CN109401484A - 一种自愈合的智能防水涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，包括以下步骤：粉碎处理、制备第一分散液、制备第二分散液、制备混合分散液、静置反应、触变处理、制备混合液、超声分散处理和消泡处理；本发明提出通过本发明的制备方法制备出的防水涂料可以当混凝土出现裂纹渗水或裂缝与空气接触时，修复剂自动与渗水或空气中的水分发生潮固化反应，从而修复混凝土的裂纹，可以提高混凝土材料的使用寿命，制备出的防水涂料无毒、无味，安全环保，通过超声分散处理制备出的防水涂料的涂膜表面形成一种特殊抗水结构使涂膜表面具有极强的疏水、防水和憎水性，耐水性、耐碱性和抗紫外线能力强，具有较高的断裂延伸率、拉伸强度和自动修复功能，不易损耗。

Description

一种自愈合的智能防水涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及防水涂料领域，尤其涉及一种自愈合的智能防水涂料的制备方法。
背景技术
混凝土材料本质上是一种非均匀的多孔材料，在二氧化碳、水、氯离子和硫酸盐等的介质的侵蚀作用下，不可避免受到外来因素的影响而腐蚀，盐类化合物渗入混凝土中，经过水分的蒸发，盐类在混凝土中不断浓缩，最后形成结晶，而结晶过程还往往伴随体积的增大会造成混凝土材料的开裂破坏，混凝土材料的使用寿命大大缩短。
为了减少混凝土材料的开裂破坏一般会使用防水涂料对混凝土材料进行保护，现有市场上的防水涂料有两大类，一是聚氨酯类防水涂料，一般是由聚氨脂与煤焦油作为原材料制成；另一类为聚合物水泥基防水涂料，它由多种水性聚合物合成的乳液与掺有各种添加剂的优质水泥组成，但聚氨酯类防水涂料所挥发的焦油气毒性大，且不容易清除，聚合物水泥基防水涂料不耐磨，防水效果均不够好。因此，发明提出一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明提出通过本发明的制备方法制备出的防水涂料可以当混凝土材料出现裂纹渗水或裂缝与空气接触时，修复剂自动与渗水或空气中的水分发生潮固化反应，从而修复混凝土材料的裂纹，可以提高混凝土材料的使用寿命，同时制备出的防水涂料具有优良的高弹性和绝佳的防水性能，并且本发明制备方法制备出的防水涂料无毒、无味，安全环保。
本发明提出一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：粉碎处理
将10-15质量份数的二氧化钛进行微米级粉碎处理和纳米级粉碎处理，制成7-10质量份数的二氧化钛微米粉末和3-5质量份数的二氧化钛纳米粉末；
步骤二：制备第一分散液
将二氧化钛微米粉末和21-27质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌10-15分钟，然后将二氧化钛微米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第一分散液取出备用；
步骤三：制备第二分散液
将二氧化钛纳米粉末和10-15质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌20-25分钟，然后将二氧化钛纳米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第二分散液取出备用；
步骤四：制备混合分散液
将第一分散液、第二分散液和2-4质量份数的甲基纤维素加入超声波发生器内进行超声分散处理30-40分钟，制成混合分散液取出备用；
步骤五：静置反应
将30-36质量份数的成膜剂、40-50质量份数的防水乳液、15-20质量份数的分散剂和6-8质量份数的疏水剂加入反应釜内，将反应釜内升温至85-90摄氏度，进行搅拌，搅拌后将反应釜内降温至45-50摄氏度进行保温1-2小时，保温后静置反应10-12小时；
步骤六：触变处理
将5-8质量份数的触变剂加入反应釜内，进行搅拌25-48分钟；
步骤七：制备混合液
将混合分散液、20-30质量份数的修复剂和12-15质量份数的增稠剂加入反应釜内，进行搅拌，制成混合液；
步骤八：超声分散处理
将混合液进行超声分散处理；
步骤九：消泡处理
向超声分散处理后的混合液内加入12-15质量份数的消泡剂进行消泡处理，消泡处理后静置5-6小时。
进一步改进在于：所述步骤一中二氧化钛微米粉末粒径为5-8微米，二氧化钛纳米粉末粒径为50-55纳米。
进一步改进在于：所述步骤二的超声分散处理时间20-30分钟，所述步骤三中的超声分散处理时间35-40分钟。
进一步改进在于：其特征在于：所述步骤五中的防水乳液为丙烯酸乳液或纯丙乳液中的一种，所述步骤五中先将成膜剂、防水乳液和分散剂加入反应釜内，反应釜内升温至88摄氏度，进行搅拌30-40分钟，搅拌后再加入疏水剂进行搅拌20-30分钟，搅拌后将反应釜内温度降低至25-30摄氏度，进行保温1.5小时，保温后静置反应10小时。
