CN109762094A - ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液、聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料和防水卷材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液、聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料和防水卷材及其制备方法。ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液由包括以下重量份的原料制备而成：丙烯酸1～8重量份、丙烯酸丁酯12～18重量份、甲基丙烯酸甲酯20～25重量份、引发剂0.10～0.30重量份、分散剂0.1～1重量份、纳米ZnO 1.5～3.0重量份、水45～65重量份、乳化剂1‑2重量份、苯乙烯0～10重量份、丙烯腈0～10重量份。纳米氧化锌为n型半导体化合物，能够吸收高于其禁带宽度的短波光辐射的能量，产生电子跃迁及相应的空穴，并将能量传递给周围的介质，从而保护了防水卷材长期暴露于紫外环境下在浇筑混凝土的粘接性能。

Description

ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液、聚丙烯酸共聚物乳液水性涂 料和防水卷材及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑防水领域，更具体地，涉及ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液、聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料和防水卷材及其制备方法。

背景技术

高分子自粘胶膜防水卷材是一种多层结构复合的防水卷材，通常包括主防水层和压敏粘合剂层。该类防水卷材可以与后浇混凝土在其固化后形成完整连续的粘接，能够有效防止在防水卷材和结构混凝土层之间发生窜水现象。该类防水卷材在应用过程中，通常需要预先铺设或者固定在基层混凝土上。对于材料在建筑底板工程的实际应用过程中，施工进度难以严格控制，防水卷材外露经受阳光的暴晒的时间可能长于1个月，特别是分段施工时，段与段连接处的卷材甚至外漏超过2个月。因此，高分子自粘胶膜预铺防水卷材表面的耐紫外保护设计是基本的、必不可少的。同时，在隧道工程施工过程中，防水卷材长期暴露于潮湿阴暗的环境中，容易滋生细菌导致防水卷材表面发霉，影响与后浇混凝土的粘接强度。

中国专利申请CN 92101244.6公开了一种防水卷材，该防水卷材主要包括载体、涂在载体基层一个面上的合成粘合剂和涂在合成粘合剂上的保护层。该保护涂层在户外曝光条件下，与后浇混凝土的粘合力随曝光时间的增加而迅速减小。该卷材并未考虑在潮湿阴暗环境中卷材表面容易发霉的现象。中国专利申请CN 103119113 A公开了一种防水卷材，该防水卷材包括：载体片、压敏粘合剂层、保护涂层和高度可剥离性粘合层，其保护涂层并未考虑防水卷材暴露于潮湿阴暗环境中卷材表面容易发霉的问题。中国专利申请CN102725139A公开了一种防水卷材，该防水卷材包括：挠性载体片、压敏粘合层和在粘合剂表面上的发射性粒子。反射性粒子主要为磨碎了的白水泥或磨碎的水化白水泥。白水泥砂做保护涂层，在卷材运输和卷材铺设过程中，白水泥砂会脱落，容易造成压敏胶层的暴露，经过紫外光照射后，胶层容易老化而跟后浇混凝土粘接强度变差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的高分子防水卷材在施工过程中由于长期暴露于紫外光或潮湿环境中与后浇混凝土的粘合性变差的问题，提供了一种包含ZnO纳米材料杂化丙烯酸乳液保护涂层的防水卷材及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液，所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液由包括以下重量份的原料制备而成：

丙烯酸1～8重量份、丙烯酸丁酯12～18重量份、甲基丙烯酸甲酯20～ 25重量份、引发剂0.10～0.30重量份、分散剂0.1～1重量份、纳米ZnO 1.5～ 3.0重量份、水45～65重量份、乳化剂1-2重量份、苯乙烯0～10重量份、丙烯腈0～10重量份。

上述原料可通过商购获得。

作为本发明优选的实施方式，所述纳米ZnO的比表面积＞10m²/g，原因在于，比表面越大，纳米颗粒的粒径越小，纳米效应所带来的耐候性能和耐发霉性能的优势更突出。

本发明中，所述引发剂、分散剂和乳化剂可选用本领域技术人员常规采用的引发剂、分散剂和乳化剂。

作为本发明优选的实施方式，所述分散剂选自烷基苯聚醚磺酸钠、聚磷酸盐和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述乳化剂选自十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯月桂醚和松香油皂中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠和 AIBN中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液由包括以下步骤的制备方法制得：

