CN107629627B - 一种渗透疏水性多功能防水涂料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种渗透疏水性多功能防水涂料及其制备方法与应用。该渗透疏水性多功能防水涂料包括以下重量份的组分：成膜物质30‑45份，渗透防水疏水性原料4‑8份，助剂0.3‑0.6份，渗透防锈蚀剂0.5‑2份，颜料适量，增稠剂1‑6份，活性稀释剂1‑12份，增韧剂3‑6份，填料30‑45份，螺环胺类固化剂的使用量为成膜物质重量的30％‑50％。本发明防水涂料的粘接强度高，与混凝土结合的更加紧密，抗渗压强和抗渗防水能力更加优越，疏水角度更大，防水效果更好，抗压强度更高，有很强的补强防水效果，尤其适用于结构力较差的混凝土地面，墙面，固含量高，绿色无污染，综合性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种渗透疏水性多功能防水涂料及其制备方法与应用。
背景技术
防水涂料通常是在常温下呈无固定形状的粘稠液态高分子合成材料。按照防水机理，防水涂料主要分为成模型(物理方式)和渗透型(化学方式)两类涂料，成模型是指涂料涂刷在建筑物表面上，经溶剂或水分的挥发或两种组分的化学反应形成一层薄膜，以使建筑物表面与水隔绝，从而起到防水、密封的作用；渗透型是指涂刷涂料后，除涂层表面形成一层防水薄膜外，若混凝土产生裂痕或断裂，涂料中的渗透结晶组分能够渗透到混凝土结构，并且与混凝土中的钙、钠等成分发生反应生成结晶体，填充到混凝土中的空隙，使混凝土密度加大，从而达到防水目的。透明防水涂料通常无色透明，涂覆后不会破坏原墙面装饰效果，不会出现变黄、沾尘等现象，涂膜柔软、坚韧且能抵抗基层变形开裂时所产生的应力，具有光亮致密的特点。
防水涂料必须在长期有水的情况下不影响其防水性能，且在有水的环境也能使用，即使是水下环境也不妨碍其防水性能；另外还需要具有渗透，疏水，防锈，防水多项功能。
然而，现有的防水涂料不能长期有效地防雨水、抗渗透，经常看到装饰和涂刷整洁美观的建筑物经不住风雨冲刷、湿气浸蚀或微生物腐蚀而色彩斑驳，且涂层易剥离。因此研究高渗透防水涂料成为一种发展趋势。
中国专利公开号CN106398519A公开了一种高渗透防水涂料及其制备方法和应用，以缓解现有的涂料防水性和抗渗透性较差的技术问题。该发明涂料以有机硅树脂为主要成膜物质，辅以少量其他成膜物质，同时加入多种添加剂，产品渗透性好，施用后能透过混凝土表面渗入内部，形成致密防水层，具有高效防水效果。所述防水涂料制备步骤包括搅拌混匀研磨过程，具有简单易行、方便操作等优点。该发明涂料主要应用于建筑物、桥梁、隧道及路基的防水防渗工程中。但是，该发明涂料除了添加渗透剂使防水涂料具有渗透防水性之外，粘接性也由于添加聚酯树脂，丙烯酸树脂等树脂而增强，但是其缺点也相当明显，由于水性树脂在长期有水浸泡的环境下会出现发软，发黏的现象，且本品对混凝土内部的钢筋没有直接的防腐蚀效果。
中国专利公开号：CN105602367A公开了一种疏水涂料及其制备方法。该发明所述疏水涂料各组分配伍合理，制备工艺简单，无高温高压需要，原料易得，无毒环保，成本低廉。通过各组分的协同作用，该涂料的疏水性能好，涂膜与水的接触角≥140°，水滴滚落，不留下水痕，同时，涂层的耐酸、抗老化、抗菌自洁性能高，不受酸雨影响，暴晒后能保持原有光泽，还能长期保持干净整洁。该发明疏水涂料由于添加富勒烯，赋予了产品较好的防水性，但是富勒烯价格极其昂贵，且此产品没有渗透功能，也没有对混凝土内部的钢筋结构有防腐蚀功能，主要成膜物质为丙烯酸乳液，在长期有水浸泡的环境下，也会出现发软发黏的现象，影响其防水效果。
发明内容
本发明的目的是提供具有优良防水效果，具有较好的粘接性及疏水性，同时具有优异的渗透防水性能，且能对混凝土内部的钢筋结构具有防腐效果，适用于长期有水的环境下的一种多功能防水涂料及其制备方法与应用。
本发明技术方案如下。
一种渗透疏水性多功能防水涂料，包括以下重量份的组分：
成膜物质30-45份，
渗透防水疏水性原料4-8份，所述渗透防水疏水性原料为渗透结晶母料与聚二甲基硅烷树脂的混合物；
助剂0.3-0.6份，
渗透防锈蚀剂0.5-2份，
颜料适量，
增稠剂1-6份，
活性稀释剂1-12份，
