CN107629595A - 一种外墙高弹抗裂防水涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，有机硅改性丙烯酸聚合物乳液形成防水保护涂层和提高耐水性能；重碳酸钙粉可以增加产品的体积、降低成本，同时改善涂料的粘度、流变性，提高涂料稳定性、白度、耐磨、耐热性能；改性大豆分离蛋白提高涂料的粘性、弹性，与外墙附着力强，不易脱落，有效降低涂料硬度，改善分散性能和相互包覆性能；远红外陶瓷粉和碳纤维使得涂料漆膜释放负离子，发射远红外，有效去除空气中的甲醛等有害气体，抑制细菌，防腐性能好；沥青可以在外墙表面形成一层致密的膜，减缓腐蚀，提高使用寿命；本发明的涂料具备优异的装饰性，成膜后的涂抹具有较低的表面能，防水性、抗开裂性好，与外墙附着力强，不易脱落，环保无毒。
Description
技术领域
本发明涉及一种弹性防水涂料技术领域，特别涉及一种外墙高弹抗裂防水涂料。
背景技术
弹性防水涂料是一种丙烯酸弹性高分子树脂和硅酸盐材料配制而成的具有耐水性好，延伸率大，机械强度高的环保无毒高分子涂料；广泛应用于建筑物的屋面、地下室、卫生间、厨房墙面的防水、防潮，也可用于环保要求高的储水池，游泳池等防水工程。但现有的弹性防水涂料仍然存在粘结强度不够好，弹性不够高，抗裂性能不够的问题。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种外墙高弹抗裂防水涂料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种外墙高弹抗裂防水涂料，包括以下重量份的原料组分：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液40-60份、纳米级硅酸三钙8-12份、改性大豆分离蛋白10-20份、木质纤维5-15份、远红外陶瓷粉10-20份、重碳酸钙粉2-6份、改性凹凸棒土8-12份、沥青4-6份、珍珠岩粉6-10份、纳米二氧化钛3-5份、成膜助剂4-6份、防水剂4-6份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、润湿剂1-3份。
优选地，所述的改性大豆分离蛋白制备方法：
(1)将脱脂豆粕和去离子水按照质量比为1:6-10搅拌混匀，调pH值至6.5-7.5，得到提取液；
(2)将步骤(1)的提取液离心分离，得到一次上清液和一次沉淀，取一次沉淀水洗后离心分离，得二次上清液和二次沉淀；
(3)将步骤(2)中一次上清液和二次上清液混合调pH值为4.5-4.8，进行沉降处理得到酸沉降液；
(4)将步骤(3)中酸沉降液离心分离得到三次沉淀；
(5)向步骤(4)中三次沉淀加入3-5倍重量份的去离子水进行中和，得到中和料液并加热到37-42℃备用；
(6)向步骤(5)中加热备用的中和料液中添加占加热备用的中和料液质量0.5-1.5％的谷氨酰胺转氨酶TG-A，搅拌1-2h至混合均匀进行酶改性；
(7)将步骤(6)酶改性后的中和料液离心取上清液即得改性大豆分离蛋白。
优选地，所述的改性凹凸棒土制备方法为，包括以下步骤：
(1)将凹凸棒土粉碎过150-200目筛，取筛下粉末加入凹凸棒土粉末15-25倍重量的去离子水，使用恒速搅拌器搅拌，保持300-400r/min的转速搅拌2-4h，放入超声波清洗仪中超声15-30min，静置、减压抽滤，再加入浓度为10-15％的盐酸溶液，凹凸棒土粉末和盐酸的质量比为1:5-10，于60-80℃下恒温搅拌2-4h后过滤、水洗烘干，得到酸活化凹凸棒土；
(2)将酸活化凹凸棒土、乙醇和3-氨丙基三甲氧基硅烷按照重量比为1:50:1-3混合均匀，室温搅拌8-12h后加热至溶剂回流3-4h，待混合物冷却至室温后过滤、无水乙醇洗涤得到氨基改性凹凸棒土；
(3)将氨基改性凹凸棒土、二硫化碳和四氢呋喃按照质量比1:1-2:50混合均匀并置于冰浴环境下，加入浓度为6g/L的氢氧化钠溶液，其中氨基改性凹凸棒土和氢氧化钠溶液的质量比为1:1-3，之后加热回流2-3h后过滤、无水乙醇洗涤、与90-110℃干燥2-3h粉碎过60-100目筛，得到改性凹凸棒土。