1)将分散剂加入到水中，在搅拌条件下加入纳米ZnO，分散并超声处理；

2)将乳化剂、引发剂和水于反应容器中混合搅拌，然后分多次加入丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯，可选地加入苯乙烯和/或丙烯腈，进行聚合反应；

3)向反应容器中加入步骤1)处理得到的纳米ZnO；

4)保温，再经冷却、氨中和、过滤后得到所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液。

根据本发明，步骤1)中，分散的目的在于初步将纳米ZnO分散于水中，超声处理的目的在于进一步彻底的将ZnO分散于水中。

本发明的第二方面提供一种聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料，该聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料包括以下组分：

水10～50重量份、ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液25～80重量份、无机颗粒45～70重量份、助溶剂0～60重量份、分散剂0～5重量份、润湿剂0～5重量份、成膜助剂0～5重量份、防腐剂0～5重量份、硅烷偶联剂0～5重量份、紫外吸收剂0～1.0重量份、除钛白粉外的其他颜料0～10 重量份、防霉剂0～5重量份、消泡剂0～2重量份、流平剂0.5～5重量份、钛白粉0.5～10重量份；

所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液为上述的ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液。

根据本发明，钛白粉加入涂料中会大大提高涂料的遮盖能力，可以有效散射可见光及紫外线，显著提高涂层的耐光老化性能，也可起到常规颜料的作用。

作为本发明优选的实施方式，所述无机颗粒选自碳酸钙、河沙、水玻璃砂、炉渣、氢氧化铝、方解石、石英石、沸石、蛭石、铝矾土、页岩、长石、珍珠岩、硅酸盐和铝酸盐中的至少一种；所述无机颗粒的粒径为 40～150μm，无机颗粒的粒径在该范围的原因在于，无机颗粒过细容易导致涂层粘卷，过粗的话容易涂层不容易连续成膜，同时易于导致涂层开裂，在该范围内最为合适。

本发明中，所述助溶剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、防腐剂、硅烷偶联剂、紫外吸收剂、除钛白粉外的其他颜料、防霉剂、消泡剂和流平剂可选用本领域技术人员常规采用的助溶剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、防腐剂、硅烷偶联剂、紫外吸收剂、除钛白粉外的其他颜料、防霉剂、消泡剂和流平剂。其中，更优选的，所述除钛白粉外的其他颜料选自锌钡白、铅铬黄、氧化铁红和酞菁蓝中的至少一种。

本发明的第三方面提供所述的聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料的制备方法，该制备方法包括：

1)获得第一液体，所述第一液体为水，或者水与以下至少一种组分的混合物：助溶剂、分散剂、润湿剂、除钛白粉外的其他颜料；

2)在搅拌条件下，向所述第一液体中加入ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液及钛白粉，选择性地加入防霉剂，分散后选择性地加入成膜助剂、防腐剂、硅烷偶联剂、紫外吸收剂和消泡剂中的至少一种，再加入无机颗粒，混合分散，得到分散料；

3)将流平剂与水混合，加入至步骤2)的分散料中，搅拌，得到所述聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料。

本发明的第四方面提供一种高分子防水卷材，所述防水卷材包括主防水层、在该主防水层一个表面上的压敏粘合剂层和在该压敏粘合剂层上的保护涂层；所述保护涂层由上述的聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料制得。

作为本发明优选的实施方式，所述主体防水层的材质选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯，硫化三元乙丙橡胶和聚氨酯中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述压敏粘合剂层的材质选自丁基橡胶的胶粘剂、聚异丁烯的胶粘剂、丁基的胶粘剂、丙烯酸的胶粘剂、乙烯基醚的胶粘剂、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的胶粘剂、聚丁二烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的胶粘剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的胶粘剂和苯乙烯-丁二烯橡胶的胶粘剂中的至少一种。更有选选自苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的胶粘剂、聚丁二烯 -乙烯-丁烯-苯乙烯的胶粘剂和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的胶粘剂中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述压敏粘合剂层的制备原料还包括吸光剂、光稳定剂、抗老剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、填料、增塑剂和流变添加剂中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述吸光剂为炭黑和/或苯并三唑。

作为本发明优选的实施方式，所述光稳定剂为位阻胺和/或二苯甲酮。

作为本发明优选的实施方式，所述抗老剂为受阻酚类抗老剂。

作为本发明优选的实施方式，所述填料选自钛白粉、碳酸钙和二氧化硅中的至少一种。

作为本发明优选的实施方式，所述主防水层的厚度为0.5～2mm，更优选为0.7～1.5mm；所述压敏粘合剂层的厚度为100～500μm，更优选为250～ 350μm；所述保护涂层的厚度为100～350μm。主防水层为防水卷材提供了机械强度和防水完整性。

