CN109679501A - 一种硅烷改性防水涂料及其制备方法 - Google Patents

一种硅烷改性防水涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种制备硅烷改性防水涂料的方法，其包括在第一温度下，均匀混合增塑剂和含钙填料，且在真空条件下对混合物体系进行负压脱水，得到第一反应混合物；在第二温度下，均匀混合第一反应混合物、硅烷改性树脂及其它助剂，得到第二反应混合物；在第三温度下，均匀混合第二反应混合物和催化剂，得到所述硅烷改性防水涂料。本申请还涉及利用如上所述的方法制备的硅烷改性防水涂料。本申请的硅烷改性防水涂料材料常温下无味，在制备的防水涂料产品中，其稳定性优异，遇水汽固化交联，环保无污染。

Description

一种硅烷改性防水涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及密封胶技术领域。具体来说，本申请涉及一种硅烷改性防水涂料及其制备方法。
背景技术
建筑防水指为防止水对建筑物某些部位的渗透而从建筑材料上和构造上所采取的措施。防水多使用在屋面、地下建筑、建筑物的地下部分和需防水的内室和储水构筑物等。材料防水是靠建筑材料阻断水的通路，以达到防水的目的或增加抗渗漏的能力，如卷材防水、涂膜防水、混凝土及水泥砂浆刚性防水以及粘土、灰土类防水等。构造防水则是采取合适的构造形式，阻断水的通路，以达到防水的目的，如止水带和空腔构造等。建筑防水的主要应用领域包括房屋建筑的屋面、地下、外墙和室内；城市道路桥梁和地下空间等市政工程；高速公路和高速铁路的桥梁、隧道；地下铁道等交通工程；引水渠、水库、坝体、水利发电站及水处理等水利工程等。随着社会的进步和建筑技术的发展，建筑防水材料的应用还会向更多领域延伸。
作为使用结构建筑的第一层防水保护层，防水涂料种类较多。目前市面上常用的包括聚氨酯防水涂料、水泥基防水涂料及丙烯酸类防水涂料。而硅烷改性类聚合物作为一种较新的树脂材料应用于防水涂料领域的产品较为少见，其优异的环保性能、低VOC、对基材粘接性广泛等优势，使得硅烷改性涂料的产品的研发变得十分重要。
因此，本领域迫切需要开发一种硅烷改性防水涂料的制备方法。
发明内容
本申请之目的在于提供一种硅烷改性防水涂料材料，从而解决上述现有技术中的技术问题。本申请之目的还在于提供一种制备硅烷改性防水涂料材料的方法。在本文所述的制备硅烷改性防水涂料材料的方法中，首先将增塑剂及钙粉在高温下脱水，然后添加硅烷改性树脂及其它助剂小料，搅拌均匀得到硅烷改性防水涂料。
本申请的硅烷改性防水涂料材料不含游离异氰酸酯，环保无污染。本申请的硅烷改性防水涂料产品在一定的温度及湿度的情况下可发生交联反应从而达到粘接密封的性能。同时不释放有毒有害气体，不释放油类物质，极大改善了防水涂料对基材的粘接性能。
为了实现上述目的，本申请提供下述技术方案。
在第一方面中，本申请提供一种制备硅烷改性防水涂料的方法，所述方法包括下述步骤：
S1：在第一温度下，均匀混合增塑剂和含钙填料，且在真空条件下对混合物体系进行负压脱水，得到第一反应混合物；
S2：在第二温度下，均匀混合第一反应混合物、硅烷改性树脂及其它助剂，得到第二反应混合物；
S3：在第三温度下，均匀混合第二反应混合物和催化剂，得到所述硅烷改性防水涂料；
其中所述硅烷改性树脂官能度为2，颜色澄清透明，标准条件下粘度为40000-60000mPa·s。
在第一方面的一种实施方式中，所述第一温度为100-120℃，优选地为105-115℃；
和/或，所述第二温度为低于60℃；
和/或，所述第三温度为低于60℃。
在第一方面的一种实施方式中，步骤S1中的负压脱水时间为4-6小时；
和/或，所述步骤S2中的混合通过搅拌实现，混合时间为0.5-1小时；
和/或，所述步骤S3中的混合通过搅拌实现，混合时间为0.5-1小时。
在第一方面的一种实施方式中，步骤S1中所述增塑剂为聚醚多元醇PPG2000；
和/或，步骤S1中所述的含钙填料为重质碳酸钙。
在第一方面的一种实施方式中，步骤S2中硅烷改性树脂为910R，S203H，SPUR1015LM或Desmoseal S XP 2636中的一种或两种以上的组合；
和/或，步骤S2中，所述其它助剂包括抗老化剂、吸水剂、粘接促进剂或气硅中的一种或几种。
在第一方面的一种实施方式中，以重量为基准计，在所述步骤S1中，所述增塑剂及含钙填料重量占所有原料总重量的50％-55％。
在第一方面的一种实施方式中，以重量为基准计，在所述步骤S2中，硅烷改性树脂及其它助剂的重量占所有原料总重量的45％-50％。
在第一方面的一种实施方式中，以重量为基准计，在所述步骤S3中，催化剂的重量占所有原料总重量的0.1％-0.2％。
在第一方面的一种实施方式中，步骤S3中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡DY-12、DY-5505、DY-5508、有机铋催化剂DY-20、环保锌催化剂DY-5350中的一种。
