CN108795177B - 一种防水涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防水涂料及其制备方法，该防水涂料包括A组分、B组分和C组分，使用时，将A组分、B组分和C组分按重量比为3:1.5‑2.5:1‑2的配比混合均匀；按重量份计，所述A组分包括水性丙烯酸树脂60‑100份、钛白粉10‑20份；所述B组分包括油性环氧树脂20‑50份、硅烷偶联剂3‑5份、抗老化剂0.2‑2份、消泡剂1‑3份；所述C组分包括硫铝酸盐水泥20‑50份、减水剂0.2‑0.5份、聚酰胺10‑30份。相较于现有防水涂料，本发明的防水涂料具有良好的粘结、密封性能，同时还具有优秀的抗裂性、抗渗性、耐久性和强度，且固化时间短。

Description

一种防水涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防水涂料及其制备方法，属于建筑物防水材料领域。

背景技术

我国建筑防水失效频频发生，严重影响人们的正常生活和工作；传统的防水材料则存在能耗大，污染环境等问题，不符合低碳环保的趋势；防水层补修翻新频繁，严重浪费资源，建筑防水还未能在根本上解决渗漏问题。

目前，主流的建筑防水材料有刚性防水堵漏材料、涂料、卷材、密封材料几大类。沥青类卷材由于污染环境和自身性能差，沥青油毡使用量大大降低甚至禁止生产和使用。刚性堵漏材料以水泥、砂石等为原材料，加入部分助剂配制成的水泥砂浆混凝土类防水材料，具有强度高、耐磨，抗渗透和寿命长等优点，但抗裂性能差。有机聚合物防水涂料则具有，成膜致密程度高，隔水效果好，且温度适应性好，易于施工及维护，同时具有较好的柔韧性，抗裂性优异。

丙稀酸类树脂在功能性、装饰性、防护性等方面有着独特的优势，许多研究人员以水性树脂或丙烯酸树脂作为基体材料来制备防水涂料，专利号CN104861790A的发明公开一种丙烯酸防水涂料，按重量份计，包括以下组分：苯丙乳液45份、丙烯酸弹性乳液28份、环氧树脂5份、滑石粉4份、重质碳酸钙2份、硼酸三月桂酯5份、云母粉3份、钛白粉6份、硅烷偶联剂1份、石油磺酸钠7份、消泡剂0.3份、防腐剂0.1份、去离子水22份具有良好的防水防渗性能；专利号CN106085053A公开了一种建筑外墙用丙烯酸防水涂料，其原料按重量份包括：CB-700丙烯酸乳液60-70份，环氧改性丙烯酸酯乳胶35-45份，改性复合乳液2-8份，黏土5-15份，硅藻土5-10份，活性炭8-18份，纳米二氧化硅3-8份，苯基三乙氧基硅烷2.5-4.5份，聚氧乙烯脂肪酸酯2-3份，硬脂酸1-2份，羟乙基纤维素2-6份，乙二醇单丁醚2-3份，聚四氟乙烯微粉2-3份，氨水3-4份，润湿剂1-2份，消泡剂1-2份，水20-45份，涂膜韧性极好，且防水性能优异。然而上述材料虽使用以丙烯酸树脂和环氧树脂为基体材料但普遍都存在粘附性差、抗开裂性差、耐磨性较差、固化时间较长的问题，在日照、高温等自然因素以及外界荷载的作用下，涂料在使用一段时间后便出现了不同程度破坏的问题。

以环氧树脂或丙烯酸树脂作为基体材料，单一的树脂材料在性能上存在短板，丙烯酸树脂的链段一般为线性结构，对湿度的变化反应比较敏感，因此耐候性不强，还有比如疏水性能不足、保光性能差、低温条件下初性不足等。而环氧树脂的固有缺点是耐冲击损伤能力差，韧性差就是比较脆,耐热性能也较低(小于170℃)。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防水涂料及其制备方法，以克服传统防水涂料在粘结性差、密封性差、强度低且抗裂性不好的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种防水涂料，包括A组分、B组分和C组分，使用时，将A组分、B组分和C组分按重量比为3:1.5-2.5:1-2的配比混合均匀；按重量份计，所述A组分包括水性丙烯酸树脂60-100份、钛白粉10-20份；所述B组分包括油性环氧树脂20-50份、硅烷偶联剂3-5份、抗老化剂0.2-2份、消泡剂1-3份；所述C组分包括硫铝酸盐水泥20-50份、减水剂0.2-0.5份、聚酰胺10-30份。