优选地，所述的消泡剂为乳液型消泡剂，所述的乳液型消泡剂包括以下重量份的原料：聚醚改性聚硅氧烷8-12份、1,2-苯并异噻唑-3-酮1-3份、正十二烷醇1-3份、聚乙二醇硬脂酸酯0.5-1份、聚四氟乙烯超微粉1-3份、重碳酸钙粉3-5份、钛白粉3-5份、黄原胶1-3份、苯胺甲基三甲氧基硅烷1-3份、去离子水10-20份。
优选地，所述的乳液型消泡剂制备方法：
(1)将苯胺甲基三甲氧基硅烷和重碳酸钙粉、钛白粉、聚四氟乙烯超微粉混合，再加入聚醚改性聚硅氧烷在110-130℃下边搅拌边加热反应1-2小时，反应结束后降温至室温；
(2)将聚乙二醇硬脂酸酯加热至45-55℃搅拌混合均匀，加到步骤(1)的产物中，高速搅拌20-30分钟后再加入1,2-苯并异噻唑-3-酮、正十二烷醇、黄原胶，控制温度在65-75℃，低速搅拌；
(3)将去离子水缓慢滴加到步骤(2)中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2-3次即可得到乳液型消泡剂。
优选地，所述的成膜助剂为苯乙二醇和丙二醇丁醚按照质量比1:1复配而成。
优选地，所述的分散剂为BYK-163和BYK-P104S按照重量比1:1复配而成。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种外墙高弹抗裂防水涂料，有机硅改性丙烯酸聚合物乳液具有形成防水保护涂层和提高耐水性能的作用；重碳酸钙粉可以增加产品的体积、降低成本，同时改善涂料的加工性能，如粘度、流变性能等，提高涂料的稳定性和白度，耐磨、耐热性能；改性大豆分离蛋白提高了涂料的粘性、弹性，与外墙附着力强，不易脱落，有效降低涂料的硬度；同时也改善了物料间的分散性能和相互包覆性能；远红外陶瓷粉和碳纤维使得涂料漆膜释放负离子，发射远红外，有效去除空气中的甲醛等有害气体，抑制细菌，防腐性能好；沥青加入可以在外墙表面形成一层致密的膜，减缓腐蚀，提高使用寿命；本发明的涂料具备优异的户外装饰性，成膜后的涂抹具有较低的表面能，防水性、抗开裂性好，与外墙附着力强，不易脱落，环保无毒。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例进一步详细说明。
表1为本发明实施例所述的外墙高弹抗裂防水涂料组成成分表；表2为本发明所述的外墙高弹抗裂防水涂料中消泡剂成分表；表3为本发明实施例的外墙高弹抗裂防水涂料的性能测试。
表1.实施例所述外墙高弹抗裂防水涂料成分(单位：份)
表2.消泡剂成分表(单位：份)
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 聚醚改性聚硅氧烷 | 8 | 12 | 10 |
| 1,2-苯并异噻唑-3-酮 | 1 | 3 | 2 |
| 正十二烷醇 | 1 | 3 | 2 |
| 聚乙二醇硬脂酸酯 | 0.5 | 1 | 0.8 |
| 聚四氟乙烯超微粉 | 1 | 3 | 2 |
| 重碳酸钙粉 | 3 | 5 | 4 |
| 钛白粉 | 3 | 5 | 4 |
| 黄原胶 | 1 | 3 | 2 |
| 苯胺甲基三甲氧基硅烷 | 1 | 3 | 2 |
| 去离子水 | 10 | 20 | 15 |
表3.性能测试结果
| 测试项目 | 标准要求 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 表干 | ≤30min | 28min | 30min | 25min |
| 实干 | ≤8h | 7h | 8h | 7.5h |
| 固体含量(％) | ≥65 | 65 | 66 | 69 |
| 抗拉强度(MPa) | ≥1.2 | 1.5 | 1.6 | 1.8 |
| 断裂延伸率(％) | ≥200 | 220 | 235 | 250 |
| 不透水性能(0.3MPa，30min) | 不透水 | 不透水 | 不透水 | 不透水 |
| 湿面粘结强度(MPa) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