作为本发明优选的实施方式，所述高分子防水卷材的宽度为50～ 400cm，更优选为100～240cm；防水卷材的长度为10～50m，更优选为15～ 25m；所述高分子防水卷材的厚度为1.0～2.5mm，更优选为1.2～1.7mm。

本发明具有以下几个优点：

本发明先将ZnO纳米材料进行预分散，然后再制备成ZnO纳米材料杂化的丙烯酸乳液，再将乳液制备成丙烯酸乳液复合涂料。和没有对纳米氧化锌预处理比较，紫外老化性能和耐霉菌性等级得到明显的提升。纳米氧化锌在与细菌接触时，锌离子缓慢释放，由于锌离子具有还原性，并能与细胞的琉基、羧酸、羟基反应，破坏其结构，进入细胞后破坏电子传递系统的酶，并与-SH基团反应，达到杀菌的目的。在杀灭细菌后，锌离子可以从细胞内游离出来，并重复上述过程。纳米氧化锌为n型半导体化合物，能够吸收高于其禁带宽度的短波光辐射的能量，产生电子跃迁及相应的空穴，并将能量传递给周围的介质，从而保护了防水卷材长期暴露于紫外环境下在浇筑混凝土的粘接性能。

本发明防水涂层中添加了较大粒径的无机颗粒，无机颗粒能够参与水泥水化反应，增加防水卷材与后浇混凝土的粘接力，同时无机颗粒之间是通过纳米ZnO材料杂化丙烯酸乳液连接，有效防止了水在颗粒之间传递而形成的窜水通道。

本发明的保护复合涂层使防水卷材安装铺设后，不需要隔离膜而适宜人行走。在房屋建筑底板施工过程中，在长期暴露于紫外光照后，或者在隧道工程施工过程中，长期暴露于潮湿阴暗的环境中后，仍能够与后浇混凝土具有良好的粘接强度。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明实施例中，高速分散的转速为1000-1500rpm，低速搅拌的转速为500-1000rpm，中速搅拌的转速为100-500rpm。

本发明实施例中，采用的助溶剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、硅烷偶联剂、紫外吸收剂和消泡剂为本领域技术人员常规采用的助溶剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、硅烷偶联剂、紫外吸收剂和消泡剂。

本发明实施例中，采用的无机颗粒选自碳酸钙、河沙、水玻璃砂、炉渣、氢氧化铝、方解石、石英石、沸石、蛭石、铝矾土、页岩、长石、珍珠岩、硅酸盐和铝酸盐中的至少一种；所述无机颗粒的粒径为40～150μm。

本发明实施例中，所述压敏粘合剂层的材质选自苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的胶粘剂、聚丁二烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的胶粘剂和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的胶粘剂中的至少一种。

本发明实施例中，采用的除钛白粉外的其他颜料选自锌钡白、铅铬黄、氧化铁红和酞菁蓝中的至少一种。

本发明实施例中，各组分的份数均指重量份。

实施例1

纳米ZnO杂化乳液的制备

1)将0.2份聚磷酸盐加入到10份去离子水中，开动搅拌器后加入1.5 份纳米ZnO材料，然后高速分散处理20分钟，随后用超声波仪处理20分钟，备用；

2)将5份十二烷基磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入0.15份过硫酸铵、 2份苯乙烯、5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5份甲基丙烯酸甲酯；

3)聚合反应开始后加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

4)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入1份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入30份纳米ZnO杂化丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、45份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

实施例2

纳米ZnO杂化乳液的制备

1)将0.8份聚磷酸盐加入到8.5份去离子水中，开动搅拌器后加入3 份纳米ZnO材料，然后高速分散处理20分钟，随后用超声波仪处理20分钟，备用；

2)将5份十二烷基磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入0.15份过硫酸铵、 2份苯乙烯、5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5份甲基丙烯酸甲酯；

3)聚合反应开始后加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

4)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入1份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入30份纳米ZnO杂化丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、45份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

实施例3

纳米ZnO杂化乳液的制备

1)将0.3份聚磷酸盐加入到9.5份去离子水中，开动搅拌器后加入2 份纳米ZnO材料，然后高速分散处理20分钟，随后用超声波仪处理20分钟，备用；

2)将5份十二烷基磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入过0.15份过硫酸铵、2份丙烯腈、5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5份甲基丙烯酸甲酯；

