CN109554102A - 一种用于建筑物防水的防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种用于建筑物防水的防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于建筑物防水的防水涂料及其制备方法。一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、消泡剂、固化剂、改性的纳米碳酸钙填料、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、增稠剂、分散剂和水。其制备方法为：将聚醚多元醇、聚酯多元醇混合、脱水后加入异氰酸酯，经保温制得甲组分；将消泡剂、固化剂、改性的纳米碳酸钙填料、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、增稠剂、分散剂和水混合、研磨制得乙组分；使用时，混合甲组合和乙两组分。上述用于建筑物防水的防水涂料防水性能优异、疏水性好，兼具柔韧性和耐低温性，且其制备方法高效、环保。

Description

一种用于建筑物防水的防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑防水领域，且特别涉及一种用于建筑物防水的防水涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，人们的生活水平越来越高，对室内装修的要求也越来越高，尤其对墙面的功能性要求逐渐提高。当前房屋装修过程中，经常出现墙面渗水现象，已经严重影响房屋质量和居住环境。
煤焦油聚氨酯防水涂料是市场中常见的防水涂料，但煤焦油中含有大量有毒有害易挥发物质，会危害人体健康和破坏空气质量。因此急需开发绿色环保挥发性较小的防水涂料。
水性防水涂料是一种以水为分散介质的涂料，挥发性较小，绿色健康，对环境和人体影响较小，在西方发达国家已经得到广泛推广和应用。但国内水性涂料品种较单一，生产过程复杂，生产成本较高，质量不稳定，普遍存在疏水性不够高的缺点，防水涂料无法同时兼具柔韧性、耐低温性和较高的粘结强度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提出一种用于建筑物防水的防水涂料，其具有防水性能优异、耐候性好、疏水性好的特点，同时兼具柔韧性、耐低温性和较高的粘结强度。
本发明的另一目的是针对现有技术的不足提出一种用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，上述方法制备的用于建筑物防水的防水涂料具有防水性能优异、耐候性好、疏水性好的特点，同时兼具柔韧性、耐低温性和较高的粘结强度。制备方法简单高效，制备过程以水为分散介质，无挥发性有机溶剂，绿色环保。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：30~50份聚醚多元醇、30~50份聚酯多元醇、20~40份异氰酸酯、1~2份消泡剂、1~2份固化剂、20~30份改性的纳米碳酸钙填料、5~10份硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3~6份增稠剂、3~8份分散剂和20~30份水。
优选地，按照重量份计，主要由以下原料制成：40份聚醚多元醇、40份聚酯多元醇、30份异氰酸酯、1.5份消泡剂、1.5份固化剂、25份改性的纳米碳酸钙填料、7.5份硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、4.5份增稠剂、5.5份分散剂和25份水。
优选地，聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇中的至少一种。
优选地，聚酯多元醇为醇酸系聚酯多元醇。
优选地，改性的纳米碳酸钙填料由聚甲基丙烯酸甲酯对改性的纳米碳酸钙进行改性制得。
优选地，硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅是由带有硝基或酯基的硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性制得。
本发明还提出一种用于建筑防水的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
制备甲组分：将聚醚多元醇、聚酯多元醇混合，经过充分脱水后，加入异氰酸酯，并80℃下保温反应1~3小时，降温至30~50℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将消泡剂、固化剂、改性的纳米碳酸钙填料、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、增稠剂、分散剂和水充分分散后制得的混合物经研磨、灌装制得乙组分；
使用时，将甲组分和乙组分按照重量比1~1.5: 1进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
优选地，制备甲组分步骤中，脱水的压力为0.05~0.08MPa，温度为90~120℃。
优选地，制备甲组分步骤中，脱水的时间为90~150分钟。
优选地，制备乙组分步骤中，分散的强度为500~1000转/分钟。
本发明实施例的一种用于建筑物防水的防水涂料的有益效果是：
（1）在用于建筑物防水的防水涂料的制备中，将聚醚多元醇和聚酯多元醇两者混合，使用于建筑物防水的防水涂料同时兼具较好的柔韧性、耐低温性和较高的粘结强度。
（2）在用于建筑物防水的防水涂料的制备中引入聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳酸钙填料，能够减少改性的碳酸钙填料的团聚，增加改性的碳酸钙填料和防水涂料之间的相容性，同时提高了刚度和拉伸强度。