实施例1
一种外墙高弹抗裂防水涂料，所述的改性大豆分离蛋白制备方法：
(1)将脱脂豆粕和去离子水按照质量比为1:6搅拌混匀，调pH值至6.5，得到提取液；
(2)将步骤(1)的提取液离心分离，得到一次上清液和一次沉淀，取一次沉淀水洗后离心分离，得二次上清液和二次沉淀；
(3)将步骤(2)中一次上清液和二次上清液混合调pH值为4.5，进行沉降处理得到酸沉降液；
(4)将步骤(3)中酸沉降液离心分离得到三次沉淀；
(5)向步骤(4)中三次沉淀加入3倍重量份的去离子水进行中和，得到中和料液并加热到37℃备用；
(6)向步骤(5)中加热备用的中和料液中添加占加热备用的中和料液质量0.5％的谷氨酰胺转氨酶TG-A，搅拌1h至混合均匀进行酶改性；
(7)将步骤(6)酶改性后的中和料液离心取上清液即得改性大豆分离蛋白。
所述的改性凹凸棒土制备方法为，包括以下步骤：
(1)将凹凸棒土粉碎过150目筛，取筛下粉末加入凹凸棒土粉末15倍重量的去离子水，使用恒速搅拌器搅拌，保持300r/min的转速搅拌2h，放入超声波清洗仪中超声15min，静置、减压抽滤，再加入浓度为10％的盐酸溶液，凹凸棒土粉末和盐酸的质量比为1:5，于60℃下恒温搅拌2h后过滤、水洗烘干，得到酸活化凹凸棒土；
(2)将酸活化凹凸棒土、乙醇和3-氨丙基三甲氧基硅烷按照重量比为1:50:1混合均匀，室温搅拌8h后加热至溶剂回流3h，待混合物冷却至室温后过滤、无水乙醇洗涤得到氨基改性凹凸棒土；
(3)将氨基改性凹凸棒土、二硫化碳和四氢呋喃按照质量比1:1:50混合均匀并置于冰浴环境下，加入浓度为6g/L的氢氧化钠溶液，其中氨基改性凹凸棒土和氢氧化钠溶液的质量比为1:1，之后加热回流2-3h后过滤、无水乙醇洗涤、与90℃干燥2h粉碎过60目筛，得到改性凹凸棒土。
所述的乳液型消泡剂制备方法：
(1)将苯胺甲基三甲氧基硅烷和重碳酸钙粉、钛白粉、聚四氟乙烯超微粉混合，再加入聚醚改性聚硅氧烷在110℃下边搅拌边加热反应1小时，反应结束后降温至室温；
(2)将聚乙二醇硬脂酸酯加热至45℃搅拌混合均匀，加到步骤(1)的产物中，高速搅拌20分钟后再加入1,2-苯并异噻唑-3-酮、正十二烷醇、黄原胶，控制温度在65℃，低速搅拌；
(3)将去离子水缓慢滴加到步骤(2)中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2次即可得到乳液型消泡剂。
所述的成膜助剂为苯乙二醇和丙二醇丁醚按照质量比1:1复配而成。
所述的分散剂为BYK-163和BYK-P104S按照重量比1:1复配而成。
实施例2
一种外墙高弹抗裂防水涂料，所述的改性大豆分离蛋白制备方法：
(1)将脱脂豆粕和去离子水按照质量比为1:10搅拌混匀，调pH值至7.5，得到提取液；
(2)将步骤(1)的提取液离心分离，得到一次上清液和一次沉淀，取一次沉淀水洗后离心分离，得二次上清液和二次沉淀；
(3)将步骤(2)中一次上清液和二次上清液混合调pH值为4.8，进行沉降处理得到酸沉降液；
(4)将步骤(3)中酸沉降液离心分离得到三次沉淀；
(5)向步骤(4)中三次沉淀加入5倍重量份的去离子水进行中和，得到中和料液并加热到42℃备用；
(6)向步骤(5)中加热备用的中和料液中添加占加热备用的中和料液质量1.5％的谷氨酰胺转氨酶TG-A，搅拌2h至混合均匀进行酶改性；
(7)将步骤(6)酶改性后的中和料液离心取上清液即得改性大豆分离蛋白。
所述的改性凹凸棒土制备方法为，包括以下步骤：
(1)将凹凸棒土粉碎过200目筛，取筛下粉末加入凹凸棒土粉末25倍重量的去离子水，使用恒速搅拌器搅拌，保持400r/min的转速搅拌4h，放入超声波清洗仪中超声30min，静置、减压抽滤，再加入浓度为15％的盐酸溶液，凹凸棒土粉末和盐酸的质量比为1:10，于80℃下恒温搅拌4h后过滤、水洗烘干，得到酸活化凹凸棒土；
(2)将酸活化凹凸棒土、乙醇和3-氨丙基三甲氧基硅烷按照重量比为1:50:3混合均匀，室温搅拌12h后加热至溶剂回流4h，待混合物冷却至室温后过滤、无水乙醇洗涤得到氨基改性凹凸棒土；