进一步地，所述油性环氧树脂为NPEL-128型，其粘结能力强、附着力好，能增强涂料与施工涂抹面的粘结。同时其热固性好、固化方便、收缩率低、力学性能良好，另外，E51型、E44型等环氧树脂也可以。

水性丙烯酸树脂（例如牌号为AAA的水性丙烯酸树脂）具有良好的耐光性、耐久性，可以提高涂料的耐久性。

消泡剂用于减少涂料硬化过程产生的气泡，使涂料更加密实，提高其强度、抗渗能力等，优选为聚醚类消泡剂，如DF-896型、DF-803型、GPE等。

本发明中，硅烷偶联剂用于加强环氧树脂、丙烯酸树脂等有机聚合物和水泥等无机物的连接，使其成为一个整体，增强涂料的整体性。抗老化剂能增强有机聚合物抗老化能力，进一步提高涂料耐久性，优选为抗氧剂1010、抗氧剂1760、抗氧剂B-225、抗紫外剂UV-531、抗紫外剂UV-326等中的一种。聚酰胺用于增加涂料的粘结，加快涂料的固化，使涂料强度在短时间内迅速增强。钛白粉化学性质非常稳定，可以改善涂料的物化性能，增强化学稳定性，以至提高遮盖力、消色力、防腐蚀性、耐光、耐候性，增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分的透过，从而推迟老化，延长漆膜寿命。

所述A组分还包括颜料2-10份。

进一步地，所述颜料为丙烯颜料。

进一步地，所述C组分还包括碳酸锂0.1-0.3份。碳酸锂的加入可加快硫铝酸盐水泥的硬化过程。

进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂，如此，可在不降低施工和易性条件下提高强度。

使用时，将A组分、B组分和C组分按重量比为3:1.75-2.25:1.25-1.75的配比混合均匀。

按重量份计，所述A组分包括水性丙烯酸树脂70-90份、钛白粉13-17份。

按重量份计，所述B组分包括油性环氧树脂25-45份、硅烷偶联剂3.5-4份、抗老化剂0.25-1.75份、消泡剂1.25-2.75份。

按重量份计，所述C组分包括硫铝酸盐水泥24-45份、减水剂0.3-0.4份、碳酸锂0.15-0.25份、聚酰胺15-25份。

本发明中，硫铝酸盐水泥具有早强、快硬等特点，能增强涂料的强度。

A组分中，以水性丙烯酸树脂为基体，钛白粉作为颜料具有白度高、不透明性高、物理化学性能稳定等优点，可通过高速分散机将其均匀分散在丙烯酸树脂体系中，丙烯颜料是由溶解于矿物油精中的聚甲基丙烯酸甲酯所制成的分散性颜料，分散过程中加入少量丙烯颜料，能促进钛白粉在树脂呈现更好的均匀性。丙烯颜料本身成膜速度快，着色层干后会迅速失去可溶性，形成坚韧、有弹性的不渗水的膜，故丙烯颜料的掺量也可调节复合涂料体系的成膜时间和成膜硬度。

对于B组分，油性环氧树脂具有优异的工艺性能、力学性能和物理性能，但其易老化、耐久性差。引入抗老化剂改善油性环氧树脂耐久性能，增强油性环氧树脂对外界环境的抗性。有机聚合物与无机粉末由于配伍性问题，无法做到较好的结合。硅烷偶联剂可以引入大量的硅-氧极性键，增强有机聚合物与水泥粉末的结合，促使形成稳定的有机-无机复合涂料体系。

对于C组分，聚酰胺内含有多个具有较高内聚力的酰胺基团，与丙烯酸-环氧树脂体系形成具有较好的热稳定性、粘结性和韧性的固化产物。硫铝酸盐水泥具有早强、高强、抗冻和低碱度等优良特性，减水剂能降低流动性对水需求，促使水泥在涂料拌合过程具有好的施工性能。碳酸锂可以进一步提高硫铝酸盐水泥的早期反应热，加快水泥水化速度。C组分作为一个固化组分，用于增强A-B的有机涂料体系性能，同时引入硫铝酸盐水泥无机粉末，形成最终的复合有机-无机复合涂料的体系。

油性环氧树脂的分子结构中含有醚键、羟基和环氧基等极性基团与活性基团，与固化剂交联后形成的空间结构使其具有较好的耐化学性、机械强度。但是单纯的环氧树脂固化后质地硬脆、不耐候、不耐紫外线、耐冲击性差。丙烯酸树脂涂料由于其光泽高、耐候性好、丰满度高等特点，与油性环氧树脂具有较好的互补性，复配后水性丙烯酸树脂通过分子布朗运动扩散到油性环氧树脂中，使涂层兼有丙烯酸树脂和环氧树脂的优点，丙烯酸-环氧复合体系具有较好的层间附着力，柔韧性也得到改善。在丙烯酸-环氧复合体系中引入聚酰胺固化剂，固化剂分子中含有多个具有较高内聚力的酰胺基团，能够提高涂料对金属、混凝土和塑料基材的粘接强度，同时随着水性丙烯酸树脂共同运动至油性环氧树脂中，能极大的缩短涂料成膜时间及最终强度形成时间。