3)聚合反应开始后同步加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

4)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入2份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入30份纳米ZnO杂化丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、45份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

实施例4

纳米ZnO杂化乳液的制备

1)将0.5份聚磷酸盐加入到9.5份去离子水中，开动搅拌器后加入2 份纳米ZnO材料，然后高速分散处理20分钟，随后用超声波仪处理20分钟，备用；

2)将5份十二烷基磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入过0.15份过硫酸铵、7份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5份甲基丙烯酸甲酯；

3)聚合反应开始后同步加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

4)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入1份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入30份纳米ZnO杂化丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、45份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上，涂布厚度为300微米；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，涂布厚度为200微米，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

实施例5

纳米ZnO杂化乳液的制备

1)将0.5份聚磷酸盐加入到9.5份去离子水中，开动搅拌器后加入2 份纳米ZnO材料，然后高速分散处理20分钟，随后用超声波仪处理20分钟，备用；

2)将5份十二烷基磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入0.15份过硫酸铵、 2份苯乙烯、5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5份甲基丙烯酸甲酯；

3)聚合反应开始后加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

4)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入1份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入25份纳米ZnO杂化丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、50份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

实施例6

纳米ZnO杂化乳液的制备

1)将0.8份聚磷酸盐加入到8.5份去离子水中，开动搅拌器后加入3 份纳米ZnO材料，然后高速分散处理20分钟，随后用超声波仪处理20分钟，备用；

2)将5份十二烷基磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入0.15份过硫酸铵、 5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5份甲基丙烯酸甲酯；

3)聚合反应开始后加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

4)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)中速搅拌下向水中加入30份纳米ZnO杂化丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8份钛白粉、45份无机颗粒，混合分散10分钟。

2)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

3)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

对比例1

丙烯酸乳液的制备

1)将2份纳米ZnO材料、5份烷基苯聚醚磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份过硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入过0.15份硫酸铵、2份苯乙烯、5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5 份甲基丙烯酸甲酯；

2)聚合反应开始后加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

3)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入1份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入30份丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8 份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、45份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

对比例2

丙烯酸乳液的制备

1)将2份纳米ZnO材料、5份烷基苯聚醚磺酸钠、38.85份去离子水和0.15份硫酸铵加入反应釜中，搅拌下升温至70℃，然后在3小时内连续加入过0.15份硫酸铵、2份苯乙烯、5份丙烯酸、15份丙烯酸丁酯、22.5 份甲基丙烯酸甲酯；

2)聚合反应开始后加入步骤1)的纳米ZnO悬浮液；

3)滴加完毕后，在45℃保温3小时，冷却、氨中和、过滤、出料。

聚合物涂层的制备

1)精确称量加入10份去离子水，低速搅拌下加入1.5份助溶剂、0.5 份分散剂、0.2份润湿剂，分散均匀后加入1份除钛白粉外的其他颜料，高速分散20分钟，检测细度合格。

2)中速搅拌下加入70份丙烯酸乳液分散10分钟至均匀后再加入5.8 份钛白粉、1份成膜助剂、0.5份硅烷偶联剂、0.5份紫外吸收剂、0.2份消泡剂、5份无机颗粒，混合分散10分钟。

3)0.8份流平剂和4份的水先预混合均匀，将预混合物缓慢加入分散料中，中速搅拌15分钟(中速以分散体见漩涡但不能上下翻滚和周边料能混入为准)，至仅有极少微泡。

4)检测合格后包装待用。

防水卷材的制备

1)首先通过螺杆挤出机挤出高密度聚乙烯片材；

2)将热熔压敏胶在150～170℃的加热箱中熔融，然后通过涂布模头，将热熔胶涂覆在挤出的片材上；

3)将制备好的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料，采用常规的喷涂方式均匀的涂布在热熔胶表面，并在80℃的干燥设备内干燥，干燥时间为1分钟。

测试例

将实施例1-6及对比例1-2制得的卷材进行性能测试，结果如表1所示。

表1制备的防水卷材的后浇混凝土粘接性能、表面粘合性和耐霉菌性等级

-表示无力值

从上述数据可以看出，采用经过预分散的纳米ZnO杂化丙烯酸乳液涂料的防水卷材，其紫外老化性能和耐霉菌性等级得到明显的提升。在氙灯老化箱中放置720小时后，与后浇混凝土粘结性能仍然在1.7N/mm以上。同时，高无机颗粒填料含量增大，卷材防粘处理部位不粘合，因此，防水卷材的制备过程中可以直接去掉隔离膜。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液，其特征在于，所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液由包括以下重量份的原料制备而成：