（3）在制备中引入硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，提高了用于建筑物防水的防水涂料的疏水性、耐污性和易清洗性。同时，纳米二氧化硅的加入提高了用于建筑物防水的防水涂料的耐候性和固含量。
（4）本发明提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，具有防水性能优异、耐候性好、疏水性好的特点，同时兼具柔韧性和耐低温的优良性能。其制备过程以水为分散介质，无挥发性有机物的排放，环保效果好，制备过程绿色无污染，制备成本较低。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
传统的溶剂型涂料在制备和施工中大量使用有机溶剂，对人类健康和环境造成危害。水性防水涂料是以水为分散介质配制的涂料，无毒无污染、成本低、施工方便，还具有溶剂型涂料固有的高硬度、耐磨损等优异性能。
纳米二氧化硅尺寸小，比表面积大，能够产生量子效应和表面效应，化学活性较强。将纳米二氧化硅加入到防水涂料中，能够提高防水涂料的键合力，增强防水涂料的密度、固含量、强度、韧性和延展性。防水涂料中的亲水性基团使得防水涂料的耐水性欠佳，遇水易溶胀，影响涂料的防水功能和装饰性能。在防水涂料中加入硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅，能够提高防水涂料的疏水性和美观性。
下面对本发明实施例的用于建筑物防水的防水涂料进行具体说明。
本发明实施例提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：30~50份聚醚多元醇、30~50份聚酯多元醇、20~40份异氰酸酯、1~2份消泡剂、1~2份固化剂、20~30份改性的纳米碳酸钙填料、5~10份硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3~6份增稠剂、3~8份分散剂和20~30份水。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述用于建筑物防水的防水涂料按照重量份计，主要由以下原料制成：40份聚醚多元醇、40份聚酯多元醇、30份异氰酸酯、1.5份消泡剂、1.5份固化剂、25份改性的纳米碳酸钙填料、7.5份硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、4.5份增稠剂、5.5份分散剂和25份水。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述聚酯多元醇为醇酸系聚酯多元醇。
聚醚多元醇制得的预聚体有良好的水解稳定性，较好的柔韧性和伸展性，耐低温性能好；聚酯多元醇制得的预聚体内聚力大，粘结强度高，但耐低温和耐水解性能差。因此将聚醚多元醇和聚酯多元醇两者混合，将使水性聚氨酯防水涂料在性能上得到互补。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述改性的纳米碳酸钙填料由聚甲基丙烯酸甲酯对纳米碳酸钙进行改性制得。引入聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳酸钙填料，能够减少改性的碳酸钙填料的团聚，增加改性的碳酸钙填料和防水涂料之间的相容性，同时提高了刚度和拉伸强度。
进一步地，在本发明较佳实施例中，上述硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅由带有硝基或酯基的硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性制得。
利用带有硝基或酯基的硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性，能够提高水性聚氨酯防水涂料的疏水性，进而提高耐污性和易清洗性。同时，纳米二氧化硅的加入提高了水性聚氨酯防水涂料的耐候性和固含量。
本发明实施例提出的一种制备上述用于建筑物防水的防水涂料制备方法，包括以下步骤：
制备甲组分：将聚醚多元醇、聚酯多元醇混合，经过充分脱水后，加入异氰酸酯，并80℃下保温反应1~3小时，降温至30~50℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将消泡剂、固化剂、改性的纳米碳酸钙填料、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、增稠剂、分散剂和水充分分散后制得的混合物经研磨、灌装制得乙组分；
使用时，将甲组分和乙组分按照重量比1~1.5: 1进行混合。
进一步地，在本发明较佳实施例中，制备甲组分步骤中，脱水的压力为0.05~0.08MPa，温度为90~120℃。
进一步地，在本发明较佳实施例中，制备乙组分步骤中，分散的强度为500~1000转/分钟。充分搅拌能够使乙组分中的各种原料充分混合分散均匀，在制得的用于建筑物防水的防水涂料中充分发挥作用。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：30克聚氧化丙烯二醇、45克醇酸系聚酯多元醇、30克异氰酸酯、2克消泡剂、1.8克固化剂、30克改性的纳米碳酸钙填料、6克经带硝基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、6克增稠剂、5.5克分散剂和22克水。
本实施例还提出一种制备上述用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