在第二方面中，本申请提供一种通过如第一方面所述的制备硅烷改性防水涂料的方法所制备的硅烷改性防水涂料。
在第二方面的一种实施方式中，所述硅烷改性防水涂料材料在空气中潮气固化养护一周,凝胶的表干时间小于或等于100分钟。
在第二方面的一种实施方式中，以重量份数为基准计，所述硅烷改性防水涂料由以下原料组分制成：100份增塑剂、160份含钙填料、100份硅烷改性树脂、2.5份抗老化剂、5份除水剂、3份粘接促进剂和0.8份催化剂。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于本申请的硅烷改性防水涂料材料常温下无味，在制备的防水涂料产品中，其稳定性优异，遇水汽固化交联，环保无污染。
具体实施方式
除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分、物理或其它性质(如分子量，熔体指数等)是100至1000，意味着明确列举了所有的单个数值，例如100，101,102等，以及所有的子范围，例如100到166,155到170,198到200等。对于包含小于1的数值或者包含大于1的分数(例如1.1，1.5等)的范围，则适当地将1个单位看作0.0001，0.001，0.01或者0.1。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1.这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本申请中。本申请内的数值范围尤其提供了含钙填料含量，搅拌温度，以及这些组分的各种特征和性质。
关于化学化合物使用时，除非明确地说明，否则单数包括所有的异构形式，反之亦然(例如，“己烷”单独地或共同地包括己烷的全部异构体)。另外，除非明确地说明，否则用“一个”，“一种”或“该”形容的名词也包括其复数形式。
术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本申请中披露无关。为消除任何疑问，除非明确说明，否则本申请中所有使用术语“包含”，“包括”，或“具有”的组合物可以包含任何附加的添加剂、辅料或化合物。相反，除了对操作性能所必要的那些，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由……组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。
在第一方面中，本申请提供一种制备硅烷改性防水涂料材料的方法，所述方法可包括下述步骤：
S1:在100-120℃的温度下，使增塑剂及钙粉充分搅拌均匀，真空条件下对混合物体系进行负压脱水；
S2：在低于50℃的温度下，加入硅烷改性树脂及其它助剂小料，搅拌均匀得中间预混物；
S3:在低于50℃的温度下，加入催化剂，搅拌均匀得到硅烷改性防水涂料成品材料；
其中所述硅烷改性树脂官能度为2，颜色澄清透明，标准条件下粘度为40 000-60000mPa·s。
在第一方面的一种实施方式中，增塑剂及钙粉充分混合均匀。
在第一方面的一种实施方式中，对增塑剂及钙粉的混合物进行加温至100-120℃。
在第一方面的一种实施方式中，对增塑剂及钙粉的混合物进行真空脱水。
在第一方面的一种实施方式中，所述负压脱水时间为4-6小时。
在第一方面的一种实施方式中，步骤S2中的搅拌时间为0.5-1小时；和/或步骤S3中的搅拌时间为0.5-1小时。
在第一方面的一种实施方式中，所述原材料包含硅烷改性树脂、DINP、钙粉、抗老化剂、吸水剂、粘接促进剂及催化剂等原材料。
在第一方面的一种实施方式中，在所述步骤S1中，所述增塑剂及钙粉重量占比为50％-55％。
在第一方面的一种实施方式中，在所述步骤S2中，硅烷封端树脂及其它小料助剂的添加量为45％-50％。
在第一方面的一种实施方式中，在所述步骤S3中，催化剂的添加量为0.1％-0.2％。
在第二方面中，本申请提供一种通过如第一方面所述的制备改性硅烷防水涂料材料的方法来制备的硅烷改性防水涂料材料。
在第二方面的一种实施方式中，所述硅烷改性防水涂料材料在空气中潮气固化养护一周,凝胶的表干时间小于或等于100分钟。
在一种具体实施方式中，本申请提供了一种改性硅烷防水涂料材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)在100-120℃的温度下，使增塑剂及钙粉充分搅拌均匀，真空条件下对混合物体系进行负压脱水；
(2)在低于50℃的温度下，加入硅烷改性树脂及其它助剂小料，搅拌均匀得中间预混物；
(3)在低于50℃的温度下，加入催化剂，搅拌均匀得到硅烷改性防水涂料成品材料；
步骤(1)中，所述增塑剂为常规市售的增塑剂。较佳地，所述增塑剂为聚醚多元醇PPG2000。所述聚醚多元醇PPG2000较佳地由上海东大化学有限公司提供。
步骤(1)中，所述钙粉为市售常规钙粉。较佳地，所述钙粉为重质碳酸钙Omyacarb5-JI,由长兴欧米亚钙业有限公司提供。
