CN110724427A - 一种防水耐酸涂料及其制备方法和一种防水耐酸涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水耐酸涂料及其制备方法和一种防水耐酸涂层，所述防水耐酸涂料包括以下质量份的原料：改性硅溶胶35‑40份、耐酸剂15‑22份、助剂8～18份、膨胀蛭石40‑42份、醇醚溶剂18‑25份、水适量，所述改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得。耐酸剂、改性硅溶胶和膨胀蛭石相互协同作用能够增强涂料的稳定性，使得涂料在具有较好的防水耐酸性能的同时，还能够增强其耐高温性、耐冻性、耐老化等性能，适用于作外墙涂料。

Description

一种防水耐酸涂料及其制备方法和一种防水耐酸涂层
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其是涉及一种防水耐酸涂料及其制备方法和一种防水耐酸涂层。
背景技术
外墙涂料应用于涂刷建筑外立墙面，因而最重要的一项指标就是抗紫外线照射性能，要求其能够长时间照射不变色。部分外墙涂料还要求具有抗水性能以及要求具有自涤性，漆膜要硬而平整，脏污一冲就掉。外墙涂料能用于内墙涂刷使用是因为它具有抗水性能，而内墙涂料却不具备抗晒功能，所以不能把内墙涂料当外墙涂料用。
由于外墙装饰直接暴露在室外，经受风、雨、日晒的侵袭，故要求涂料有耐水、耐老化以及良好的附着力，同时还要求具有抗冻融性好的特点。近些年部分地区出现了酸雨，并且随着气温升高，酸雨的腐蚀性增强，随着夏季雨水量不断增加，在洪涝季节一些建筑物的外墙体底部甚至会浸泡在积水中，因而对于外墙涂料的耐酸性能又提出了新的要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种防水耐酸涂料及其制备方法和一种防水耐酸涂层，该涂料具有良好的防水性和耐酸性，适用于作为外墙涂料。
本发明所采取的技术方案是：
本发明提供了一种防水耐酸涂料，包括以下质量份的原料：改性硅溶胶35-40份、耐酸剂15-22份、助剂8～18份、膨胀蛭石40-42份、醇醚溶剂18-25份、水适量，所述改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得。
优选地，所述耐酸剂由包括以下的步骤制得：
(1)取或制备CaCO3悬浮液，预热后加入CuSO4反应得到A溶液；
(2)在所述A溶液中加入Na2SiO3和ZnCl2，陈化，得到所述耐酸剂。
进一步地，步骤(2)后还包括对步骤(2)的产品进行过滤、洗涤和干燥的步骤。
进一步地，步骤(1)中所述CaCO3悬浮液由包括以下的步骤制得：将CaCl2溶液和表面修饰剂混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液。所述表面修饰剂可以为表面活性剂，或分散剂，包含但不限于油酸钠C17H33COONa、羧酸盐、硫酸酯盐(R—O—SO3Na)、磺酸盐(R—SO3Na)、硅烷偶联剂等。
进一步地，所述预热的温度为25～35℃。
进一步地，步骤(1)中在加入CuSO4反应前还加入有预分散剂，所述预分散剂为聚丙烯酸钠，所述预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3质量的2～3wt％。
进一步地，所述CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3质量的2～5wt％。
进一步地，步骤(1)中加入CuSO4反应的时间为10～20min。
进一步地，步骤(2)中A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1:(0.1～0.2)：(0.1～0.5)。
优选地，所述助剂为增稠剂3～8份、分散剂2～5份和消泡剂3～5份。在一些优选的实施例中水的加入量为80～120份。
优选地，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，所述水溶性聚合物的分子量为1000-200000。
优选地，所述碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为5～40％。
优选地，所述醇醚溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚中的至少一种。
优选地，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的至少一种。
优选地，所述分散剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的至少一种。
本发明还提供一种上述的防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备甲组分：取配方量的增稠剂、部分配方量的水和部分配方量的分散剂，混匀得到甲组分；
制备乙组分：取剩余配方量的分散剂、配方量的消泡剂、配方量的醇醚溶剂、剩余配方量的水、配方量的改性硅溶胶、配方量的膨胀蛭石和配方量的耐酸剂，搅拌并分散得到乙组分；
取所述甲组分和所述乙组分混合，熟化。
优选地，所述改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散、静置、过滤制得。
更进一步地，所述改性硅溶胶由水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液，按设定比例投入分散机，以1300-1500r/min的转速分散10-60min，静置0.5-12h后过滤制得。
优选地，所述乙组分的颗粒细度小于10μm。
优选地，所述制备乙组分的步骤具体包括：取剩余配方量剩余配方量的分散剂、配方量的消泡剂、配方量的醇醚溶剂和剩余配方量的水在1000-1200r/min的速度下搅拌混匀，加入配方量的改性硅溶胶、配方量的膨胀蛭石和配方量的耐酸剂，先低速分散，所述低速分散的分散速度为400-600r/min，再高速分散，所述高速分散的分散速度为1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下剪切至细度小于10μm，得到乙组分。先低速搅拌有利于润湿物料，后续高速分散可以保证分散后微粒不再团聚。
本发明还提供一种防水耐酸涂层，其特征在于，由上述的防水耐酸涂料固化而成。
本发明的有益效果是：
本发明实施例提供一种防水耐酸涂料，改性硅溶胶的加入使得该涂料在涂覆后能够避免由于热胀冷缩引起的涂料开裂现象，膨胀蛭石作为填料，可起到骨架作用，耐酸剂、改性硅溶胶和膨胀蛭石相互协同作用能够增强涂料的稳定性，使得涂料在具有较好的防水耐酸性能的同时，还能够增强其耐高温性、耐冻性、耐老化等性能，适用于作外墙涂料。
