CN111187556B - 一种水工用环氧树脂防水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水工用环氧树脂防水涂料及其制备方法，包括A组份和B组份，其中，A组分包括以下质量份数的组成成分：氢化双酚A环氧树脂40~60份，聚氨酯改性环氧树脂10~20份，环氧树脂增韧剂10~15份，稀释剂15~20份，偶联剂3~5份，分散剂1号0.01~0.08份，炭黑0.1~0.2份，消泡剂0.2~0.5份，钛白粉5~8份，分散剂2号0.01~0.08份，绢云母粉5~8份，气相二氧化硅1~2份，抗氧助剂1010为0.1~0.8份，抗紫外助剂UV‑327为0.2~0.5份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂5~10份，脂环胺固化剂3~5份，促进剂0.3~0.5份，止流剂0.1~0.3份。本发明所述的水工用环氧树脂防水涂料具有较高的力学性能，具备耐老化性能，不黄变，韧性好，抗冻性好，适宜严寒地区水工建筑物的防水防护。

Description

一种水工用环氧树脂防水涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工产品领域，具体来说，涉及一种水工用环氧树脂防水涂料及其制备方法。
背景技术
近年来极端气候日益频繁发生，对水工建筑物的防水防护提出了更高的要求，尤其是我国西北部严寒地区的水工建筑物的防水防护问题显得尤为重要。虽在近二十年的研究中研制开发出聚氨酯类防水涂料、双组份喷涂聚脲防水涂料、聚氨酯（脲）防水涂料、手刷性聚脲（单、双组份）防水涂料等高强度、高断裂伸长率的涂料以试图解决此类问题，以双组份喷涂聚脲防水涂料、手刷性聚脲（单、双组份）防水涂料效果最佳，但在使用过程中也发现了一些问题，主要表现在双组份速凝喷涂聚脲固化快，对基层的渗透浸润性差，对基层要求高，特别是大量的混凝土基层处理，容易产生缺陷。此外材料内应力大，容易出现边缘卷曲脱落；手刷性聚脲（单、双组份）防水涂料对施工环境要求较高，基面潮湿或环境湿度大时施工，易出现针孔、鼓包现象，湿粘结强度低，出现剥落现象。
环氧树脂防水涂料对基面要求较低，干、湿基面粘结良好，但现有环氧树脂涂料因脆性大、易黄变、易粉化等刚性以及老化问题，受温度影响较大，冬季施工黏度大，不易施工，颜填料沉降、分层，浮色、发花问题，断裂伸长率小，不能适应于混凝土一般位移形变，不能适应于水工建筑物的防水防护领域。
现有专利中专利CN104293266A介绍了一种抗震环氧浸渍胶及其制备方法，具有一定的抗冲击性和老化性能，但没有拉伸强度、断裂断裂伸长率的测试，是一种密封剂，用于建筑结构密封；专利CN 105237955 A介绍了以双酚AD型环氧树脂、氢化双酚AD型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂中的一种或几种环氧树脂，聚醚胺或脂环胺为固化剂制备的环氧树脂涂料作为无人机碳纤维增强先进复合材料的基体树脂，具有很高的拉伸强度（＞60MPa）、拉伸模量（＞2.7GPa），高温（140~160℃）烘烤或室外使用无粉化、无黄变现象，但断裂伸长率较低（＜10%），可满足混凝土一般的位移形变，针对水工混凝土大的位移形变仍不满足，易出现开裂、渗漏现象，且没有对抗冻性进行测试；专利CN103805025 A介绍的环氧树脂涂料能在夏季高温＞35℃以及冬季低温-5℃的宽温度变化范围下保持较长使用期，方便施工，快速固化，克服了常规环氧防腐蚀涂料韧性较差的缺点，但韧性仍不能够满足水工标准要求，从选择的原材料上分析，会出现黄变、老化现象。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种水工用环氧树脂防水涂料，具有较高的力学性能，拉伸强度高和断裂伸长率大，具备耐老化性能，不黄变，韧性好，抗冻性好，防水性、防腐性、防火性能好，适宜严寒地区水工建筑物的防水防护。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其中， A组分包括以下质量份数的组成成分：氢化双酚A环氧树脂40~60份，聚氨酯改性环氧树脂10~20份，环氧树脂增韧剂10~15份，稀释剂15~20份，偶联剂3~5份，分散剂1号0.01~0.08份，炭黑0.1~0.2份，消泡剂0.2~0.5份，钛白粉5~8份，分散剂2号0.01~0.08份，绢云母粉5~8份，气相二氧化硅1~2份，抗氧助剂1010为0.1~0.8份，抗紫外助剂UV-327为0.2~0.5份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂5~10份，脂环胺固化剂3~5份，促进剂0.3~0.5份，止流剂0.1~0.3份。