步骤(1)中，所述增塑剂及钙粉的混合温度为本领域常规温度，较佳地为小于40℃。
步骤(1)中，所述增塑剂及钙粉的混合后，蒸汽加热，控制温度在100-120摄氏度之间，较佳地为105-115℃。
步骤(1)中，真空减压除水，较佳地开始升温时开始脱水，压力保持在-0.1MPa。
步骤(1)中，较佳地，真空减压除水时间为4-6小时。
步骤(2)中，所述硅烷改性树脂包含但不局限于910R,S203H,SPUR 1015LM,Desmoseal S XP 2636,所述硅烷改性树脂910R由上海东大化学有限公司提供；S203H由钟化贸易(上海)有限公司提供；SPUR 1015LM由迈图高新材料集团提供，Desmoseal S XP2636由科思创聚合物(中国)有限公司提供。
步骤(2)中，所述小料助剂分别为抗老化助剂B75、粘接促进剂Dynasylan 1189、除水剂Silquest A-171,较佳地，所述B75由巴斯夫股份有限公司提供；Dynasylan 1189由赢创特种化学(上海)有限公司提供；Silquest A-171由迈图高新材料集团提供。
步骤(2)中，较佳地，硅烷改性树脂及其它小料助剂添加温度小于50℃。
步骤(2)中，较佳地，硅烷改性树脂及其它小料助剂添加后，在500r/min下高速搅拌0.5-1h。
步骤(2)中，搅拌分散过程中，需要通循环水冷却，保持釜体温度低于50℃。
步骤(3)中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，较佳地由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供。
步骤(3)中，催化剂添加温度小于50℃。
步骤(3)中，搅拌分散过程中，需要通循环水冷却，保持釜体温度低于50℃。
步骤(3)中，较佳地，催化剂添加后，高速搅拌0.5-1h。
在一种具体实施方式中，本申请还提供了上述制备方法制得的硅烷改性防水涂料材料。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本申请各较佳实例。
实施例
下面将结合本申请的实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，聚醚多元醇PPG2000较佳地由上海东大化学有限公司提供。
硅烷改性树脂910R由上海东大化学有限公司提供。
S203H由钟化贸易(上海)有限公司提供。
SPUR 1015LM由迈图高新材料集团提供。
Desmoseal S XP 2636由科思创聚合物(中国)有限公司提供。
重质碳酸钙Omyacarb 5-JI,由长兴欧米亚钙业有限公司提供。
B75由巴斯夫股份有限公司提供。
Dynasylan 1189由赢创特种化学(上海)有限公司提供。
Silquest A-171由迈图高新材料集团提供。
二月桂酸二丁基锡由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供。
下述实施中，均在一个行星搅拌器内进行。
实施例1
一种硅烷改性防水涂料材料，其由如下制备方法制得：
(1)将100g聚醚多元醇PPG2000与160g Omyacarb 5-JI投入反应釜，在500r/min下高速搅拌同时通蒸汽升温至110℃，负压抽真空脱水4小时，检测水分合格后，降温至50℃后分别加入100g 910R,2.5g B75,5g Silquest A-171,3g Dynasylan 1189,搅拌均匀并通冷却水循环降温。
(2)1小时后，在低于50℃下加入二月桂酸二丁基锡0.8g，冷却水循环条件下搅拌半小时后出料，即得。
实施例2
一种硅烷改性防水涂料材料，其由如下制备方法制得：
(1)将100g聚醚多元醇PPG2000与160g Omyacarb 5-JI投入反应釜，在500r/min高速搅拌同时通蒸汽升温至110℃，负压抽真空脱水4小时，检测水分合格后，降温至50℃后分别加入100g S203H,2.5g B75,5g Silquest A-171,3g Dynasylan 1189,搅拌均匀并通冷却水循环降温。
(2)1小时后，在低于50℃下加入二月桂酸二丁基锡0.8g，冷却水循环条件下搅拌半小时后出料，即得。
实施例3
一种硅烷改性防水涂料材料，其由如下制备方法制得：
(1)将100g聚醚多元醇PPG2000与160g Omyacarb 5-JI投入反应釜，在500r/min高速搅拌同时通蒸汽升温至110℃，负压抽真空脱水4小时，检测水分合格后，降温至50℃后分别加入100g SPUR 1015LM,2.5g B75,5g Silquest A-171,3g Dynasylan 1189,搅拌均匀并通冷却水循环降温。
(2)1小时后，在低于50℃下加入二月桂酸二丁基锡0.8g，冷却水循环条件下搅拌半小时后出料，即得。
实施例4
一种硅烷改性防水涂料材料，其由如下制备方法制得：
