CN105400309A - 一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，所述防水涂料包括以下原料组分：润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、高岭土、重钙粉、钛白粉、水、聚合物乳液、改性气相二氧化硅。所述防水涂料的原料组分，以重量份计，含量为：聚合物乳液40~50份、改性气相二氧化硅20~30份、润湿分散剂0.2~0.6份、消泡剂0.2~0.5份、防腐剂0.1~0.2份、增稠剂0.2~0.5份、高岭土5~10份、重钙粉20~30份、钛白粉2~5份、水1~5份。本发明大大提高了丙烯酸酯防水涂料的耐水性，降低了吸水率；0.3MPa，60min不透水，吸水率为0。

Description

一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸防水涂料，具体涉及一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料及其生产工艺，属于建筑防水领域。

背景技术

随着人们对环保、健康生活品质的提高，水性涂料以其绿色环保的特点，越来越成为防水涂料的新宠儿。

丙烯酸防水涂料是以纯丙烯酸聚合物乳液为基料，加入其他添加剂而制得的单组份水乳型防水涂料。

丙烯酸防水涂料是水基乳液，不含任何有机溶剂，无毒、无害，绿色环保产品；可在潮湿基面上施工，粘结强度高，能够与基层和外保护装饰层结合牢固；冷施工，施工简便，维修方便。主要适用于建筑室内厕浴间、厨房、阳台、地面等工程的防水。

现在绝大多数水性涂料以聚合物乳液为基料，添加多种填料和助剂制成。由于聚合物乳液以水为分散介质，所以其中亲水基团必不可少，即使防水涂料成膜以后，其亲水基团仍然存在。这也是水性涂料耐水性差的原因之一。

现有技术具有以下缺陷：（1）丙烯酸酯防水涂料耐水性差、吸水率高；（2）丙烯酸酯防水涂料拉伸强度低、耐洗刷性能差；（3）丙烯酸酯防水涂料低温柔性与拉伸强度不能同时提高，低温柔性好的拉伸强度差，反之亦然；（4）防水涂料不具有超疏水性。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料及其生产工艺，以实现以下发明目的：

1、提高丙烯酸酯防水涂料的耐水性能，降低吸水率；

2、提高丙烯酸酯防水涂料的拉伸强度及耐洗刷性；

3、同时提高丙烯酸酯防水涂料的拉伸强度和低温柔性；

4、提高丙烯酸酯防水涂料的超疏水性能。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，所述防水涂料包括以下原料组分：润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、高岭土、重钙粉、钛白粉、水。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述防水涂料还包括以下原料组分：聚合物乳液、改性气相二氧化硅。

所述防水涂料的原料组分，以重量份计，含量为：

聚合物乳液40~50份、改性气相二氧化硅20~30份、润湿分散剂0.2~0.6份、消泡剂0.2~0.5份、防腐剂0.1~0.2份、增稠剂0.2~0.5份、高岭土5~10份、重钙粉20~30份、钛白粉2~5份、水1~5份。

所述改性气相二氧化硅，以重量份计，包括以下原料组分：气相二氧化硅10~15份、水5~10份、乙醇2~6份、丙酮2~6份、硅烷偶联剂1~1.5份。

所述防水涂料的原料组分，以重量份计，含量为：

聚合物乳液45份、改性气相二氧化硅25份、润湿分散剂0.4份、消泡剂0.4份、防腐剂0.1份、增稠剂0.3份、高岭土8份、重钙粉25份、钛白粉5份、水3份；

所述改性气相二氧化硅，以重量份计，包括以下原料组分：气相二氧化硅12份、水8份、乙醇5份、丙酮4份、硅烷偶联剂1.2份。

所述聚合物乳液为苯丙乳液或纯丙乳液，玻璃化温度低于-8℃。

所述润湿分散剂为聚羧酸钠盐类润湿分散剂；

所述消泡剂为金属皂类消泡剂；

所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂；

所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂；

所述高岭土为1250目；

所述重钙粉为600目；

所述钛白粉为金红石型钛白粉。

一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料的生产工艺，所述生产工艺包括：硅烷偶联剂疏水改性二氧化硅和制备改性丙烯酸酯防水涂料。

所述硅烷偶联剂疏水改性二氧化硅：

在反应釜中加入水、乙醇、丙酮，搅拌5±1min；加入硅烷偶联剂，搅拌10±1min，得混合液；

将气相二氧化硅加入到上述混合液中，关闭反应釜，充入氮气，以1500±100r/min搅拌，升温到70±10℃；

停止氮气，打开反应釜，以1000±100r/min搅拌，降温，得到疏水改性气相二氧化硅。

所述制备改性丙烯酸酯防水涂料：

向改性气相二氧化硅中，加入润湿分散剂、水、重钙粉、钛白粉，加入消泡剂总用量的50%；

以1300±100r/min分散预打浆，降低转速到800±10r/min；

加入聚合物乳液，分散20±2min，加入高岭土，分散20±2min；

降低转速到600±10r/min，加入防腐剂和剩余的消泡剂，搅拌5±1min;

