CN108638256A - 一种竹木用复合涂层防水方法 - Google Patents

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Abstract

一种竹木用复合涂层防水方法，属于竹木加工技术领域。其包括以下工艺步骤：1）取含水率小于12%的竹木材料，在竹木材料表面刷涂或喷涂结合层，自然干燥；2）待结合层干燥后，在结合层上刷涂或喷涂阻隔层，先用红外干燥再用热空气干燥；3）待阻隔层干燥后，在阻隔层上刷涂或喷涂疏水层。本发明根据渗透系数P=D×S（D为扩散系数，S为溶解度）这一机理，通过在竹木材料上设置复合防水涂层，该涂层从基材到外表面依次为结合层、阻隔层、疏水层，通过本发明的方法得到的竹木材料具有优异的防水性能。

Description

一种竹木用复合涂层防水方法
技术领域
本发明属于竹木加工技术领域，具体涉及一种竹木用复合涂层防水方法。
背景技术
竹木材料是天然材料，在建筑装饰工程中广泛应用，然而竹木材料受水分影响较大，水分会导致材料尺寸变化、材料开裂、涂层破坏，水分也是微生物生存并导致材料发霉、腐朽。因此，防水是提高竹木材料在潮湿和户外环境中应用性能的重要手段。
现有的防水方法可分为阻隔法和疏水法两大类，阻隔法主要采用树脂等材料填充竹木材料中的孔隙，或形成阻隔层阻止水分渗透，但树脂材料难以完全填充所有孔隙，而树脂阻隔层一般在水、热、光等自然条件下较易老化导致保护失效；疏水法对可有效实现荷叶效应，但耐久性、成本等方面尚存在一定问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种竹木用复合涂层防水方法的技术方案。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）取含水率小于12%的竹木材料，在竹木材料表面刷涂或喷涂结合层，自然干燥，所述的结合层为聚氨酯或其改性物，优选为丙烯酸改性的水性聚酯分散体；
2）待结合层干燥后，在结合层上刷涂或喷涂阻隔层，先用红外干燥再用热空气干燥，所述的阻隔层为聚偏氯乙烯乳液，优选为纳米SiO2增强PVDC乳液；
3）待阻隔层干燥后，在阻隔层上刷涂或喷涂疏水层，所述的疏水层为防水剂、含氟乳液或有机硅。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤1）中丙烯酸改性的水性聚酯分散体具体通过以下步骤得到：取PUA 85～95%、流平剂0.1～0.4%、消泡剂0.1～0.2%和流变助剂余量，在转速800～1200r/min下搅拌10～20mins，用25%氨水调节pH值至7.5～8即得，所述的流平剂为BYK-345或BYK-346，所述的消泡剂为S10、BYK-011或BYK-028，所述的流变助剂为BR-100或RM-2020。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤2）中纳米SiO2增强PVDC具体通过以下步骤得到：先将粒径为7～40nm的纳米SiO2分散到乙醇和蒸馏水中，在1000～3000r/min的转速下搅拌15～30 min，然后超声分散20～60 min，再加入到PVDC乳液中，在400～1000r/min的转速下搅拌10～30 min至均匀即可。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤2）中干燥温度为30～60℃。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤3）中防水剂为防水剂AC或防水剂CR，所述的含氟乳液为含氟乳液AG-E7800或含氟乳液082，所述的有机硅为有机硅KR-251。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的PVDC乳液为PVDC乳液A297或PVDC乳液B206。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的纳米SiO2加入量为PVDC乳液固体含量的0～0.5%，优选为0.3～0.4%。
所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在于所述的纳米SiO2增强PVDC中加入占纳米SiO2增强PVDC质量1～3%的石蜡乳液。
本发明根据渗透系数P= D×S （D为扩散系数，S为溶解度）这一机理，通过在竹木材料上设置复合防水涂层，该涂层从基材到外表面依次为结合层、阻隔层、疏水层，通过本发明的方法得到的竹木材料具有优异的防水性能。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步说明本发明。
实施例1：一种竹木用复合涂层防水方法，其包括以下工艺步骤：
1）取取含水率小于12%的竹木材料，在竹木材料表面刷涂或喷涂结合层，自然干燥，所述的结合层为丙烯酸改性的水性聚酯分散体，丙烯酸改性的水性聚酯分散体具体通过以下步骤得到：取PUA 90%、流平剂（BYK-345）0.3%、消泡剂（S10）0.2%和流变助剂（BR-100）9.5%，在转速1000r/min下搅拌15mins，用25%氨水调节pH值至7.5即得；
2）待结合层干燥后，在结合层上刷涂或喷涂阻隔层，先用红外干燥再用热空气干燥，干燥温度为45℃，所述的阻隔层为纳米SiO2增强PVDC乳液，纳米SiO2增强PVDC乳液具体通过以下步骤得到：先将粒径为30nm的纳米SiO2分散到乙醇和蒸馏水中，在2000r/min的转速下搅拌20 min，然后超声分散40 min，再加入到固体含量60%的PVDC乳液（A297）中，纳米SiO2加入量为PVDC乳液固体含量的0.4%，在800r/min的转速下搅拌20min至均匀即得；此时表面对水的接触角为62～66°；
3）待阻隔层干燥后，在阻隔层上刷涂或喷涂疏水层，所述的疏水层为有机硅KR-251，常温干燥；此时表面对水的接触角增加至100～103°，疏水性大幅度提高。
实施例2：一种竹木用复合涂层防水方法，其包括以下工艺步骤：
1）取取含水率小于12%的竹木材料，在竹木材料表面刷涂或喷涂结合层，自然干燥，所述的结合层为丙烯酸改性的水性聚酯分散体，丙烯酸改性的水性聚酯分散体具体通过以下步骤得到：取PUA 95%、流平剂（BYK-346）0.4%、消泡剂（BYK-011）0.1%和流变助剂（RM-2020）4.5%，在转速1200r/min下搅拌20mins，用25%氨水调节pH值至8即得；
2）待结合层干燥后，在结合层上刷涂或喷涂阻隔层，先用红外干燥再用热空气干燥，干燥温度为60℃，所述的阻隔层为纳米SiO2增强PVDC乳液，纳米SiO2增强PVDC乳液具体通过以下步骤得到：先将粒径为7nm的纳米SiO2分散到乙醇和蒸馏水中，在3000r/min的转速下搅拌30 min，然后超声分散60 min，再加入到固体含量60%的PVDC乳液（B206）中，纳米SiO2加入量为PVDC乳液固体含量的0.3%，在1000r/min的转速下搅拌30min至均匀即得；此时表面对水的接触角为40～49°；
3）待阻隔层干燥后，在阻隔层上刷涂或喷涂疏水层，所述的疏水层为含氟乳液AG-E7800，先在100～120℃下烘3min至干燥，再在110℃烘8min，此时表面对水的接触角增加到108～115°，疏水性大幅度提高。
实施例3：一种竹木用复合涂层防水方法，其包括以下工艺步骤：
1）取含水率小于12%的竹木材料，在竹木材料表面刷涂或喷涂结合层，自然干燥，所述的结合层为丙烯酸改性的水性聚酯分散体，丙烯酸改性的水性聚酯分散体具体通过以下步骤得到：取PUA 85%、流平剂（BYK-346）0.1%、消泡剂（BYK-028）0.2%和流变助剂（RM-2020）14.7%，在转速1000r/min下搅拌10mins，用25%氨水调节pH值至7.8即得；
2）待结合层干燥后，在结合层上刷涂或喷涂阻隔层，先用红外干燥再用热空气干燥，干燥温度为60℃，所述的阻隔层为纳米SiO2增强PVDC乳液，纳米SiO2增强PVDC乳液具体通过以下步骤得到：先将粒径为35nm的纳米SiO2分散到乙醇和蒸馏水中，在1000r/min的转速下搅拌15min，然后超声分散20 min，再加入到固体含量60%的PVDC乳液（B206）中，纳米SiO2加入量为PVDC乳液固体含量的0.5%，在400r/min的转速下搅拌30min至均匀即得；此时表面对水的接触角为40～49°；
3）待阻隔层干燥后，在阻隔层上刷涂或喷涂疏水层，所述的疏水层为防水剂CR，先在180℃下烘干，再在110℃烘10min；此时表面对水的接触角增加至100～107°，疏水性大幅度提高。
上述实施例中，若不设置阻隔层则可在纳米SiO2增强PVDC中加入占纳米SiO2增强PVDC质量1～3%的石蜡乳液，增强疏水性。
利用圆形模具按上述结构制备游离涂层，参照ASTM E96 / E96M –16等标准，采用水法在32℃、50%相对湿度条件下测定平均渗透率（Average permeability），平均渗透率越小，涂层阻隔性能越好。测定结果如下：纯PUA平均渗透率为5.3～5.6 ×10-5 g·m /（Pa·24h·m2），实施例1的涂膜为6.5～7.5 ×10-6 g·m /（Pa·24h·m2），实施例2的涂膜为7.6～8.7 ×10-6 g·m /（Pa·24h·m2），可见采用复合涂层后，水分阻隔性能大幅度提高。