进一步改进在于：所述步骤六中将触变剂分5-6次加入反应釜内，每加入一次触变剂进行搅拌5-8分钟，共搅拌25-48分钟。
进一步改进在于：所述步骤七中的修复剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种。
进一步改进在于：所述步骤七中先将混合分散液和增稠剂加入反应釜内，将反应釜内升温至50摄氏度，进行搅拌20-30分钟，搅拌后将搅拌釜内温度将至15-25摄氏度，再将修复剂加入反应釜内进行搅拌30分钟，制成混合液。
进一步改进在于：所述步骤八中超声分散处理时间为45-50分钟。
进一步改进在于：所述步骤九中消泡处理时间为50-60分钟。
进一步改进在于：所述步骤二和步骤三中搅拌釜内的搅拌转速为250-300转/分钟，所述步骤五和步骤六中反应釜内的搅拌转速为280-320转/分钟，所述步骤七中反应釜内的搅拌转速350-420转/分钟。
本发明的有益效果为：通过本发明的制备方法制备出的防水涂料可以当混凝土材料出现裂纹渗水或裂缝与空气接触时，修复剂自动与渗水或空气中的水分发生潮固化反应，从而修复混凝土材料的裂纹，可以提高混凝土材料的使用寿命，同时制备出的防水涂料具有优良的高弹性和绝佳的防水性能，并且本发明制备方法制备出的防水涂料无毒、无味，安全环保，通过超声分散处理制备出的防水涂料的涂膜表面形成一种特殊抗水结构使涂膜表面具有极强的疏水、防水和憎水性，同时涂膜的耐水性、耐碱性和抗紫外线能力强，具有较高的断裂延伸率、拉伸强度和自动修复功能，不易损耗，可以减少使用成本，通过分散剂和疏水剂的静置反应可以保证制备出的防水涂料状态分散，形成的结构稳定，可以达到防沉目的，避免了防水涂料沉淀结底，防水涂料的流动性好，同时不影响涂膜的透气性，避免了疏水剂导致防水材料出现透气性差的局面。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一
一种自愈合的智能防水涂料的制备方法
步骤一：粉碎处理
将10质量份数的二氧化钛进行微米级粉碎处理和纳米级粉碎处理，制成7质量份数的二氧化钛微米粉末和3质量份数的二氧化钛纳米粉末，二氧化钛微米粉末粒径为6微米，二氧化钛纳米粉末粒径为52纳米；
步骤二：制备第一分散液
将二氧化钛微米粉末和21质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌12分钟，然后将二氧化钛微米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第一分散液取出备用，超声分散处理时间25分钟，搅拌釜内的搅拌转速为280转/分钟；
步骤三：制备第二分散液
将二氧化钛纳米粉末和10质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌22分钟，然后将二氧化钛纳米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第二分散液取出备用，超声分散处理时间35分钟，搅拌釜内的搅拌转速为280转/分钟；
步骤四：制备混合分散液
将第一分散液、第二分散液和2质量份数的甲基纤维素加入超声波发生器内进行超声分散处理35分钟，制成混合分散液取出备用；
步骤五：静置反应
所述步骤五中的防水乳液为丙烯酸乳液或纯丙乳液中的一种，所述步骤五中先将30质量份数的成膜剂、40质量份数的丙烯酸乳液和15质量份数的分散剂加入反应釜内，反应釜内升温至88摄氏度，进行搅拌35分钟，搅拌后再加入6质量份数的疏水剂进行搅拌25分钟，搅拌后将反应釜内温度降低至25摄氏度，进行保温1.5小时，保温后静置反应10小时，反应釜内的搅拌转速为300转/分钟；
步骤六：触变处理
将5质量份数的触变剂分5次加入反应釜内，每加入一次触变剂进行搅拌7分钟，共搅拌35分钟，反应釜内的搅拌转速为300转/分钟；
步骤七：制备混合液
先将混合分散液和12质量份数的增稠剂加入反应釜内，将反应釜内升温至50摄氏度，进行搅拌25分钟，搅拌后将搅拌釜内温度将至15摄氏度，再将20质量份数的甲苯二异氰酸酯加入反应釜内进行搅拌30分钟，制成混合液，反应釜内的搅拌转速400转/分钟；
步骤八：超声分散处理
将混合液进行超声分散处理，超声分散处理时间为50分钟；
步骤九：消泡处理
向超声分散处理后的混合液内加入12质量份数的消泡剂进行消泡处理，消泡处理后静置5.5小时，消泡处理时间为55分钟。
实施例二
一种自愈合的智能防水涂料的制备方法
步骤一：粉碎处理
将12质量份数的二氧化钛进行微米级粉碎处理和纳米级粉碎处理，制成9质量份数的二氧化钛微米粉末和4质量份数的二氧化钛纳米粉末，二氧化钛微米粉末粒径为6微米，二氧化钛纳米粉末粒径为52纳米；
步骤二：制备第一分散液