制备甲组分：将30克聚氧化丙烯二醇、45克醇酸系聚酯多元醇加入到真空反应釜中，反应釜压力控制为0.08MPa，在100℃下脱水反应120分钟，加入30克异氰酸酯，在80℃下保温反应2小时，降温至35℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将2克消泡剂、1.8克固化剂、30克改性的纳米碳酸钙填料、6克经带硝基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、6克增稠剂、5.5克分散剂、22克水放入高速分散机中，在600转/分钟的转速下分散60分钟，研磨，灌装，制得乙组分。
使用时，将50克甲组分和50克乙组分进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
实施例2
本实施例提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：45克聚氧化丙烯三醇、35克醇酸系聚酯多元醇、20克异氰酸酯、1.3克消泡剂、1.5克固化剂、25克改性的纳米碳酸钙填料、8.5克经带酯基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3克增稠剂、3克分散剂和25克水。
本实施例还提出一种制备上述用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
制备甲组分：将45克聚氧化丙烯三醇、35克醇酸系聚酯多元醇加入到真空反应釜中，反应釜压力控制为0.06MPa，在100℃下脱水反应120分钟，加入20克异氰酸酯，在80℃下保温反应2小时，降温至35℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将1.3克消泡剂、1.5克固化剂、25克改性的纳米碳酸钙填料、8.5克经带酯基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3克增稠剂、3克分散剂、25克水放入高速分散机中，在500转/分钟的转速下分散60分钟，研磨，灌装，制得乙组分。
使用时，将75克甲组分和50克乙组分进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
实施例3
本实施例提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：50克聚四氢呋喃二醇、50克醇酸系聚酯多元醇、35克异氰酸酯、1.8克消泡剂、2克固化剂、28克改性的纳米碳酸钙填料、10克经带酯基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、4.5克增稠剂、8克分散剂和30克水。
本实施例还提出一种制备上述用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
制备甲组分：将50克聚四氢呋喃二醇、50克醇酸系聚酯多元醇加入到真空反应釜中，反应釜压力控制为0.04MPa，在100℃下脱水反应120分钟，加入35克异氰酸酯，在80℃下保温反应2小时，降温至35℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将1.8克消泡剂、2克固化剂、28克改性的纳米碳酸钙填料、10克经带酯基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、4.5克增稠剂、8克分散剂、30克水放入高速分散机中，在750转/分钟的转速下分散60分钟，研磨，灌装，制得乙组分。
使用时，将62.5克甲组分和50克乙组分进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
实施例4
本实施例提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：40克聚氧化丙烯三醇、30克聚四氢呋喃二醇、40克异氰酸酯、1克消泡剂、1.3克固化剂、20克改性的纳米碳酸钙填料、5克经带硝基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、5克增稠剂、4克分散剂和28克水。
本实施例还提出一种制备上述用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
制备甲组分：将40克聚氧化丙烯三醇、30克聚四氢呋喃二醇加入到真空反应釜中，反应釜压力控制为0.07MPa，在100℃下脱水反应120分钟，加入40克异氰酸酯，在80℃下保温反应2小时，降温至35℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将1克消泡剂、1.3克固化剂、20克改性的纳米碳酸钙填料、5克经带硝基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、5克增稠剂、4克分散剂、28克水放入高速分散机中，在850转/分钟的转速下分散60分钟，研磨，灌装，制得乙组分。
使用时，将55克甲组分和50克乙组分进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
实施例5
本实施例提出的一种用于建筑物防水的防水涂料，按照重量份计，主要由以下原料制成：35克聚氧化丙烯二醇、40克醇酸系聚酯多元醇、25克异氰酸酯、1.5克消泡剂、1克固化剂、22克改性的纳米碳酸钙填料、7.5克经带硝基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3.5克增稠剂、7克分散剂和20克水。
本实施例还提出一种制备上述用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