增韧剂3-6份，
填料30-45份，
螺环胺类固化剂的使用量为成膜物质重量的30％-50％。
进一步地，所述渗透疏水性多功能防水涂料，包括以下重量份的组分：
成膜物质40份，
渗透防水疏水性原料1-7份，
助剂0.4份，
渗透防锈蚀剂0.6份，
颜料5份，
增稠剂2份，
活性稀释剂3份，
增韧剂5份，
填料37-43份，
螺环胺类固化剂20份。
进一步地，所述渗透疏水性多功能防水涂料的总重量为100份。
进一步地，所述成膜物质可选自各种水性树脂，例如水性丙烯酸树脂，水性醋酸乙烯树脂，水性环氧树脂，水性聚氨酯树脂等中的一种或几种；也可选自各种油性树脂，例如油性醇酸树脂，丙烯酸树脂，乙烯基树脂，环氧树脂，酚醛树脂等中的一种或几种。
较佳地，本发明所用成膜物质为南亚128低粘度环氧树脂和新四海SH-O23-7有机硅环氧树脂的混合物，二者重量比一般为(30-45):(2-15)，优选为(30-38):(2-10)。
进一步地，所述渗透防水疏水性原料中渗透结晶母料的含量为0.5-5份，聚二甲基硅烷树脂的含量为0.5-5份0.5-2份。
进一步地，所述渗透结晶母料可用同济微晶公司的三防微晶。
进一步地，所述助剂为本领域各种常规助剂，包括消泡剂，流平剂，分散润湿剂，偶联剂等中的一种或几种。例如消泡剂可选自聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚等，流平剂可选自硅油，聚二甲基硅氧烷，烷基改性有机硅等，分散润湿剂可选自改性聚酯，聚醚改性聚酯等，偶联剂可选自金属络合物，硅烷类，钛酸酯类等。
较佳地，本发明所用助剂为硅烷类偶联剂KH-560和聚酯类分散润湿剂类EFKA-5065 的混合物，例如二者等比例使用。
本发明所述渗透防锈蚀剂通常为高渗透性小分子胺类物质，例如美国raybo85型防锈剂。
进一步地，本发明可选用本领域各种常规颜料，可根据需要确定合适的添加量，以不影响产品性能为准。常用的颜料例如钛白粉，酞青蓝，酞青绿，柠檬黄，炭黑等。通常情况下，本发明采用钛白粉和炭黑为颜料，二者重量比可为4:1。
进一步地，所述增稠剂通常可选自硅藻土、气相白炭黑等。较佳地，本发明采用德固赛的R-972气相白炭黑为增稠剂。
进一步地，所述活性稀释剂通常有单官能度稀释剂，如AGE，BGE，苄基缩水甘油醚等等；双官能度活性稀释剂，如聚乙二醇二缩水甘油醚，1.4-丁二醇二缩水甘油醚等等。较佳地，本发明采用BGE为活性稀释剂。
进一步地，所述增韧剂通常为大分子聚醚酯类物质，如市售CMP-410，或者CMP-510等等。较佳地，本发明采用CMP-410为增韧剂。
进一步地，所述填料通常可选自碳酸钙，重晶石粉，石英粉，玻璃粉，滑石粉，硅灰石粉等。较佳地，本发明采用玻璃粉为填料。
进一步地，所述螺环胺类固化剂须与成膜物质配合使用；本发明选用以螺环胺类固化剂为主的普照生化有限公司的1085A。
本发明所述原料均可市售获得。
本发明上述渗透疏水性多功能防水涂料可采用本领域常规方法制备，例如先将成膜物质、渗透防水疏水性原料，颜料，增稠剂，部分活性稀释剂、部分助剂、增韧剂、填料进行分散，然后进行研磨(如用卧式砂磨机)，然后再加入剩余活性稀释剂、剩余助剂、渗透防锈蚀剂、螺环胺类固化剂等进行分散，调色，然后过滤，即得。
本发明上述渗透疏水性多功能防水涂料的工艺流程可参见图1。图1中的溶剂是指活性稀释剂。
本发明还包括上述渗透疏水性多功能防水涂料应用于建筑物、桥梁、隧道及路基等的防水防渗工程。
本发明渗透疏水性多功能防水涂料的粘接强度高，与混凝土结合的更加紧密，增强了防水效果，抗渗压强也很高，抗渗防水能力更加优越，疏水角度更大，防水效果更好，抗压强度更高，有很强的补强防水效果，尤其适用于结构力较差的混凝土地面，墙面，固含量高，绿色无污染，综合性能优异。
附图说明
图1为本发明制备方法流程示意图。
图2为实验例3电子显微镜照片。
图3为实验例4实验结果图。
图4为实验例5实验结果图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
一种渗透疏水性多功能防水涂料，按照重量计，含有以下组分：