本发明实施例还提供一种防水耐酸涂料的制备方法，采用先分别制备甲组分和乙组分，再将甲组分和乙组分混合熟化的方式，能够增强涂料的剪切强度、粘结强度等，还能够使得涂料具有较好的抗撕裂性，可以提高硅溶胶的稳定性，方便长期储存和运输。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种防水耐酸涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶35份、耐酸剂20份、增稠剂4份、分散剂5份、消泡剂3份、膨胀蛭石42份、丙二醇甲醚醋酸酯18份和去离子水100份。本实施例中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为15000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为5％。本实施例使用的增稠剂为聚丙烯酰胺，分散剂为脂肪酸甘油酯，消泡剂为炔二醇类，本实施例使用的消泡剂是美国气体104E。
本实施例还提供上述防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h后过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂油酸钠混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％，预热至35℃后，加入CuSO4反应15min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：取配方量4质量份的增稠剂和配方量50％的去离子水50质量份加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入配方量50％的分散剂2.5质量份，高速分散25min后，得到甲组分；
制备乙组分：取配方量剩余的50％的分散剂2.5质量份、3质量份的消泡剂、18质量份的丙二醇甲醚醋酸酯和配方量剩余的50％的去离子水50质量份加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入35质量份的改性硅溶胶、42质量份的膨胀蛭石以及20质量份的耐酸剂，在高速分散机上分散后，在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化7min后制得防水耐酸涂料。
取本实施例中制得的防水耐酸涂料进行测试，实验结果显示该防水耐酸涂料符合JG/T172-2005弹性建筑涂料标准。
实施例2
本实施例提供一种防水耐酸涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶37份、耐酸剂20份、增稠剂4份、分散剂4份、消泡剂3份、膨胀蛭石42份、乙二醇苯醚19份和去离子水110份。本实施例中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯醇，聚乙烯醇的分子量为15000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为35％。本实施例使用的增稠剂为聚氧化乙烯，分散剂为聚山梨酯，消泡剂为美国气体104E。
本实施例还提供上述防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h后过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂羧酸钠混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的3wt％，预热至35℃后，加入CuSO4反应20min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的3.5wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：取配方量4质量份的增稠剂和55质量份的去离子水加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入2质量份的分散剂，高速分散35min后，得到甲组分；
制备乙组分：取2质量份的分散剂、3质量份的消泡剂、19质量份的乙二醇苯醚和55质量份的去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入37质量份的改性硅溶胶、42质量份的膨胀蛭石以及20质量份的耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度为400-600r/min，再高速分散，分散速度为1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化15min后制得防水耐酸涂料。
取本实施例中制得的防水耐酸涂料进行测试，实验结果显示该防水耐酸涂料符合JG/T172-2005弹性建筑涂料标准。
实施例3
本实施例提供一种防水耐酸涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶38份、耐酸剂22份、增稠剂5份、分散剂2份、消泡剂4份、膨胀蛭石41份、二乙二醇乙醚19份和去离子水120份。本实施例中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为15000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为20％。本实施例使用的增稠剂为聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮，其比例为1:1，分散剂为脂肪酸甘油酯和脂肪酸山梨坦，其比例为1:1.5，消泡剂为美国气体104E。
本实施例还提供上述防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1400r/min的转速分散50min，静置12h后过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂硫酸酯盐混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的3wt％，预热至30℃后，加入CuSO4反应12min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的4.5wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：取配方量5质量份的增稠剂和60质量份的去离子水加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入1质量份的分散剂，高速分散35min后，得到甲组分；