(1)将100g聚醚多元醇PPG2000与160g Omyacarb 5-JI投入反应釜，在500r/min高速搅拌同时通蒸汽升温至110℃，负压抽真空脱水4小时，检测水分合格后，降温至50℃后分别加入100g Desmoseal S XP 2636,2.5g B75,5g Silquest A-171,3g Dynasylan 1189,搅拌均匀并通冷却水循环降温。
(2)1小时后，在低于50℃下加入二月桂酸二丁基锡0.8g，冷却水循环条件下搅拌半小时后出料，即得。
在25℃下，分别测试实施例1-4的硅烷改性防水涂料材料在空气中潮气固化养护一周后的模量、表干时间、断裂伸长率以及拉伸强度，测试结果如下表1所示。
表1.硅烷改性防水涂料性能数据
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种制备硅烷改性防水涂料的方法，所述方法包括下述步骤：
S1：在第一温度下，均匀混合增塑剂和含钙填料，且在真空条件下对混合物体系进行负压脱水，得到第一反应混合物；
S2：在第二温度下，均匀混合第一反应混合物、硅烷改性树脂及其它助剂，得到第二反应混合物；
S3：在第三温度下，均匀混合第二反应混合物和催化剂，得到所述硅烷改性防水涂料；
其中所述硅烷改性树脂官能度为2，颜色澄清透明，标准条件下粘度为40000-60000mPa·s。
2.如权利要求1所述的制备硅烷改性防水涂料的方法，其特征在于，所述第一温度为100-120℃，优选地为105-115℃；
和/或，所述第二温度为低于60℃；
和/或，所述第三温度为低于60℃。
3.如权利要求1所述的制备硅烷改性防水涂料的方法，其特征在于，步骤S1中的负压脱水时间为4-6小时；
和/或，所述步骤S2中的混合通过搅拌实现，混合时间为0.5-1小时；
和/或，所述步骤S3中的混合通过搅拌实现，混合时间为0.5-1小时。
4.如权利要求1所述的制备硅烷改性防水涂料的方法，其特征在于，步骤S1中所述增塑剂为聚醚多元醇PPG2000；
和/或，步骤S1中所述的含钙填料为重质碳酸钙。
5.如权利要求1所述的制备硅烷改性防水涂料的方法，其特征在于，步骤S2中硅烷改性树脂为910R，S203H，SPUR 1015LM或Desmoseal S XP 2636中的一种或两种以上的组合；
和/或，步骤S2中，所述其它助剂包括抗老化剂、吸水剂、粘接促进剂或气硅中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的制备硅烷改性防水涂料的方法，其特征在于，以重量为基准计，在所述步骤S1中，所述增塑剂及含钙填料重量占所有原料总重量的50％-55％；
和/或，在所述步骤S2中，硅烷改性树脂及其它助剂的重量占所有原料总重量的45％-50％；
和/或，在所述步骤S3中，催化剂的重量占所有原料总重量的0.1％-0.2％。
7.如权利要求1所述的制备硅烷改性防水涂料的方法，其特征在于，步骤S3中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡DY-12、DY-5505、DY-5508、有机铋催化剂DY-20、环保锌催化剂DY-5350中的一种。
8.一种通过如权利要求1-7中任一项所述的制备硅烷改性防水涂料的方法所制备的硅烷改性防水涂料。
9.如权利要求8所述的硅烷改性防水涂料，其特征在于，所述硅烷改性防水涂料材料在空气中潮气固化养护一周,凝胶的表干时间小于或等于100分钟。
10.如权利要求8所述的硅烷改性防水涂料，其特征在于，以重量份数为基准计，所述硅烷改性防水涂料由以下原料组分制成：100份增塑剂、160份含钙填料、100份硅烷改性树脂、2.5份抗老化剂、5份除水剂、3份粘接促进剂和0.8份催化剂。
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CN113025097A (zh) * 2019-12-25 2021-06-25 安徽米兰士装饰材料有限公司 一种高耐候性外露型屋面防水涂料及其制备方法
CN115850706A (zh) * 2022-12-12 2023-03-28 上海东大化学有限公司 硅烷改性聚合物、其合成方法及采用其制备防水涂料的方法

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JP2014040498A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Panac Co Ltd 自己粘着性フィルム、これを用いた飛散防止ガラスの製造方法
CN106634768A (zh) * 2016-12-14 2017-05-10 湖北回天新材料股份有限公司 浸水粘接性能优异的硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法

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