优选的，所述氢化双酚A环氧树脂为EP-4080E氢化环氧树脂和HE-2025 氢化环氧树脂两者组合，比例为1:1~1:2。
优选的，所述聚氨酯改性环氧树脂为聚氨酯改性的脂肪族环氧树脂。
优选的，所述稀释剂为高沸点环保溶剂乙二醇二醋酸酯（EGDA）或乙二醇乙醚醋酸酯（CAC）或丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）或耐化学性活性稀释剂K100。
优选的，所述环氧树脂增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚和环氧氯丙烷两者混合物，比例为1:1。
优选的，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（KH-560）。
优选的，所述分散剂1号的型号为FT-201，所述分散剂2号的型号为为FT-204。
优选的，所述消泡剂的型号为FT-301或FT-3065。
优选的，所述脂环胺固化剂为3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷（DMDC）和聚硫醇固化剂两者的混合物。
一种水工用环氧树脂防水涂料的制备方法，包括A组分的制备方法和B组分的制备方法：
A组分的制备方法包括以下步骤：
A1：加入环氧树脂增韧剂和分散剂1号以300~500r/min分散10min；
A2：加入炭黑，经三辊研磨1~2遍，制备出黑色浆料；
A3：加入环氧树脂增韧剂、稀释剂和分散剂2号，300~500r/min分散10min；A4：加入钛白粉，经三辊研磨1~2遍，制备出白色浆料；
A5：将氢化双酚A环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、剩余环氧树脂增韧剂和剩余稀释剂按比例加入行星分散机中，低速分散，加热至50~60℃以200~300r/min分散30min，自然降温至50℃以下；
A6：加入黑色色浆、白色色浆和绢云母粉以800~1000r/min分散20min；
A7：加入消泡剂和偶联剂，抗氧助剂1010，抗紫外助剂UV-327，以200~300r/min分散5min，三辊研磨机研磨1~2遍达到细度要求，出料分装。
B组分的制备方法包括以下步骤：
B1：将聚硫醇固化剂、脂环胺固化剂按配方比例加入封闭分散罐中，以800~1000r/min分散20min；
B2：加入促进剂和止流剂，以300~500r/min分散30min，出料分装。
本发明的有益效果是：
本发明所述的水工用环氧树脂防水涂料具有较高的力学性能，拉伸强度高和断裂伸长率大，具备耐老化性能，不黄变，韧性好，抗冻性好，适宜严寒地区水工建筑物的防水防护，并且制备方便。
附图说明
图1为本发明各实施例对应的性能图表。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1：
一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其中，氢化双酚A环氧树脂40份，聚氨酯改性环氧树脂15份，环氧树脂增韧剂15份，高沸点环保溶剂乙二醇二醋酸酯（EGDA）20份，偶联剂3份，分散剂1号0.08份，炭黑0.1份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，分散剂2号0.05份，绢云母粉5份，气相二氧化硅2份，抗氧助剂1010为0.3份，抗紫外助剂UV-327为0.3份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂10份，脂环胺固化剂3份，促进剂0.3份，止流剂0.3份。
氢化双酚A环氧树脂为EP-4080E氢化环氧树脂和HE-2025氢化环氧树脂亮着组合，比例为1:1。氢化双酚A环氧树脂为主反应原材料，氢化饱和型环氧树脂，用胺类或改性胺作固化剂时可在室温条件下固化，具有低粘度、高透明性以及长期不变色的特点。一般环氧树脂固化剂基本上都可以使用，具有良好的耐紫外线性能，固化物长期耐老化性，不变色，固化物具有非常好的透明性，又比较高的耐热性，酸酐固化时玻璃化温度可达80℃左右，固化物有良好的柔软性、粘结性和耐水性，固化物具有良好的耐酸、碱性、耐化学腐蚀性和电性能和低介电常数。
聚氨酯改性环氧树脂为聚氨酯改性的脂肪族环氧树脂。
稀释剂为高沸点环保溶剂乙二醇二醋酸酯（EGDA）。稀释剂为环保型稀释剂，调整涂料的黏度，便于施工。
环氧树脂增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚和环氧氯丙烷两者混合物，比例为1:1。
偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（KH-560）。偶联剂的目的是改善树脂与无机填料或基材的界面性能，提高粘结性。
分散剂1号的型号为FT-201，用于分散无机颜料炭黑，使黑色颜色均匀。分散剂2号的型号为为FT-204，用于分散无机颜料钛白粉，使黑色颜色均匀。
消泡剂的型号为FT-301或FT-3065，用于消除涂料中的气泡，提高涂料密实性，从而提高其力学性能。
脂环胺固化剂为3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷（DMDC）和聚硫醇固化剂两者的混合物。
聚硫醇固化剂、脂环胺固化剂是主反应原材料，是氢化环氧树脂的固化剂。
促进剂为2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚（DMP-30），用于促进反应。
气相二氧化硅目的是提高其抗流挂性能，方便立面或坡面施工，不流淌。
绢云母粉为粉状填料，提高涂料的机械性能，耐磨性，老化性能。
止流剂用于提高抗流挂效果。
一种水工用环氧树脂防水涂料的制备方法，包括A组分的制备方法和B组分的制备方法：
A组分的制备方法包括以下步骤：
A1：加入环氧树脂增韧剂和分散剂1号以300~500r/min分散10min；
A2：加入炭黑，经三辊研磨1~2遍，制备出黑色浆料；
A3：加入环氧树脂增韧剂、稀释剂和分散剂2号，300~500r/min分散10min；A4：加入钛白粉，经三辊研磨1~2遍，制备出白色浆料；
A5：将氢化双酚A环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、剩余环氧树脂增韧剂和剩余稀释剂按比例加入行星分散机中，低速分散，加热至50~60℃以200~300r/min分散30min，自然降温至50℃以下；
A6：加入黑色色浆、白色色浆和绢云母粉以800~1000r/min分散20min；
A7：加入消泡剂和偶联剂，抗氧助剂1010，抗紫外助剂UV-327，以200~300r/min分散5min，三辊研磨机研磨1~2遍达到细度要求，出料分装。
B组分的制备方法包括以下步骤：
B1：将聚硫醇固化剂、脂环胺固化剂按配方比例加入封闭分散罐中，以800~1000r/min分散20min；
B2：加入促进剂和止流剂，以300~500r/min分散30min，出料分装。
实施例2：
一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其中，氢化双酚A环氧树脂55份，聚氨酯改性环氧树脂15份，环氧树脂增韧剂20份，稀释剂20份，偶联剂3份，分散剂1号0.05份，炭黑0.1份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，分散剂2号0.05份，绢云母粉5份，气相二氧化硅2份，抗氧助剂1010为0.3份，抗紫外助剂UV-327为0.3份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂8份，脂环胺固化剂5份，促进剂0.3份，止流剂0.3份。
稀释剂为耐化学性活性稀释剂K100。
脂环胺固化剂为3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷（DMDC）。
实施例2其余组分及其制备方法同实施例1。
实施例3：
一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其中，氢化双酚A环氧树脂55份，聚氨酯改性环氧树脂15份，环氧树脂增韧剂15份，稀释剂20份，偶联剂3份，分散剂1号0.08份，炭黑0.1份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，分散剂2号0.05份，绢云母粉5份，气相二氧化硅2份，抗氧助剂1010为0.3份，抗紫外助剂UV-327为0.3份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂10份，脂环胺固化剂5份，促进剂0.3份，止流剂0.3份。
稀释剂为耐化学性活性稀释剂K100。
实施例3其余组分及其制备方法同实施例1。
实施例4：