Claims (8)

1.一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
1）取含水率小于12%的竹木材料，在竹木材料表面刷涂或喷涂结合层，自然干燥，所述的结合层为聚氨酯或其改性物，优选为丙烯酸改性的水性聚酯分散体；
2）待结合层干燥后，在结合层上刷涂或喷涂阻隔层，先用红外干燥再用热空气干燥，所述的阻隔层为聚偏氯乙烯乳液，优选为纳米SiO2增强PVDC乳液；
3）待阻隔层干燥后，在阻隔层上刷涂或喷涂疏水层，所述的疏水层为防水剂、含氟乳液或有机硅。
2.如权利要求1所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤1）中丙烯酸改性的水性聚酯分散体具体通过以下步骤得到：取PUA 85～95%、流平剂0.1～0.4%、消泡剂0.1～0.2%和流变助剂余量，在转速800～1200r/min下搅拌10～20mins，用25%氨水调节pH值至7.5～8即得，所述的流平剂为BYK-345或BYK-346，所述的消泡剂为S10、BYK-011或BYK-028，所述的流变助剂为BR-100或RM-2020。
3.如权利要求1所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤2）中纳米SiO2增强PVDC具体通过以下步骤得到：先将粒径为7～40nm的纳米SiO2分散到乙醇和蒸馏水中，在1000～3000r/min的转速下搅拌15～30 min，然后超声分散20～60 min，再加入到PVDC乳液中，在400～1000r/min的转速下搅拌10～30 min至均匀即可。
4.如权利要求1所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤2）中干燥温度为30～60℃。
5.如权利要求1所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的步骤3）中防水剂为防水剂AC或防水剂CR，所述的含氟乳液为含氟乳液AG-E7800或含氟乳液082，所述的有机硅为有机硅KR-251。
6.如权利要求3所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的PVDC乳液为PVDC乳液A297或PVDC乳液B206。
7.如权利要求3所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在所述的纳米SiO2加入量为PVDC乳液固体含量的0～0.5%，优选为0.3～0.4%。
8.如权利要求3所述的一种竹木用复合涂层防水方法，其特征在于所述的纳米SiO2增强PVDC中加入占纳米SiO2增强PVDC质量1～3%的石蜡乳液。
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