将二氧化钛微米粉末和25质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌12分钟，然后将二氧化钛微米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第一分散液取出备用，超声分散处理时间25分钟，搅拌釜内的搅拌转速为280转/分钟；
步骤三：制备第二分散液
将二氧化钛纳米粉末和12质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌22分钟，然后将二氧化钛纳米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第二分散液取出备用，超声分散处理时间35分钟，搅拌釜内的搅拌转速为280转/分钟；
步骤四：制备混合分散液
将第一分散液、第二分散液和3质量份数的甲基纤维素加入超声波发生器内进行超声分散处理35分钟，制成混合分散液取出备用；
步骤五：静置反应
所述步骤五中的防水乳液为丙烯酸乳液或纯丙乳液中的一种，所述步骤五中先将33质量份数的成膜剂、45质量份数的丙烯酸乳液和18质量份数的分散剂加入反应釜内，反应釜内升温至88摄氏度，进行搅拌35分钟，搅拌后再加入7质量份数的疏水剂进行搅拌25分钟，搅拌后将反应釜内温度降低至25摄氏度，进行保温1.5小时，保温后静置反应10小时，反应釜内的搅拌转速为300转/分钟；
步骤六：触变处理
将6质量份数的触变剂分5次加入反应釜内，每加入一次触变剂进行搅拌7分钟，共搅拌35分钟，反应釜内的搅拌转速为300转/分钟；
步骤七：制备混合液
先将混合分散液和13质量份数的增稠剂加入反应釜内，将反应釜内升温至50摄氏度，进行搅拌25分钟，搅拌后将搅拌釜内温度将至15摄氏度，再将25质量份数的甲苯二异氰酸酯加入反应釜内进行搅拌30分钟，制成混合液，反应釜内的搅拌转速400转/分钟；
步骤八：超声分散处理
将混合液进行超声分散处理，超声分散处理时间为50分钟；
步骤九：消泡处理
向超声分散处理后的混合液内加入14质量份数的消泡剂进行消泡处理，消泡处理后静置5.5小时，消泡处理时间为55分钟。
实施例三
一种自愈合的智能防水涂料的制备方法
步骤一：粉碎处理
将15质量份数的二氧化钛进行微米级粉碎处理和纳米级粉碎处理，制成10质量份数的二氧化钛微米粉末和5质量份数的二氧化钛纳米粉末，二氧化钛微米粉末粒径为6微米，二氧化钛纳米粉末粒径为52纳米；
步骤二：制备第一分散液
将二氧化钛微米粉末和27质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌12分钟，然后将二氧化钛微米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第一分散液取出备用，超声分散处理时间25分钟，搅拌釜内的搅拌转速为280转/分钟；
步骤三：制备第二分散液
将二氧化钛纳米粉末和15质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌22分钟，然后将二氧化钛纳米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第二分散液取出备用，超声分散处理时间35分钟，搅拌釜内的搅拌转速为280转/分钟；
步骤四：制备混合分散液
将第一分散液、第二分散液和4质量份数的甲基纤维素加入超声波发生器内进行超声分散处理35分钟，制成混合分散液取出备用；
步骤五：静置反应
所述步骤五中的防水乳液为丙烯酸乳液或纯丙乳液中的一种，所述步骤五中先将36质量份数的成膜剂、50质量份数的丙烯酸乳液和20质量份数的分散剂加入反应釜内，反应釜内升温至88摄氏度，进行搅拌35分钟，搅拌后再加入8质量份数的疏水剂进行搅拌25分钟，搅拌后将反应釜内温度降低至25摄氏度，进行保温1.5小时，保温后静置反应10小时，反应釜内的搅拌转速为300转/分钟；
步骤六：触变处理
将8质量份数的触变剂分5次加入反应釜内，每加入一次触变剂进行搅拌7分钟，共搅拌35分钟，反应釜内的搅拌转速为300转/分钟；
步骤七：制备混合液
先将混合分散液和15质量份数的增稠剂加入反应釜内，将反应釜内升温至50摄氏度，进行搅拌25分钟，搅拌后将搅拌釜内温度将至15摄氏度，再将30质量份数的甲苯二异氰酸酯加入反应釜内进行搅拌30分钟，制成混合液，反应釜内的搅拌转速400转/分钟；
步骤八：超声分散处理
将混合液进行超声分散处理，超声分散处理时间为50分钟；
步骤九：消泡处理
向超声分散处理后的混合液内加入15质量份数的消泡剂进行消泡处理，消泡处理后静置5.5小时，消泡处理时间为55分钟。
通过实施例一、实施例二和实施例三可以得出，本发明的制备方法制备出的防水涂料的防水性能好，具有较高的断裂延伸率、拉伸强度和自动修复功能，防水涂料的流动性和透气性好。