(3)将氨基改性凹凸棒土、二硫化碳和四氢呋喃按照质量比1:2:50混合均匀并置于冰浴环境下，加入浓度为6g/L的氢氧化钠溶液，其中氨基改性凹凸棒土和氢氧化钠溶液的质量比为1:3，之后加热回流3h后过滤、无水乙醇洗涤、与110℃干燥3h粉碎过100目筛，得到改性凹凸棒土。
所述的乳液型消泡剂制备方法：
(1)将苯胺甲基三甲氧基硅烷和重碳酸钙粉、钛白粉、聚四氟乙烯超微粉混合，再加入聚醚改性聚硅氧烷在130℃下边搅拌边加热反应2小时，反应结束后降温至室温；
(2)将聚乙二醇硬脂酸酯加热至55℃搅拌混合均匀，加到步骤(1)的产物中，高速搅拌30分钟后再加入1,2-苯并异噻唑-3-酮、正十二烷醇、黄原胶，控制温度在75℃，低速搅拌；
(3)将去离子水缓慢滴加到步骤(2)中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨3次即可得到乳液型消泡剂。
所述的成膜助剂为苯乙二醇和丙二醇丁醚按照质量比1:1复配而成。
所述的分散剂为BYK-163和BYK-P104S按照重量比1:1复配而成。
实施例3
一种外墙高弹抗裂防水涂料，所述的改性大豆分离蛋白制备方法：
(1)将脱脂豆粕和去离子水按照质量比为1:8搅拌混匀，调pH值至7，得到提取液；
(2)将步骤(1)的提取液离心分离，得到一次上清液和一次沉淀，取一次沉淀水洗后离心分离，得二次上清液和二次沉淀；
(3)将步骤(2)中一次上清液和二次上清液混合调pH值为4.6，进行沉降处理得到酸沉降液；
(4)将步骤(3)中酸沉降液离心分离得到三次沉淀；
(5)向步骤(4)中三次沉淀加入4倍重量份的去离子水进行中和，得到中和料液并加热到40℃备用；
(6)向步骤(5)中加热备用的中和料液中添加占加热备用的中和料液质量1％的谷氨酰胺转氨酶TG-A，搅拌1.5h至混合均匀进行酶改性；
(7)将步骤(6)酶改性后的中和料液离心取上清液即得改性大豆分离蛋白。
所述的改性凹凸棒土制备方法为，包括以下步骤：
(1)将凹凸棒土粉碎过180目筛，取筛下粉末加入凹凸棒土粉末20倍重量的去离子水，使用恒速搅拌器搅拌，保持350r/min的转速搅拌3h，放入超声波清洗仪中超声25min，静置、减压抽滤，再加入浓度为13％的盐酸溶液，凹凸棒土粉末和盐酸的质量比为1:8，于70℃下恒温搅拌3h后过滤、水洗烘干，得到酸活化凹凸棒土；
(2)将酸活化凹凸棒土、乙醇和3-氨丙基三甲氧基硅烷按照重量比为1:50:2混合均匀，室温搅拌10h后加热至溶剂回流3.5h，待混合物冷却至室温后过滤、无水乙醇洗涤得到氨基改性凹凸棒土；
(3)将氨基改性凹凸棒土、二硫化碳和四氢呋喃按照质量比1:1.5:50混合均匀并置于冰浴环境下，加入浓度为6g/L的氢氧化钠溶液，其中氨基改性凹凸棒土和氢氧化钠溶液的质量比为1:2，之后加热回流2.5h后过滤、无水乙醇洗涤、与100℃干燥2.5h粉碎过80目筛，得到改性凹凸棒土。
所述的乳液型消泡剂制备方法：
(1)将苯胺甲基三甲氧基硅烷和重碳酸钙粉、钛白粉、聚四氟乙烯超微粉混合，再加入聚醚改性聚硅氧烷在120℃下边搅拌边加热反应1.5小时，反应结束后降温至室温；
(2)将聚乙二醇硬脂酸酯加热至50℃搅拌混合均匀，加到步骤(1)的产物中，高速搅拌25分钟后再加入1,2-苯并异噻唑-3-酮、正十二烷醇、黄原胶，控制温度在70℃，低速搅拌；
(3)将去离子水缓慢滴加到步骤(2)中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2次即可得到乳液型消泡剂。
所述的成膜助剂为苯乙二醇和丙二醇丁醚按照质量比1:1复配而成。
所述的分散剂为BYK-163和BYK-P104S按照重量比1:1复配而成。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (7)
1.一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：有机硅改性丙烯酸聚合物乳液40-60份、纳米级硅酸三钙8-12份、改性大豆分离蛋白10-20份、木质纤维5-15份、远红外陶瓷粉10-20份、重碳酸钙粉2-6份、改性凹凸棒土8-12份、沥青4-6份、珍珠岩粉6-10份、纳米二氧化钛3-5份、成膜助剂4-6份、防水剂4-6份、消泡剂1-3份、分散剂1-3份、润湿剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，所述的改性大豆分离蛋白制备方法：