一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其中，氢化双酚A环氧树脂50份，聚氨酯改性环氧树脂15份，环氧树脂增韧剂20份，稀释剂20份，偶联剂3份，分散剂1号0.08份，炭黑0.1份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，分散剂2号0.05份，绢云母粉5份，气相二氧化硅2份，抗氧助剂1010为0.3份，抗紫外助剂UV-327为0.3份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂8份，脂环胺固化剂5份，促进剂0.3份，止流剂0.3份。
稀释剂为耐化学性活性稀释剂K100。
实施例4其余组分及其制备方法同实施例1。
实施例5：
一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其中，氢化双酚A环氧树脂55份，聚氨酯改性环氧树脂20份，环氧树脂增韧剂20份，稀释剂20份，偶联剂3份，分散剂1号0.08份，炭黑0.1份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，分散剂2号0.05份，绢云母粉5份，气相二氧化硅2份，抗氧助剂1010为0.3份，抗紫外助剂UV-327为0.3份；B组分包括以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂10份，脂环胺固化剂5份，促进剂0.3份，止流剂0.3份。
实施例5其余组分及其制备方法同实施例1。
如图1所示的图表内，A、B配比为100:6~10，显示了各实施例组分对应的性能效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种水工用环氧树脂防水涂料，包括A组份和B组份，其特征在于，其中，A组分由以下质量份数的组成成分：氢化双酚A环氧树脂40～60份，聚氨酯改性环氧树脂10～20份，环氧树脂增韧剂10～15份，稀释剂15～20份，偶联剂3～5份，分散剂1号0.01～0.08份，炭黑0.1～0.2份，消泡剂0.2～0.5份，钛白粉5～8份，分散剂2号0.01～0.08份，绢云母粉5～8份，气相二氧化硅1～2份，抗氧助剂1010为0.1～0.8份，抗紫外助剂UV-327为0.2～0.5份；B组分由以下质量份数的组成成分：聚硫醇固化剂5～10份，脂环胺固化剂3～5份，促进剂0.3～0.5份，止流剂0.1～0.3份；
所述氢化双酚A环氧树脂为EP-4080E氢化环氧树脂和HE-2025氢化环氧树脂两者组合，比例为1:1～1:2；
所述聚氨酯改性环氧树脂为聚氨酯改性的脂肪族环氧树脂；
所述环氧树脂增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚和环氧氯丙烷两者混合物，比例为1:1；
所述A组分与B组分的配比比例为100:6～10。
2.根据权利要求1所述的一种水工用环氧树脂防水涂料，其特征在于，所述稀释剂为高沸点环保溶剂乙二醇二醋酸酯(EGDA)或乙二醇乙醚醋酸酯(CAC)或丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)或耐化学性活性稀释剂K100。
3.根据权利要求2所述的一种水工用环氧树脂防水涂料，其特征在于，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)。
4.一种如权利要求1所述的水工用环氧树脂防水涂料的制备方法，其特征在于，包括A组分的制备方法和B组分的制备方法：
A组分的制备方法包括以下步骤：
A1：加入环氧树脂增韧剂和分散剂1号以300～500r/min分散10min；
A2：加入炭黑，经三辊研磨1～2遍，制备出黑色浆料；
A3：加入环氧树脂增韧剂、稀释剂和分散剂2号，300～500r/min分散10min；A4：加入钛白粉，经三辊研磨1～2遍，制备出白色浆料；
A5：将氢化双酚A环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、剩余环氧树脂增韧剂和剩余稀释剂按比例加入行星分散机中，低速分散，加热至50～60℃以200～300r/min分散30min，自然降温至50℃以下；
A6：加入黑色浆料、白色浆料和绢云母粉以800～1000r/min分散20min；
A7：加入消泡剂和偶联剂，抗氧助剂1010，抗紫外助剂UV-327，以200～300r/min分散5min，三辊研磨机研磨1～2遍达到细度要求，出料分装；
B组分的制备方法包括以下步骤：
B1：将聚硫醇固化剂、脂环胺固化剂按配方比例加入封闭分散罐中，以800～1000r/min分散20min；
B2：加入促进剂和止流剂，以300～500r/min分散30min，出料分装。
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