CN105385274A - 一种低voc环保建筑防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种低voc环保建筑防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低VOC环保建筑防水涂料及其制备方法，以重量份计，包括如下组分：水：3～6.5份；增稠剂：0.01～0.05份；分散剂：0.25～0.55份；消泡剂：0.4～0.8份；多功能助剂：0.05～0.25份；防腐剂：0.05～0.15份；钛白粉：3～6份；填料：25～45份；乳液：30～60份；流变助剂：1～2份。该低VOC环保建筑防水涂料采用低VOC纯丙乳液、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液和无皂有机硅橡胶乳液三元复配技术、无voc复合流变体系调配技术和复合银离子杀菌防腐技术，具有低VOC、绿色无毒、强度高、施工方便、储存稳定的优点。

Description

一种低VOC环保建筑防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种低VOC环保建筑防水涂料及其制备方法。
背景技术
建筑防水涂料简称防水涂料，目前市场上防水涂料按成膜基料可分为沥青类、高聚物改性沥青类、合成高分子类、无机水泥类、聚合物水泥类等多种类型。其中合成高分子类又可以分为溶剂型和水乳型两类产品，尤其以水乳型单组份防水涂料因为其操作简单、可在较为潮湿的找平层上施工，而且生产、贮存、运输、施工等环节较为安全，得到较为广泛的应用。
但是随着社会、经济水平的发展和人们生活条件的提高，人民群众对于健康环保的需求越来越提出更高的要求，人们对生活、工作、娱乐的环境在绿色、环保方面更有直接的期望。在高档的室内装饰比如星级酒店、高级娱乐场所、博物馆、电影院、游泳馆、温泉、会所等场所，对所用防水涂料的环保性能，尤其是在VOC含量、重金属含量方面越来越引起前所未有的重视。
涂料中低VOC概念的提出首先起源于溶剂型涂料。溶剂型涂料含有大量有机溶剂，施工过程中还经常采用有机溶剂稀释。这些有机溶剂会挥发到大气中，对生产、施工和使用人员都会引起健康方面的危害，并且造成环境污染，而且存在严重的火灾隐患。挥发到大气中的有机化合物在紫外线(日光)存在下与氮氧化物发生光化学反应形成烟雾而污染环境，损害人体健康，导致农作物减产、材料老化加速及生态体系的破坏。对于VOC限制的法规，首推1966年美国加州颁布的Rule-66。1988年美国又制定适用于SCAQMD(南方废气质量治理区)的Rule-1136法案，对各类涂料的VOC含量进行了限制。1990年美国颁布CAA(清洁大气法)。1986年德国制定TA-LUFT(大气净化技术纲要)。1988年日本制订碳化氢排出抑制指导方针。1992年通过UNEP(国际议定书，大气污染的防治，VOC消减计划)。1994年欧洲提出了“溶剂控制指令-汽车涂装过程排放物限制”。一直以来，对VOC排放的关注重点主要集中在溶剂型涂料方面，对于水性、水乳涂料关注较少。我国直到2001年才发布了GB18582《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》，对内墙涂料的有害物质做出限量限制。迟至2009年，环境保护部发布了HJ/457-2009《环境标志产品技术要求防水涂料》并于同年5月1日起实施，对防水涂料中的VOC和重金属做出限量规定。
但是随着大气环境的加速恶化，国家对涂料环保性能也日益重视起来。从2011年起，政府对涂料VOC排放的出台了一系列法规政策进行控制。在从2011年6月起实施的GB/50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中，对室内游离的VOC作出最高限量规定。《“十二五”重点区域大气污染联防联控规划》中，将VOC与二氧化硫、氮氧化物和烟粉尘确定为4种主要大气污染物。2014年4月新修订的环保法(将于2015年1月1日开始实施)中明确规定，国家对严重污染环境的工艺、设备和产品实行淘汰制度，进一步推进挥发性有机物污染治理，完善涂料、胶粘剂等产品挥发性有机物限值标准，推广使用水性涂料，鼓励生产、销售使用低毒、低挥发性有机溶剂，要求企业采用先进的生产工艺和治理技术，确保达标排放，争取“零排放”。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑用的低VOC含量的环保建筑防水涂料。
本发明所述低VOC环保建筑防水涂料，按照HJ457-2009《环境标志产品技术要求防水涂料》标准检测，其VOC含量小于30g/L。
本发明的另一个目的是提供上述低VOC环保建筑防水涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：
优选的，所述增稠剂为纤维素醚增稠剂。
优选的，所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂为有机硅和酯类复合型消泡剂，所述第二消泡剂为疏水二氧化硅和矿物油的混合物。
优选的，所述多功能助剂的有效成分为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选的，所述防腐剂为二氧化钛为载体的银离子抗菌防腐剂。