通过本发明的制备方法制备出的防水涂料可以当混凝土材料出现裂纹渗水或裂缝与空气接触时，修复剂自动与渗水或空气中的水分发生潮固化反应，从而修复混凝土材料的裂纹，可以提高混凝土材料的使用寿命，同时制备出的防水涂料具有优良的高弹性和绝佳的防水性能，并且本发明制备方法制备出的防水涂料无毒、无味，安全环保，通过超声分散处理制备出的防水涂料的涂膜表面形成一种特殊抗水结构使涂膜表面具有极强的疏水、防水和憎水性，同时涂膜的耐水性、耐碱性和抗紫外线能力强，具有较高的断裂延伸率、拉伸强度和自动修复功能，不易损耗，可以减少使用成本，通过分散剂和疏水剂的静置反应可以保证制备出的防水涂料状态分散，形成的结构稳定，可以达到防沉目的，避免了防水涂料沉淀结底，防水涂料的流动性好，同时不影响涂膜的透气性，避免了疏水剂导致防水材料出现透气性差的局面。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：粉碎处理
将10-15质量份数的二氧化钛进行微米级粉碎处理和纳米级粉碎处理，制成7-10质量份数的二氧化钛微米粉末和3-5质量份数的二氧化钛纳米粉末；
步骤二：制备第一分散液
将二氧化钛微米粉末和21-27质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌10-15分钟，然后将二氧化钛微米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第一分散液取出备用；
步骤三：制备第二分散液
将二氧化钛纳米粉末和10-15质量份数的乙醇加入搅拌釜内进行搅拌20-25分钟，然后将二氧化钛纳米粉末和乙醇的混合物进行超声分散处理，制成第二分散液取出备用；
步骤四：制备混合分散液
将第一分散液、第二分散液和2-4质量份数的甲基纤维素加入超声波发生器内进行超声分散处理30-40分钟，制成混合分散液取出备用；
步骤五：静置反应
将30-36质量份数的成膜剂、40-50质量份数的防水乳液、15-20质量份数的分散剂和6-8质量份数的疏水剂加入反应釜内，将反应釜内升温至85-90摄氏度，进行搅拌，搅拌后将反应釜内降温至45-50摄氏度进行保温1-2小时，保温后静置反应10-12小时；
步骤六：触变处理
将5-8质量份数的触变剂加入反应釜内，进行搅拌25-48分钟；
步骤七：制备混合液
将混合分散液、20-30质量份数的修复剂和12-15质量份数的增稠剂加入反应釜内，进行搅拌，制成混合液；
步骤八：超声分散处理
将混合液进行超声分散处理；
步骤九：消泡处理
向超声分散处理后的混合液内加入12-15质量份数的消泡剂进行消泡处理，消泡处理后静置5-6小时。
2.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中二氧化钛微米粉末粒径为5-8微米，二氧化钛纳米粉末粒径为50-55纳米。
3.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤二的超声分散处理时间20-30分钟，所述步骤三中的超声分散处理时间35-40分钟。
4.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的防水乳液为丙烯酸乳液或纯丙乳液中的一种，所述步骤五中先将成膜剂、防水乳液和分散剂加入反应釜内，反应釜内升温至88摄氏度，进行搅拌30-40分钟，搅拌后再加入疏水剂进行搅拌20-30分钟，搅拌后将反应釜内温度降低至25-30摄氏度，进行保温1.5小时，保温后静置反应10小时。
5.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤六中将触变剂分5-6次加入反应釜内，每加入一次触变剂进行搅拌5-8分钟，共搅拌25-48分钟。
6.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤七中的修复剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤七中先将混合分散液和增稠剂加入反应釜内，将反应釜内升温至50摄氏度，进行搅拌20-30分钟，搅拌后将搅拌釜内温度将至15-25摄氏度，再将修复剂加入反应釜内进行搅拌30分钟，制成混合液。
8.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤八中超声分散处理时间为45-50分钟。
9.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤九中消泡处理时间为50-60分钟。
10.根据权利要求1所述的一种自愈合的智能防水涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤二和步骤三中搅拌釜内的搅拌转速为250-300转/分钟，所述步骤五和步骤六中反应釜内的搅拌转速为280-320转/分钟，所述步骤七中反应釜内的搅拌转速350-420转/分钟。
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