甲基硅酸钠2份，十二烷基苯磺酸钠1份，二甲基硅油1份，滑石粉250份，玻璃纤维20份，石英粉20份，纳米二氧化硅5份，碳纳米管5份，B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺10份，改性乙二胺10份，三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯1份，甲基苯胺1份。

实施例3

一种改性环氧树脂防水涂料，包括A、B两个组分，其中，A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂20份，丙烯酸改性环氧树脂22份，有机硅改性环氧树脂24份，双酚A环氧树脂24份，丙二醇甲醚9份，丁基缩水甘油醚9份，硅酸钠6份，甲基硅酸钠4份，十二烷基苯磺酸钠3份，二甲基硅油2份，滑石粉300份，玻璃纤维40份，石英粉40份，纳米二氧化硅10份，碳纳米管10份，B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺14份，改性乙二胺14份，三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯5份，甲基苯胺3份。

实施例4

一种改性环氧树脂防水涂料，包括A、B两个组分，其中，A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂19份，丙烯酸改性环氧树脂21份，有机硅改性环氧树脂21份，双酚A环氧树脂23份，丙二醇甲醚8份，丁基缩水甘油醚8份，硅酸钠5份，甲基硅酸钠3份，十二烷基苯磺酸钠2份，二甲基硅油1.2份，滑石粉260份，玻璃纤维25份，石英粉25份，纳米二氧化硅6份，碳纳米管7份，B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺11份，改性乙二胺11份，三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯2份，甲基苯胺2份。

实施例5

一种改性环氧树脂防水涂料，包括A、B两个组分，其中，A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂20份，丙烯酸改性环氧树脂22份，有机硅改性环氧树脂23份，双酚A环氧树脂24份，丙二醇甲醚9份，丁基缩水甘油醚9份，硅酸钠6份，甲基硅酸钠4份，十二烷基苯磺酸钠3份，二甲基硅油1.8份，滑石粉290份，玻璃纤维35份，石英粉35份，纳米二氧化硅9份，碳纳米管8份，B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺13份，改性乙二胺13份，三羟甲基丙烷三-(3-乙烯亚胺基)-丙酸酯4份，甲基苯胺3份。

表1为实施例1～5制成的改性环氧树脂防水涂料的性能测试结果

表1

当然，上面只是本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种改性环氧树脂防水涂料，其特征在于：由A、B两个组分组成，其中A组分包括以下重量份配比的原料：环氧改性聚合物80～90份，活性稀释剂14～18份，硅酸钠4～6份，甲基硅酸钠2～4份，表面活性剂1～3份，消泡剂1～2份，功能填充料300～400份；B组分包括以下重量份配比的原料：改性固化剂20～28份，交联剂1～5份，促进剂1～3份。

2.根据权利要求1所述的改性环氧树脂防水涂料，其特征在于：所述的环氧改性聚合物为18～20份聚氨酯改性环氧树脂，20～22份丙烯酸改性环氧树脂，20～24份有机硅改性环氧树脂，22～24份双酚A环氧树脂复合而成。

3.根据权利要求1所述的改性环氧树脂防水涂料，其特征在于：所述的活性稀释剂为7～9份丙二醇甲醚，7～9份丁基缩水甘油醚的混合物。

4.根据权利要求1所述的改性环氧树脂防水涂料，其特征在于：所述的功能填料为250～300份滑石粉，20～40份玻璃纤维，20～40份石英粉，5～10份纳米二氧化硅，5～10份碳纳米管的混合物。

5.根据权利要求1所述的改性环氧树脂防水涂料，其特征在于：所述的改性固化剂为10～14份改性三乙烯四胺，10～14份改性乙二胺的混合物。

6.根据权利要求1所述的改性环氧树脂防水涂料，其特征在于：由A、B两个组分组成，其中A组分包括以下重量份配比的原料：聚氨酯改性环氧树脂19份，丙烯酸改性环氧树脂21份，有机硅改性环氧树脂22份，双酚A环氧树脂23份，丙二醇甲醚8份，丁基缩水甘油醚8份，硅酸钠5份，甲基硅酸钠3份，表面活性剂2份，消泡剂1.5份，滑石粉275份，玻璃纤维30份，石英粉30份，纳米二氧化硅7份，碳纳米管8份；B组分包括以下重量份配比的原料：改性三乙烯四胺12份，改性乙二胺12份，交联剂3份，促进剂2份。