上述渗透疏水性多功能防水涂料的制备工艺如下：先将128环氧树脂，SH-023-7有机硅环氧树脂，三防微晶，锐钛白粉，炭黑粉，气相白炭黑R-972，活性稀释剂BGE，增韧剂CMP-410，玻璃粉加入到分散机中进行分散约30分钟左右，然后经研磨机研磨，至细度低于35微米，然后加入聚二甲基硅树脂，KH-560，EFKA-5065，raybo85，再分散30分钟左右，然后调成水泥灰色，过滤，包装。
实施例2
一种渗透疏水性多功能防水涂料，按照重量计，含有以下组分：
上述渗透疏水性多功能防水涂料的制备工艺如下：先将128环氧树脂，SH-023-7有机硅环氧树脂，三防微晶，锐钛白粉，炭黑粉，气相白炭黑R-972，活性稀释剂BGE，增韧剂CMP-410，玻璃粉加入到分散机中进行分散约30分钟左右，然后经研磨机研磨，至细度低于35微米，然后加入聚二甲基硅树脂，KH-560，EFKA-5065，raybo85，再分散30分钟左右，然后调成水泥灰色，过滤，包装。
实施例3
一种渗透疏水性多功能防水涂料，按照重量计，含有以下组分：
上述渗透疏水性多功能防水涂料的制备工艺如下：先将128环氧树脂，SH-023-7有机硅环氧树脂，三防微晶，锐钛白粉，炭黑粉，气相白炭黑R-972，活性稀释剂BGE，增韧剂CMP-410，玻璃粉加入到分散机中进行分散约30分钟左右，然后经研磨机研磨，至细度低于35微米，然后加入聚二甲基硅树脂，KH-560，EFKA-5065，raybo85，再分散30分钟左右，然后调成水泥灰色，过滤，包装。
对比例1
一种防水涂料，按照重量计，含有以下组分：
制备工艺如下：先将128环氧树脂，SH-023-7有机硅环氧树脂，三防微晶，锐钛白粉，炭黑粉，气相白炭黑R-972，活性稀释剂BGE，增韧剂CMP-410，玻璃粉加入到分散机中进行分散约30分钟左右，然后经研磨机研磨，至细度低于35微米，然后加入聚二甲基硅树脂，KH-560，EFKA-5065，raybo85，再分散30分钟左右，然后调成水泥灰色，过滤，包装。
对比例2
一种防水涂料，按照重量计，含有以下组分：
制备工艺如下：先将128环氧树脂，SH-023-7有机硅环氧树脂，三防微晶，锐钛白粉，炭黑粉，气相白炭黑R-972，活性稀释剂BGE，增韧剂CMP-410，玻璃粉加入到分散机中进行分散约30分钟左右，然后经研磨机研磨，至细度低于35微米，然后加入聚二甲基硅树脂，KH-560，EFKA-5065，raybo85，再分散30分钟左右，然后调成水泥灰色，过滤，包装。
对比例3
一种防水涂料，按照重量计，含有以下组分：
制备工艺如下：先将128环氧树脂，SH-023-7有机硅环氧树脂，三防微晶，锐钛白粉，炭黑粉，气相白炭黑R-972，活性稀释剂BGE，增韧剂CMP-410，玻璃粉加入到分散机中进行分散约30分钟左右，然后经研磨机研磨，至细度低于35微米，然后加入聚二甲基硅树脂，KH-560，EFKA-5065，raybo85，再分散30分钟左右，然后调成水泥灰色，过滤，包装。
实验例1
取实施例1-3及对比例1-3的防水涂料，依据国家标准GB/T1728-1989干燥三日后，对各涂膜进行以下性能测试，结果如下表：
以上实验结果表明：
1)实施例1和对比例1在不改变其他的物料的种类和用量的情况下，仅仅改变固化剂的种类，发现聚醚胺和本实验所用的胺在有水的情况下，固化受到很大的影响，且透水性，抗压强度，疏水角，渗透深度等等都受到了影响，究其原因是因为聚醚胺类固化剂中含有大量的亲水性基团(羟基)，且固化后羟基基团没有减少，反而大量增加，导致涂膜固化后耐水性下降，透水性下降，抗压强度也也下降。
2)实施例1，实施例2和实施例3通过只改变渗透疏水性原料和填料的量来测试材料的性能，发现渗透型降低，疏水性降低，抗压强度下降，其原因是活性物质的量减少，及填料的量增加，增加了材料的内应力，即材料变脆了，且玻璃粉为亲水性原料，抗渗压强也相对降低。
3)实施例1和对比例2及对比例3通过改变渗透疏水材料的品种，发现对粘接强度，抗压强度影响不大，但是对疏水角度，抗渗压强及渗透深度都影响较大，其原因是辅助材料硅酸钠在涂膜中属于可水溶性物质，且其副产物为氢氧化钠，属于强碱，对涂膜有一定的破坏作用，且硅酸钠水解生成的硅胶粒径较大，渗透型变差，且无法在涂膜干燥的过程中迁移至涂膜表面，从而对疏水角度也有较大的影响。