优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
优选的，所述填料为重质碳酸钙、方解石粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或几种。
优选的，所述乳液为低VOC纯丙乳液、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液和无皂有机硅橡胶乳液中的一种或者两种按不同比例复配。
优选的，所述流变助剂为环保型聚醚聚氨酯类、纯度高触变性好的硅酸镁锂、硅酸镁铝类无机凝胶矿物一种或几种按任一比例复配。
如上所述的低VOC环保建筑防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将水、分散剂、部分消泡剂、增稠剂、钛白粉、填料等依次投入容器中分散制浆，当粉料充分分散时再加入剩余消泡剂、乳液、流变助剂、防霉剂等进行调漆，调制完成后进行过筛、出料和包装即可。
本发明的工作原理是：
本发明的主要创新之处是使用低VOC纯丙乳液、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液和无皂有机硅橡胶乳液三元复配为成膜物质，添加环保助剂制成一种低VOC单组份环保型防水涂料。
低VOC乳液通过优选高效引发剂、催化剂，使用活性乳化剂，改善合成工艺，制得的乳液具有单体残余量极低、可挥发性助剂含量少的环保型乳液。低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液充分利用聚醋酸乙烯吸水而内增塑的机理，具有优异的性价比，可以降低本产品的成本。无皂有机硅橡胶乳液是以硅-氧(Si-O)键为主链结构的，C-C键的键能为82.6千卡/克分子，Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/克分子，有非常优秀的耐温性能：热稳定性高，高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解；低温时仍有非常高的延伸性能，可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能，随温度的变化都很小。另外无皂有机硅橡胶乳液因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。本研究以无皂有机硅橡胶乳液复配醋酸乙烯-乙烯乳液、丙烯酸酯乳液，可极大的提高防水涂料的低温柔性、弹性性能、耐候性和耐老化性。
另外还采用无voc复合流变体系调配技术和纳米银离子杀菌防腐技术。
采用零溶剂的缔合型流变剂和硅酸盐类无机凝胶增稠剂对体系进行流变性能改进，是涂料具有良好的储存稳定性、范围宽广的环境容忍度和优秀的施工性能。
本低VOC环保建筑防水涂料采用以二氧化钛为载体的银离子抗菌防腐剂，将不溶性氯化银紧密地结合在特殊合成的、多孔的二氧化钛粒子表面。银离子杀菌原理为银对液体中的微生物具有吸附作用，微生物被银吸附后，起呼吸作用的酶就失去功效，微生物就会迅速死亡。氧化钛载银抗菌剂结合了Ag+(银离子)抗菌广谱性、杀菌效率高、不易产生抗药性的特点。表现出显著的优越性，具有抗菌性能稳定、杀菌作用时间长、不受光线的影响、使用方便等优点。纳米银离子杀菌剂处于水性环境时，会因电位差产生银离子的平衡；当微生物与银离子作用，使银离子从这个平衡中除去时，复合物就会继续释放银离子，重新建立平衡。释放出的银离子Ag+可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡。这一技术实现了银离子的可控、按需、持续释放性，从而保证了漆膜抗菌效力的长久性。
发明优点：
本发明与现有技术相比具有下列优点：
(1)绿色环保，低voc，远远超出国标的环保要求，voc、镉、铬、铅、汞等有害物质达到未检出水平；
(2)不含有害物质，可以充分满足高层次人群和婴幼儿、孕妇、老人等特殊人群对室内环境的健康要求；
(3)满足景观`鱼池、浴室、洗浴中心、温泉等高环保要求的场所；
(4)物理性能优异，无处理强度达到1.5Mpa以上，断裂延伸率达到500％以上，远远超过国家标准，性能非常优异。既有很好的适应基层变性能力，又有良好的抗水压能力；
(5)配方先进，流变性能好，施工性能优异；
(6)储存稳定性、抗霉变性好。采用银离子防霉变技术，使得产品的环保性能、抗霉变性能、储存稳定性有极大提高；
(7)价格合理适中，将推荐动低VOC单组份防水涂料的发展，消除有害物质对人体的损害，提高人们的生活质量和健康水平。
具体实施方式
以下实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一：
一种低VOC环保建筑防水涂料，其制备方法如下：
将3份水加入容器中，以适合的转速使用分散机分散，加入0.01份增稠剂(BERMOCOLLEHM300，为一种复合的非离子型水溶性纤维素醚)使其完全溶解，继续依次加入0.25份5040聚羧酸盐分散剂、0.4份消泡剂(SPA202与DFC17按1∶1复配)、0.05份多功能助剂(AMP-95)，然后加入3份钛白粉、25份填料(其中重质碳酸钙10份、重晶石粉10份、滑石粉5份)，分散至要求细度得分散浆料。