加入增稠剂并提高转速到800±10r/min，搅拌至均匀，得到气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明大大提高了丙烯酸酯防水涂料的耐水性，降低了吸水率；0.3MPa，60min不透水，吸水率为0；

2、本发明明显提高了防水涂料的涂膜强度、耐擦洗性，以及耐紫外线性，可以外露装饰使用，不黄变；可达20000次洗刷不露底；

3、本发明防水涂料的涂膜断裂伸长率高，低温柔性好；断裂伸长率可达413~452%，低温柔性可达-32~-25℃；

4、本发明防水涂料的涂膜表面疏水性好，与水滴的接触角大于120°；

5、本发明防水涂料易施工，触变性好，立面施工不流挂，且具有很好的流平性能；

6、本发明防水性能好，与基层粘接强度高，抵抗变形能力强。

具体实施方式

为进一步阐述本发明，下面给出实施例来说明。

实施例1一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料

所述的防水涂料，以重量份计，包括以下原料：

聚合物乳液40份，改性气相二氧化硅30份，润湿分散剂0.6份，消泡剂0.5份，防腐剂0.2份，增稠剂0.2份，高岭土5份，重钙粉20份，钛白粉5份，水1份；

其中，改性气相二氧化硅以重量份计，包括气相二氧化硅15份，水10份，乙醇6份，丙酮6份，硅烷偶联剂1.5份。

所述聚合物乳液为苯丙乳液，玻璃化温度为-20℃，购自东营金友来工贸有限责任公司，型号为GT-167；

实施例2一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料

所述的防水涂料，以重量份计，包括以下原料：

聚合物乳液45份，改性气相二氧化硅25份，润湿分散剂0.4份，消泡剂0.4份，防腐剂0.1份，增稠剂0.3份，高岭土8份，重钙粉25份，钛白粉5份，水3份；

其中，改性气相二氧化硅以重量份计，包括气相二氧化硅12份，水8份，乙醇5份，丙酮4份，硅烷偶联剂1.2份。

所述的聚合物乳液为苯丙乳液，玻璃化温度为-6℃，来自上海巴德富实业有限公司，型号为300s；

实施例3一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料

所述的防水涂料，以重量份计，包括以下原料：

聚合物乳液50份，改性气相二氧化硅20份，润湿分散剂0.2份，消泡剂0.2份，防腐剂0.2份，增稠剂0.5份，高岭土10份，重钙粉20份，钛白粉5份，水5份；

其中，改性气相二氧化硅以重量份计，包括气相二氧化硅10份，水5份，乙醇4份，丙酮4份，硅烷偶联剂1份。

所述的聚合物乳液为纯丙乳液，玻璃化温度为-23℃，来自东营金友来工贸有限责任公司，型号为TX-2068；

实施例4一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料的生产工艺

所述生产工艺包括硅烷偶联剂疏水改性二氧化硅和制备改性丙烯酸酯防水涂料步骤；

步骤1、硅烷偶联剂疏水改性二氧化硅

按改性气相二氧化硅的原料配方称取各原料组分；

在反应釜中加入水、乙醇、丙酮，以200r/min速度搅拌5min；

加入硅烷偶联剂A-151，继续搅拌10min，搅拌成均匀的混合液；

将气相二氧化硅加入到上述混合液中，关闭反应釜，充氮气保护，以1500r/min剧烈搅拌2h，缓慢升温到70℃；

停止氮气，打开反应釜，以1000r/min搅拌，恒温持续反应1h，降温后即可得到疏水改性气相二氧化硅。

步骤2、制备改性丙烯酸酯防水涂料

按防水涂料的原料配方称取各原料组分；

向步骤1制备的疏水改性气相二氧化硅中，加入润湿分散剂、水、重钙粉、钛白粉，加入消泡剂总用量的50%；

以1300r/min快速分散预打浆，至均匀粘稠浆料后，降低转速到800r/min；

加入聚合物乳液，分散20min，加入高岭土，继续分散20min；

降低转速到600r/min，加入防腐剂和剩余的消泡剂，搅拌5min;

加入增稠剂并提高转速到800r/min，搅拌至均匀，即可得到一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料。

实施例1~4中：

所述气相二氧化硅粒径为5~20nm，来自成都艾瑞杰科技有限公司；

所述润湿分散剂为聚羧酸钠盐类润湿分散剂，来自圣诺普科（上海）有限公司，型号为SN5040；

所述消泡剂为金属皂类消泡剂，来自圣诺普科（上海）有限公司，型号为SNNXZ；

所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂，来自潍坊大东化工，型号为A266；

所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂，来自潍坊大东化工，型号为TT-935；

高岭土为1250目，来自上海邦锐化工有限公司；

重钙粉为600目，来自山东恒源新材料有限公司；

钛白粉为金红石型钛白粉，来自济南裕兴化工有限责任公司，型号为R105；

乙醇、丙酮均为化学纯试剂，来自莱阳经济开发区精细化工厂。

结果检测：

对实施例1~3的气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料按GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》和GB/T9756-2009《合成树脂乳液内墙涂料》中耐洗刷性的检测方法，以及吸水率和接触角的测量方法进行检测，结果见表1；