（1）将脱脂豆粕和去离子水按照质量比为1:6-10搅拌混匀，调pH值至6.5-7.5，得到提取液；
（2）将步骤（1）的提取液离心分离，得到一次上清液和一次沉淀，取一次沉淀水洗后离心分离，得二次上清液和二次沉淀；
（3）将步骤（2）中一次上清液和二次上清液混合调pH值为4.5-4.8，进行沉降处理得到酸沉降液；
（4）将步骤（3）中酸沉降液离心分离得到三次沉淀；
（5）向步骤（4）中三次沉淀加入3-5倍重量份的去离子水进行中和，得到中和料液并加热到37-42℃备用；
（6）向步骤（5）中加热备用的中和料液中添加占加热备用的中和料液质量0.5-1.5%的谷氨酰胺转氨酶TG-A，搅拌1-2h至混合均匀进行酶改性；
（7）将步骤（6）酶改性后的中和料液离心取上清液即得改性大豆分离蛋白。
3.根据权利要求1所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，所述的改性凹凸棒土制备方法为，包括以下步骤：
（1）将凹凸棒土粉碎过150-200目筛，取筛下粉末加入凹凸棒土粉末15-25倍重量的去离子水，使用恒速搅拌器搅拌，保持300-400r/min的转速搅拌2-4h，放入超声波清洗仪中超声15-30min，静置、减压抽滤，再加入浓度为10-15%的盐酸溶液，凹凸棒土粉末和盐酸的质量比为1:5-10，于60-80℃下恒温搅拌2-4h后过滤、水洗烘干，得到酸活化凹凸棒土；
（2）将酸活化凹凸棒土、乙醇和3-氨丙基三甲氧基硅烷按照重量比为1:50:1-3混合均匀，室温搅拌8-12h后加热至溶剂回流3-4h，待混合物冷却至室温后过滤、无水乙醇洗涤得到氨基改性凹凸棒土；
（3）将氨基改性凹凸棒土、二硫化碳和四氢呋喃按照质量比1:1-2:50混合均匀并置于冰浴环境下，加入浓度为6g/L的氢氧化钠溶液，其中氨基改性凹凸棒土和氢氧化钠溶液的质量比为1:1-3，之后加热回流2-3h后过滤、无水乙醇洗涤、与90-110℃干燥2-3h粉碎过60-100目筛，得到改性凹凸棒土。
4.根据权利要求1所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，所述的消泡剂为乳液型消泡剂，所述的乳液型消泡剂包括以下重量份的原料：聚醚改性聚硅氧烷8-12份、1,2-苯并异噻唑-3-酮1-3份、正十二烷醇1-3份、聚乙二醇硬脂酸酯0.5-1份、聚四氟乙烯超微粉1-3份、重碳酸钙粉3-5份、钛白粉3-5份、黄原胶1-3份、苯胺甲基三甲氧基硅烷1-3份、去离子水10-20份。
5.根据权利要求4所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，所述的乳液型消泡剂制备方法：
（1）将苯胺甲基三甲氧基硅烷和重碳酸钙粉、钛白粉、聚四氟乙烯超微粉混合，再加入聚醚改性聚硅氧烷在 110-130℃ 下边搅拌边加热反应1-2小时，反应结束后降温至室温；
（2）将聚乙二醇硬脂酸酯加热至45-55℃搅拌混合均匀，加到步骤（1）的产物中，高速搅拌20-30分钟后再加入1,2-苯并异噻唑-3-酮、正十二烷醇、黄原胶，控制温度在65-75℃，低速搅拌；
（3）将去离子水缓慢滴加到步骤（2）中，边搅拌边自然降温，当温度降至室温时，停止搅拌，将所得物料用胶体磨研磨2-3次即可得到乳液型消泡剂。
6.根据权利要求1所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，所述的成膜助剂为苯乙二醇和丙二醇丁醚按照质量比1:1复配而成。
7.根据权利要求1所述的一种外墙高弹抗裂防水涂料，其特征在于，所述的分散剂为BYK-163和BYK-P104S按照重量比1:1复配而成。
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