制备乙组分：取1质量份的分散剂、4质量份的消泡剂、19质量份的二乙二醇乙醚和60质量份的去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入38质量份的改性硅溶胶、41质量份的膨胀蛭石以及22质量份的耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度为400-600r/min，再高速分散，分散速度为1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得防水耐酸涂料。
取本实施例中制得的防水耐酸涂料进行测试，实验结果显示该防水耐酸涂料符合JG/T172-2005弹性建筑涂料标准。
实施例4
本实施例提供一种防水耐酸涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶40份、耐酸剂21份、增稠剂7份、分散剂2份、消泡剂4份、膨胀蛭石40份、二乙二醇甲醚20份和去离子水110份。本实施例中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为18000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为30％。本实施例使用的增稠剂为聚丙烯酰胺，分散剂为脂肪酸甘油酯，消泡剂为美国气体104E。
本实施例还提供上述防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h后过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂硅烷偶联剂混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2.5wt％，预热至30℃后，加入CuSO4反应18min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的4wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：取配方量7质量份的增稠剂和55质量份的去离子水加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入1质量份的分散剂，高速分散35min后，得到甲组分；
制备乙组分：取1质量份的分散剂、4质量份的消泡剂、20质量份的二乙二醇甲醚和55质量份的去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入40质量份的改性硅溶胶、40质量份的膨胀蛭石以及21质量份的耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度为400-600r/min，再高速分散，分散速度为1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得防水耐酸涂料。
取本实施例中制得的防水耐酸涂料进行测试，实验结果显示该防水耐酸涂料符合JG/T172-2005弹性建筑涂料标准。
实施例5
本实施例提供一种防水耐酸涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶40份、耐酸剂22份、增稠剂8份、分散剂4份、消泡剂5份、膨胀蛭石40份、乙二醇苯醚25份和去离子水100份。本实施例中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为40％。本实施例使用的增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为脂肪酸甘油酯，消泡剂为美国气体104E。
本实施例还提供上述防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h后过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂油酸钠混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2.5wt％，预热至30℃后，加入CuSO4反应20min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：取配方量8质量份的增稠剂和50质量份的去离子水加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入2质量份的分散剂，高速分散35min后，得到甲组分；
制备乙组分：取2质量份的分散剂、5质量份的消泡剂、25质量份的二乙二醇甲醚和50质量份的去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入40质量份的改性硅溶胶、40质量份的膨胀蛭石以及22质量份的耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度为400-600r/min，再高速分散，分散速度为1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得防水耐酸涂料。
取本实施例中制得的防水耐酸涂料进行测试，实验结果显示该防水耐酸涂料符合JG/T172-2005弹性建筑涂料标准。
实施例6
本实施例提供一种防水耐酸涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶38份、耐酸剂18份、增稠剂5份、分散剂3.5份、消泡剂4份、膨胀蛭石40份、丙二醇甲醚醋酸酯22份和去离子水120份。本实施例中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为40％。本实施例使用的增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为脂肪酸甘油酯，消泡剂为美国气体104E。