制备甲组分：将35克聚氧化丙烯二醇、40克醇酸系聚酯多元醇加入到真空反应釜中，反应釜压力控制为0.05MPa，在100℃下脱水反应120分钟，加入25克异氰酸酯，在80℃下保温反应2小时，降温至35℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将1.5克消泡剂、1克固化剂、22克改性的纳米碳酸钙填料、7.5克经带硝基的硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3.5克增稠剂、7克分散剂、20克水放入高速分散机中，在1000转/分钟的转速下分散60分钟，研磨，灌装，制得乙组分。
使用时，将70克甲组分和50克乙组分进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
对比例1
本对比例1与实施例1的主要区别在于，甲组分的制备过程中未加入聚氧化丙烯二醇。
对比例2
本对比例2与实施例2的主要区别是乙组分的制备过程中加入的纳米二氧化硅未经硅烷偶联剂改性。
对比例3
本对比例3与实施例3的主要区别是乙组分的制备过程中加入的纳米碳酸钙填料未经聚甲基丙烯酸甲酯改性。
为使本发明提出的一种用于建筑物防水的防水涂料的优势更加清楚，分别采用实施例1~5和对比例1~3的用于建筑物防水的防水涂料对墙面进行处理，并对处理后的墙面进行性能测试，按GB/T 16777-2008第15章进行不透水性实验，参照GB/T 1733-1993漆膜耐水性测定法进行耐水性实验，参照GB/T 9780-2013建筑涂料涂层耐沾污性试验方法进行耐污性能试验，参照GB/T 1865-2009色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射暴露中的方法1（人工气候老化）进行耐人工老化性能试验，得到如表1所示的对比结果。
可以看出，采用实施例1~5的用于建筑物防水的防水涂料处理后的墙面各项性能优良。对比例1在甲组分的制备过程中未加入聚氧化丙烯二醇，制备的用于建筑物防水的防水涂料的不透水性、耐水性、耐污性和耐老化性能较差。对比例2在乙组分的制备过程中加入的纳米二氧化硅未经硅烷偶联剂改性，所制备的用于建筑物防水的防水涂料的疏水性和耐污性不够强。对比例3在乙组分的制备过程中加入的纳米碳酸钙填料未经聚甲基丙烯酸甲酯改性，墙面的耐水性和耐污性较差。
表1 采用实施例1~5和对比例1~3的用于建筑物防水的防水涂料处理后的墙面性能对比
综上所述，本发明实施例的一种用于建筑物防水的防水涂料，具有防水性能优异、耐候性好、疏水性好的特点，同时兼具柔韧性、耐低温性和较高的粘结强度。制备方法简单高效，制备过程以水为分散介质，无挥发性有机溶剂，绿色环保。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于建筑物防水的防水涂料，其特征在于，按照重量份计，主要由以下原料制成：30~50份聚醚多元醇、30~50份聚酯多元醇、20~40份异氰酸酯、1~2份消泡剂、1~2份固化剂、20~30份改性的纳米碳酸钙填料、5~10份硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、3~6份增稠剂、3~8份分散剂和20~30份水。
2.根据权利要求1所述的一种用于建筑物防水的防水涂料，其特征在于，按照重量份计，主要由以下原料制成：40份所述聚醚多元醇、40份所述聚酯多元醇、30份所述异氰酸酯、1.5份所述消泡剂、1.5份所述固化剂、25份所述改性的纳米碳酸钙填料、7.5份所述硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、4.5份所述增稠剂、5.5份所述分散剂和25份所述水。
3.根据权利要求1所述的一种用于建筑物防水的防水涂料，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和聚四氢呋喃二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于建筑物防水的防水涂料，其特征在于，所述聚酯多元醇为醇酸系聚酯多元醇。
5.根据权利要求1所述的一种用于建筑物防水的防水涂料，其特征在于，所述改性的纳米碳酸钙填料由聚甲基丙烯酸甲酯对改性的纳米碳酸钙进行改性制得。
6.根据权利要求1所述的一种用于建筑物防水的防水涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅由带有硝基或酯基的硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行改性制得。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备甲组分：将聚醚多元醇、聚酯多元醇混合，经过充分脱水后，加入异氰酸酯，并80℃下保温反应1~3小时，降温至30~50℃时灌装制得甲组分；
制备乙组分：将消泡剂、固化剂、改性的纳 米碳酸钙填料、硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅、增稠剂、分散剂和水充分分散后制得的混合物经研磨、灌装制得乙组分；
使用时，将所述甲组分和所述乙组分按照重量比1~1.5: 1进行混合后制得用于建筑物防水的防水涂料。
8.根据权利要求7所述的用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其特征在于，制备甲组分步骤中，所述脱水的压力为0.05~0.08MPa，温度为90~120℃。
9.根据权利要求7所述的用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其特征在于，制备甲组分步骤中，所述脱水的时间为90~150分钟。
10.根据权利要求7所述的用于建筑物防水的防水涂料的制备方法，其特征在于，制备乙组分步骤中，所述分散的强度为500~1000转/分钟。
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