丙烯酸1～8重量份、丙烯酸丁酯12～18重量份、甲基丙烯酸甲酯20～25重量份、引发剂0.10～0.30重量份、分散剂0.1～1重量份、纳米ZnO 1.5～3.0重量份、水45～65重量份、乳化剂1-2重量份、苯乙烯0～10重量份、丙烯腈0～10重量份。

2.根据权利要求1所述的ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液，其中，所述纳米ZnO的比表面积＞10m²/g。

3.根据权利要求1或2所述的ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液，其中，

所述分散剂选自烷基苯聚醚磺酸钠、聚磷酸盐和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；

所述乳化剂选自十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯月桂醚和松香油皂中的至少一种；

所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钠和AIBN中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液，其中，所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液由包括以下步骤的制备方法制得：

1)将分散剂加入到水中，在搅拌条件下加入纳米ZnO，分散并超声处理；

2)将乳化剂、引发剂和水于反应容器中混合搅拌，然后分多次加入丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯，可选地加入苯乙烯和/或丙烯腈，进行聚合反应；

3)向反应容器中加入步骤1)处理得到的纳米ZnO；

4)保温，再经冷却、氨中和、过滤后得到所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液。

5.一种聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料，其特征在于，该聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料包括以下组分：

水10～50重量份、ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液25～80重量份、无机颗粒45～70重量份、助溶剂0～60重量份、分散剂0～5重量份、润湿剂0～5重量份、成膜助剂0～5重量份、防腐剂0～5重量份、硅烷偶联剂0～5重量份、紫外吸收剂0～1.0重量份、除钛白粉外的其他颜料0～10重量份、防霉剂0～5重量份、消泡剂0～2重量份、流平剂0.5～5重量份、钛白粉0.5～10重量份；

所述ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液为权利要求1-4中任意一项所述的ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液；

所述无机颗粒选自碳酸钙、河沙、水玻璃砂、炉渣、氢氧化铝、方解石、石英石、沸石、蛭石、铝矾土、页岩、长石、珍珠岩、硅酸盐和铝酸盐中的至少一种；所述无机颗粒的粒径为40～150μm。

6.权利要求5所述的聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：

1)获得第一液体，所述第一液体为水，或者水与以下至少一种组分的混合物：助溶剂、分散剂、润湿剂、除钛白粉外的其他颜料；

2)在搅拌条件下，向所述第一液体中加入ZnO纳米材料杂化丙烯酸类乳液及钛白粉，选择性地加入防霉剂，分散后选择性地加入成膜助剂、防腐剂、硅烷偶联剂、紫外吸收剂和消泡剂中的至少一种，再加入无机颗粒，混合分散，得到分散料；

3)将流平剂与水混合，加入至步骤2)的分散料中，搅拌，得到所述聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料。

7.一种高分子防水卷材，其特征在于，

所述防水卷材包括主防水层、在该主防水层一个表面上的压敏粘合剂层和在该压敏粘合剂层上的保护涂层；

所述保护涂层由权利要求5所述的聚丙烯酸共聚物乳液水性涂料制得。

8.根据权利要求7所述的高分子防水卷材，其中，

所述主体防水层的材质选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯，硫化三元乙丙橡胶和聚氨酯中的至少一种；

所述压敏粘合剂层的材质选自丁基橡胶的胶粘剂、聚异丁烯的胶粘剂、丁基的胶粘剂、丙烯酸的胶粘剂、乙烯基醚的胶粘剂、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的胶粘剂、聚丁二烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的胶粘剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的胶粘剂和苯乙烯-丁二烯橡胶的胶粘剂中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的高分子防水卷材，其中，

所述压敏粘合剂层的制备原料还包括吸光剂、光稳定剂、抗老剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、填料、增塑剂和流变添加剂中的至少一种；

所述吸光剂为炭黑和/或苯并三唑；

所述光稳定剂为位阻胺和/或二苯甲酮；

所述抗老剂为受阻酚类抗老剂；

所述填料选自钛白粉、碳酸钙和二氧化硅中的至少一种。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的高分子防水卷材，其中，

所述主防水层的厚度为0.5～2mm，所述压敏粘合剂层的厚度为100～500μm，所述保护涂层的厚度为100～350μm。