本实施例还提供上述防水耐酸涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h后过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂油酸钠混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2.5wt％，预热至30℃后，加入CuSO4反应20min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：取配方量5质量份的增稠剂和60质量份的去离子水加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入1.75质量份的分散剂，高速分散35min后，得到甲组分；
制备乙组分：取1.75质量份的分散剂、4质量份的消泡剂、22质量份的丙二醇甲醚醋酸酯和60质量份的去离子水加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入38质量份的改性硅溶胶、40质量份的膨胀蛭石以及18质量份的耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度为400-600r/min，再高速分散，分散速度为1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得防水耐酸涂料。
取本实施例中制得的防水耐酸涂料进行测试，实验结果显示该防水耐酸涂料符合JG/T172-2005弹性建筑涂料标准。
实施例7
本实施例提供一种涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶38份、耐酸剂18份、增稠剂5份、分散剂3.5份、消泡剂4份、膨胀蛭石40份、丙二醇甲醚醋酸酯22份以及去离子水120份。对比例3中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为40％。本实施例中使用的增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为脂肪酸甘油酯。
上述涂料由以下制备方法制成：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h过滤，制得改性硅溶胶；
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2.5wt％，预热至30℃后，加入CuSO4反应20min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
按配方量的增稠剂和配方量的去离子水(120份)加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下得到溶液B。在溶液B中加入配方量的消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯以及配方量的分散剂(3.5份)，，进行高速分散，分散速度1000-1200r/min，高速分散30min后，再加入改性硅溶胶、膨胀蛭石以及耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度400-600r/min，再高速分散，分散速度1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到涂料。
效果实施例1
对比例1：
对比例1提供一种涂料，包括以下质量组分的原料：改性硅溶胶38份、增稠剂5份、分散剂3.5份、消泡剂4份、膨胀蛭石40份、丙二醇甲醚醋酸酯22份以及去离子水120份。对比例1中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为40％。对比例1中使用的增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为脂肪酸甘油酯。
上述涂料由以下制备方法制成：
制备改性硅溶胶：将水溶性聚合物溶液和碱性硅溶胶溶液按设定比例投入分散机，以1500r/min的转速分散30min，静置12h过滤，制得改性硅溶胶；
制备甲组分：按配方量的增稠剂和部分配方量的去离子水(60份)加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入部分配方量的分散剂(1.75份)，高速分散30min后，分散速度1000-1200r/min，得到甲组分；
制备乙组分：将剩余配方量的分散剂(1.75份)、消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯和剩余配方量的去离子水(60份)加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入改性硅溶胶、膨胀蛭石，在高速分散机上先低速分散，分散速度400-600r/min，再高速分散，分散速度1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得对比例1的涂料。
对比例2
对比例2提供一种涂料，包括以下质量组分的原料：耐酸剂18份、增稠剂5份、分散剂3.5份、消泡剂4份、膨胀蛭石40份、丙二醇甲醚醋酸酯22份以及去离子水120份。对比例2中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为40％。对比例1中使用的增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为脂肪酸甘油酯。
上述涂料由以下制备方法制成：
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2.5wt％，预热后，加入CuSO4反应20min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：按配方量的增稠剂和部分配方量的去离子水(60份)加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入部分配方量的分散剂(1.75份)，高速分散30min后，分散速度1000-1200r/min，得到甲组分；
制备乙组分：将剩余配方量的分散剂(1.75份)、消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯和剩余配方量的去离子水(60份)加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入耐酸剂和膨胀蛭石，在高速分散机上先低速分散，分散速度400-600r/min，再高速分散，分散速度1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得对比例2的涂料。
对比例3