在一定转速下将0.4份消泡剂(SPA202与DFC17按1∶1复配)、30份乳液(其中低VOC纯丙乳液20份、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液9份、无皂有机硅橡胶乳液1份)、1份流变助剂(其中环保型聚醚聚氨酯流平剂0.6份、硅酸镁锂0.4份)加入到上述分散浆料中，完成调漆后过筛包装即得成品。
实施例二：
一种低VOC环保建筑防水涂料，其制备方法如下：
将4.5份水加入容器中，以适合的转速使用分散机分散，加入0.03份增稠剂(BERMOCOLLEHM300，为一种复合的非离子型水溶性纤维素醚)使其完全溶解，继续依次加入0.35份5040聚羧酸盐分散剂、0.6份消泡剂(SPA202与DFC17按1∶1复配)、0.1份多功能助剂(AMP-95)，然后加入4.5份钛白粉、35份填料(其中重质碳酸钙10份、重晶石粉20份、滑石粉5份)，分散至要求细度得分散浆料。
在一定转速下将0.2份消泡剂(SPA202与DFC17按1∶1复配)、55份乳液(其中低VOC纯丙乳液25份、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液29份、无皂有机硅橡胶乳液1份)、1.5份流变助剂(其中环保型聚醚聚氨酯流平剂0.6份、硅酸镁锂0.9份)加入到上述分散浆料中，完成调漆后过筛包装即得成品。
实施例三：
一种低VOC环保建筑防水涂料，其制备方法如下：
将6.5份水加入容器中，以适合的转速使用分散机分散，加入0.05份增稠剂(BERMOCOLLEHM300，为一种复合的非离子型水溶性纤维素醚)使其完全溶解，继续依次加入0.55份5040聚羧酸盐分散剂、0.6份消泡剂(SPA202与DFC17按1∶1复配)、0.25份多功能助剂(AMP-95)，然后加入6份钛白粉、45份填料(其中重质碳酸钙30份、重晶石粉10份、滑石粉5份)，分散至要求细度得分散浆料。
在一定转速下将0.2份消泡剂(SPA202与DFC17按1∶1复配)、60份乳液(其中低VOC纯丙乳液20份、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液39份、无皂有机硅橡胶乳液1份)、2份流变助剂(其中环保型聚醚聚氨酯流平剂1份、硅酸镁锂0.4份、硅酸镁铝0.6份)加入到上述分散浆料中，完成调漆后过筛包装即得成品。
性能测试
本发明技术指标分别按照JC/T864-2000《聚合物乳液建筑防水涂料》和HJ457-2009《环境标志产品技术要求防水涂料》执行，对上述一种低VOC环保建筑防水涂料进行测试。
按照HJ457-2009《环境标志产品技术要求防水涂料》测试结果如表1：
表1
按照JC/T864-2000《聚合物乳液建筑防水涂料》进行测试，结果如表2：
表2
需要指出的是，以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。

Claims (10)

1.一种低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述增稠剂为纤维素醚增稠剂。
3.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述消泡剂包括第一消泡剂和第二消泡剂，所述第一消泡剂为有机硅和酯类复合型消泡剂，所述第二消泡剂为疏水二氧化硅和矿物油的混合物。
4.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述多功能助剂的有效成分为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
5.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述防腐剂为二氧化钛为载体的银离子抗菌防腐剂。
6.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
7.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述填料为重质碳酸钙、方解石粉、重晶石粉、滑石粉中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述乳液为低VOC纯丙乳液、低VOC醋酸乙烯-乙烯乳液和无皂有机硅橡胶乳液中的一种或者两种按不同比例复配。
9.根据权利要求1所述的低VOC环保建筑防水涂料，其特征在于，所述流变助剂为环保型聚醚聚氨酯类、纯度高触变性好的硅酸镁锂、硅酸镁铝类无机凝胶矿物一种或几种按任一比例复配。
10.如权利要求1～9任一项所述的低VOC环保建筑防水涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将水、分散剂、部分消泡剂、增稠剂、钛白粉、填料等依次投入容器中分散制浆，当粉料充分分散时再加入剩余消泡剂、乳液、流变助剂、防霉剂等进行调漆，调制完成后进行过筛、出料和包装即可。
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