在复合的丙烯酸-环氧树脂的基体上，通过硅烷偶联剂，将硫铝酸盐水泥与基体连结成整体，硅烷偶联剂所引入的硅氧键，增强复合基体与水泥的结合度。硫铝酸盐水泥作为快硬水泥，前期水化反应释放较多的热量，可以促进丙烯酸-环氧树脂基体与聚酰胺固化速度。硫铝酸盐水泥水化迅速形成的凝胶结构与丙烯酸-环氧-聚酰胺体系形成的三维结构共同支撑成膜的性能及牢固度，有利于获得强度高且密封性好的涂层。引入亲水的无机粉末水泥颗粒，显著提高了涂料的耐水性，复合有机-无机复合涂料的体系也极大的增强了涂料的耐久性。综上，本发明通过环氧树脂复配丙烯酸树脂，结合水泥等无机料，能形成性能上的优势互补，各组分协同作用，在聚酰胺的固化作用下能快速固化，固化后具有良好的抗裂性、耐磨性、耐久性。

如上所述的防水涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1、按配比称取水性丙烯酸树脂、钛白粉，分散均匀，获得A组分，备用；

按配比称取油性环氧树脂、硅烷偶联剂、抗老化剂、消泡剂，搅拌均匀，获得B组分，备用；

按配比称取硫铝酸盐水泥、减水剂、碳酸锂、聚酰胺，搅拌均匀，获得C组分，备用；

S2、按配比，将S1中获得的A组分、B组分、C组分混合均匀，获得防水涂料成品。

进一步地，S1中，将水性丙烯酸树脂、钛白粉置于高速分散机中，分散15-25min，获得A组分；

将油性环氧树脂、硅烷偶联剂、抗老化剂、消泡剂置于搅拌机中，搅拌1.5-2min，获得B组分；

将硫铝酸盐水泥、减水剂、碳酸锂、聚酰胺置于搅拌机中，搅拌1.5-2.5min，获得C组分。

本发明提供的防水涂料使用方法为：在对建筑面墙施工前，应将施工面的尘土杂物认真清理干净。可采用压缩空气或热空气吹、手动工具清扫等方法清理干净所需修补处。施工时，根据现场的施工温度（B、C组分在温度较高时适宜取下限值，温度较低适宜取上限值），将A、B、C三组分按照比例3:（1.5～2.5） :（1～2）现场机械搅拌或人工搅拌均匀1.5-2min，充分搅拌后，涂料应具有一定的流动性。然后用刮板或滚刷刮涂配制好的防水涂料，顺序均匀地涂刷在干燥的建筑表面上，涂刷时要求薄均匀一致，对楼顶表面以涂刷2-3遍为宜，多次涂刷间隔时间应大于2小时，每遍涂刷量为0.8~1.0kg/m²，防水涂膜的总厚度以不小于1.5mm为合格。每次配料需在两小时内使用完。材料应用时最好现场拌制，现拌现用；每次涂料搅拌完毕，应立即用水对搅拌机具进行浸泡、用钢丝刷进行清洗，施工结束后要及时对所有其它施工用具进行清洗。一般地，涂料完全硬化时间为4-10h。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

相较于现有防水涂料，本发明的防水涂料具有良好的粘结、密封性能，同时还具有优秀的抗裂性、抗渗性、耐久性和强度，且固化时间短。

优良的粘结、密封性能主要来源于油性环氧树脂加水性丙烯酸树脂的复合基体材料，油性环氧树脂单体具有固化方便、粘附力强、收缩小、力学性能优点的特点：水性丙烯酸树脂对光的主吸收峰位于光谱之外，所以其最大的优点就是具有良好的耐光性、耐久性，并具有良好的保光性、耐水性、透明度高、干燥快、施工性能好等优点。