对比例3提供一种涂料，包括以下质量组分的原料：耐酸剂18份、增稠剂5份、分散剂3.5份、消泡剂4份、丙二醇甲醚醋酸酯22份以及去离子水120份。对比例4中使用的改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得，具体使用的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的分子量为20000，碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为40％。对比例3中使用的增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为脂肪酸甘油酯。
上述涂料由以下制备方法制成：
制备耐酸剂：将CaCl2溶液和表面修饰剂混合均匀，加入Na2CO3溶液制得CaCO3悬浮液，再向CaCO3悬浮液中加入预分散剂聚丙烯酸钠，其中预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2.5wt％，预热至30℃后，加入CuSO4反应20min得到溶液A，其中CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3固含量的2wt％；向所述溶液A中加入Na2SiO3和ZnCl2陈化得到耐酸剂粗品，A溶液：Na2SiO3：ZnCl2的质量比为1：0.1：0.3；将所述耐酸剂粗品过滤、洗涤、干燥得到所述耐酸剂；
制备甲组分：按配方量的增稠剂和部分配方量的去离子水(60份)加入搅拌器混合，在300r/min的速度搅拌下，再加入部分配方量的分散剂(1.75份)，高速分散30min后，分散速度1000-1200r/min，得到甲组分；
制备乙组分：将剩余配方量的分散剂(1.75份)、消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯和剩余配方量的去离子水(60份)加入备料锅中混合均匀，在1000r/min的速度下搅拌，加入耐酸剂，在高速分散机上先低速分散，分散速度400-600r/min，再高速分散，分散速度1000-12000r/min，再在高剪切力的作用下，砂磨分散直到细度小于10μm，得到乙组分；
将所述甲组分、乙组分混合，均匀搅拌，熟化10min后制得对比例3的涂料。
上述对比例1的涂料中含有改性硅溶胶和膨胀蛭石，不含有耐酸剂，对比例2的涂料中不含有改性硅溶胶，含有耐酸剂和膨胀蛭石，对比例3的涂料中不含有改性硅溶胶和膨胀蛭石，其余成分对比例1-3与实施例6相同。实施例7的涂料组分与实施例6中的防水耐酸涂料成分相同，但是制备方法不同，实施例6是采用先制备出甲组份和乙组分，然后将甲组份和乙组分混合，得到防水耐酸涂料，而实施例7则是直接在得到的B溶液中添加消泡剂、丙二醇甲醚醋酸酯等，而后制得涂料。取上述对比例1-3的涂料和实施例6-7中的防水耐酸涂料进行实验对比，具体实验为：将对比例1-3的涂料与实施例6-7的防水耐酸涂料分别置于7.5％NaOH溶液、7.5％H2SO4溶液、7.5％NaCl中检测其耐酸碱性；分别置于水中观察涂料起泡现象；分别置于50℃、60℃、-20℃以及-30℃下进行观察涂料的耐冻性；以及分别检测涂料的表面张力、耐老化性、剪切强度、粘结强度、撕裂强度和附着力。试验结果如表1所示：
表1对比例1-3的涂料与实施例6-7的防水耐酸涂料的性能测试结果
Figure BDA0002220094900000121
从表1可以看出，相较于对比例1-3的涂料，本发明实施例6和7中的防水耐酸涂料具有更优异的耐酸碱性、耐高温性、耐冻性、耐老化、粘接强度和附着力，适用于作外墙涂料，结果表明改性硅溶胶、膨胀蛭石和耐酸剂三者具有相互协同左右，缺少耐酸剂、改性硅溶胶、膨胀蛭石中的任意一种或者两种，都会影响形成涂料的耐酸碱性、耐水性、耐高温性和耐冻性等性能。此外，从表中可以看出实施例7的涂料虽然比对比例1-3的涂料的性能要好，但是其性能测试结果稍差于实施例6的防水耐酸涂料，结果表明相较于实施例7中一次到位的制备方法，本发明实施例6中采用分别制备甲组分和乙组分，再将两者进行混合的方式制备得到的涂料的性能更佳。

Claims (10)

1.一种防水耐酸涂料，其特征在于，包括以下质量份的原料：改性硅溶胶35-40份、耐酸剂15-22份、助剂8～18份、膨胀蛭石40-42份、醇醚溶剂18-25份、水适量，所述改性硅溶胶由水溶性聚合物和碱性硅溶胶经分散制得。
2.根据权利要求1所述的防水耐酸涂料，其特征在于，所述耐酸剂由包括以下的步骤制得：
(1)取或制备CaCO3悬浮液，预热后加入CuSO4反应得到A溶液；
(2)在所述A溶液中加入Na2SiO3和ZnCl2，陈化，得到所述耐酸剂。
3.根据权利要求2所述的防水耐酸涂料，其特征在于，步骤(1)中在加入CuSO4反应前还加入有预分散剂，所述预分散剂为聚丙烯酸钠，所述预分散剂的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3质量的2～3wt％。
4.根据权利要求2所述的防水耐酸涂料，其特征在于，所述CuSO4的加入量为所述CaCO3悬浮液中CaCO3质量的2～5wt％。
5.根据权利要求1至4任一项所述的防水耐酸涂料，其特征在于，所述助剂为增稠剂3～8份、分散剂2～5份和消泡剂3～5份。
6.根据权利要求1至4任一项所述的防水耐酸涂料，其特征在于，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，所述水溶性聚合物的分子量为1000-200000。
7.根据权利要求1至4任一项所述的防水耐酸涂料，其特征在于，所述碱性硅溶胶提供的二氧化硅占所述改性硅溶胶的质量百分比为5～40％。
8.根据权利要求1至4任一项所述的防水耐酸涂料，其特征在于，所述醇醚溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇丁醚中的至少一种。
9.权利要求1至8任一项所述的防水耐酸涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备甲组分：取配方量的增稠剂、部分配方量的水和部分配方量的分散剂，混匀得到甲组分；
制备乙组分：取剩余配方量的分散剂、配方量的消泡剂、配方量的醇醚溶剂、剩余配方量的水、配方量的改性硅溶胶、配方量的膨胀蛭石和配方量的耐酸剂，搅拌并分散得到乙组分；
取所述甲组分和所述乙组分混合，熟化。
10.一种防水耐酸涂层，其特征在于，由权利要求1至8任一项所述的防水耐酸涂料固化而成。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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