表1实施例1~3气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料检测结果

经试验：

本发明防水涂料拉伸强度远高于传统产品，拉伸强度可达2.5~2.8MPa；

本发明断裂伸长率不受改性的影响，可达413~452%；

本发明耐低温性好，低温柔性可达-32~-25℃；

本发明防水性能强，0.3MPa，60min不透水；

本发明粘接强度高，可达1.2~1.5MPa；

本发明耐洗刷性大大提高，可达20000次洗刷不露底；

本发明吸水率极低，吸水率为0；

本发明具有非常优秀的超疏水功能，接触角可达148~152°。

本发明的气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料物理力学性能按照GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》进行；耐洗刷性按照GB/T9756-2009《合成树脂乳液内墙涂料》检测；

采用24h吸水率及接触角来表征丙烯酸酯防水涂料的耐水性及疏水性。

24h吸水率检测方法为：取养护到期的样片，裁100mm*25mm大小的试件3块，分别称量其质量m₁，将其放入25℃水中，试件距水面距离为3~5cm，24h后，取出3块样块，用滤纸擦干表面，称量其质量m₂，则其吸水率计算公式为：

吸水率Q=（m₂-m₁）/m₁X100%；Q值越小，代表其耐水性越好。

接触角的检测方法：取养护到期的样片，使用胶头滴管在样片上滴一滴去离子水，放到具有量角器功能的显微镜下测量水滴与样片的接触角，在接触角＞90°的条件下，接触角越大，代表其疏水性越好。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识；本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：所述防水涂料包括以下原料组分：润湿分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂、高岭土、重钙粉、钛白粉、水。

2.根据权利要求1所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：所述防水涂料还包括以下原料组分：聚合物乳液、改性气相二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：所述防水涂料的原料组分，以重量份计，含量为：

聚合物乳液40~50份、改性气相二氧化硅20~30份、润湿分散剂0.2~0.6份、消泡剂0.2~0.5份、防腐剂0.1~0.2份、增稠剂0.2~0.5份、高岭土5~10份、重钙粉20~30份、钛白粉2~5份、水1~5份。

4.根据权利要求2所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：

所述改性气相二氧化硅，以重量份计，包括以下原料组分：气相二氧化硅10~15份、水5~10份、乙醇2~6份、丙酮2~6份、硅烷偶联剂1~1.5份。

5.根据权利要求1所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：所述防水涂料的原料组分，以重量份计，含量为：

聚合物乳液45份、改性气相二氧化硅25份、润湿分散剂0.4份、消泡剂0.4份、防腐剂0.1份、增稠剂0.3份、高岭土8份、重钙粉25份、钛白粉5份、水3份；

所述改性气相二氧化硅，以重量份计，包括以下原料组分：气相二氧化硅12份、水8份、乙醇5份、丙酮4份、硅烷偶联剂1.2份。

6.根据权利要求2所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：所述聚合物乳液为苯丙乳液或纯丙乳液，玻璃化温度低于-8℃。

7.根据权利要求1所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料，其特征在于：所述润湿分散剂为聚羧酸钠盐类润湿分散剂；

所述消泡剂为金属皂类消泡剂；

所述防腐剂为异噻唑啉酮类防腐剂；

所述增稠剂为碱溶胀缔合型增稠剂；

所述高岭土为1250目；

所述重钙粉为600目；

所述钛白粉为金红石型钛白粉。

8.一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括：硅烷偶联剂疏水改性二氧化硅和制备改性丙烯酸酯防水涂料步骤。

9.根据权利要求8所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料的生产工艺，其特征在于：所述硅烷偶联剂疏水改性二氧化硅：

在反应釜中加入水、乙醇、丙酮，搅拌5±1min；加入硅烷偶联剂，搅拌10±1min，得混合液；

将气相二氧化硅加入到上述混合液中，关闭反应釜，充入氮气，以1500±100r/min搅拌，升温到70±10℃；

停止氮气，打开反应釜，以1000±100r/min搅拌，降温，得到疏水改性气相二氧化硅。

10.根据权利要求8所述的一种气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料的生产工艺，其特征在于：所述制备改性丙烯酸酯防水涂料：

向改性气相二氧化硅中，加入润湿分散剂、水、重钙粉、钛白粉，加入消泡剂总用量的50%；

以1300±100r/min分散预打浆，降低转速到800±10r/min；

加入聚合物乳液，分散20±2min，加入高岭土，分散20±2min；

降低转速到600±10r/min，加入防腐剂和剩余的消泡剂，搅拌5±1min;

加入增稠剂并提高转速到800±10r/min，搅拌至均匀，得到气相二氧化硅改性丙烯酸酯防水涂料。