综上所述，本发明通过对材料的筛选，并研究涂膜固化的机理，通过各种物质的完美配比达到一种综合性能优异，尤其是取得了优异的防水性能，综合性能远远高于市面上所受的产品的性能，且可以在水下进行施工，属于独创性防水产品。
实验例2
分别按照中国专利CN106398519A的实施例3(以下简称对比样品1)和CN105602367A的实施例3(以下简称对比样品2)制备防水涂料，与本发明实施例1制备的防水涂料进行性能对比，结果见下表。
注：
1)粘接强度：主要反应在干燥及潮湿情况下在混凝土表面的粘附能力，间接体现了材料的抗渗压强。
2)抗渗压强：直接体现防水材料的防水效果。
3)疏水角度：反应涂料对水的疏水效果，间接体现防水性能。
4)抗压强度：可以间接体现材料的防水补强效果。
以上实验结果表明：本发明的粘接强度远远高于其他两种材料，与混凝土结合的会更加紧密，增强了防水效果，抗渗压强也高很多，抗渗防水能力更加优越，疏水角度更大，防水效果更好，抗压强度更高，有很强的补强防水效果，尤其适用于结构力较差的混凝土地面，墙面，固含量高，绿色无污染，综合性能优异。
实验例3
取实施例1-3制备的防水涂料，制成涂膜试块，洒水养护一周后，祛除涂膜，在电子显微镜下，观看实验基板(普通的混凝土样块)上裂缝中渗透物料的状况，依照电子显微镜国标JB/T6842-1993标准进行操作，观察然后电子拍照。结果见图2。
实验例4
取实施例1-3及对比例1-3制备的防水涂料，制成涂膜试块，洒水养护一周后，祛除涂膜，按照JC474-2008实验方法，测试基层(普通混凝土样块)的抗渗压强的变化。结果见图3。
检测数据表明抗渗压强的变化不仅跟渗透防水疏水原料的量有关系，而且一部分性能还由固化级决定，如对比例1和实例1，仅仅由于固化剂不同，抗渗压强就降低小半。抗渗压强还与渗透防水疏水原料的品种有关，如对比例2和3与实例1对比，发现渗透防水疏水原料总量不变的情况下，硅酸盐类的渗透疏水原料远不如三防微晶(复合型渗透防水疏水原料)的效果好。
实验例5
取实施例1-3及对比例1-3制备的防水涂料，制成涂膜试块，涂膜养护一周后，在涂膜表面滴水，然后测试与水珠的接触角，依照GB/T30447-2013实验方法进行测试。结果见图4。测试结果表明了涂膜表面的疏水功能。
实验结果表明实例1和对比例1通过修改固化剂显示，固化剂的种类会影响疏水角，主要是固化剂与树脂反应后生成的分子结构不同而造成，对比例2和3与实例1对比表明硅酸盐类的疏水效果不如复合型渗透防水疏水原料的疏水效果好。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (12)
1.一种渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
成膜物质 30-45份，所述成膜物质为环氧树脂；
渗透防水疏水性原料 4-8份，所述渗透防水疏水性原料为渗透结晶母料与聚二甲基硅烷树脂的混合物；
助剂 0.3-0.6份，所述助剂包括消泡剂，流平剂，分散润湿剂，偶联剂中的一种或几种；
渗透防锈蚀剂 0.5-2份，
颜料适量，
增稠剂 1-6份，
活性稀释剂 1-12份，
增韧剂 3-6份，
填料 30-45份，
螺环胺类固化剂的使用量为成膜物质重量的30%-50%。
2.根据权利要求1所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
成膜物质 40份，所述成膜物质为环氧树脂；
渗透防水疏水性原料7份，
助剂 0.4份，
渗透防锈蚀剂 0.6份，
颜料 5份，
增稠剂 2份，
活性稀释剂 3份，
增韧剂 5份，
填料 37-43份，
螺环胺类固化剂 20份。
3.根据权利要求1或2所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述组分总重量为100份。
4.根据权利要求1或2所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述渗透防水疏水性原料中渗透结晶母料的含量为0.5-5份，聚二甲基硅烷树脂的含量为0.5-2份；和/或，
所述渗透防锈蚀剂为高渗透性小分子胺类物质；和/或，
所述颜料选自钛白粉，酞青蓝，酞青绿，柠檬黄，炭黑；和/或，
所述增稠剂选自硅藻土、气相白炭黑；和/或，