优良的抗裂性与耐久性主要来源与硫铝酸盐水泥等无机材料的复合，水泥与潮湿基面的粘结力强，抗湿效果显著，抗压强度高，通过硅烷偶联剂使无机水泥与有机聚合物紧密结合，优势互补，不但提高了涂料抗裂与耐久性，增强涂料的强度，还有益于涂料体系的抗渗性。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例的防水涂料由A组分、B组分、C组分按质量比例3:2:1配置而成，先将A组分、B组分低速搅拌混合搅匀后，再加入C组分高速搅拌至具有一定的流动性。其中A组分由水性丙烯酸树脂60重量份、钛白粉20重量份，用电动搅拌机低速搅拌2min制得；B组分由油性环氧树脂30重量份、抗老化剂1重量份、硅烷偶联剂3重量份、消泡剂1重量份，用电动搅拌机低速搅拌2min混合均匀制得；C组分由硫铝酸盐水泥30重量份、减水剂0.2重量份、碳酸锂0.1重量份、聚酰胺15重量份低速搅拌2min制得。

用于防止楼栋建筑楼顶漏水，用刮板或滚刷刮涂配制好的防水涂料，顺序均匀地涂刷在干燥的建筑表面上，仅涂刷一遍，每遍涂刷量为0.8~1.0kg/m²。2小时实现表干，10小时完全固化。经6个月后，该栋建筑未再次渗水、漏水。涂料本身未出现脱落、裂缝等老化现象。相同配方在实验室测得涂料分别与水泥混凝土表面、沥青混合料表面的拉拔强度>2MPa，7天浸水试验，涂料未出现任何剥落现象。

实施例2

本实施例中，防水涂料由A组分、B组分、C组分按质量比例3:2:1.5配置而成，先将A组分、B组分低速搅拌混合搅匀后，再加入C组分高速搅拌至具有一定的流动性。其中组分A由水性丙烯酸树脂60重量份、钛白粉20重量份，用电动搅拌机低速搅拌2min制得；组分B由油性环氧树脂30重量份、抗老化剂1重量份、硅烷偶联剂3重量份、消泡剂1重量份，用电动搅拌机低速搅拌2min混合均匀制得；C组分由硫铝酸盐水泥20重量份、减水剂0.2重量份、碳酸锂0.1重量份、聚酰胺20重量份低速搅拌2min制得。

用于防止室内卫生间渗水、漏水问题，用刮板或滚刷刮涂配制好的防水涂料，顺序均匀地涂刷在干燥的卫生间地面，涂刷三遍，每遍涂刷量为0.8~1.0kg/m²。1.5小时实现表干，6小时后完全固化。卫生间使用4个月后，未出现渗水、漏水现象。涂料表面正常，未有脱落、裂缝等老化现象。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种防水涂料，其特征在于，包括A 组分、B 组分和C 组分，使用时，将A 组分、B 组分和C 组分按重量比为3:1.5-2.5:1-2 的配比混合均匀；按重量份计，所述A 组分为水性丙烯酸树脂60-100 份、钛白粉10-20 份；所述B 组分为油性环氧树脂20-50 份、硅烷偶联剂3-5 份、抗老化剂0.2-2 份、消泡剂1-3 份；所述C 组分为硫铝酸盐水泥20-50 份、减水剂0.2-0.5 份、聚酰胺10-30 份、碳酸锂0.1-0.3 份；

所述油性环氧树脂为NPEL-128型；

所述的防水涂料的制备方法，包括如下步骤： S1、按配比称取水性丙烯酸树脂、钛白粉，分散均匀，获得A 组分，备用； 按配比称取油性环氧树脂、硅烷偶联剂、抗老化剂、消泡剂，搅拌均匀，获得B 组分，备用； 按配比称取硫铝酸盐水泥、减水剂、碳酸锂、聚酰胺，搅拌均匀，获得C 组分，备用； S2、按配比，将S1 中获得的A 组分、B 组分、C 组分混合均匀，获得防水涂料成品。

2.根据权利要求1 所述的防水涂料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸减水剂。

3.根据权利要求1 所述的防水涂料，其特征在于，使用时，将A 组分、B 组分和C组分按重量比为3:1.75-2.25:1.25-1.75 的配比混合均匀。

4.根据权利要求1 所述的防水涂料，其特征在于，按重量份计，所述A 组分为水性丙烯酸树脂70-90 份、钛白粉13-17 份。

5.根据权利要求1 所述的防水涂料，其特征在于，按重量份计，所述B 组分为油性环氧树脂25-45 份、硅烷偶联剂3.5-4 份、抗老化剂0.25-1.75 份、消泡剂1.25-2.75 份。

6.根据权利要求1 所述的防水涂料，其特征在于，按重量份计，所述C 组分为硫铝酸盐水泥24-45 份、减水剂0.3-0.4 份、碳酸锂0.15-0.25 份、聚酰胺15-25 份。