所述活性稀释剂选自单官能度稀释剂、双官能度活性稀释剂；和/或，
所述增韧剂为大分子聚醚酯类物质；和/或，
所述填料选自碳酸钙，重晶石粉，石英粉，玻璃粉，滑石粉，硅灰石粉；和/或，
所述螺环胺类固化剂为固化剂1085A。
5.根据权利要求1或2任一项所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述成膜物质为南亚128低粘度环氧树脂和新四海SH-O23-7有机硅环氧树脂的混合物，二者重量比为（30-45）:（2-15）。
6.根据权利要求5所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述成膜物质为南亚128低粘度环氧树脂和新四海SH-O23-7有机硅环氧树脂的混合物，二者重量比（30-38）:（2-10）。
7.根据权利要求4所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述消泡剂选自聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚，流平剂选自硅油，聚二甲基硅氧烷，烷基改性有机硅，分散润湿剂选自改性聚酯，偶联剂选自金属络合物，硅烷类，钛酸酯。
8.根据权利要求1、2、6或7任一项所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述渗透结晶母料为三防微晶；和/或，
所述助剂为硅烷类偶联剂KH-560和聚酯类分散润湿剂类EFKA-5065的混合物；和/或，
所述渗透防锈蚀剂为raybo85型防锈剂；和/或，
所述颜料为钛白粉和炭黑；和/或，
所述增稠剂为气相白炭黑德固赛R-972；和/或，
所述活性稀释剂选自AGE，BGE，苄基缩水甘油醚，聚乙二醇二缩水甘油醚，1.4-丁二醇二缩水甘油醚；和/或，
所述增韧剂为CMP-410，或者CMP-510。
9.根据权利要求8所述的渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，所述助剂为硅烷类偶联剂KH-560和聚酯类分散润湿剂类EFKA-5065的混合物，二者等比例使用；和/或，
所述颜料为钛白粉和炭黑，二者重量比为4:1。
10.一种渗透疏水性多功能防水涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
128环氧树脂 30份
SH-O23-7有机硅环氧树脂 10份
三防微晶 5份
聚二甲基硅树脂 2份
KH-560偶联剂 0.2份
EFKA-5065分散剂 0.2份
raybo85防锈剂 0.6份
锐钛白粉 4份
炭黑粉 1份
气相白炭黑德固赛R-972 2份
活性稀释剂BGE 3份
增韧剂CMP-410 5份
玻璃粉 37份
固化剂1085A 20份；
或者，所述的渗透疏水性多功能防水涂料包括以下重量份的组分：
128环氧树脂 38份
SH-O23-7有机硅环氧树脂 2份
三防微晶 3份
聚二甲基硅树脂 0.5份
KH-560偶联剂 0.2份
EFKA-5065分散剂 0.2份
raybo85防锈剂 0.6份
锐钛白粉 4份
炭黑粉 1份
气相白炭黑德固赛R-972 2份
活性稀释剂BGE 3份
增韧剂CMP-410 5份
玻璃粉 40.5份
固化剂1085A 20份。
11.权利要求1-10任一项所述渗透疏水性多功能防水涂料的制备方法，其特征在于，包括先将成膜物质、渗透防水疏水性原料，颜料，增稠剂，部分活性稀释剂、部分助剂、增韧剂、填料进行分散，然后进行研磨，然后再加入剩余活性稀释剂、剩余助剂、渗透防锈蚀剂、螺环胺类固化剂进行分散，调色，然后过滤，即得。
12.权利要求1-10任一项所述渗透疏水性多功能防水涂料或权利要求11所述方法制备的渗透疏水性多功能防水涂料应用于建筑物、桥梁、隧道及路基的防水防渗工程。
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| 光鉴淼等.水泥基渗透结晶型防水涂料的制备与性能研究.《新型建筑材料》.2016, * |
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